網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化案例）

安順鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1小時(shí)前 06:02:01 1 搶沙發(fā)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種常見的空間結(jié)構(gòu)形式,，廣泛應(yīng)用于體育館、展覽中心,、工業(yè)廠房等建筑中,。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括選擇合適的材料以承受荷載、確保結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性,、以及優(yōu)化網(wǎng)格劃分以提高經(jīng)濟(jì)性和效率。在實(shí)際應(yīng)用中,，通過引入現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)和仿真分析,，可以有效指導(dǎo)設(shè)計(jì)過程，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能的最優(yōu)化,。某體育館的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了高性能鋼材,，并通過有限元分析軟件進(jìn)行了詳細(xì)的力學(xué)性能模擬，確保了結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性,。針對(duì)特定應(yīng)用需求,，還可以考慮采用新型材料或改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式，以滿足更嚴(yán)格的使用條件,。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一,、遵循基本原則

環(huán)保性原則：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少對(duì)環(huán)境的影響，如采用環(huán)保材料,、減少能源消耗等,。
安全性原則：必須滿足安全要求，能夠承受各種可能出現(xiàn)的荷載組合,，包括靜載,、活載、風(fēng)載,、雪載等,，同時(shí)還要考慮到地震等自然災(zāi)害的影響。
經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足安全性和使用功能的前提下,，應(yīng)盡可能地降低造價(jià),。這需要綜合考慮多種因素，如材料、施工方法,、結(jié)構(gòu)形式等,。
功能性原則：必須滿足使用功能要求。根據(jù)實(shí)際需求,，可以選擇不同的網(wǎng)架形式和結(jié)構(gòu)高度,。

二、合理選擇結(jié)構(gòu)形式

按形狀分類
- 平板網(wǎng)架：可分為單層和多層兩種形式,。適用于多種建筑空間,，例如工業(yè)廠房等。平板網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式相對(duì)簡(jiǎn)單,，受力性能較好,，在一些對(duì)空間要求不是特別復(fù)雜的建筑中應(yīng)用廣泛。
- 曲面網(wǎng)架：可分為球面和拋物面等形式,。曲面網(wǎng)架造型美觀,，受力性能獨(dú)特，適用于一些對(duì)建筑外觀和空間要求較高的場(chǎng)所,，如大型體育場(chǎng)館,、展覽館等建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)。
按節(jié)點(diǎn)連接方式分類
- 焊接：通常用于鋼筋混凝土網(wǎng)架,。焊接連接方式能夠使節(jié)點(diǎn)連接牢固,，但對(duì)施工工藝要求較高，需要保證焊接質(zhì)量,，以確保結(jié)構(gòu)的整體性能,。
- 螺栓連接：通常用于鋼和鋁合金網(wǎng)架。螺栓連接便于安裝和拆卸,，施工速度相對(duì)較快,，且在后期維護(hù)和改造時(shí)較為方便。

三,、注重支座設(shè)計(jì)

支座支承方式
- 周邊支承：將網(wǎng)架周邊節(jié)點(diǎn)擱置在梁或柱上,。在這種情況下，可以認(rèn)為梁和柱的豎向剛度很大,，忽略梁的豎向變形和柱子軸向變形,，網(wǎng)架(網(wǎng)殼)支座豎向位移為零，網(wǎng)架(網(wǎng)殼)支座水平變形應(yīng)考慮下部結(jié)構(gòu)共同工作,。周邊支承網(wǎng)架(網(wǎng)殼)支座的徑向應(yīng)將下部支承結(jié)構(gòu)作為網(wǎng)架(網(wǎng)殼)結(jié)構(gòu)的彈性約束,。
- 點(diǎn)支承：將網(wǎng)架支座以較大的間距擱置于獨(dú)立梁或柱上，柱子與其他結(jié)構(gòu)無聯(lián)系,。點(diǎn)支承網(wǎng)架(網(wǎng)殼)支座的邊界條件應(yīng)考慮水平X和Y兩個(gè)方向的彈性約束,。
- 點(diǎn)支承與周邊支承混合使用：綜合了周邊支承和點(diǎn)支承的特點(diǎn),，根據(jù)具體的建筑結(jié)構(gòu)和受力要求進(jìn)行布置。
支座節(jié)點(diǎn)類型
- 活動(dòng)鉸支座(滾軸支座)：能提供一定的轉(zhuǎn)動(dòng)約束,，允許在一個(gè)方向上有移動(dòng)自由度,，在傳遞豎向力的同時(shí)，適應(yīng)結(jié)構(gòu)在某個(gè)方向上的變形需求,。
- 固定鉸支座：可以在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),，但在水平和豎向方向上的移動(dòng)受到約束，能夠傳遞豎向力,、水平力和彎矩,，保證結(jié)構(gòu)在支座處的穩(wěn)定性。
- 定向支座(滑動(dòng)支座)：允許結(jié)構(gòu)在一個(gè)方向上滑動(dòng),，在其他方向上提供約束,，常用于適應(yīng)結(jié)構(gòu)因溫度變化、不均勻沉降等產(chǎn)生的變形,。
- 固定(端)支座：對(duì)結(jié)構(gòu)的約束最強(qiáng),，在三個(gè)方向上都不允許移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，能承受較大的荷載和彎矩,，適用于對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求較高的部位,。
- 彈性(彈簧)支座：在提供反力的同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的位移，反力與位移的比值保持不變,，稱為彈性支座的剛度系數(shù)。當(dāng)支座剛度與結(jié)構(gòu)剛度相近時(shí),，宜簡(jiǎn)化為彈性支座,。彈性支座既可提供移動(dòng)約束，也可提供轉(zhuǎn)動(dòng)約束,。

四,、采用合適的分析方法

有限元分析法：通過將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)離散化為有限個(gè)單元，利用數(shù)學(xué)方法求解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形,。這種方法精度高,，適用于各種復(fù)雜的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式。
實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的性能,，包括靜載實(shí)驗(yàn),、動(dòng)載實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)法可以獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),，但成本較高,。
近似計(jì)算法：利用經(jīng)驗(yàn)公式和簡(jiǎn)化模型對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速估算。在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)階段或者對(duì)精度要求不是特別高的情況下,，可以采用近似計(jì)算法來快速得到結(jié)構(gòu)的大致內(nèi)力和變形情況,，為后續(xù)的詳細(xì)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù),。

五、進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

尺寸優(yōu)化：調(diào)整網(wǎng)架桿件的截面尺寸和節(jié)點(diǎn)形式,，使結(jié)構(gòu)更加合理和經(jīng)濟(jì),。合理的桿件截面尺寸既能滿足結(jié)構(gòu)的受力要求，又能減少材料的用量,，降低成本,。
形狀優(yōu)化：改變網(wǎng)架桿件的形狀，以改善結(jié)構(gòu)的受力性能和減小用鋼量,。例如,，通過優(yōu)化桿件的形狀，可以使桿件在受力時(shí)更均勻地傳遞荷載,，提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力,。
拓?fù)鋬?yōu)化：在滿足一定條件下，重新排列或減少某些桿件,，以達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)性和受力性能,。拓?fù)鋬?yōu)化可以從整體上對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的布局進(jìn)行優(yōu)化，在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下,，使結(jié)構(gòu)的形式更加簡(jiǎn)潔,、高效。
施工方案優(yōu)化：根據(jù)施工條件和要求,，選擇合理的施工方案,，以降低施工難度和成本。例如,，對(duì)于大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu),，可以選擇合適的吊裝設(shè)備和吊裝順序，或者采用預(yù)制構(gòu)件拼裝的方式,，提高施工效率,，減少施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。