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标题: 大跨度结构的特点 [打印本页]

作者: whs1208 时间: 2007-1-5 12:48 标题: 大跨度结构的特点

结合目前手上的一个会展项目,对自己做过的几个体育场馆、会展等大空间项目做一个总结。请大家多多指教

大跨空间结构有其自身的特点：

1、屋面抗风设计值得重视。在水立方中，屋面负风和温度、竖向荷载是一组控制组合。大跨屋盖具有自重较轻、跨度大等特点，风荷载是主要设计荷载之一。由于这类结构空间性强、固有频率比较密集，在对它们进行随机风振响应计算时，不但要考虑多振型的贡献，而且应该考虑不同振型响应之间的互相关影响。目前国内规范规定的方法过于简单，误差很大，因此需进行专门研究，必要时需风洞实验加以验证。

2、竖向作用是结构的主要荷载来源。结构自重呈线性增长，而楼屋面的宽扁形结构使得竖向刚度呈非线性衰减，因此不能简单地将小跨度结构按相似性理论做几何比例的放大应用于大跨结构。

3、温度等间接作用效应明显。支座位移、温度变化和地面运动等间接作用对大跨结构有一定的影响。例如温度作用随结构尺度的加长而产生的累积将十分显著。在许多项目中，温度作用都已经考虑的比较详细，水立方和鸟巢都考虑了安装时的主体合拢温度，cctv主楼的大悬挑部位也考虑了这一点。根据各地的差异，这个温度点稍有不同。

4、动力作用、非线性都对整个结构有比较大的影响。由于跨度较大，使得结构竖向自振频率较低，因而对竖向振动十分敏感。因此对脉动风压、竖向地震、人致振动都须仔细考虑；以轴力为主的大跨结构对变形影响非常敏感，以往分析表明在考虑结构初始缺陷后结构整体稳定系数将成倍地下降，而且不同的结构缺陷会导致结构反应产生不同的分支，因此在大跨结构中应对结构的几何非线性予以足够的重视。

作者: 浮萍雨露 时间: 2007-1-9 13:22 标题: 回复：大跨度结构的特点

^_^！楼主是搞科研的吧。
1、工程怎么能和科研一样呢？没必要考虑的东西为什么要费力去搞呢？我也做过几个大型工程了，尤其网架可以说已经做到顶点了，在一位著名专家指导下完成的，我们从不考虑风振，规范也没有横风向风振的算法。当然你说水立方因为有膜，风控制是正常的，但横风向风振怎么算？风洞试验是求体型系数，风振系数怎么算？
2、我同意此项观点。
3、CCTV那个歪楼我听华东院做过报告，说用ABAQUS算了大半年，真厉害啊！！！
温度宜放不宜抗，支座处放开即可。
4、动力性能很重要。但几何非线性除了索都不要考虑。我们做一个机库，162米跨，机坞全部挂在网架上，总重达1000吨，跨中挠度450mm左右，从不考虑几何非线性。所谓缺陷敏感是说单层网壳，对筒壳球壳等以受压为主的结构增大一些安全度即可，你如果非要考虑，那你知道加工误差引起的变形到底什么样？
总之，结构工程不是精确的科学，对未来发生的事情（地震，风，外加荷载等）现在怎么考虑都是白扯，有安全度的概念就可以了。

作者: 一窍不通 时间: 2007-1-9 17:51 标题: 回复：大跨度结构的特点

楼上两位哥说的都有道理,请问一下,做大跨网架时支座采取何种形式比较容易实现,

作者: whs1208 时间: 2007-1-9 19:16 标题: 回复：大跨度结构的特点

二楼的老兄:

我不是做科研的,由于项目的特殊性,使得我们不能不去考虑,

对于复杂的结构体系,风和地震的作用就不能简单的去取值,比如风对高层建筑的作用,国标和美标是有差别的,我做过比较,结论是低区的国标应考虑风环境,高区国标比美标大.也和几位专家讨论过,华东院的汪总基本同意我的看法.

对于一个复杂的结构体系,如果你的输入都没有弄清楚,那么安全度的基准是什么?

CCTV的初设是Arup做得,用dyna做得弹塑性分析,完整的一次分析为7小时,华东院和广州数力公司合作,就是用李总对ABAQUS的二次开发,通过接口对模型进行转换,这样建模就比较快,完整的一次分析为24小时.但是这套ABAQUS的前后处理是比较贵的,目前大约要30万人民币.

我的所在公司有个小组叫ATG(Advanced Tech Team),他们是专门做科研的.

作者: whs1208 时间: 2007-1-9 19:32 标题: 回复：大跨度结构的特点

三楼的老兄:

我认为大跨结构的支座形式应根据具体的结构体系来定,要考虑各构件在各阶段的相互关系.

比如我刚做完的一个会展,是六个筒体加上大跨度的桁架,支座处是先铰接(施工阶段),最后刚结(使用阶段),目的是为了减小竖向荷载作用下,桁架对筒体的水平作用.

作者: 浮萍雨露 时间: 2007-1-10 10:03 标题: 回复：大跨度结构的特点

楼主：高层我不懂了，但高层的顺风向风振规范是有算法的，横风向没有。
关于国标和美标的比较，我不知你的结论是什么，难道哪本规范大就用哪本吗？
CCTV 我听汪大绥做过报告，计算加上反复调整的时间将近一年。

作者: 在校学生 时间: 2007-1-29 10:45 标题: 回复：大跨度结构的特点

楼主，您好！
我现在在做一个36m跨度的平面桁架，桁架端部连接的问题存在很多疑问，请您抽空看看我的帖子
http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=157367&h=1&bpg=1&age=30
或是我发给您的邮件（whs1208@sohu.com）。
请帮我解惑，万分感谢！

作者: whs1208 时间: 2007-1-30 12:10 标题: 回复：回复：大跨度结构的特点

在校学生 wrote:
楼主，您好！
我现在在做一个36m跨度的平面桁架，桁架端部连接的问题存在很多疑问，请您抽空看看我的帖子
http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=157367&h=1&bpg=1&age=30
或是我发给您的邮件（whs1208@sohu.com）。
请帮我解惑，万分感谢！

1.桁架的下弦杆的两端对柱产生很大的水平力而且不再楼层处，将会使柱产生很大的剪力，不能和柱直接连接，建议你在施工期桁架的上弦绞结，下弦的两各端杆先不使用，让桁架现产生由恒载下的变形。这种变形包括竖向和水平向的。然后在把端部按要求连接。这时就不会对柱产生过大的建立。分部计算分部施工，你先分析看看力的变化情况。

作者: building.girl 时间: 2007-2-2 10:37 标题: 回复：大跨度结构的特点

楼主看来是这方面的专家！能给我讲讲我的问题吗？
我没做过钢结构的设计，最近手头有一个跨度46米的三层体育馆，相对来说东西比较小！刚开始做方案，准备做混凝土的，但是实际计算下来构件非常大，尤其是梁！早论坛上看到有些人说这种情况可以采用桁架梁+压型钢板+轻质混凝土楼板的做法！并说这种做法造价会降低很多！但是由于缺乏者方面的知识，所以对于这种结构的计算模型没搞清楚！如果采用混凝土柱，这些构件的连接怎么实现呢！这种情况pkpm肯定不能算了！采用sap的话，空间建模的实现是不是很麻烦！而且作为体育馆，里面还有一些错层的结构，楼板上的动荷载很大，真的可以使用这种形式吗？从整体造价和施工费用是来说那种形式更适合呢！现在的甲方只看重造价！对不起我是个菜鸟问题很幼稚！请楼主原谅！

作者: fanwas 时间: 2007-2-8 10:29 标题: 回复：大跨度结构的特点

我也是最近做这样一个项目，不清楚桁架端点怎么连接，是上弦还是下弦连接？节点形式是什么样子，节点是连在柱子上。

作者: whs1208 时间: 2007-2-12 12:14 标题: 回复：回复：大跨度结构的特点

building.girl wrote:
楼主看来是----------这种情况pkpm肯定不能算了！采用sap的话，空间建模的实现是不是很麻烦！而且作为体育馆，里面还有一些错层的结构，楼板上的动荷载很大，真的可以使用这种形式吗？从整体造价和施工费用是来说那种形式更适合呢！现在的甲方只看重造价！对不起我是个菜鸟问题很幼稚！请楼主原谅！

对于46m的跨度，混凝土柱＋桁架梁＋组合楼板应该是一个比较经济的方案，

大跨空间结构一般都会有措层和转换，所以建议用3d建模，如SAP，MIDAS，3d3s等，要看看体系的模态和屈曲型态。

作者: whs1208 时间: 2007-2-12 12:17 标题: 回复：回复：大跨度结构的特点

fanwas wrote:
我也是最近做这样一个项目，不清楚桁架端点怎么连接，是上弦还是下弦连接？节点形式是什么样子，节点是连在柱子上。

一般情况在上弦和柱连接，且在楼层处，让楼面承受水平力，但是具体情况各有不同。

作者: 在校学生 时间: 2007-3-2 18:06 标题: 回复：大跨度结构的特点

3.3米高的桁架，计算时没有设置竖腹杆，斜腹杆端在上下弦间距4.5米，上弦上纵向次梁间距为2.25米。
不设置竖腹杆合适吗？

作者: 水未央 时间: 2007-3-3 16:33 标题: 回复：大跨度结构的特点

各位前辈好，我是刚学习网架，现在手头上有个工程请各位前辈指点一下：长146米宽60米无中柱，要求用钢柱，请问网架的分格多大，矢高多少，柱距定为多大，比较经济一些？象这种网架是不是用焊接球比螺栓球好？

作者: 水未央 时间: 2007-3-3 16:34 标题: 回复：大跨度结构的特点

甲方要求用平板网架

作者: lmf 时间: 2007-3-5 12:01 标题: 回复：大跨度结构的特点

对于大跨度屋盖结构,风振响应肯定是要考虑的,从目前的研究来看,主要是基于随机振动理论来计算风振相应的,对于复杂的屋盖结构,在用风洞试验测得的体型系数后再基于随机振动理论来计算风振响应的,但是目前这套方法在实际应用时还存在很多问题尚未解决,如脉动风速谱,空间相关性等,这就使得这套方法算出来的风振相应的准确性不高, 但是可以作为设计时参考使用,目前大多数大型复杂屋盖所取的风振系数应该是在计算的基础上选取的,但是带有很大的经验性.

作者: lesson4 时间: 2008-4-8 11:58

3、温度等间接作用效应明显。支座位移、温度变化和地面运动等间接作用对大跨结构有一定的影响。例如温度作用随结构尺度的加长而产生的累积将十分显著。在许多项目中，温度作用都已经考虑的比较详细，水立方和鸟巢都考虑了安装时的主体合拢温度，cctv主楼的大悬挑部位也考虑了这一点。根据各地的差异，这个温度点稍有不同。

请问这合拢温度在设计阶段和施工阶段各是如何考虑的呢？

作者: 普照 时间: 2008-4-15 17:20

可以考虑用两层或者三层，两层的话网格可以考虑4.5左右，然后根据这个设定柱距。如果做成三层可以考虑通常的3米网格，根据这个定柱距。当然矢高根据这个找一个最合理的。我计算过两层的相对重量轻一些。但是考虑到国内钢材的出材率，及杆件规格螺栓大小，还是用常规3米网格合适一些。这要看你自己想用那种了。

作者: ys47 时间: 2008-5-23 16:41 标题: 对1楼和2楼的两点看法

温度荷载在大跨度结构中是比较重要的，常常起控制作用，2楼说放，对于楼面还比较好放，设温度缝等，对于屋面有时就不太好放了。
对于屈曲分析中的是否考虑初始缺陷的问题，对于单层网壳结构，这个数值影响比较大，有时相差几倍，这是必须要考虑的，但是对于双层网架（网壳）结构对于初始缺陷并不敏感，计算时常常发现两者是否考虑初始缺陷两者相差不大。有时还出现考虑了反而比线性屈曲的还大的都有。而且现在考虑初始缺陷和几何非线性在计算时也不是什么困难的事情。所以在设计中最好考虑一下。对于双非线性在工程中就考虑比较少了，因为考虑双非线性后，计算时间和资源大大增加，收敛比较困难。工程中好像较少考虑

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