空间网架结构.ppt

2.空间杆系有限元法要点（1）单元刚度矩阵空间杆系有限单元：每个杆件共有6个自由度：对应6个杆端力：它们之间的关系是球铰压力支座只能转动而不能平移，适用于多支点支承的大跨度网架板式橡胶支座通过橡胶垫的压缩和剪切变形，支座既可转动又可平移。如果在一个方向加限制，支座为单向可侧移式，否则为两向可侧移式谢谢第二章空间网架结构2.1网架的形式由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的平板空间结构。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；网架结构广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结构。具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。1.网架按弦杆层的形式按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架2.双层网架的常用形式（1）平面桁架系网架两向正交正放网架两向正交斜放、斜交斜放网架三向网架特点：由平面桁架相互交叉所组成，其上、下弦杆长度相等，杆件类型少，且上、下弦杆和腹杆在同一平面内。一般应使斜腹杆受拉，竖杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹角宜在40°～60°之间。两向正交正放网架由两组分别与边界平行的平面桁架互成90°交叉组成。同一方向的各平面桁架长度一致。网架本身属几何可变体系。适用于建筑平面为正方形或接近正方形且跨度较小的情况。两个方向的杆件内力差别不大，受力较均匀。两向正交斜放网架短桁架对长桁架有嵌固作用，受力有利。角部产生拔力，常取无角部形式。比正交正放网架空间刚度大，受力均匀，用钢省。适用于建筑平面为矩形的情况。三向网架特点：几何不变体系，网架空间刚度大，受力性能好，内力分布也较均匀。杆件数量多，节点构造比较复杂。三向网架适用于大跨度且建筑平面为三角形、六边形、多边形和圆形的情况。（2）四角锥体系网架正放四角锥网架正放抽空四角锥网架棋盘形四角锥网架斜放四角锥网架星形四角锥网架正放四角锥网架正放抽空四角锥网架杆件受力较均匀，空间刚度比其它类型的四角锥网架及两向网架好。适用于建筑平面接近正方形的周边支承及点支承情况。周边网格锥体不动外，跳格地抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆，使下弦网格尺寸扩大一倍。适用于中、小跨度或屋面荷载较轻的周边支承、点支承以及周边支承与点支承结合的网架。棋盘形四角锥网架正放四角锥网架周边四角锥不变，中间四角锥间隔抽空，下弦杆呈正交斜放，上弦杆呈正交正放。上弦杆比下弦杆短，受力合理。克服了斜放四角锥网架屋面板类型多，屋面组织排水较困难的缺点。适用于中、小跨度周边支承方形或接近方形平面的网架。斜放四角锥网架上弦杆比下弦杆短，受力合理。杆件数量少，屋面板类型多，屋面组织排水较困难。适用于中、小跨度周边支承，或周边支承与点支承相结合的矩形平面情况。星形四角锥网架由两个倒置的三角形小桁架相互正交单元组成。适用于中、小跨度周边支承方形或接近方形平面的网架。（3）三角锥体系网架三角锥网架抽空三角锥网架蜂窝形三角锥网架三角锥网架上、下弦平面均为三角形网格。杆件受力均匀，本身为几何不变体，整体抗扭、抗弯刚度好。适用于大中跨度及重屋盖建筑物，当建筑平面为三角形、六边形和圆形时最为适宜。抽空三角锥网架抽去部分三角锥单元的腹杆和下弦杆。下弦杆内力较大，用钢量省，但空间刚度较三角锥网架小。适用于中、小跨度的三角形、六边形和圆形等平面的建筑。蜂窝形三角锥网架上弦为正三角形和正六边形网格，下弦为正六边形网格。本身几何可变。其上弦杆短，下弦杆长，受力合理。适用于中、小跨度周边支承的情况，可用于六边形、圆形或矩形平面。2.2网架选型根据建筑平面形状和跨度大小，支承方式、荷载大小、屋面构造和材料、制作安装方法等因素。《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91大跨度为60m以上中跨度为30～60m小跨度为30m以下1网架结构的支承及其选型支承方式:周边支承点支承周边支承与点支承相结合两边和三边支承等。周边支承点支承点支承网架受力与钢筋混凝土无梁楼盖相似。为减小跨中正弯矩及挠度，设计时应尽量带有悬挑，多点支承网架的悬挑长度可取跨度的1／4～1／3。周边支承与点支承结合各种柱帽形式点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减小冲剪作用。柱帽可设置于下弦平面之下(图a)，也可设置于上