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網架結構的優缺點

在形式眾多的空間結構中,網格結構是當前發展最快的結構形式:它是將桿件按一定規律布置,通過節點連接而成的系結構。網格結構的外形可平板狀,即網架,也可以呈曲面狀,即網殼。其中尤以網架在國內外應用量為廣泛,這主要是由于它具有下列一系列的優點

一、網架結構的優缺點

(1)結構組成靈活多樣但又有高度的規律性,便于采用,并可適應各種建筑方面的要求。網架結構的成雖有一二十種之多,但每一種都十分規則,其布置極易掌握,這就大大方便了設計工作者。網架高度內的空間可以用以設置管道等設施。網架結構外露或部分外露,因其幾何圖形的規則,可以豐富建筑效果。網架結構亦可適應各種支承條件和各種建筑平面形狀,能夠滿足公共建筑和工業廠房的要求,因此樂于為設計工作者所采用

(2)節點連接簡便可靠。近年來網架節點及其部件已逐步做到定型化、工廠化和商品化不僅簡化了節點連接的制作與安裝,而且保證了節點的受力性能,質量可靠。這對進步推動網架結構的應用起了積極作用。

(3)分析計算成熟已采用計算機輔助設計。網架結構的桿件一般均為鋼桿件,主要受軸心力作用,對于這種桿件的設計在理論十分成熟;對于這種結構體系的分析計算,由于計算結構力學的發展,也已十分可靠因此我國目前已有多種計算網架通用程序和計算機輔助設計軟件,并大大縮短了設計周期。

(4)加工制作機械化程度高,并已全部工廠化。網架結構的桿件和節點比較單一而且定型化,因此都可在工廠中成批生產,并采用機械加工。這樣既保證了加工質量又編短了制作時間,明顯優越于其他類型空間結構的加工制作。

(5)用料經濟,能用較少的材料跨越較大的跨度。網架結構是一種三向受力的結構體空間交匯的桿件互為支撐,將受力桿件與支撐系統有機地結合起來,桿件又主要承受軸力作用,因而用料經濟,剛度較大,適宜于跨度較大的情況。

(6)適應建筑工業化商品化的要求,目前我國已編制有適用范圍較廣的焊接空心球節點和嫘栓球節點網架結構的定型設計,并有專業工廠生產。因此,可根據需要直接選購。

網架結構目前還存在下列問題:節點用鋼量較大加工制作費用仍較平面桁架為高等.

二、網殼結構的優缺點

1、網殼結構也是近半個世紀以來發展最快、應用最廣的一種空間結構,這是由于它有如下的優點:

(1)具有優美的建筑造型,無論是建筑平面、外形和形體都能給設計師以充分的創作自由。在建筑平面上可以適應多種形狀,如圓形、矩形、多邊形、三角形、扇形以及各種不規測的平面。在建筑外形上可以形成多種曲面,如球面(圖1a),橢面(圖1b),旋轉拋物面(圖1c),旋轉雙曲面(圖1-d),圓錐面(圖1e),多種截面形狀的杜狀面〔圖1f),橢圓拋物面(圖1-18g),雙曲拋物面(圖1-8h),扭曲面(圖1-18i)等等,建筑的各種形體則可通過曲面的切割和組合得到。

(2)受力合理,可以跨越較大的跨度,節約鋼材。由于網殼曲面的多樣化,結構設計者

可以通過精心的曲面設計使網殼受力均勻,從整體上來看主要承受壓力,增大剛度,減小變形,達到節約鋼材的目的。

(3)可以用構件組成較大的空間,這些構件可以在工廠預制實現工業化生產,安裝簡便快速,不需要大型設備,因此綜合經濟指標較好。

其他如連接和計算方法方面的優點與網架結構的相同,不再重復。

2、網殼結構也存在不足之處,主要有:

1)桿件和節點幾何尺寸的偏差以及曲面的偏離對網殼的內力、整體穩定性和施工精度

影響較大,這就給結構設計帶來了困難。另外,為減小初始缺陷,對于桿件和節點的加工

精度應提出較高的要求這就給制作加工增加了困難。這些缺點在大路度網殼中顯得更加突出。

(2)網殼結構可以構成大空間,但當矢高很大時,增加了屋面面積和不必要的建筑空

間,增加建筑材料和能源的消耗。


 
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