網(wǎng)架設(shè)計(網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何考慮荷載網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理)
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計是現(xiàn)代建筑工程中常用的一種結(jié)構(gòu)形式,其特點是通過一系列三角形或四邊形的桿件相互連接形成網(wǎng)格狀的立體結(jié)構(gòu)。在設(shè)計網(wǎng)架時,荷載考慮是非常重要的一環(huán),因為不同的荷載類型(如風荷載、雪荷載、自重等)會對結(jié)構(gòu)的設(shè)計和性能產(chǎn)生顯著影響。,,設(shè)計師需要根據(jù)工程的具體需求和地理位置選擇合適的材料和規(guī)格來構(gòu)建網(wǎng)架。對于地震多發(fā)區(qū),可能需要使用具有更高抗震性能的材料。荷載的計算是設(shè)計過程中的核心步驟,涉及到對不同荷載作用力的大小和方向的精確評估。這通常包括了對風速、雪量、溫度變化等因素的分析。,,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計也是確保其安全和功能性的關(guān)鍵。這可能涉及使用計算機輔助設(shè)計工具進行模擬分析,以預(yù)測結(jié)構(gòu)在不同荷載條件下的反應(yīng)。考慮到經(jīng)濟性和施工便捷性,設(shè)計者還需要確保所選方案在滿足功能要求的同時,能夠?qū)崿F(xiàn)成本效益最大化。
一、網(wǎng)架設(shè)計概述
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜的過程,涉及到多個方面的考量。
(一)結(jié)構(gòu)形式
- 基本單元:網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由許多規(guī)則的幾何體組合而成,常用的基本單元有三角錐、四角錐、三棱體、正方棱柱體,此外還有六角錐、八面體、十面體等構(gòu)成的單元。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是多根桿件按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)格狀高次超靜定空間桿系結(jié)構(gòu),其任一節(jié)點有三個自由度。對于網(wǎng)架要滿足幾何不變的條件。
(二)設(shè)計規(guī)程與規(guī)范
- 相關(guān)規(guī)程:《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》(JGJ7 - 91)是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計常用的規(guī)范,另外還有《空間網(wǎng)格技術(shù)規(guī)程》也在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計中被采用。這些規(guī)程規(guī)范為網(wǎng)架設(shè)計中的各項參數(shù)、結(jié)構(gòu)計算、施工要求等提供了依據(jù)。
二、網(wǎng)架設(shè)計中的要素
(一)支座約束條件
- 在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計中,支座約束條件的合理選用非常重要。不同的支承條件需要做出詳細的分析和計算。例如在一些工程中會根據(jù)實際情況選用橡膠支座節(jié)點,此時還需要重點考慮彈性剛度的計算方法。
(二)荷載考慮
- 風壓與雪壓:在設(shè)計時需要考慮當?shù)氐娘L壓和雪壓等氣象因素。像有的網(wǎng)架設(shè)計中風壓為0.35kN/㎡,雪壓為0.30kN/㎡等,這些荷載數(shù)據(jù)會影響網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件選型和整體穩(wěn)定性設(shè)計。
- 地震作用:根據(jù)不同的抗震設(shè)防烈度進行抗震設(shè)計,如抗震設(shè)防烈度6度、8度等不同情況,結(jié)構(gòu)在地震作用下的受力分析和結(jié)構(gòu)加強措施也是設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。
三、網(wǎng)架設(shè)計的應(yīng)用實例
(一)體育建筑
- 體育館:如沈陽某體育館網(wǎng)架屋面工程設(shè)計施工圖,包括網(wǎng)架設(shè)計說明、體育館網(wǎng)架平立面圖等多種圖紙。其建筑功能為體育類建筑,在設(shè)計中要考慮到體育場館的空間要求、使用功能、觀眾視線等多方面因素,結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架,抗震設(shè)防烈度為6度抗震,風壓為0.35kN/㎡。
- 羽毛球館:某地小型羽毛球設(shè)計圖包含羽毛球場尺寸圖、面層結(jié)構(gòu)、大樣圖等,還有羽毛球館的水暖設(shè)計、照明及燈箱設(shè)計等相關(guān)配套設(shè)計。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上同樣要考慮羽毛球運動的空間需求、安全性等,其建筑功能為體育,抗震設(shè)防烈度為8度抗震,風壓為0.30kN/㎡。
(二)商業(yè)建筑
- 某商貿(mào)城采光頂網(wǎng)架圖紙,網(wǎng)架型式為螺栓球節(jié)點正放四角錐網(wǎng)架,支承形式為周邊柱支撐,網(wǎng)架投影面積為250.00mm,基本風壓為0.35kN/mm,地震基本設(shè)防烈度為6度。商業(yè)建筑中的網(wǎng)架設(shè)計要結(jié)合商業(yè)空間的布局、采光需求等因素進行設(shè)計。
四、網(wǎng)架設(shè)計中的軟件應(yīng)用
- 在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,常用的軟件有MST和3D3S。MST是浙江大學(xué)的一款軟件,3D3S是同濟大學(xué)的一款軟件,兩者各有優(yōu)缺點,可以互相校核設(shè)計,幫助設(shè)計師進行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計算、分析和圖紙繪制等工作。
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