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《平行弦普通钢屋架腹杆体系优化的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、平行弦普通钢屋架腹杆体系优化的探讨大庆石油学院张俊德张百龙包云惠。〔提要〕本文就工业与民用建筑中常用的平行弦普通钢屋架腹杆体系的优化问题进行探讨,文中运用结构优化理论的力学准则设计满应力原理的应力比法探讨腹杆体系的优化方法和优化,,,程序的编制并按四种跨度对五种腹杆体系进行了迭代计算经比较选优定量的确定出不同跨度一F的最优腹杆体系,供研究、设计人员参考。,一、引言钢屋架用于中等跨度较为适应为了进行比较和避,,,、、}!前在我国受钢材产量的限制钢结构的应免计算繁琐采用12mlsm24m和som四种跨用仍不够广泛。但从发展的趋势看,由于钢结构的度。材质均匀、自重小、2
2、.:,工业化生产和建筑工期短等特析架高度平行弦钢屋架的高跨比一般在,。,点将会被更多的应用1/12一1/6之间为简化计算并考虑腹杆的适宜角_I二业与民用建,像架式屋盖的析架式支,取=(1/7)1。在筑中度h、、3.:,架平屋顶的屋架厂房结构屋盖体系中的析架式析架节间为了连接方便腹杆倾角应在。,“,“,横梁等都可采用平行弦普通的钢析架因此平行30~6护之间最好在45左右同时节间应小于。,,一。为此8即=弦普通钢析架也是应用较广泛的种析架析架高度把析架分成个节间d:。平行弦普通钢析架常用的腹杆体系有带有辅(1/8)I助竖杆的三角形体系、斜杆体系、交叉4。、:(十字形)
3、荷载(按大庆地区钢筋硷平屋顶)、。:12.体系半斜杆(K形)体系和菱形体系根据荷载规范规定取平屋面活荷载为50kg/m在跨度、高度、里1和荷载一定的条件下,雪压为30Z,一gZ,布n选kg/m风压为23k/m钢筋硷屋,“;Z;用那种腹杆体系最好即析架的重量最小呢?过去盖重为163kg/m保温层重为42kg/m防水屋.,g,;Z;由实践经验给出了一些各种腹杆体系的应用范围面重为40k/m钢尾架重为35kg/m隔音纸’。。板吊顶重为20k但缺少定量的分析本文试图用结构优化的理论探g/m,。:讨腹杆体系优化的方法井给出定量的分析考虑下述三种荷载组合(l)平屋面活荷载、q
4、:=450kgZ,叮。=二析架基本数据的选定加恒载/m(2)雪载加恒载,33okg’,3=277kg/m,。因为影响析架设计的因素较多如衔架的跨/m(3)风载加恒载,度、;岛度、、析架间距、荷载和腹杆体系等。显然第一种荷载组合最不利。现取=4节间q50,、Z,二a。为r简化计算取析架n口距为定值高度和节间为kg/m则结点荷载Qdq(kg)跨度的函数、,只按式中:a为析架间距;荷载为节间和析架间即的函数(m)。,不同跨度和腹杆体系进行优化研究d为析架节间长度(m).,1:.析架的计算跨度考虑我国当前情况普通5分组数据(表1)[:《》3]徐芝纶弹性力学)(第二版下册参
5、考文献。人民教育出版社1983年4月:“砖石结构规范修订组关于砖石结构〔4〕全国砖石结构标准技术委员会硅酸盐建”《》设计中的高厚比验算建筑结构筑制劳编辑部:《砖石结构设计和施工1978。2。》(CIB的国际建议56)国际砖石结构12〕南京工学院上木系建筑结构专业教研组设计规范汇编。(一):《》:编简明砖石结构l海科学技术出〔:“拜5〕侯汝欣砖砌体泊桑系数值的初步、版社1983年8月试验研究,,《,1982.6。建筑结构析,进行初步探讨。架腹杆体系的优化问题,以满应力为基础的应力比法适用于任何朴定及超静定杆件体系。由一州洲川州Q‘“g’于超静定体系的杆力与杆件I(m
6、)h(m)d(m)州),,截面有关每次迭代计算后杆力发生变化需经多次迭代计算才能得到满应力解。而静定体系的杆力与l22700,一。182。254050杆件截面无关经次迭代计算即可得到满应力解本文所引用的三角形、斜杆和,山JJ丫n。K形体系为静定35400体系,,菱形体系为一次超静定体系交义腹杆体系4.3.756750为8次超静定体系。应力比法迭代公式为下一步齐杆为满应力,即.:,6杆件截面为便于计算比较各杆均采用两A{“十”。‘=A{K’。代’[〕l个滓边角钢,3。:组成]「形截面井采用号钢在初由此得,,IJCmZ,H二K’兀’始设计卜弦杆截而积采用腹杆截面积采A
7、{川K{月l7cZ。,人’=。蕊’。,,用m按钢结构设计规范规定杆件最小尺寸为式中K:{/[〕称为应力比‘x,c‘。匕15刁即杆件址小截面积为7m各种杆件。,为第i根杆件的应力;()容许长1。〔口,;为f统细比均取20〕为各根杆件的容许应力、三基本公式及计算框图A‘,为各杆的设计截面积,,、。日前对于杆件体系还只限于运用结构优化KK+1为第K步和第K+1步。理论进行杆件截面的优化研究本文试用该理论对计算框图为:KU“’求齐杆址大应力比求什杆应力心给定初始设计」甘”‘二给定容i乍势认力f气{拼-,一。求改进设11十入K‘’气句万广”“广’井计算爪员结束四、腹杆型式及
8、计算棋型表
