《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的編制及其重點(diǎn)內(nèi)容介紹

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

中國建筑科學(xué)研究院:趙基達(dá)教授
 
趙基達(dá)：各位專家上午好，我想盡快的把這個(gè)講完，把剛才的時(shí)間給補(bǔ)回來，第一個(gè)是主要《空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的編制及其重點(diǎn)內(nèi)容。規(guī)程編制與修定的必要性；規(guī)程的章節(jié)及其主要內(nèi)容介紹；規(guī)程編制與修訂的重要內(nèi)容；規(guī)程的強(qiáng)制性條文。還有給大家介紹一下我們這個(gè)規(guī)則，最后給大家匯報(bào)一下我們的工作。我們知道在《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》編制前我國空間網(wǎng)格有二本技術(shù)規(guī)程，有《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》，我們第一版是在1981年，這個(gè)規(guī)定出來以后，起到了重要的作用。是我國第一本，也是國際上第一本。按照這個(gè)規(guī)程可以進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，對(duì)我們空間網(wǎng)格的發(fā)展起了很大的作用。那么2003年網(wǎng)殼的發(fā)展，主要是針對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的專業(yè)性技術(shù)規(guī)程，包括單層網(wǎng)殼與雙層網(wǎng)殼，對(duì)我國近年來網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用的快速發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步也起了很大的作用。我們也知道這兩個(gè)規(guī)格，二本技術(shù)規(guī)程使用中存在的問題，有較大量的重復(fù)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定、分析與計(jì)算、桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造、制作安裝與驗(yàn)收等方面都存在大量的重復(fù)，給設(shè)計(jì)與施工技術(shù)帶來不便。有時(shí)由于建筑造型的需要，很難對(duì)網(wǎng)架、網(wǎng)殼作出嚴(yán)格的區(qū)分，給工程應(yīng)用增加了難題，急需要覆蓋網(wǎng)架、網(wǎng)殼等整個(gè)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)程，這個(gè)網(wǎng)架還是網(wǎng)殼很難區(qū)分，到底是網(wǎng)架好還是網(wǎng)殼好很難區(qū)分，把網(wǎng)架和網(wǎng)殼全面覆蓋，另外我們修正了，因?yàn)槲覀兊木W(wǎng)架規(guī)程是90年版本的，到2004年已經(jīng)10幾年了，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有很大的進(jìn)步，《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》從上世紀(jì)九十年代初頒布以來，至本規(guī)程編制修訂前已有十余年，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、節(jié)點(diǎn)與構(gòu)造要求、制造與施工技術(shù)等方面都有較大的技術(shù)進(jìn)步，一些新的結(jié)構(gòu)體系也在我國開始大量應(yīng)用，如預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、立體管桁架與張弦拱架結(jié)構(gòu)，迫切需要一本能反映新技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)進(jìn)步的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程。本次規(guī)程編制與修訂主要工作為：將原《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》與《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》二本規(guī)程從技術(shù)上合二為一，這樣大大減少了兩本規(guī)程中的有關(guān)重復(fù)部分，同時(shí)又針對(duì)網(wǎng)架、網(wǎng)殼的各自受力特點(diǎn)給出具體的分析與設(shè)計(jì)要求，便于有關(guān)技術(shù)人員參照?qǐng)?zhí)行，將現(xiàn)行的《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中的有關(guān)條文在合并工作中進(jìn)行行修訂，并與現(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)、抗震規(guī)范等有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)一致。重點(diǎn)增加了預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、立體管桁架與張弦拱架等新型結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要求，補(bǔ)充了預(yù)應(yīng)力節(jié)點(diǎn)、鑄鋼節(jié)點(diǎn)、銷軸式節(jié)點(diǎn)等目前在國內(nèi)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)發(fā)展方面一些新的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與設(shè)計(jì)要求，以網(wǎng)殼規(guī)程焊接空心球節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)承載力公式為基礎(chǔ)，給出了改進(jìn)的空心球節(jié)點(diǎn)拉彎、壓彎設(shè)計(jì)承載力公式，反映最新空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)方面的構(gòu)造設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要求。
規(guī)程的章節(jié)及其主要內(nèi)容介紹，規(guī)程正文共分6章31節(jié)，共235條，另加10個(gè)附錄，規(guī)程系統(tǒng)地對(duì)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)選型、分析計(jì)算、節(jié)點(diǎn)與構(gòu)造、制作安裝與驗(yàn)收等方面給出了詳細(xì)規(guī)定與要求。我們首先給出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的適用范圍與設(shè)計(jì)原則，給出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的主要術(shù)語，并對(duì)術(shù)語進(jìn)行了定義與說明；規(guī)定了規(guī)程中采用的符號(hào)，提出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型原則，給出了網(wǎng)架、網(wǎng)殼、立體桁架等各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定、結(jié)構(gòu)布置要求以及結(jié)構(gòu)撓度容許值；給出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的一般計(jì)算原則、靜力計(jì)算、網(wǎng)殼的穩(wěn)定性計(jì)算與地震作用下的內(nèi)力計(jì)算。給出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件、焊接空心球節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn)、嵌入式轂節(jié)點(diǎn)、鑄鋼節(jié)點(diǎn)、銷軸式節(jié)點(diǎn)、組合結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力索節(jié)點(diǎn)與支座節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求。給出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的制作工作中的一般規(guī)定、制作與拼裝要求，給出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的高空散裝法、分條或分塊安裝法、滑移法、整體吊裝法、整體提升法、整體頂升法、折疊展開式整體提升法、組合空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工與交驗(yàn)的技術(shù)要求。具體給大家一個(gè)比較詳細(xì)的意見，還是附錄及包括網(wǎng)架網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)方式，等待一種連續(xù)的。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載計(jì)算。包括典型的，就是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的水平地震，還有嵌入式點(diǎn)的計(jì)算，包括橡膠計(jì)算的。第三規(guī)程重點(diǎn)內(nèi)容?？缍认拗品矫妫c原網(wǎng)殼規(guī)程一致取消了原網(wǎng)架規(guī)程中對(duì)適用跨度的限制，這也是針對(duì)我國大量大跨度公共建筑發(fā)展的迫切需要，同時(shí)更有利于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)組合網(wǎng)架仍有適用跨度限制，其限制值仍按原網(wǎng)架規(guī)程不變。對(duì)單層網(wǎng)殼仍適用跨度的限制，如球面網(wǎng)殼的跨度不宜大于80m，柱面網(wǎng)殼（沿兩縱向邊支承）跨度不宜大于30m等，這些主要是從單層網(wǎng)殼的整體穩(wěn)定要求考慮的，網(wǎng)架與網(wǎng)殼的受力特性與設(shè)計(jì)要求，明確給出了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中網(wǎng)架與網(wǎng)殼在幾何外形、支座約束與受力特性之間的差異，特別強(qiáng)調(diào)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以承受整體彎曲內(nèi)力為主，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以承受整體薄膜內(nèi)力為主，以便于設(shè)計(jì)人員正確合理選擇空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型與幾何外形，按網(wǎng)架與網(wǎng)殼的受力性能要求，規(guī)定了具體的支座約束條件與計(jì)算模型，以保證計(jì)算分析與構(gòu)造設(shè)計(jì)的正確性。新增的結(jié)構(gòu)形式，新增了立體管桁架、立體拱架與張弦立體拱架，立體管桁架與張弦立體拱架近年來在大跨度公共建筑應(yīng)用較多，并取得了很好的效果，規(guī)程中新加入的結(jié)構(gòu)體系可使設(shè)計(jì)人員對(duì)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)選用時(shí)有更多的選擇余地，條文中主要規(guī)定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾何參數(shù)合理取值要求，張弦拱架的幾何參數(shù)取值建議是在總結(jié)了國內(nèi)已建成工程的基礎(chǔ)上而定的。增預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可根據(jù)具體情況將預(yù)應(yīng)力作為初始應(yīng)力或外力來考慮，然后按有限元法進(jìn)行分析，對(duì)于索應(yīng)考慮非線性的影響，并應(yīng)按預(yù)應(yīng)力施加程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力施工全過程進(jìn)行分析，預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)具體情況施加預(yù)應(yīng)力，以確保在風(fēng)荷載和地震作用下斜拉索處于受拉狀態(tài)，必要時(shí)可設(shè)置穩(wěn)定索加強(qiáng)?？臻g網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析中對(duì)下部結(jié)構(gòu)的考慮，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中強(qiáng)調(diào)了上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的相互影響與共同作用，分別給出了三種分析方法：分析上部空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為主時(shí)，將下部支承結(jié)構(gòu)剛度等效后與上部結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行分析，以分析下部支承結(jié)構(gòu)為主時(shí)，將空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)按剛度與質(zhì)量等效后與下部結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行分析，將上部結(jié)構(gòu)與下部支承結(jié)構(gòu)一起整體建模分析。這次把新的結(jié)構(gòu)體系我們放在結(jié)構(gòu)里面，那么條文中主要規(guī)定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾何參數(shù)合理取值要求，對(duì)預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這個(gè)技術(shù)發(fā)展很快，我們這次規(guī)程里面要把這部分內(nèi)容劃出來，使大家可以根據(jù)這個(gè)進(jìn)行參考，利用對(duì)于空間網(wǎng)格技術(shù)我們這次也會(huì)明確的，我們進(jìn)行分析，把下部結(jié)構(gòu)一起來進(jìn)行分析。如果條件允許我們可以將上部結(jié)構(gòu)跟下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。如果我們按照穩(wěn)定分析中，對(duì)于一些規(guī)則的網(wǎng)殼，柱面網(wǎng)殼等等，統(tǒng)計(jì)來說如超過0.47左右，我們從2到0.47，這個(gè)系數(shù)調(diào)整，這次還有構(gòu)造方面提出一些要求。本次修訂新增了對(duì)桿件設(shè)計(jì)時(shí)從構(gòu)造方面的要求，對(duì)于低應(yīng)力、小規(guī)格拉桿在以前設(shè)計(jì)時(shí)完全按拉桿設(shè)計(jì)，但由于桿件制作的長度正公差與安裝的原因，常常發(fā)生桿件微彎曲，導(dǎo)致工程應(yīng)用中必須對(duì)桿件微彎曲進(jìn)行處理，而且還有不安全的因素，新增的條文中要求，對(duì)于低應(yīng)力、小規(guī)格的受拉桿件其長細(xì)比宜按受壓桿件控制些低應(yīng)力，小規(guī)格的受拉桿件其長細(xì)比宜按受壓桿件控制。針對(duì)按滿應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)存在桿件截面突變問題，本次修訂新增了對(duì)桿件設(shè)計(jì)時(shí)從構(gòu)造方面的要求，滿應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致受力方向桿件截面規(guī)格有較大差異，造成剛度的不連續(xù)，尤其多點(diǎn)支承網(wǎng)架在反彎點(diǎn)處的上、下弦桿問題更為突出，另外對(duì)于受力方向桿件的連續(xù)性要求，我們按照要求希望不能超過1.8倍，最主要是多點(diǎn)支承的網(wǎng)架，怎么樣來調(diào)整，總體來說下調(diào)0.9倍，另外空心球壓彎或拉彎的公式的完善。從0.16到0.0變化，進(jìn)一步完善。
另外對(duì)高強(qiáng)度螺栓，對(duì)于36以上我們還是用39，39以上我們用9.8，另外新增節(jié)點(diǎn)類型，包括我們新增鑄鋼節(jié)點(diǎn)，我們給出了一些實(shí)際要求，一些構(gòu)造圖式，我們進(jìn)一步把它完善。那么新的節(jié)點(diǎn)類型也包括了組合網(wǎng)，螺旋環(huán)節(jié)點(diǎn)，是一個(gè)很好的形式。支座節(jié)點(diǎn)增加了聚四氟乙烯可滑動(dòng)支座，采用聚四氟乙烯可滑動(dòng)支座時(shí)應(yīng)設(shè)置支座滑動(dòng)限位，以保證地震作用時(shí)整體屋蓋結(jié)構(gòu)的抗震性能。新增了折疊展開式整體提升法，折疊展開式整體提升法具有現(xiàn)場(chǎng)施工安裝方便的突出優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于施工機(jī)具與施工組織設(shè)計(jì)有很高的技術(shù)要求，并且應(yīng)做好提升過程的監(jiān)測(cè)與控制。新增了鋼管與鋼管的對(duì)接焊縫為一級(jí)焊縫要求，每根桿件只允許有一條對(duì)接接長焊縫，對(duì)接桿件總數(shù)不應(yīng)超過桿件總數(shù)的10%，原網(wǎng)架規(guī)程對(duì)于桿件對(duì)接只限于壓桿，這在實(shí)際施工安裝中有諸多不便，如同一規(guī)格桿件一旦混用，會(huì)有一定的安全隱患，現(xiàn)對(duì)桿件對(duì)接不只限于壓桿，可以應(yīng)用于拉桿，但要求達(dá)到桿件對(duì)接焊縫為一級(jí)焊縫的要求，以保證結(jié)構(gòu)安全。因?yàn)橐郧皫啄瓯M管發(fā)生過安裝架子整體受到的情況，產(chǎn)生了很大的工傷事故，這次包括強(qiáng)度增地穩(wěn)定我們都提出了技術(shù)要求。
這個(gè)是能保證我們的整體穩(wěn)定要求，雖然我們是小直徑的單層球面網(wǎng)殼，也可以用螺旋球來做，第二個(gè)對(duì)于立體桁架，立體拱架和張弦。另外對(duì)于小于跨度1/50的雙層網(wǎng)殼應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，雙曲拋面網(wǎng)殼的全過程分析來看。另外在抗震方面我們也提出了要求，在抗震設(shè)防烈度為8度的地區(qū)，對(duì)于周邊支承的中小跨度結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向抗震驗(yàn)算，對(duì)于其他網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向和水平抗震驗(yàn)算。對(duì)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的抗震性能在“5.12”汶川大地震得到了很好的檢驗(yàn)。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)我們也提出了抗震性要求，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)雖然它豎向高度提高了，但是水平高度弱化了，我們有1/5我們要考慮水平柱的影響，而且水平為主，小于1/5的我們要考慮豎向驗(yàn)算。在6度的地區(qū)我們不考慮。
那么對(duì)下一步我們要做的工作。對(duì)于本規(guī)程的這次修訂工作我們已取得了很好的進(jìn)展與成績，但尚存在的一些問題，仍需要我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦羞M(jìn)一步改進(jìn)，尚存在的主要問題及今后需要完善的工作如下：空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)用于工業(yè)廠房，當(dāng)帶有懸掛吊車或振動(dòng)設(shè)備時(shí)對(duì)高強(qiáng)螺栓的疲勞問題，還是沒有很深的理論與試驗(yàn)研究工作。對(duì)于高強(qiáng)螺栓的疲勞問題，我們應(yīng)在條件容許時(shí)開展研究；對(duì)于大直徑的空心球節(jié)點(diǎn)承載力研究還有待于更多的試驗(yàn)研究工作；對(duì)于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的鋼管相貫節(jié)點(diǎn)，尤其是對(duì)于大內(nèi)力桿件的復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)承載力還待進(jìn)一步深入研究在本規(guī)程中新增的鑄鋼節(jié)點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力拉索節(jié)點(diǎn)還不是太全面，還待于在今后的工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中逐步積累與完善。

??? 　　給大家報(bào)告時(shí)間剛好是20分鐘時(shí)間，爭(zhēng)取了10分鐘。