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标题: 综述:空腹网架结构 [打印本页]

作者: everyeasy 时间: 2004-5-22 18:02 标题: 综述:空腹网架结构

1、空腹网架结构的提出及性能
空腹网架结构是我国学者1986年提出并发展的空间平板网架结构，它可以认为是平面空腹桁架系沿两向或三向交叉布置而成。从空腹网架的提出到1995年止、我国已相继建成该类结构20多个。由于这类网架结构的适应性好、造型美观、使用功能强、经济指标好、防火防锈性能好、施工方便、且能就地取材等诸多优点，在我国得到了一定的发展。其实，空腹网架结构是由交叉的空腹梁组成，空腹梁发展为具有较大跨越能力的空腹桁架后，广泛地用于多高层建筑的转换层。空腹桁架的特点在于可以具有一定的跨越能力的同时，结构的空腹部分用可以加以利用。
钢网架在我国已广泛推广应用，趋于成熟，而钢筋混凝土空腹网架，近十年才在我国有所应用与发展。它是一种新型平板型结构形式。由于它的取材普遍、方便，施工简单易行，无需专门厂家制造、安装，防锈、防火、隔音、保温等建筑功能及综合应用等方面均有一定的优越性。因此适宜于国内公共建筑与工业建筑，跨度一般在30m以下的情况。1986年我国第一幢钢筋混凝上空腹网架建成并通过技术鉴定后，陆续在建筑工程中应用空腹网架已达15个之多，取得了明显的社会效益和经济效益。
2、空腹网架结构的发展态势
空腹网架结构的进一步发展有以下两个方面：一方面将网架的高度减小即发展成为空腹夹层板结构体系，该体系具有板的一些受力特点。另一方面就是随着空腹网架跨度的增加，增加网架层的高度，使其具有一定的空间而作为单独的一建筑层使用，这就是文献[31]、[32]、[33]、[34]所研究的跳层空腹网架结构体系。该结构体系在使用功能上具有大空间和小空间相间的特点。
3、跳层大跨度空腹网架的概念
跳层大跨度空腹网架是由空腹网架结构体系发展而来的新型空间结构体系，因该结构属于空间网架结构。该结构体系是由空腹网架层与支承空腹框架或空腹桁架竖向相间布置而成。当空腹网架跨度较大时，网架层的高度也随之增高，因此对于大跨度来说，空腹网架层因有一定的空间而可以作为单独的一建筑层使用，克服了以前大空间只能设在建筑物底层和顶层的局限。跳层大跨度空腹网架由空腹网架竖向间隔层布置而成，竖向奇数层为网架的跨越层（大空间），偶数层为网架层（小空间），因此从构成上说是由空间网架与柱子组成的空间网架结构。按支承柱可分为周边支承、多点支承及四角柱支承。按空间桁架结构形式可分为普通型、周边网格带斜腹杆型、网格不等间距型。
4、空腹网架结构的计算分析方法
目前，对空腹网架的计算分析主要采用交叉梁系柔度法、交叉梁系刚度法和连续化方法的拟夹层板法。该三种方法有一定的近似性，而且受到结构形式、边界条件、荷载布置等多种条件的限制，有的情况下还不能达到足够的精度，且计算较烦。如果要考虑空腹网架与楼盖的共同作用，则前二种计算方法更无能为力，而只有有限元法才能较好地解决上述各种条件所造成的困难，且是对这种结构的最精确方法。
(1)“混合法”
(2) 交叉梁系柔度法
(3) 拟交叉梁系法
(4) 拟夹层板法
(5)有限元法
参考文献：(内详)
（由everyeasy整理撰写）everyeasy@etang.com

作者: everyeasy 时间: 2004-5-22 18:08 标题: 综述:跳层大跨度空腹网架的抗震性能的研究现状

5、跳层大跨度空腹网架的抗震性能的研究现状
跳层大跨度空腹网架作为一种新型的结构形式，该结构体系具有跨越层和网架层竖向结构刚度分布不规则，存在明显的结构薄弱层的特点。对于这种大跨度的特殊结构体系的抗震，国内外研究的文献尚且不多,以往的诸多研究和应用多是针对单层简支空腹网架，而且对单层简支空腹网架的研究也仅限于线弹性静力学分析,可以说对跳层空腹网架的系统研究还刚刚起步。
文献[34]中作者对此结构体系进行了详细的研究和分析。主要研究成果如下：
(1).以有限元理论为基础，研究了钢筋混凝土跳层大跨度空腹网架在竖向荷载和水平荷载作用下的静力特性和动力特性――自振频率和振型的分布情况；
(2).针对跳层空腹网架在方案初级设计阶段可能要取得某一层的计算结果的难题，作者中提出了结构在竖向荷载作用下的分层简化计算方法，从而不用整体分析也可得到满意的计算结果；
(3).针对该种结构在水平荷载下沿竖向刚度分布不均匀，对本结构体系分别用反应谱方法和时程分析方法研究了地震作用下的结构弹性响应及抗震性能,并作比较，以为工程中的抗震设计提供一些建议；
(4).对于钢筋混凝土结构的材料非线性问题，作者以杆端截面离散化的有限元法，考虑了钢筋和混凝土的材料非线性性能后，进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，以得出结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形能力。
但是,跳层大跨度空腹网架作为一种新型的结构形式, 仍存在很多问题有待进一步研究.例如,其组成材料当然可以是钢筋混凝土也可以是钢材，也可以是两者的组合。不同的材料的结构，分析的侧重点、施工方法等也不同[34]。
（由everyeasy整理撰写）everyeasy@etang.com

作者: everyeasy 时间: 2004-5-27 13:32 标题: 综述:跳层大跨度空腹网架---何谓“跳层”和“空腹”

前面几处都讲了“跳层空腹网架”这种新的结构形式，也许对他没有感官的认识，何谓“跳层”和“空腹”，由于国内研究的也尚不多，也还没有相关的实际工程，所以大家认识少一点也是正常的，这儿贴几张关于“跳层大跨度空腹网架”建模分析时的模型图片（均来源于浙江大学空间结构研究中心的肖南副教授的博士论文及相关论文），供大家获得感性认识。
一。普通型跳层空腹网架的模型图片
模型分析时，上、下弦截面为0.40×0.45m2，竖腹杆截面取0.40×0.40m2，柱子截面取0.70×0.70m2，板厚取0.08m。

作者: everyeasy 时间: 2004-5-27 13:35 标题: 跳层空腹网架--周边网格带斜腹杆型跳层空腹网架的计算分析模型

二。周边网格带斜腹杆型跳层空腹网架的模型图片
模型分析时，上、下弦截面为0.40×0.45m2，竖腹杆截面取0.40×0.40m2，柱子截面取0.70×0.70m2，板厚取0.08m，斜腹杆截面同竖腹杆。不考虑与上下弦杆相连板的刚度，但板的自重以集中质量的形式加入相应的节点上。

作者: everyeasy 时间: 2004-5-27 13:42 标题: 跳层空腹网架---桁架系支承的跳层空腹网架的计算分析模型

三。桁架系支承的跳层空腹网架，不考虑与上下弦杆相连板的刚度，但板的自重以集中质量的形式加入相应的节点上。计算模型的平面与上述一相同，立面见下图：

另：浙江大学空间结构研究中心的肖南副教授一直在做空腹网架结构方面的研究，发表过许多关于“跳层空腹网架”的论文，以免重复发帖，具体论文请见：
http://okok.org/forum/viewthread ... amp;age=0&bpg=1

作者: TRY&TRY 时间: 2004-6-5 13:36 标题: 回复：综述:空腹网架结构

1986年我国第一幢钢筋混凝上空腹网架建成并通过技术鉴定后，陆续在建筑工程中应用空腹网架已达15个之多，取得了明显的社会效益和经济效益

那么大跨度多高层跳层空腹网架能用在那些场合呢?有其实用性吗?我对这种新的结构形式蛮感兴趣的,就是不知道它有没有实用价值,毕竟现在"第一个吃螃蟹的人"还没有吧!
能否提供更多的相关资料?
还有马克俭老师和董石麟合著的那本关于空腹网架结构的书籍现在哪儿还有得一见呀?

作者: everyeasy 时间: 2004-6-8 17:14 标题: 回复：综述:空腹网架结构

http://okok.org/forum/viewthread ... amp;age=0&bpg=1中提供了一些论文的索引，你可以按照那去找来看看，也欢迎大家一起进行进一步的讨论。
这种结构体系有着其独特的特点，譬如可用于已有建筑的加层，如1987年修建的新乡百货大楼（下图）就是一例。当然真正的跳层空腹网架建筑现在还没有，有待大家的关注和共同努力。

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