《空间网格结构技术规程》的编制及其重点内容介绍 - 结构理论

'《空间网格结构技术规程》的编制及其重点内容介绍-结构理论 《空间网格结构技术规程》的编制及其重点内容介绍-结构理论 《空间网格结构技术规程》的编制及其重点内容介绍-结构理论 《空间网格结构技术规程》的编制及其重点内容介绍-结构理论 中国建筑科学研究院:赵基达教授赵基达：各位专家上午好，我想尽快的把这个讲完，把刚才的时间给补回来，第一个是主要《空间网络结构技术规程》的编制及其重点内容。规程编制与修定的必要性；规程的章节及其主要内容介绍；规程编制与修订的重要内容；规程的强制性条文。还有给大家介绍一下我们这个规则，最后给大家汇报一下我们的工作。我们知道在《空间网格结构技术规程》编制前我国空间网格有二本技术规程，有《网架结构设计与施工规程》，我们第一版是在1981年，这个规定出来以后，起到了重要的作用。是我国第一本，也是国际上第一本。按照这个规程可以进行设计施工，对我们空间网格的发展起了很大的作用。那么2003年网壳的发展，主要是针对网壳结构设计与施工的专业性技术规程，包括单层网壳与双层网壳，对我国近年来网壳结构工程应用的快速发展与技术进步也起了很大的作用。我们也知道这两个规格，二本技术规程使用中存在的问题，有较大量的重复，从结构设计的基本规定、分析与计算、杆件和节点的设计与构造、制作安装与验收等方面都存在大量的重复，给设计与施工技术带来不便。有时由于建筑造型的需要，很难对网架、网壳作出严格的区分，给工程应用增加了难题，急需要覆盖网架、网壳等整个空间网格结构的技术规程，这个网架还是网壳很难区分，到底是网架好还是网壳好很难区分，把网架和网壳全面覆盖，另外我们修正了，因为我们的网架规程是90年版本的，到2004年已经10几年了，网架结构有很大的进步，《网架结构设计与施工规程》从上世纪九十年代初颁布以来，至本规程编制修订前已有十余年，在网架结构的设计计算方法、节点与构造要求、制造与施工技术等方面都有较大的技术进步，一些新的结构体系也在我国开始大量应用，如预应力空间网格结构、立体管桁架与张弦拱架结构，迫切需要一本能反映新技术应用与技术进步的空间网格结构技术规程。本次规程编制与修订主要工作为：将原《网架结构设计与施工规程》与《网壳结构技术规程》二本规程从技术上合二为一，这样大大减少了两本规程中的有关重复部分，同时又针对网架、网壳的各自受力特点给出具体的分析与设计要求，便于有关技术人员参照执行，将现行的《网架结构设计与施工规程》中的有关条文在合并工作中进行行修订，并与现行的钢结构、抗震规范等有关规范标准的协调一致。重点增加了预应力网格结构、立体管桁架与张弦拱架等新型结构体系的设计要求，补充了预应力节点、铸钢节点、销轴式节点等目前在国内空间网格结构发展方面一些新的节点构造与设计要求，以网壳规程焊接空心球节点设计承载力公式为基础，给出了改进的空心球节点拉弯、压弯设计承载力公式，反映最新空间网格结构方面的构造设计与施工技术要求。 规程的章节及其主要内容介绍，规程正文共分6章31节，共235条，另加10个附录，规程系统地对空间网格结构从结构选型、分析计算、节点与构造、制作安装与验收等方面给出了详细规定与要求。我们首先给出了空间网格结构的适用范围与设计原则，给出了空间网格结构的主要术语，并对术语进行了定义与说明；规定了规程中采用的符号，提出了空间网格结构的结构选型原则，给出了网架、网壳、立体桁架等各种结构设计的基本规定、结构布置要求以及结构挠度容许值；给出了空间网格结构的一般计算原则、静力计算、网壳的稳定性计算与地震作用下的内力计算。给出了空间网格结构的杆件、焊接空心球节点、螺栓球节点、嵌入式毂节点、铸钢节点、销轴式节点、组合结构的节点、预应力索节点与支座节点的设计与构造要求。给出了空间网格结构的制作工作中的一般规定、制作与拼装要求，给出了空间网格结构的高空散装法、分条或分块安装法、滑移法、整体吊装法、整体提升法、整体顶升法、折叠展开式整体提升法、组合空间网格结构施工与交验的技术要求。具体给大家一个比较详细的意见，还是附录及包括网架网壳的结构方式，等待一种连续的。网壳结构稳定承载计算。包括典型的，就是网架结构，包括网架结构的水平地震，还有嵌入式点的计算，包括橡胶计算的。第三规程重点内容。跨度限制方面，与原网壳规程一致取消了原网架规程中对适用跨度的限制，这也是针对我国大量大跨度公共建筑发展的迫切需要，同时更有利于空间网格结构的技术进步与发展，对组合网架仍有适用跨度限制，其限制值仍按原网架规程不变。对单层网壳仍适用跨度的限制，如球面网壳的跨度不宜大于80m，柱面网壳（沿两纵向边支承）跨度不宜大于30m等，这些主要是从单层网壳的整体稳定要求考虑的，网架与网壳的受力特性与设计要求，明确给出了空间网格结构中网架与网壳在几何外形、支座约束与受力特性之间的差异，特别强调网架结构以承受整体弯曲内力为主，网壳结构以承受整体薄膜内力为主，以便于设计人员正确合理选择空间网格结构的结构类型与几何外形，按网架与网壳的受力性能要求，规定了具体的支座约束条件与计算模型，以保证计算分析与构造设计的正确性。新增的结构形式，新增了立体管桁架、立体拱架与张弦立体拱架，立体管桁架与张弦立体拱架近年来在大跨度公共建筑应用较多，并取得了很好的效果，规程中新加入的结构体系可使设计人员对空间网格结构选用时有更多的选择余地，条文中主要规定了结构设计几何参数合理取值要求，张弦拱架的几何参数取值建议是在总结了国内已建成工程的基础上而定的。增预应力空间网格结构，预应力空间网格结构分析时，可根据具体情况将预应力作为初始应力或外力来考虑，然后按有限元法进行分析，对于索应考虑非线性的影响，并应按预应力施加 程序对预应力施工全过程进行分析，预应力空间网格结构应根据具体情况施加预应力，以确保在风荷载和地震作用下斜拉索处于受拉状态，必要时可设置稳定索加强。空间网格结构分析中对下部结构的考虑，在结构计算中强调了上部结构与下部结构的相互影响与共同作用，分别给出了三种分析方法：分析上部空间网格结构为主时，将下部支承结构刚度等效后与上部结构一起进行分析，以分析下部支承结构为主时，将空间网格结构按刚度与质量等效后与下部结构一起进行分析，将上部结构与下部支承结构一起整体建模分析。这次把新的结构体系我们放在结构里面，那么条文中主要规定了结构设计几何参数合理取值要求，对预应力空间网格结构，这个技术发展很快，我们这次规程里面要把这部分内容划出来，使大家可以根据这个进行参考，利用对于空间网格技术我们这次也会明确的，我们进行分析，把下部结构一起来进行分析。如果条件允许我们可以将上部结构跟下部结构进行分析。如果我们按照稳定分析中，对于一些规则的网壳，柱面网壳等等，统计来说如超过0.47左右，我们从2到0.47，这个系数调整，这次还有构造方面提出一些要求。本次修订新增了对杆件设计时从构造方面的要求，对于低应力、小规格拉杆在以前设计时完全按拉杆设计，但由于杆件制作的长度正公差与安装的原因，常常发生杆件微弯曲，导致工程应用中必须对杆件微弯曲进行处理，而且还有不安全的因素，新增的条文中要求，对于低应力、小规格的受拉杆件其长细比宜按受压杆件控制些低应力，小规格的受拉杆件其长细比宜按受压杆件控制。针对按满应力优化设计时存在杆件截面突变问题，本次修订新增了对杆件设计时从构造方面的要求，满应力优化设计会导致受力方向杆件截面规格有较大差异，造成刚度的不连续，尤其多点支承网架在反弯点处的上、下弦杆问题更为突出，另外对于受力方向杆件的连续性要求，我们按照要求希望不能超过1.8倍，最主要是多点支承的网架，怎么样来调整，总体来说下调0.9倍，另外空心球压弯或拉弯的公式的完善。从0.16到0.0变化，进一步完善。另外对高强度螺栓，对于36以上我们还是用39，39以上我们用9.8，另外新增节点类型，包括我们新增铸钢节点，我们给出了一些实际要求，一些构造图式，我们进一步把它完善。那么新的节点类型也包括了组合网，螺旋环节点，是一个很好的形式。支座节点增加了聚四氟乙烯可滑动支座，采用聚四氟乙烯可滑动支座时应设置支座滑动限位，以保证地震作用时整体屋盖结构的抗震性能。新增了折叠展开式整体提升法，折叠展开式整体提升法具有现场施工安装方便的突出优点，但对于施工机具与施工组织设计有很高的技术要求，并且应做好提升过程的监测与控制。新增了钢管与钢管的对接焊缝为一级焊缝要求，每根杆件只允许有一条对接接长焊缝，对接杆件总数不应超过杆件总数的10%，原网架规程对于杆件对接只限于压杆，这在实际施工安装中有诸多不便，如同一规格杆件一旦混用，会有一定的安全隐患，现对杆件对接不只限于压杆，可以应用于拉杆，但要求达到杆件对接焊缝为一级焊缝的要求，以保证结构安全。因为以前几年尽管发生过安装架子整体受到的情况，产生了很大的工伤事故，这次包括强度增地稳定我们都提出了技术要求。这个是能保证我们的整体稳定要求，虽然我们是小直径的单层球面网壳，也可以用螺旋球来做，第二个对于立体桁架，立体拱架和张弦。另外对于小于跨度1/50的双层网壳应进行稳定性计算，双曲抛面网壳的全过程分析来看。另外在抗震方面我们也提出了要求，在抗震设防烈度为8度的地区，对于周边支承的中小跨度结构应进行竖向抗震验算，对于其他网架结构应进行竖向和水平抗震验算。对于网架结构的抗震性能在“5.12”汶川大地震得到了很好的检验。网壳结构我们也提出了抗震性要求，网壳结构虽然它竖向高度提高了，但是水平高度弱化了，我们有1/5我们要考虑水平柱的影响，而且水平为主，小于1/5的我们要考虑竖向验算。在6度的地区我们不考虑。那么对下一步我们要做的工作。对于本规程的这次修订工作我们已取得了很好的进展与成绩，但尚存在的一些问题，仍需要我们在今后的工作中进一步改进，尚存在的主要问题及今后需要完善的工作如下：空间网格结构用于工业厂房，当带有悬挂吊车或振动设备时对高强螺栓的疲劳问题，还是没有很深的理论与试验研究工作。对于高强螺栓的疲劳问题，我们应在条件容许时开展研究；对于大直径的空心球节点承载力研究还有待于更多的试验研究工作；对于空间网格结构的钢管相贯节点，尤其是对于大内力杆件的复杂空间节点，其节点承载力还待进一步深入研究在本规程中新增的铸钢节点、预应力拉索节点还不是太全面，还待于在今后的工程设计应用中逐步积累与完善。???　　给大家报告时间刚好是20分钟时间，争取了10分钟。'