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组合网架结构的发展和应用


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1. 组合网架结构的发展和应用
罗马尼亚在1981年曾设计了一幢斜放四角锥组合网 架的多功能体育馆,平面尺寸30m见方,网架高度 1.80m,预制上弦板和下弦网格均为3m见方,经详 细分析,其用钢量比全钢网架可节省22%,造价可 降低1%~2%。
1980年江苏徐州夹河煤矿两幢食堂屋盖,平面尺寸 分别21m×54m及9m×l8m,与国际上同步率先在我 国采用了蜂窝形三角锥组合网格结构,与一般钢网 架相比,节省用钢量19.3%。
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4. 组合网架的计算
组合网架上弦板既有平面内力又有弯曲内力,而肋 既有轴力又有弯曲内力(包括扭矩)。
分析计算方法归纳起来大致可分为下面三种 : 1.有限元法。即采用杆元、梁元、板壳元等组合结
构有限元法来分析。此时,将上弦板离散成梁元与 板壳元,梁元能承受轴力、弯矩和扭矩,板壳元能 承受平面内力和弯曲内力。将腹杆和下弦杆仍作为 只能承受轴力的杆元。但应指出,对包括上弦节点 在内的带肋上弦板的所有节点,要考虑三个线位移 和三个角位移,对下弦节点仍可只考虑三个线位移。
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3. 组合网架的形式与分类
按一般网架的分类方法可分成平 面桁架系组合网架、四角锥体组 合网架、三角锥体组合网架等三 大类。
按上弦预制板的形式及搁置方向 可分为:正放正方形板(板内可 设置交叉肋)、斜放正方形板(板 内可设置十字肋)、正三角形板、 正三角形与六角形相间的板。
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4. 组合网架的计算
2.拟夹层板法。把上弦板作为夹层板的上表层,把 腹杆和下弦杆折算成夹层板的夹心层和下表层,由 微分方程来描述其受力状态,采用解析法或近似方 法求解,进而来计算组合网架的内力和位移。
3.简化计算法——等代空间桁架位移法。根据能量 原理,把上弦板等代为四组或三组上弦平面内的平 面交叉杆系,可采用空间桁架位移法的专用程序进 行电算。然后,再由等代平面交叉杆系的内力返回 求得上弦板及其肋的内力。我国已建成的组合网架 大多数均采用了上述简化计算方法。
1. 组合网架结构的发展和应用
以钢筋混凝土上弦板代替一般钢网架结构的上弦, 以钢和钢筋混凝土的组合节点代替钢上弦节点 。
20世纪80年代发展起来的新结构 。 墨西哥早在20世纪60年代曾提出一种空间板结构。
实际上是一块将受拉部分混凝土挖去的钢筋混凝土 平板,下弦和腹杆由Φ10圆钢制作而成。
德国MERO公司在1981 年曾提出一种称为MERO -Massiv组合网架体系。
长沙纺织大厦,地下2层,地上11层,平面尺寸 24m×27m,柱网12m×l0m和12m×7m两种,采用 正放抽空四角锥组合网架,总建筑覆盖面积约 7000m2。这是我国在高层建筑中首次采用组合网架 楼层及屋盖结构,也是目前覆盖建筑面积最大的群 体组合网架。
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2. 组合网架的特点
是一种板系、梁系与杆系共同受力的组合结构。 可充分发挥混凝土受压,钢材受拉这两种不同材
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5.组合网架的节点构造
4.对锚直焊式节点。曾用于夹河煤矿食堂的蜂窝
形三角锥组合网架。三角形的上弦预制板在对角处 通过一根螺栓锚接,六角形的上弦预制板支承在三 角形板的埋件上。腹杆是与三角形板的埋件直接相 连焊接。
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6. 组合网架的制作与安装
组合网架的下弦杆、腹杆及上弦预制板均可在预制 厂或预制现场制作,并可根据起重能力和运输条件 组装成小拼单元。
3. 螺栓环节点。这是我国自己通过试验、试制,到
工程应用的组合网架专用的上弦节点。在螺栓环上 由工厂预先采取可靠的焊接工艺加焊一块圆形钢板, 以便搁置上弦预制板,可调节圆钢板的大小来减少 螺栓环的规格和用钢量,增强螺栓环的刚度。这种 螺栓环节点首先用于上海国际购物中心组合网架楼 层结构,并获得国家专利。已在十多项工程中获得 推广应用。
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5.组合网架的节点构造
2. 焊接球缺节点。由冲压成型的
球缺(一般不足半球)与钢盖板焊接 而成。具有刚度大,加工制作简单, 腹杆连接方向性强的特点。天津大 学曾选用这种焊接球缺节点,进行 了6m跨度单向折线形组合网架的 实物模型试验,效果良好 。
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5.组合网架的节点构造
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5. 组合网架的节点构造
组合网架的上弦节点可认为是一种在上弦平面内 刚接,上弦平面外铰接的半刚半铰节点。主要有下 列几种:
1. 焊接十字板节点。主要用于角
钢组合网架。必要时盖板上可焊接 U形短钢筋,埋人灌缝中后浇细石 混凝土,缝中宜配置通长钢筋。新 乡百货大楼扩建工程、长沙纺织大 厦等都采用构造类似的这种焊接十 字板节点 。
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2. 组合网架的特点
更适用于作为楼层结构 。 跨度大,室内柱子少,建筑面积利用率高,适宜
于作为大跨度多层大型商场、展厅、灵活车间等 公共与工业建筑之用。 楼层的结构自重小,与6m×6m柱网的无梁楼盖或 升板相比可减轻结构自重50%。水平地震作用相 应降低约20%,柱和基础的内力减少15~20%。 不足之处:上弦节点的构造比较复杂,给制作安 装带来一些不便。用作楼层时,结构高度比通常 楼盖的结构高度要大。
料的强度优势。 可使结构的承重功能与围护功能合二为一,如将
组合网架用于屋盖,就不需要另行设置屋面板。 刚度大,抗震性能好。与同跨度钢网省。用于屋盖结构时,与同等跨度的钢
网架相比(包括混凝土屋面板中的用钢量),用钢 量可节省15%~25%。
组合网架的安装方法目前主要有:
截至2000年底,我国已建成的组合网架结构约40幢, 是世界上组合网架用得最多的国家。
1987年建成的江西抚州地区体育馆,平面尺寸 45.5m×58m,为目前国可编内辑p外pt 跨度最大的组合网架。2
1. 组合网架结构的发展和应用
1988年建成的新乡百货大楼加层扩建工程,平面尺 寸为35m×35m,在原两层框架结构上增加4层斜放 四角锥组合网架,这是我国首次在多层大跨建筑中 采用组合网架楼层及屋盖结构 。
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