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双层网壳结构的静力分析与设计

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下载后可任意编辑双层网壳结构的静力分析与设计12024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑双层网壳结构的静力分析与设计摘要:本文简述了双层网壳的静力设计过程,并经过对杆件内力的分析和变形能力的探讨得出如下结论:双层网壳这种结构型式具有有较强的承载能力,良好的稳定性和优越的协调变形性能,是各种大跨度建筑值得采纳的一种屋盖型式。关键词:双层网壳,柱壳,大跨度空间结构。设计概况:某展览馆主展厅屋面为弧线形,跨度 27m,结合使用要求,拟采纳双层网壳的屋盖结构型式。该结构不但具有有较高的承载能力,且当在屋顶安装照明、空调等各种设备及管道时,它还能有效地利用空间,方便吊顶构造,经济合理。一、柱壳结构的型式与分析1 柱壳结构型式本设计所用柱壳采纳正放四角锥体系,柱壳跨度 27m,矢高12024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑4.5m,纵向长度 42m。杆件长度控制在 3m~3.5m 之间。2 柱壳结构分析结构分析的核心问题是计算模型的确定。本设计中柱壳结构的计算模型为空间铰接杆系,支承采纳四边支承。每个周边节点处均设置支座,下图所示为在有限元分析软件 SAP 中所建立模型的支座模拟。(注:下图仅作为表示柱壳支座形式所用) 22024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑图 1 柱壳上弦支座图图 1 中,a 点为二向支承(约束 x,z 方向位移),d 点为二向支承(约束 y,z 方向位移),c 点为三向支承(约束 x,y,z方向位移),其余带×号的各点均设置单向支承(只约束 z 方向的位移)。柱壳结构为大型复杂结构,因此采纳有限元分析软件 SAP 对其进行结构分析,并结合中国钢结构设计法律规范对各杆件进行截面设计和验算。二、静力设计1、荷载计算1)恒载标准值计算屋面构件及网壳自重恒载: 0.75 灯具: 0.052)活载标准值计算屋面活载:0.5; 雪荷载:32024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑;风荷载: C 类地貌,风压高度变化系数查表得,风振系数,基本风压,风载体型系数如图 2所示: 风向→ → 图 2 风振体型系数计算图因 此 , 有 :, ,其中,分别为如图 2 所示对应不同体型系数下的风荷载标准值。2、柱壳上的荷载分布上弦恒载全跨均匀分布(如图 3)42024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑 图 3 恒荷载全跨均匀分布图 下弦恒载全跨均匀分布类似上图,值大小为(仅为灯具荷载)。屋面活荷载全跨均匀分布(如图 4) 图 4 屋面活荷载全跨均匀分布图...

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