網(wǎng)架也有新花樣——一篇“無檁網(wǎng)架”的研究報(bào)告 無檁網(wǎng)架
2017-07-18 19265 Views iarch001
結(jié)構(gòu), 裝配, 網(wǎng)架, 無檁網(wǎng)架, 研究報(bào)告, 力學(xué)
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| 今天，小建就和大家介紹一下我們研發(fā)的一個(gè)新型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品——無檁網(wǎng)架。 一、概述 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種非常優(yōu)秀的空間結(jié)構(gòu)形式，擁有自重輕、雙向受力、適用于大跨度等特點(diǎn)，已被國內(nèi)外大量使用。一般網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在上弦球之上設(shè)置支托，將屋面檁條支承于支托之上，然后將屋面板固定于屋面檁條之上。然而當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上弦采用玻璃等透明材料作為建筑面層時(shí)，這樣的構(gòu)造就顯得繁瑣，下弦桿、腹桿和上弦桿之外還有一層檁條，大大影響建筑效果。如果采用鋁板等不透明材料作為建筑面層，則支托和檁條的加入使得建筑厚度較厚。 基于傳統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上述缺點(diǎn)，我們提供一種新型的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使得玻璃等建筑面層可以直接連接于網(wǎng)架弦桿，建筑效果更加簡約明快，且用鋼量更為節(jié)省。 二、技術(shù)特征 無檁網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種新型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，是對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。傳統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的所有桿件均采用圓管，桿件不能承受橫向力，所有荷載均只能施加在節(jié)點(diǎn)上。無檁網(wǎng)架上弦桿采用矩形管，使得上弦桿件可以承受橫向力，并且相對(duì)于圓管而言，矩形管也更有利于玻璃或者鋁板的連接。從而該種新型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)無需再設(shè)置支托和檁條，建筑屋面板可以直接支承于網(wǎng)架弦桿形成的平面上，建筑效果更加簡約明快，用鋼量較為節(jié)省，并且現(xiàn)場安裝時(shí)無需焊接，省時(shí)省力。 網(wǎng)架上弦桿件采用矩形管的難點(diǎn)在于如何將矩形管在節(jié)點(diǎn)處連接起來并能滿足力學(xué)要求。經(jīng)過一段時(shí)間的研發(fā)，我們研制出了一種“球柱節(jié)點(diǎn)”，使得上弦矩形管和腹桿圓管能夠通過球柱節(jié)點(diǎn)連接起來。 整套無檁網(wǎng)架的技術(shù)方案我們已經(jīng)申請(qǐng)了專利(專利號(hào)ZL 2013 2 0172339.0)，而球柱節(jié)點(diǎn)的加工方法則屬于我們獨(dú)家掌握。 三、力學(xué)驗(yàn)證結(jié)果 為了驗(yàn)證無檁網(wǎng)架的可行性，我們制作了無檁網(wǎng)架的樣品，并對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了有限元力學(xué)分析和試驗(yàn)研究（如下圖所示），其中試驗(yàn)是與同濟(jì)大學(xué)建筑工程系聯(lián)合進(jìn)行研究的。 有限元分析和試驗(yàn)研究結(jié)果表明，“球柱節(jié)點(diǎn)”能夠滿足無檁網(wǎng)架的力學(xué)要求，無檁網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在力學(xué)上是可行的。相關(guān)學(xué)術(shù)論文也已經(jīng)發(fā)表【1~4】。 而無檁網(wǎng)架樣品的裝配成功，則表明無檁網(wǎng)架在安裝上是可行的。 四、結(jié)論 無檁網(wǎng)架是一種在建筑效果等方面優(yōu)于傳統(tǒng)網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式，通過試驗(yàn)驗(yàn)證、理論分析和試件驗(yàn)證，其技術(shù)可行，值得推廣。 五、應(yīng)用場景 5.1中庭、采光頂?shù)却罂缍冉Y(jié)構(gòu) 無檁網(wǎng)架繼承了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝簡便，造價(jià)低廉的優(yōu)勢，但更加通透美觀。對(duì)于玻璃采光頂而言，建筑效果提升不言而喻。 5.2 薄型大懸挑屋面 同樣的結(jié)構(gòu)厚度，無檁網(wǎng)架可以大大節(jié)省完成面厚度。 5.3 不規(guī)則支點(diǎn)裝飾鋼結(jié)構(gòu) 下圖項(xiàng)目的穿孔鋁板立面，支承鋼結(jié)構(gòu)采用無檁網(wǎng)架，與主體外墻面靈活布置小圓管支點(diǎn)，僅兩個(gè)落地點(diǎn)。使用無檁網(wǎng)架讓結(jié)構(gòu)顯得輕盈飄逸。 參考文獻(xiàn)： 【1】新型螺栓球柱節(jié)點(diǎn)靜力承載性能試驗(yàn)研究 郭小農(nóng)，黃澤韡，楊商飛，彭禮 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015年11月，第43卷第11期，Page1626~163 【2】Numerical studies on behaviour of bolted ball-cylinder joint under axial force Xiaonong Guo , Zewei Huang , Zhe Xiong , Shangfei Yang and Li Peng，Steel and Composite Structures, Vol. 20, No. 6 (2016) 1323–1343 【3】Behaviour of bolted ball-cylinder joint under axial force-Part 1: Experimental studies［J］．Xiaonong Guo, Zewei Huang, Zhe Xiong*, Shangfei Yang, Li Peng． Steel and Composite Structures，2016，21（1）：137-156，ISSN1229-7367．2016.05.30． 【4】一種用于網(wǎng)架的新型節(jié)點(diǎn)研發(fā)及其承載力研究 楊商飛，碩士論文，同濟(jì)大學(xué) 【5】新型螺栓球柱節(jié)點(diǎn)承載力研究 黃澤韡，本科論文，同濟(jì)大學(xué) via：http://www.jianzhu1.com |
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雖然只是一個(gè)簡單構(gòu)筑物也能提供多樣的活動(dòng)表演空間 曼谷室內(nèi)圖書館，我想待在里面認(rèn)真看書！
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