網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為一種常見的空間結(jié)構(gòu),因其獨(dú)特的受力特性和良好的承載力在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于其復(fù)雜的幾何形狀和材料特性,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)行為尤為復(fù)雜,抗震設(shè)計(jì)尤為重要。在進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí),需要綜合考慮材料的彈性模量、剪切模量、泊松比以及網(wǎng)架的幾何參數(shù)如節(jié)點(diǎn)剛度、桿件長(zhǎng)度等。地震作用的計(jì)算需要考慮地面運(yùn)動(dòng)的特性,如震級(jí)、震中距離、場(chǎng)地類別等因素。設(shè)計(jì)過(guò)程中還需關(guān)注網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性,以及可能的局部塑性鉸形成。綜合這些因素,可以制定出一套合理的抗震設(shè)計(jì)策略,確保網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性和功能性。
一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算書的基本構(gòu)成
- 工程概況
- 工程概況部分通常包含建設(shè)單位、工程地點(diǎn)、設(shè)計(jì)使用年限、抗震設(shè)防烈度等基本信息。例如在[1]中的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算書提到建設(shè)單位、工程地點(diǎn)等基本情況,并且明確了設(shè)計(jì)使用年限(如50年)、抗震設(shè)防烈度(如7度(0.15g))等信息。
- 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)
- 主要設(shè)計(jì)依據(jù)
- 這包括各類設(shè)計(jì)規(guī)范,如《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068 - 2001)》、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009 - 2012)》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011 - 2010)》等[1]。這些規(guī)范為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了理論和標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。
- 材料
- 鋼材:網(wǎng)架的不同部件如上下弦桿、腹桿等可能采用特定的鋼材,如Q235 - B鋼材,其化學(xué)成分及力學(xué)性能需符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,并且鋼材的實(shí)測(cè)屈強(qiáng)比、屈服臺(tái)階、伸長(zhǎng)率等都有相應(yīng)規(guī)定[1]。
- 焊條、焊劑及焊絲:根據(jù)不同的焊接方式(自動(dòng)焊接、半自動(dòng)焊接等)和鋼材類型(如Q235鋼)選擇合適的焊條、焊劑及焊絲。例如Q235鋼的埋弧焊,焊劑采用F4Ax型,焊絲采用H08A型;Q235鋼CO?氣體保護(hù)焊的焊絲,采用ER49 - 1型等[1]。
- 圓鋼管:對(duì)于管徑小于159mm的鋼管,可采用無(wú)縫鋼管或者高頻焊接直縫鋼管;管徑大于和等于159mm的鋼管,必須采用無(wú)縫鋼管,且無(wú)縫鋼管管壁厚度不允許出現(xiàn)負(fù)公差[1]。
- 錨栓、普通螺栓和高強(qiáng)螺栓等:支座預(yù)埋錨栓采用Q345 - B鋼制作,普通螺栓采用Q235鋼材制成,網(wǎng)架螺栓球節(jié)點(diǎn)用高強(qiáng)度螺栓根據(jù)不同規(guī)格有相應(yīng)的材料選用和強(qiáng)度等級(jí)要求,如M12 - M36高強(qiáng)螺栓的強(qiáng)度等級(jí)為10.9S等[1]。
- 主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件
- 網(wǎng)架桿件:采用Q235 - B鋼材,對(duì)于管徑相同、壁厚不同的桿件需特別注明以防安裝差錯(cuò)[1]。
- 焊接空心球:采用Q235 - B鋼材,產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),環(huán)肋平面與主桿件受力方向一致,鋼管桿件與空心球采用坡口等強(qiáng)焊接,鋼管端頭應(yīng)加短套管作為襯管[1]。
- 螺栓球:采用45號(hào)鋼制成,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)要求[1]。
- 主要設(shè)計(jì)依據(jù)
- 荷載參數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)值)
- 恒荷載:這是結(jié)構(gòu)自身重量等固定荷載,在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算書中需要明確其數(shù)值以便后續(xù)計(jì)算[1]。
- 活荷載(滿布):如人員、設(shè)備等活動(dòng)荷載,是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的重要荷載類型[1]。
- 風(fēng)荷載:根據(jù)工程所在地區(qū)的風(fēng)況等因素確定,對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等有影響[1]。
- 溫度:溫度變化會(huì)引起網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的伸縮變形等,在計(jì)算書中需考慮溫度荷載的影響[1]。
- 地震:根據(jù)抗震設(shè)防烈度等確定地震荷載,對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行驗(yàn)算[1]。
- 工況組合
- 將不同的荷載工況按照一定的規(guī)則進(jìn)行組合,以模擬結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過(guò)程中可能遇到的最不利荷載情況,從而確保網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在各種工況下的安全性和可靠性[1]。
- 結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算
- 計(jì)算模型:建立網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型,這是進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ),雖然搜索結(jié)果中的計(jì)算書未給出具體的計(jì)算模型內(nèi)容,但在實(shí)際工程中這是至關(guān)重要的一步[1]。
- 計(jì)算結(jié)果
- 支座反力:通過(guò)計(jì)算得出支座反力的大小,這有助于確定支座的設(shè)計(jì)和選型[1]。
- 桿件內(nèi)力結(jié)果:了解桿件內(nèi)力情況,對(duì)于桿件的強(qiáng)度計(jì)算和截面設(shè)計(jì)有重要意義[1]。
- 桿件應(yīng)力:計(jì)算桿件應(yīng)力,判斷桿件是否滿足強(qiáng)度要求[1]。
- 節(jié)點(diǎn)位移結(jié)果(正常使用極限狀態(tài)):確保節(jié)點(diǎn)位移在正常使用極限狀態(tài)下符合要求,以保證結(jié)構(gòu)的正常使用功能[1]。
- 螺栓和焊接球節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:對(duì)螺栓和焊接球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算,確保節(jié)點(diǎn)的連接安全可靠[1]。
- 支座(橡膠支座)驗(yàn)算
- 對(duì)不同編號(hào)(如ZZ1、ZZ2等)的支座進(jìn)行驗(yàn)算,包括支座的承載能力、變形等方面的驗(yàn)算,以保證支座在結(jié)構(gòu)中的正常工作[1]。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范解讀
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算方法
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)材料選擇指南
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)