網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為一種常用的空間結(jié)構(gòu)形式,因其獨(dú)特的受力特性和良好的空間性能在建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文主要探討了影響網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型的主要因素,包括結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料選擇、荷載類型、使用環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)性等因素。這些因素共同決定了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型,是設(shè)計(jì)過程中必須綜合考慮的關(guān)鍵要素。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型是一個復(fù)雜的過程,涉及多個因素。以下是影響網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型的主要因素及其具體表現(xiàn):
1. 建筑造型和建筑平面形狀
- 建筑造型:不同的建筑造型對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型有很大影響。例如,矩形建筑平面通??梢赃x擇兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架等。
- 建筑平面形狀:平面形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架,當(dāng)邊長比不大于1.5時,宜選用斜放四角錐、棋盤四角錐、正放抽空四角錐、兩向正交斜放、兩向正交正放、正放四角錐網(wǎng)架。
2. 跨度大小
- 小跨度:30米以下的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),可以采用多種形式,如兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架等。
- 中跨度:30-60米的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),適用的網(wǎng)架形式更多,如兩向正交斜放網(wǎng)架、三向網(wǎng)架等。
- 大跨度:60米以上的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),通常選擇兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架和三向網(wǎng)架等,因?yàn)檫@些形式的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)較為豐富。
3. 支承條件
- 周邊支承:適用于大多數(shù)網(wǎng)架形式,如兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架等。
- 多點(diǎn)支承:可選用正放四角錐、正放抽空四角錐、兩向正交正放網(wǎng)架等。
4. 荷載的形式及大小
- 荷載類型:包括靜荷載、活荷載、風(fēng)荷載、地震荷載、溫度作用等,需要根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)進(jìn)行取值。
- 荷載大小:荷載大小直接影響網(wǎng)架的選型,特別是對網(wǎng)架的高度和網(wǎng)格尺寸有重要影響。
5. 剛度要求
- 剛度需求:不同網(wǎng)架形式的剛度差異較大。例如,斜放四角錐網(wǎng)架的剛度較低,需要增設(shè)邊緣構(gòu)件或圈梁來保證幾何不變性。
- 節(jié)點(diǎn)和桿件數(shù)量:節(jié)點(diǎn)數(shù)和桿件數(shù)較多的網(wǎng)架,如三角錐網(wǎng)架、六角錐網(wǎng)架、三向網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架,其剛度較大。
6. 屋面構(gòu)造和材料
- 屋面構(gòu)造:屋面構(gòu)造的不同會影響網(wǎng)架的選型,如鋼筋混凝土板為上弦的組合網(wǎng)架適用于跨度不大于40米的多層建筑樓蓋和跨度不大于60米的屋蓋。
- 材料選擇:材料的選擇也會影響網(wǎng)架的制作和安裝方法。
7. 制作和安裝方法
- 制作方法:節(jié)點(diǎn)采用焊接時,平面桁架系組成的網(wǎng)架制作比四角錐體組成的網(wǎng)架較為方便。
- 安裝方法:分條或分塊安裝,或采用高空滑移法時,選用兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架等三種正交正放類網(wǎng)架比選用斜放類網(wǎng)架有利。
8. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
- 用鋼指標(biāo):用鋼量是衡量網(wǎng)架選型的重要指標(biāo)。例如,斜放四角錐網(wǎng)架和棋盤形四角錐網(wǎng)架的用鋼量較省。
- 施工周期:施工周期也是選型時需要考慮的因素之一,不同的網(wǎng)架形式施工難度和技術(shù)要求不同。
總結(jié)
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型需要綜合考慮建筑造型、平面形狀、跨度大小、支承條件、荷載形式及大小、剛度要求、屋面構(gòu)造和材料、制作和安裝方法以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等多個因素。選擇合適的網(wǎng)架形式可以提高結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性,同時滿足設(shè)計(jì)和施工的要求。
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