试论钢网架结构设计方法及其优化措施论文_孙寿良

试论钢网架结构设计方法及其优化措施论文_孙寿良

(国粮武汉科学研究设计院有限公司 湖北 武汉 430079)

【摘 要】近年来,我国的经济和科学技术都得到了很大的进步,建筑工程中的各项技术都得到了广泛的应用,其中钢网架结构以其覆盖面广和受力均匀合理的优点被广泛的应用在高水平的建筑结构设计中,钢网架结构的使用不仅使建筑结构更加的稳固,也使建筑的外形更加符合现代人们的审美要求,同时还促进了建筑工程中建筑品质的提升,还提升了建筑的综合性价比。钢网架结构应用在建筑工程中,可以丰富建筑设计师的设计构想,加强了设计的自由性。钢网架结构中的小型构件可以直接从生产厂家定制,缩短了施工的工期,也因其经济适用被施工单位广泛使用,因此,钢网架结构在我国的应用前景非常广泛。本文主要对钢网架结构的设计方法和屋面排水进行了分析,提出了一些优化的措施,仅供参考。

【关键词】钢网架;结构设计;优化措施

【中图分类号】TU391 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)10-0007-02

1.引言

钢网架结构是我国目前的建筑空间结构设计中应用非常广泛,钢网架结构的主要优点就是钢网架结构的重量较轻,而且安装比较方便,受力方面比较合理,具有很强的抗震性。一些想象力丰富的建筑设计师充分利用了这些优点,创造出来更具特色的建筑结构设计。在对建筑的平面进行设计时,可以利用不同的形状进行设计,比如说圆形、矩形等,外形也可以设计成球面或者是旋转抛物面等多种形状,能够更好的对建筑的外形进行展现。钢网架结构也因为其小型构件的定型,可以在生产厂家直接批量生产,提高了建筑工程中的施工效率,同时也节约了建筑工程中的施工成本,大大缩小了施工预算。

2.钢网架结构设计方法

2.1 网架结构杆件设计

钢网架结构是网架结构设计中最常用的形式,一般来说,最常用的是Q235和Q345两种型号的钢材,对这两种钢材的使用量非常大,这两种钢材和其他的钢材相比性能较高、受力更加的均匀合理。应用在工程中时,这两种钢材的焊接性能也是相当稳定的,而且安全系数高,在施工中被广泛的应用。钢网架结构中的圆钢管和方钢管的结构性能都比较好,这些杆件的截面形式也是多样化的,空腹载面较其他的杆件的呈现力也非常好,在惯性矩方面的表现力非常强,因此,这些杆件能够在外力非常大的情况下依然不发生变形。在对杆件的截面进行焊接之后,截面内部就会不容易出现生锈的情况,性能也会更加的稳定,这写构件在使用中会出现非常少的积灰积水现象,普遍使用于施工面积比较大的工程中。

2.2 网架结构节点构造设计

节点构造的设计是网架结构设计中的重中之重,对整个结构的稳定性有着直接的影响,是钢网架结构设计中的关键环节。所以的钢网架结构的杆件都是通过节点相连接的,节点的受力非常大,只有保证了节点的设计质量,才能确保整个结构的稳定性。因此,在进行钢网架结构的节点设计时,要将节点的制作和安装等因素考虑到设计中,确保钢网架结构节点构造的科学合理,从而保障整个施工的安全。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在钢网架结构节点构造的设计包括内部节点和支座节点两部分,无论是哪一部分的设计,都要对节点构造的受力进行充分考量,确保钢网架结构节点构造的施工可行性。

3.网架结构的屋面排水

3.1 网架变高度

钢网架结构的排水顺畅需要对钢网架结构进行计算,通常情况下,使网架结构的跨中高度增高,上弦杆就会形成一定的排水坡度,而下弦杆依据保持与地面平行,这是网架结构最常用的排水方式。网架结构的跨中高度增高,会促使弦杆的压力降低,但是,这种网架结构可以有效的提高结构的抗震性,增加了结构的稳定性,还起到了很好的排水效果。

3.2 整个网架起拱

网架起拱的主要方法是保持上弦杆和下弦杆平行,将网架结构的跨中加大高度,是网架结构的中间部分抬起,在使用这种方法时,要首先对起拱的高度进行计算,根据计算的结果,再确定好网架结构的排水坡度、如果网架结构的排水坡度控制不好,起拱太高,很可能影响到网架结构杆件的抗压力,对整个结构的抗震性造成影响;如果起拱太低,则使网架结构起不到应用的排水效果,因此,在设计时要引起格外的注意。

4.网架结构优化设计

对钢网架结构进行优化,主要从三个方面进行:钢网架结构的类型、钢网架结构的高度和钢网架结构的跨度。钢网架结构的类型不同,在施工中对钢材的使用量和构件的要求都是不同的。一般情况下,四角锥网架的正放和斜放还有抽空四角锥网架和棋盘四角锥网架在工程中最为常用,这几种网架结构也是用钢量非常少的网架结构。钢网架结构受到厚度和尺寸的影响,在对钢网架结构的跨度进行优化时,需要在设计中使用规划法和系统的迭代优化等同时进行,制度最优的设计方案,根据钢网架结构的参数特征,在不同的设计方案下选择不同的优化设计方法,然后在根据设计出的钢网架结构的分析,选择更加适合施工的钢网架结构进行最后的调整,确保投入使用后的钢网架结构能发挥出最大的效果。

5.结语

综上所述,在我国的建筑设计中,钢网架结构因为其受力均匀合理和安装方便等优点被广泛的在建筑工程的设计中应用。而且钢网架结构构件可以批量的生产,对阔度比较大的建筑结构中尤其适用,既可以确保建筑结构的稳定性又可以不增加工程的预算,对建筑工程结构设计来说,是非常经济的一种结构设计方式。在对钢网架结构进行设计时,要建筑的使用做出一定的了解,根据建筑的实际要求进行受力和环境等因素,设计出最适合建筑的设计方案。随着我国建筑业技术的发展,钢网架结构的设计水平也会不断的提高,促进钢网架结构在受力和经济方面的双重优化,为我国的建筑结构设计奠定基础。

参考文献

[1]王昌福,康金章,李定坤.波纹板结构几何布局可调优化设计方法及其在电除尘器侧墙板优化中的应用[J].运筹学杂志,1995,01:48-57.

[2]魏俊杰,刘志峰,刘光复,李新宇,赵流现.主动拆卸结构优化设计方法及其应用[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2011,01:6-9.

[3]张春玉,赵延林,陈勇.混合变量遗传算法在预应力网架结构中的应用[J].黑龙江科技学院学报,2009,04:306-

论文作者:孙寿良

论文发表刊物:《建筑知识》2017年10期

论文发表时间:2017/7/10

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

试论钢网架结构设计方法及其优化措施论文_孙寿良
下载Doc文档

猜你喜欢