网架结构设计

.直接作用(载荷)和间接作用网格结构应在使用阶段载荷下计算内力和位移，并应根据地震作用、温度变化、轴承沉降等间接作用和施工安装载荷产生的内力和位移进行计算。3.3网格的计算点、网格结构设计必须满足行业标准网架结构设计与施工规程 JGJ7-91、3.3.1网格荷载计算、3.3.1网格荷载计算。直接作用、永久荷载、网格自重(根据双网格自重的经验公式，可以看到教材P120公式(3-2)屋顶(楼板)自重天花板材料重量设备管道材料的重量、永久荷载可变荷载、屋顶(或楼板)活荷载雪荷载(雪荷载由于栅格刚度大，固有振动周期小，计算风荷载时可能不考虑风压系数的影响。灰分载荷起重机载荷(工业建筑中有起重机时考虑)。可变负载，地震作用(垂直)、地震加强强度为6度或7度的地区的网架屋顶结构可以不进行垂直地震检查；在抗震加固强度为8度或9度的地区，必须进行网架屋顶结构的垂直抗震检查。在地震作用(水平)、地震加强强度为7度的地区，不能进行网架结构水平地震检查；在地震设防强度为8度的地区，不能对周围支撑的中小型跨度网格进行水平地震检查。在抗震加固强度为9度的地区，应该对各种网架结构进行水平地震检查。网格在水平地震下的内力和位移可以用空间桁架位移方法计算。网格的支持结构应按照相关规格的规定进行地震检查。如果温度作用，网格结构满足以下条件之一，则不考虑温度变化引起的内力：支持节点的配置，允许网格横向移动，并且侧面移动值不小于以下计算值：周围支撑的轴网、轴网检查方向范围小于40m，支撑结构是独立柱或砖墙柱；基于单位力的气缸盖位移为向上计算值，教材P120公式(3-3)，在需要考虑温度变化引起的栅格内力的情况下，可以使用空间桁架位移方法或近似计算方法。对于非抗震设计，荷载和荷载效果组合必须按照国家标准建筑结构荷载规范 GB50009-2001中的规定进行计算。地震设计的网格、荷载和荷载效果组合必须符合国家标准建筑抗震设计规范 GB50011-2001的规定。荷载效果组合或教材P121-122，请参阅3.3.2网格内力分析方法，网格结构外部载荷根据静态等效原理将节点从属区域内的载荷集中在该节点上。分析结构的内力时，可以忽略节点刚度的影响，假定节点是铰接，构件仅受轴向力，并且在构件上施加节距载荷时，还必须考虑弯矩的影响。网格结构的内力和位移可以按弹性阶段计算。根据轴网类型、跨度大小，根据以下规则选择不同的计算方法：(1)空间桁架位移法，是适用于不同类型、不同平面、不同支撑条件的网格计算的最精确计算方法之一。(2)简化了交叉梁差分法、由40m以下平面桁架系统组成的网格或正角金字塔网格的计算方法。(3)平面桁架系统或角锥构成的网格计算中使用的40米以下跨度简化计算方法的准夹层板方法。(4)简化计算方法的虚拟弯矩方法，可用于斜放方形角网格，可用于估算棋盘式方形角网格。空间杆有限元法也称为空间桁架位移法。空间杆有限元法是目前杆系结构计算精度最高的方法，适用于不同类型、不同平面形状、不同边界条件的网格，可以计算静态载荷、地震作用、温度应力等条件。可以考虑网格和下敷地结构的协同工作。计算程序如下图所示。3.4空间杆有限元法-空间桁架位移法，栅格杆件，节点位移，单位刚度矩阵，总刚度矩阵，总刚度方程，节点位移值，杆件内力，单位内力和节点位移之间的关系，引入边界条件，每个节点平衡和变形调整条件，基本单位，基本未知量，结构的节点载荷和节点位移之间的关系，假设栅格计算基本上为：栅格节点为空间铰链节点，构件仅承受轴向力；结构材料是完全弹性的，在载荷下，网格变形符合小而小的变形理论。结构材料是符合霍克定律的完全弹性。目前国内网格计算程序多，功能丰富，但要使用经过技术验证、验证的实践证明程序。网格构件可以使用钢管、热轧钢材和冷弯薄壁型钢。截面面积相同的条件下，钢管截面具有旋转半径大、截面特性不方向性、压缩屈曲承载力高的优点，钢管末端闭合后内部不易腐蚀，是当前网格构件常用的截面形式。管道可以使用高频焊接管道或无缝钢管，也可以有条件地使用薄壁管道截面。材料主要是Q235钢和Q345钢。3.5网格构件设计，网格构件的托梁比不应超过以下数值压缩构件：180拉杆零件：(1)普通构件400(2)支撑附近构件300(3)直接动力载荷构件250网格构件主要由轴向作用，截面强度和稳定性计算必须满足钢结构的设计规范。一般角度剖面构件的最小剖面大小不能小于50mm3mm。钢管不能小于482mm。无缝管和焊接管压杆分别属于a类和b类截面，以进行稳定性计算。具有大量网格节点，节点用钢丝约占20-25%的节点结构，对结构性能、制造安装、钢铁消耗和工程成本有显着影响。网格节点的形式很多，目前国内常用的节点形式主要是节点：(1)焊接空心球节点(2)螺栓球节点；(3)焊接钢板节点；(4)焊接钢管节点(5)构件直接相交节点，3.6节点设计，焊接空心球节点，焊接空心球，螺栓球连接节点，螺栓球，焊接钢板节点，焊接钢管节点，管接头直接相交节点，网格节点结构合理力，力明确，要求(1)；(2)构件汇至一点，保证不发生额外弯矩。(3)结构简单，生产安装方便，钢铁消费小；(4)管道截面应两端封闭，避免潮湿或灰尘容易堆积的检查、刷子、油漆、正方形或凹槽。3.6.1是焊接空心球节点、焊接空心球节点的简单结构，适合连接钢管构件，球面接触管件时沿正截面切割钢管，施工方便。空心球体节点焊接，焊接空心球用两块钢板加热，压缩成两个半球，然后进行相焊接。肋分割，无肋。如果、(a)无加强筋、(b)加强筋、空心球直径300厘米以上，并且构件内力大，需要提高轴承容量，则可以在球体内添加环形加强筋。如果钢管构件和空心球连接在一起，则管道端点必须在凹槽开口和钢管内部添加衬垫，管道端点和空心球之间的焊缝可以视为对接焊缝，焊接质量必须满足二次要求，否则只能计算为斜角角焊缝。内衬管道连接，3.6.2螺栓球节点、螺栓球节点的构造螺栓球节点由球、螺栓、套筒、销(或螺钉)和锥形头(或密封板)等零件组成，适用于连接钢管构件。螺栓球连接节点图，锥形头，密封板，高强度螺栓，构件，如果构件直径大，则连接锥形头；如果直径大，则连接密封板。高强度螺栓必须符合8.8或10.9的要求。3.6.3焊接板节点、焊接板节点可由相交节点板和盖子组成(图a)，或由3板直角焊接(图b)、焊接板节点、焊接板节点可用于由双向栅格和四角锥组成的栅格。典型的焊接形式如下图所示。栅格弦必须连接到盖子和跨节点板，以便角钢的两条腿能直接传送力。配置双向栅格节点，配置包含四角圆锥体的栅格节点，焊接板节点每个构件中心线在节点板中必须稍微相交，构件和节点连接焊缝的分布必须使焊接剖面的中心与构件中心重合。节点板厚度可根据栅格最大构件内力根据下表确定。节点板厚度选择表，3.6.4支撑节点，支撑节点的构成形式必须明确，力简单，安全可靠，遵守计算假设。常用支撑节点具有平面压力或张力支撑，仅适用于较小的跨距格线，如右侧插图所示。平面压力或拉伸支撑，a角钢构件，b钢管构件，(角度位移受到极大约束)，中小型跨距网格，剖面弧压力支撑，a 2个螺栓连接，b 4个螺栓连接，(角度位移不受约束)，单圆弧张力支撑应用于较大的跨度网格。适用于角支撑中产生垂直张力的某些栅格。双向正交坡度栅格。单圆弧张力支撑，双面弧压力支撑，支撑与底板之间有弧块，上下为弧面，支撑与可旋转和平移的计算假设一致，但结构复杂，加工困难。用于网格跨距和周围支撑。双面圆弧压力轴承，球铰压力轴承，只