網(wǎng)架也有新花樣——一篇“無檁網(wǎng)架”的研究報告 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，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，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，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)，是對傳統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的一種改進。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)場安裝時無需焊接，省時省力。 網(wǎng)架上弦桿件采用矩形管的難點在于如何將矩形管在節(jié)點處連接起來并能滿足力學(xué)要求。經(jīng)過一段時間的研發(fā)，我們研制出了一種“球柱節(jié)點”，使得上弦矩形管和腹桿圓管能夠通過球柱節(jié)點連接起來。 整套無檁網(wǎng)架的技術(shù)方案我們已經(jīng)申請了專利(專利號ZL 2013 2 0172339.0)，而球柱節(jié)點的加工方法則屬于我們獨家掌握。 三、力學(xué)驗證結(jié)果 為了驗證無檁網(wǎng)架的可行性，我們制作了無檁網(wǎng)架的樣品，并對關(guān)鍵節(jié)點進行了有限元力學(xué)分析和試驗研究（如下圖所示），其中試驗是與同濟大學(xué)建筑工程系聯(lián)合進行研究的。 有限元分析和試驗研究結(jié)果表明，“球柱節(jié)點”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，通過試驗驗證、理論分析和試件驗證，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，造價低廉的優(yōu)勢，但更加通透美觀。對于玻璃采光頂而言，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)則支點裝飾鋼結(jié)構(gòu) 下圖項目的穿孔鋁板立面，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，僅兩個落地點。使用無檁網(wǎng)架讓結(jié)構(gòu)顯得輕盈飄逸。 參考文獻： 【1】新型螺栓球柱節(jié)點靜力承載性能試驗研究 郭小農(nóng)，黃澤韡，楊商飛，彭禮 同濟大學(xué)學(xué)報（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)點研發(fā)及其承載力研究 楊商飛，碩士論文，同濟大學(xué) 【5】新型螺栓球柱節(jié)點承載力研究 黃澤韡，本科論文，同濟大學(xué) via：http://www.jianzhu1.com |
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雖然只是一個簡單構(gòu)筑物也能提供多樣的活動表演空間 曼谷室內(nèi)圖書館，我想待在里面認真看書！
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