网架结构中,杆件承载力的计算是关键步骤,涉及多种公式和特殊情况。承载力计算公式通常包括基于材料强度的计算方法,例如弯曲应力法或极限状态设计方法。对于特殊条件下的承载力计算,如节点荷载、杆件尺寸变化或复杂几何形状,需要采用更详细的分析。还需考虑疲劳、腐蚀和其他环境因素对杆件性能的影响。
网架杆件计算内容
一、杆件截面相关计算
- 钢材选择与截面确定依据
- 网架结构杆件可采用普通型钢和薄壁型钢,杆件的钢材应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的规定采用。杆件截面应根据该标准,按照强度和稳定性的要求计算确定。
- 最小截面尺寸计算
- 杆件截面的最小尺寸应根据结构的跨度与网格大小按计算确定,普通型钢不宜小于L50×3,钢管不宜小于Φ48x3。
二、杆件长细比计算
- 计算长度的确定
- 确定杆件的长细比时,其计算长度应按相关规定采用(具体规定可参考对应的设计标准中的表格等资料)。
- 容许长细比数值
- 杆件的长细比不宜超过规定的数值(同样需参照相关标准规定)。
三、杆件内力计算
- 不同网架类型的内力系数
- 对于不同网格的网架,如两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向网架、正放四角锥网架和斜放四角锥网架等,有对应的杆件内力系数图表可用于内力计算,不同网架类型内力计算方式不同。例如两向正交斜放网架等有各自特定的内力计算方法和相关系数的运用。
- 基于不同计算模型的内力计算
- 空间桁架位移法:适用于各种类型、各种支承条件的网架。该方法以网架节点的三个线位移为未知量、所有杆件为承受轴向力的铰接杆系有限元法,利用计算机进行内力分析和位移计算。当网架结构和外荷载有对称面时,可利用对称条件只需分析1/2n网架(n为对称面数量),在计算时,对称面内各杆件的截面面积应取原截面面积的一半,各对称面交线上的中心竖杆也有相应处理。
- 交叉梁系差分法:适用于由交叉梁系组成的网架或正放四角锥网架的计算。
- 拟夹层板法:可用于锥体组成的网架计算。
- 假想弯矩法:可用于斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架的估算。
四、杆件承载力计算
- 压杆承载力计算公式
- 如果杆件为压杆,其承载力的计算公式为:,其中为杆件的承载力,为杆件的截面面积,为截面的调整系数,为相应材料的抗压强度。
- 拉杆承载力计算公式
- 如果杆件为拉杆,其承载力的计算公式为:,其中为杆件的承载力,为杆件的截面面积,为截面的调整系数,为相应材料的抗拉强度。
- 弯曲杆件承载力计算公式(特殊情况)
- 如果杆件受到弯曲作用,其承载力的计算公式为与杆件的弯矩、相应材料的弯曲强度、截面抵抗弯曲矩的有效宽度有关(具体公式需根据详细的结构力学原理确定)。
五、杆件长度计算
- 理论长度
- 理论长度是指球心到球心的距离,即网格长度,也叫中到中长度。
- 下料长度
- 下料长度 = 理论长度 - 球半径 - 套筒长度 - 封板或锥头长度+球劈面量 + 焊接收缩量。
- 焊接长度
- 焊接长度 = 下料长度 + 封板或锥头长度,是焊完封板或锥头后的实际长度。
- 组合长度
- 组合长度 = 焊接长度 + 套筒长度。
网架杆件钢材选择标准
网架杆件长细比计算方法
网架杆件承载力计算案例
网架杆件内力计算实例