r = 2 ~ 3
积雪荷载不与活荷载同时考虑。
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210-8
(3) 风荷载
按荷载规范确定: wk = z r s z wo
wk — 风荷载标准值 (kN/m2)
z — 风振系数 r — 重现期系数——老规范采用, 新规范已取消 s — 风荷载体型系数 z — 风压高度变化系数
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210-13
2.1.2 荷载组合
1）使用过程 设计验算 — 杆件强度、稳定; 节点强度、稳定; 结构变形、整体稳定
2）施工过程 施工验算: 施工过程模拟与数值分析验算 构件在吊装过程中的强度、稳定性; 已安装部分杆件强度、稳定; 已安装部分结构变形、整体稳定; 施工系统(包括临时支撑)整体验算。
— 杆件形式调整系数, 钢管 = 1.0 型钢 = 1.1 ~ 1.2
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210-2
上式适用范围: 周边支承, 双层网架 三层网架: qok= qw L2 / a qok — 估算自重 (kN/m2) qw — 除自重外的屋(楼)面荷载标准值 (kN/m2) L2 — 网架短向跨度(m) a — 调整系数, 钢管a = 130 ~ 140
0.07kN/m2
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210-4
2) 可变荷载 (1) 屋(楼)面活荷载 按荷载规范确定。 不上人屋面: 常取 ql = 0.5 kN/m2
(2) 积雪荷载
按荷载规范确定: Sk = r So
Sk — 雪荷载标准值 (kN/m2)
r — 屋面积雪分布系数
So — 基本雪压 (kN/m2) 积雪荷载要注意不对称积雪, 或半边有半边无。
不需要计算。
(2) 地震作用 按设计规范确定: 7度设防 — 不考虑地震作用 8度设防 — 仅考虑竖向地震作用 9度设防 — 同时考虑竖向和水平地震作用
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210-12
(3) 支座沉降与强迫就位
支座沉降: 常为土建施工误差所致, 超静定引起自应力
强迫就位: 制作和安装误差所致 (构件尺寸、支座位置) 超静定引起自应力
(4) 积灰荷载 按荷载规范确定 特别注意冶炼厂、煤矿
(5) 吊车荷载 软钩和硬钩 吊车工作制: A1 ~ A9
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210-11
3) 作用
(1) 温度变化 (t ) t = 当地极端温度( tmax 或 tmin ) - 结构安装时温度( tw); 小跨度网架, 当 t 30oC 时, 可通过构造保证,
需要验算整体稳定的双层网壳: 双层球面网壳: 厚跨比h/L<1/60 (或厚径比h/D<1/60); 双层圆柱面网壳: 厚跨比h/L<1/50; 双层双曲抛物面网壳: 厚跨比h/L<1/50; 双层椭圆抛物面(或椭球)网壳: 厚跨比h/L<1/50。
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210-17
2.2.5 网壳的矢跨比 f / l
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210-5
球面网壳屋顶或穹顶, 规范尚无准确积雪系数, 课本 中建议, 参照规范中拱型屋顶取值, 具体为:
均匀积雪—角度大于50o不积雪
r
l 8f
单跨
0.4 r 0.8
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210-6
多跨屋盖
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210-7
非均匀积雪—角度大于50o不积雪
第二章
网壳的计算与设计
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210-1
§ 2.1 荷载和作用
2.1.1 荷载和作用的类型
1) 永久荷载 (1) 网架自重
双层网架: qok= qw L2 / 200
qok — 估算自重 (kN/m2) qw — 除自重外的屋(楼)面荷载标准值 (kN/m2) L2 — 网架短向跨度(m)
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210-14
§ 2.2 网壳结构选型
2.2.1 层数 单层比双层用钢量少; 当跨度较大时, 单层受整体稳定控制, 反而双层省钢; 通常, 单层球面网壳跨度: l 80mm; 单层柱面网壳跨度: 两端支承 l 40mm; 纵向直边缘支承 l 30mm; 单层双曲抛物面网壳: l 60mm; 单层椭圆抛物面网壳: l 50mm。 同时, 应注意网格形式, 三角形网格面内刚度大, 四边形网格面内刚度小。
wo — 基本风压 (kN/m2)
风荷载分项系数: G = 1.4
通常大型结构应进行风洞试验; 较柔结构应注意风振。
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210-9
风荷载计算应注意的几个问题: a. 侧向风压 当结构高度 较大时应考虑
b. 结构 结构悬挑部分 应考虑风过敏反应
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210-10
空间网格结构非线性稳定分析
210-15
2.2.2 荷载条件 非对称荷载, 单层网壳易失稳, 宜用双层网壳。
2.2.3 网格尺寸s (或 a)
对结构挠度影响不大, 但对杆件截面影响大;
网格尺寸大, 节点少, 杆件少, 省钢, 但压杆长;
网格尺寸小, 节点多, 杆件多, 费钢, 费工;
网格尺寸a 应与网壳高度 h 协调, 使腹杆夹角 合理,
通常, =40o~55o, 当l 50m, a =1.5 ~ 3.0m,
当l > 50m, a =2.0 ~ 4.0m
曲面内角度?-两向网格尺寸协调
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210-16
2.2.4 网壳厚度h (双层网壳)——厚、薄?
h 影响结构刚度(挠度)和用钢量; 当 h 小到某临界厚度以下时, 应验算网壳的整体稳定, 注意规范的具体规定; 设计时, 应熟悉最新规范。
f / l 的大小影响网壳表面积, 即影响结构的耗能; f / l 大, 网壳表面积大, 结构的耗能大, 支座推力小; f / l 小, 网壳表面积小, 结构的耗能小, 支座推力大。
通常, f / l 推荐值: 球面网壳 — 1/5 ~ 1/2; 双曲扁网壳 — 1/10 ~ 1/6; 柱面网壳 — 1/6 ~ 1/3; 单块扭网壳 — 1/4~1/2 。
网架节点重量: 占网架总重的 20% ~ 25%。 螺栓球网架节点重量大, 焊接球节点相对较轻。
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210-3
(2) 屋面重
包括屋面板、檩条、吊重(管道、灯、设备、吊顶等)
屋面板: 混凝土板 1.0 ~ 1.5 kN/m2
彩钢板 0.11~ 0.2 kN/m2
檩条(轻屋面):