钢网架结构设计探讨.doc

钢网架结构设计探讨.doc钢网架结构设计探讨
:结合笔者从事某训练馆及健身馆X架屋盖设计实践,对X架结构屋盖的杆件设计、节点设计以及X架支座设计进行深入探讨,提出其在X架工程项目上较优的设计方案,为同类工程所参考。
关键词:屋盖设计;X架结构;训练馆;健身馆;节点设计
1. 工程简介
本工程为四川双流国家羽毛球训练基地。工程项目中专业训练馆为1栋4层局部2层的框架结构(由抗震缝分为四个单体4个单体),屋盖采用钢X架结构;全民健身馆为1栋3层框架结构,屋盖采用钢X架结构;运动员公寓为1栋5层斜屋面框架结构。本工程项目建筑物抗震设防烈度为7度、、设计地震为第三组,建筑场地类别为Ⅱ类。建筑结构安全等级为二级,地基基础设计等级为乙级。框架抗震等级专业训练馆、全民健身馆为二级,运动员公寓为三级。
专业训练馆屋盖分为A、B两个区,且均为42米跨度屋盖,屋盖斜向对角线为脊线,沿脊线坡向上下两侧,X架按照建筑的屋面造型布置杆件,均采用经济指标优秀、构造简单的螺栓球四角锥X架结构。(图一,图二)。,沿斜向对角线为脊线的双坡屋盖右侧最大悬挑14米,为保证较好的整体刚度,采用经济指标优秀、构造简单的焊接球四角锥X架结构,按照建筑的屋面造型布置X架杆件。(图二)


图1专业训练馆B区X架屋盖平面图


图2 全民管X架屋盖平面图
2. X架结构杆件的设计与构造
杆件是X架结构主要的受力构件,X架结构涉及到的杆件设计通常较多,因此合理地设计杆件对于结构合理受力相当有帮助。结合笔者工程实践经验,提出设计X架结构杆件设计的要点。
X架结构的杆件一般采用Q235钢和Q345钢,设计时所采用的钢杆件截面型式分为圆钢管、角钢、薄壁型钢三种。对于杆件选取何种截面是有讲究的,杆件截面型式的选择在设计时通常是与X架的节点形式有关。而对于X架杆件通常都是有强度以及稳定性来决定,因此杆件截面应根据承载力和稳定性的计算确定。杆件的计算长度与汇集于节点的杆件受力状况及节点构造有关。X架杆件的最小截面尺寸应根据X架跨度及X格大小确定,角钢不宜小于
∟50×3,而对于采用圆钢管则截面不宜小于Φ48×2;薄壁型钢的壁厚则不应小于2mm。
3. X架结构节点设计
X架结构的节点型式及选择决定着X架结构的受力,通常X架结构节点所采用的连接方式有焊接连接节点、高强度连接节点、焊接和高强度螺栓混合连接节点。设计X架节点必须要使得X架结构的杆件受力合理、传力明确,而且所设计的节点应当便于制造、安装,最终还要需考虑到节省钢材。

螺栓球一般由钢球、高强度螺栓、紧固螺钉(或销子)、套筒和锥头或封板等零件组成,适合与连接圆钢管杆件。螺栓球节点的套筒、锥头和封板采用Q235系列、Q345系列钢材;钢球采用45号钢;螺栓、销子或紧固螺钉采用高强度钢材如45号钢、40B钢、40Cr钢、20MnTiB钢等。
设计的螺栓球节点,其螺栓钢球体直径的大小主要取决于高强度螺栓的直径,高强度螺栓拧入球体的长度及相邻两杆件轴线之间的夹角。当X架中各杆件所需高强度螺栓直径确定以后,螺栓钢球直径的大小应同时保证相邻两螺栓在球体内不相碰,还需确保套筒与钢球之间有足够的接触面
设计螺栓