双层网壳结构的静力分析与设计

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...