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标题: 请教一个学校体育馆64m x 51m网架结构的选型 [打印本页]

作者: guanjiping 时间: 2012-8-25 15:18 标题: 请教一个学校体育馆64m x 51m网架结构的选型

一学校体育馆，平面为64m x 51m，柱距大部分为8m,下部为混凝土框架，柱顶标高为18m左右，屋面采用正放四角锥网架结构，周边支撑。
基于建筑造型，在64m长度方向，两侧各有4m的平段，中间起拱，即56m跨，矢高约5m。
网架网格大小2.666m x 2.666m（即8m三等分），高度2.5m，上弦支座。
恒载拱形部分取0.5（轻质屋面），四周平段部分取3.5（压型钢板混凝土组合楼板）
活载0.5，基本风压0.4。
下弦无荷载。

支座只是假定为固定铰支座，支座处水平剪力最大约140KN，柱顶最大水平位移30mm。

初步计算后，总用钢量150t，约每平米51kg。

请大家看看，网架选型是否合理，用钢量是否太大？
如果网格大小取4m x 4m是否可行？
这种带拱的网架，采用什么支座比较好，如何计算假定？

纵向剖面图

横向剖面图

附件: [剖面图] 一个学校体育馆网架结构的选型.doc (2012-8-25 15:45, 468 K) / 下载次数 276
http://okok.org/attachment.php?aid=141381

附件: [线框模型] 2012.08.23_体育馆_线框模型.dwg (2012-8-25 16:07, 473.37 K) / 下载次数 259
http://okok.org/attachment.php?aid=141384

作者: 从零开始做 时间: 2012-8-25 17:02

个人感觉：
1.用钢量有些偏大，不知道你应力比控制在多少？
2.四角锥网架的刚度本身是比较好的，如果网架的厚度没有建筑要求，在挠度满足规范要求的前提下，可以考虑增大网架厚度，网格调整为4m。
3.你是做的整体分析么？这个水平反力下部混凝土柱是否可以承受？
4.约束全部选为三向铰支是不符合实际情况的，一般的算网架会约束整体的刚体位移，其余支座考虑弹性约束，或者只加0.3的弹簧刚度，采用平板压力支座。

作者: guanjiping 时间: 2012-8-25 17:28

非常谢谢回复！！
1、应力比按0.85控制的。
2、在网架下边一定距离有一圈马道，网架太厚不太允许，尽量在3m以内吧，那按厚度3m，网格4m x 4m是否合理可行，用钢量是不是会小一些？4m的网格对于轻质屋面（复合铝板+保温棉+背衬铝箔）是不是太大，得用
蛮多檩条转换呢？
3、我是用3D3S整体分析的，下部都混凝土框架都建进去了。不过还没对混凝土部分进行设计验算。柱截面按600x800考虑的，截面有加大的余地。一般水平推力控制到多大比较合理？
4、支座的计算假定与设计构造形式，我也一直很困惑。请有经验的同志多指导一下。
你说的“一般的算网架会约束整体的刚体位移，其余支座考虑弹性约束，或者只加0.3的弹簧刚度，采用平板压力支座。”我没明白，哪些支座约束整体位移，哪些考虑弹性约束呢？另外，采用平板压力支座，如何构造实现加的0.3的弹簧刚度？

作者: 从零开始做 时间: 2012-8-25 18:31

这个网架带点拱，推力这样可以了，如果减小推力就安装弹簧支座。
那个0.3的弹簧刚度就是一个经验值，考虑的是用平板压力支座，只提供竖向约束。用了这种支座一般就取这个数。至于他是怎么来的，我个人理解的是考虑过渡板和预埋板的摩擦因素。
可以考虑一个角点三向约束，一个点两项约束，其余按照我说的0.3处理，或者弹簧支座。其实这样的考虑更多是有限元计算能够收敛，就是让那个平衡方程组可解。
我也说不好4m网格是否可行，你可以算一下看看，也许能降低用钢量。至于屋面板的布置，确实需要加檩条了，这个就要权衡一下了。。。我说不好。

作者: smomo 时间: 2012-8-25 20:50

1. 看了你的模型，从降低用钢量角度来说，是可以采用4mx4m的网格的，屋面做复檩就可以了，并不难，关键是看筒壳与平板过渡部分是否容易处理。
2. 筒壳端部与平板部分最好做一个重合网格的连接，甚至抽空也可以，否则，端部以外的平板整体扭转变形较大。
3. 你这个结构，周边支座节点转角位移应该比较大，又存在比较大的水平推力，建议采用球铰支座，容易处理一些，也更容易与整体模型相符；球铰支座的设计，以承受140KN推力为目标进行控制。

作者: guanjiping 时间: 2012-8-26 00:43

这个结构，相当于四周的平板网架，上边托了一个筒壳形网架。
初步计算后的用钢量总共150t，但是筒壳部分占了约80t（该部分的投影面积为56m x 41m），平板部分却差不多也有70t，但平板部分的面积相比总面积算是比较小了。所以用钢量太大，主要是因为周边平板网架用钢量太大了。
如果将平板部分和筒壳部分的网格都改为4mx4m，由于平板部分受力很大，估计得把网架加高很多才行，要不然网架的用钢量还是会很大。但由于建筑造型，周边的平板网架又不允许取太厚，这是个矛盾。
鉴于此，各位对结构体系有没有更好的建议？

smomo (北风) 说的，采用球铰支座，计算假定的时候是不是就定义为固定铰支座就可以？

作者: huangjhjg118 时间: 2012-8-26 12:57

平面为64m x 51m,这跨度做网架已经不经济了，建议采用倒三角形空间管桁架，

作者: guanjiping 时间: 2012-8-26 13:14

这个跨度的网架应该用的比较多吧，这个结构只是由于建筑造型，不同于普通的平板网架，造成用钢量比较大。
我还没想过采用倒三角空间管桁架，感觉不太好实现建筑造型吧。
“huangjhjg118 “ ，能不能把你的想法说的详细一些呢？

作者: guanjiping 时间: 2012-8-27 11:04

我按4m x 4m的网格，3m厚，算了一下，用钢量减小到了120t，每平米约37kg。但个别圆钢管用到了325x14，对于网架来说，太大了吧。

作者: 从零开始做 时间: 2012-8-27 17:01

这个用钢量感觉合理了，但是还要考虑焊接球的量和优化。

作者: vividetail 时间: 2012-8-28 09:19

需适当考虑温度作用的影响;

作者: lyj1976 时间: 2012-8-29 09:47

每平米约37kg，应该算合理了，不过要注意的是拱形与平板连接的地方，一面（指51米面）有两个重复网格的连接，另一面（指64米面）拱形与平板之间杆件没有连接，就像smomo (北风) 说的，最好此处也做一个或两个重复网格的连接，这样整体会好很多；另325x14的杆件对网架也能接受，就算是螺栓球都有相应的锥头配套，更别说焊接球了（不过建议你做成部分焊接球的最好）；

作者: 老牛 时间: 2012-10-15 16:05

个人觉得，无论选用什么种类的支座，都必须要和设计假定相符。像这种起拱不大的网壳，应该尽量选用平板弹性橡胶支座，但是具体用多大、多厚，则需要计算确定。另外杆件大要分析是什么原因造成的。

作者: smomo 时间: 2012-10-17 21:49

球铰支座，是可以提供一定侧移的，这种支座现在有专业厂家设计并加工，主要为铸钢件，相当于一个球体落到碗里面，接触面为聚四氟乙烯板及不锈钢，只不过侧移时由于接触面上存在竖向力的水平分量，会存在一定的阻力，定制时只需要提供竖向压力和水平反力以及位移要求，厂家可以提供形式尺寸。
这种支座与橡胶垫板支座相比，更适于大支座转角比较大的情况；由于其有释放水平位移的能力，所以不是完全的固定铰支座，其水平方向应该模拟一定的弹性。

作者: wenwen825 时间: 2012-11-17 10:27

做铝合金网架

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