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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://bbs.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://bbs.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

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