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大跨度膜結(jié)構(gòu)建筑中的桁架設(shè)計(jì)

文章出處:卓越膜結(jié)構(gòu)作者:卓越網(wǎng)絡(luò)部發(fā)表時間:2018-09-07 10:25:08閱讀:
    大家都知道膜結(jié)構(gòu)具有自重輕、構(gòu)造形式靈活的特點(diǎn),所以對于大跨度建筑來說使用膜結(jié)構(gòu)具有巨大的優(yōu)勢,對于大跨度的膜結(jié)構(gòu)建筑我們應(yīng)該都不會陌生,很多體育場館都是采用這種形式,比較具有代表性的如:更好的體育館(鳥巢),更好的游泳中心(水立方),上海八萬人體育場、北京西二旗地鐵站佛山世紀(jì)蓮體育場等,在大跨度膜結(jié)構(gòu)建筑中桁架的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)的安全性,桁架主要作用是承受建筑覆蓋結(jié)構(gòu)的重量,同時承受軸向拉力或壓力,可以說對于整個建筑來說起到至關(guān)重要的作用,今天我們就來了解下大跨度膜結(jié)構(gòu)建筑中的桁架設(shè)計(jì)。

室外籃球場膜結(jié)構(gòu)桁架設(shè)計(jì)
室外籃球場膜結(jié)構(gòu)桁架設(shè)計(jì)

    很好的先我們要說明下什么是桁架:

    桁架由桿件通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的支撐橫梁結(jié)構(gòu),稱為"桁架"。桁架的優(yōu)點(diǎn)是桿件主要承受拉力或壓力,可以充分發(fā)揮材料的作用,節(jié)約材料,減輕結(jié)構(gòu)重量。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預(yù)應(yīng)力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。

    桁架的種類:

    桁架常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預(yù)應(yīng)力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。桁架按外形分有三角形桁架、梯形桁架、多邊形桁架、平行弦桁架,及空腹桁架。在選擇桁架形式時,應(yīng)綜合考慮桁架的用途、材料、支撐方式和施工條件,在滿足使用要求的前提下,力求制造和安裝所用的材料和勞動量為更小。

工廠加工完成的管桁架
工廠加工完成的管桁架

    桁架受力分析:

    1.計(jì)算假定:

    各桿的軸線在同一平面內(nèi),節(jié)點(diǎn)均為鉸結(jié),所有外荷載作用在桁架平面內(nèi),并集中作用于節(jié)點(diǎn)上。如果作用在節(jié)間桿件上,上、下弦的內(nèi)力將成為壓彎或拉彎構(gòu)件。解決方法:使節(jié)點(diǎn)間距等分一致,或再分,盡量將外荷載作用于桁架節(jié)點(diǎn)上。

    2.結(jié)構(gòu)計(jì)算

    根據(jù)平衡理論,節(jié)點(diǎn)承受匯交力系作用,逐次建立各節(jié)點(diǎn)的投影平衡方程:ΣX=0、ΣY=0,可求出所有的未知桿件內(nèi)力,這種方法稱節(jié)點(diǎn)法,更適用于簡單桁架。求解時,可根據(jù)平衡理論先判定零桿,并盡可能避免解聯(lián)立方程,有時只需求少數(shù)桿件內(nèi)力。對于聯(lián)合桁架和復(fù)雜桁架,節(jié)點(diǎn)法無法奏效時,需用截面法,有選擇地截斷桿件(一般不超過三根)以桁架的局部為平衡對象,由平衡方程即可求得所需桿件軸力。對于某些桁架(如K式桁架),聯(lián)合應(yīng)用節(jié)點(diǎn)法和截面法更有效。對于桿件很多的復(fù)雜桁架或空間桁架,更好選擇電算法。

    桁架連接設(shè)計(jì):

    桁架的連接方式有焊接、普通螺栓連接、高強(qiáng)螺栓連接或鉚接。在鋼桁架中應(yīng)用更廣的應(yīng)屬焊接;而普通螺栓連接則常用于可拆的結(jié)構(gòu)如輸電塔和支撐系統(tǒng);高強(qiáng)螺栓連接常用于重型鋼桁架的工地連接;鉚接用于受較大動力荷載的重型鋼桁架,目前已逐漸被高強(qiáng)螺栓連接代替。工程應(yīng)用時,應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn),施工條件確定連接方式。

膜結(jié)構(gòu)建筑桁架安裝施工中
膜結(jié)構(gòu)建筑桁架安裝施工中

    通過本篇文章相信大家對于大跨度膜結(jié)構(gòu)建筑中的桁架設(shè)計(jì)會有簡單的了解,對于膜結(jié)構(gòu)建筑所用的桁架來說,不僅要求結(jié)構(gòu)安全,而且還要具有美感,只有這樣才能完美表達(dá)出膜結(jié)構(gòu)建筑的獨(dú)特風(fēng)采。

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