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科技情报开发与经济SC1一TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2007年第l7卷第32期文章编号：1005—6+033(2007)32—0160—03莱体育馆屋面网架结构设计赵顺，梅志强(1．山西省建筑设计研究院，山西太原，030013；2．太原理工大学，山西太原，030024)摘要：以实际工程为背景，对三层网架(局部双层)的结构设计做了简要介绍，对网架支座设计中常见的问题进行了探讨并提出了解决方案。关键词：网架结构；屋面网架；网架支座；结构设计中图分类号：TU254．2文献标识码：A空间结构因其造型美观、受力合理、覆盖空间大、施工速度快等诸多优良特性在世界范围内得到了广泛应用。在形式众多的空间结构中。网格结构是发展最快的结构形式，其中尤以网架在国内外应用最为广泛。网架结构组成灵活多样但又有高度的规律性，便于采用，并可适应各种建筑方面的要求，网架高度内的空间可以用来设置管道等设施，网架结构外露部分，因其几何图形规则，可以丰富建筑效果，此外，该类结构亦可适应各种支承条件和各种建筑平面形状，能够满足公共建筑和工业厂房的要求。目前，对于跨度大于24m的结构几乎把网架网壳作为首选的结构形式，空间网格结构的广泛应用对我国的建筑结构向现代化发展起着巨大的推动作用本文结合某市体育馆屋面网架工程实例，介绍网架结构的设计。1工程概况本体育馆工程的建筑效果见图I。建筑立面呈倒梯形，屋盖支座处的平面轴线m，屋盖上檐平面总尺寸84．052rex68．5m，建筑檐口高度24．75m。屋盖结构采用网架结构，屋面采用双层金属板+轻质保温材料屋面体系，局部采用玻璃采光带。下部结构采用钢筋混凝土框架结构。由于建筑需要，要求网架屋面整体体现鸟翼腾飞的造型特点，网架的左右两侧需要局部抬高，采用三层网架，中部为双层网架。此外，屋盖结构的左右两侧，网架要有部分挑出，前后端部各挑出两个节间，悬挑长度6．138m，中部挑出一个节间，悬挑长度为3m。屋面排水采用多坡度有组织排水方案，由小立柱找坡，排水坡度为5％。本工程所在地区的设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0．15g，场地类别为Ⅲ类。收稿日期：0o7一o8一I7图I体育馆建筑效果图2．I．I．I上弦恒荷载屋面板自重O．25kN／m2，檩条及其连接件重O．25kN／m2．即屋面均布恒荷载为O．5kN／m2,有玻璃采光带处屋面恒载取O．8kN／m2。2．I．I．2下弦恒荷载下弦恒载主要考虑室内的吊顶荷载和灯具的悬挂荷载，根据建筑方面提供的材料，下弦恒载取I．2kN／m2。此外，网架下弦根据使用要求在网架中部对称布置8个风机，每个风机藿4kN，设计时将每个风机的荷载平均分布在一个网格内的4个球节点上，避免单个节点受荷过藿。2、1．2活荷载屋面活荷载标准值取O、5kN／m2。2荷载取值及组合2．1．3温度荷栽2、1荷载标准值2．1．1恒荷栽标准值温度荷载考虑+30℃(结构施工安装时的温度与使用过程中温度的最大差值)。2．1．4风荷栽●、⋯‘’●hf，●⋯⋯一⋯‘、一⋯～～一⋯●‘一⋯⋯⋯t●●～●⋯⋯⋯⋯0⋯⋯●(●一⋯⋯，●‘●⋯二1⋯“⋯’⋯0●：州ANewDecisionFeedbackBlindEqualizationAlgorithmBasedonWeightedDecisionSignalZHOUQiao-Xi．DUFengABSTRACT：Constantmodulusalgorithmfordecisionfeedbackblindequalization(CMADFE)hasthedefectofslowconvergencerate，aseyediagramisclosedinthefirstphaseoftheequalizationandthatcausesthemisjudgmentofdecisiondevice．Inordertoreducethemisjudgment，atthebeginningofiterationaweighteddecisionsignalissenttothefeedbackfilterandafteraperiodofequalizationanunweighteddecisionsignaliSdirectlysenttothefeedbackfilterandaweightedCMADFEalgorithmisthusobtained．ComputersimulationprovesweightedCMADFEalgorithmhasthefasterconvergencerateandlessmeansquareerrorthanCMADFEalgorithm．KEYWORDS：decisionfeedbackblindequalization；weighting；constantmodulus；decisiondirectedalgorithm160维普资讯顺，梅志强某体育馆屋面网架结构设计本刊E—mail：fo．net科技研讨当地5O年一遇基本风压O．55kN／m。，在进行网架屋盖维护结构计算时，屋面各部分的体形系数取值参考《建筑结构荷载规 范 》GB 50009--- 20 0 1( 200 6 年版 )。 2．1．5 雪荷栽 当地 5O年一遇基本雪压为 O．25 kN／m 。 2．2 荷载组合 在荷载组合 中考 虑了恒荷载 、活 荷载及其 不利布置、温差的影响、风荷载及地震荷载的作 用 。主要考虑 了如下 的几种组合 ：第一种组合 为 1．2 恒荷载 ；第 二种组合 为 1．2恒荷 载+1．4 活荷 载 ；第三种组 合为 1．2 恒荷载 +温度 荷载( 3O℃ ， 一 3O ℃) ；第 四种 组合为 1．2 恒荷载 +1．4 活荷 载+ 温度荷 载( 3O℃，一3O℃) ；第 五种 组合 为 1．2 恒 荷载+O． 5 活荷 载+1．3 地震荷载 ；第六 种组合 为 1．35 恒荷载 +1．4xO．7 活荷载 。 3 网架 设计 网架结构的设计采用 同济大学编制 的空间 钢结 构设计 软件 3D3S (8．0 版 ) ，结 构形 式 为正 放四角锥，采用焊接空心球节 。杆件的材质选用 Q235 级钢 ，钢管选用 热轧无缝钢 管 ，支座形 式 ： 外围四个角部采用 固定铰 支座 ，其余节 点释放 与梁纵向垂直法向约束 ，即采 用双向铰支座 ，各 支座周边 支承 于下 部结构 的钢筋 混凝 土梁 上。 参照 《网架结构设 计与施工规 程》JGJ 7— 9l 第 2． 0．IO条 ，下层网架高度取 为 4． 3 m，上层 网架高 度由建筑方 案取为 2．0 m，基本 网格尺寸 5．3 mx 5．2 m。经 3D3S(8．0 版 )计 算程序对截面 的优选 优化 ，设计 过程中反复调整 。网架结 构杆件截 面 终 定 为 d 89x4．0，d l 14x4．0。d 127~5．0。d l33X }{～ M 广 j 导 矩形俐扳 回恫臂4oxio ． so,~aoox： d ／ 支庳顶板 ＼ r 蓥 r ll I l ， ． q- l2 U ： l ll 凸l — 篙； = 令 一 4 上 鬈 涌 一 I ” 1I^ l l = 墨 銎 一 ． 、 川 虽 审 r {5I 125 l l25 m — 一奇 蟊 、 1’ ’ 10 0 ’菇葡 ’l —— ＼．01 6 0 · ； am = 旨 Il l I l !do2d~H 125 m 125 2*tM~o25f ‘三角形铟女 一 50 ~6 0 x20 、 ’ I’fl’ 10—10 ’ ’ 图 2 固定铰 支座 6．0，d 140x8．0，d 159~ 10 ，d 180x12，d 219X14 ，d 219x16。上述几种杆件截 面均为实际工程中常用截面形式 ，市场 取材方便 。由于结 构平面布置 对 称 ，荷载分布对称 ，经计算过 的网架结构 杆件平面分布呈 现双轴对称 ，截 面较大的杆件主要分布在网架上 弦跨中部 位和支座处 的腹杆 处 ，这与上 述部位在荷载作用下杆件承受的轴向力较大的受力特点相一致 。 4 结构挠度控制 经 汁算 ，网架 结构的最 大节点位移 发生在 网架结构 中部的 上弦节 点 365wm完美体育，竖向位移最大值为 133 mm，满足《网架结 构设计与施工规程 》JGj 7— 9l 第 2． 0．17 条 ：用作屋盖 的网架挠度 限值 L／250(274 mm) 的规定 。 5 支座 的设 计 网架结构支座 的设计不 仅要充分地与计算 简图相接近 ，充分地 考虑 网架结构 本身的受力性能 ，还要充分地考虑 到支座反力对下部支 承梁柱 的不利影响 。本工程 网架横 向与纵向的跨度均较 大 ，温度作用下结构 的 变形较大( 74．4 m方向 的最 向位 移达 22．2 mm) ，为减少 网架 支座 对 下 部支承混凝土梁 的扭矩作用 ，初步设计 采用两种 支座形式 ，即在周边 四个角部采用 固定铰支座 ，其余 梁上的支座释放与 梁纵向垂直的法 向约 束 ，采用双向铰支座。经程序反复计算后发现，网架支座在横梁与纵梁相 交 的转角处 ，出现 了拉力 ，此种现象 可解释为网架设计 的荷载取值较大 ， 且 网架 的两侧为三层 ，中部为两层 ，中部刚度相对较小所致 。鉴于考虑此 种情况 ，支座设计时在支座受拉处采用拉力支座 。此外 ，本 网架各 支座 的 竖向支座反力相差较大，支座反力较小处，采用普通的橡胶支座，橡胶垫 板 的抗滑移验算不能满足要求 。 考虑本工程的实际情况 ，网架的支座采用 3 种形式 ：固定 铰支座 (见 图 2) 、拉力支座 以及聚 四氟乙烯滑板式橡胶 支座 ( 见图 3)。聚四氟 乙烯 图 3 聚四氟乙烯滑板式橡胶支座 滑板式橡 胶支座是 在板式橡胶支座的基础上。将一块平面尺寸与橡胶垫 相同的聚四氟乙烯板与橡胶垫黏合在一起，并在其下部放置一块不锈钢 板 ，由于聚四氟乙烯 与不锈钢板之间的摩擦系数很小，使得橡胶垫能够在 其 上 自由滑动 ，这种支座除具有板式橡胶支座的优点外。主要是具有较大 的水平位 移量 。 为了使 聚四氟乙烯 滑板式橡胶支座适应大跨度结构的应用，朔州体 育馆 屋面网架设 计时采用了以下措施：其一 ，为了增加橡胶垫 的剪切变形 能力，采用 了较低 的邵 氏硬度，同时适 当增 大橡 胶层的厚度 ；其二 ，尽量 减 小支座 的平 面尺 寸增 加 支座的转动能力 ；其 三 ，设置限位螺栓 ，防止出现 过大 的侧 向变形 。 6 防腐 防火 处理 在钢结构设计时，除在结构选型 、截 面组 成以及钢 材材质方面予 以注 意外．尚应根据使用环境及其重要程度，采取相应 的防腐蚀措施 。本工程除