108米跨度干煤棚三心圆柱面网壳研究与设计说明
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析随着建筑设计和工程技术的不断发展，人们对于建筑结构的要求也越来越高，尤其是在大跨度建筑结构方面。
大跨度建筑结构在建筑领域具有重要的地位，它可以大幅度提升建筑的空间利用率，更好地适应人们对于建筑美学和功能性的需求。
而在大跨度建筑结构中，三心圆柱面网壳结构是一种常见且具有代表性的结构形式。
本文将对大跨度三心圆柱面网壳结构进行探析，包括其设计原理、特点、应用领域以及设计中需要注意的问题。
一、设计原理大跨度三心圆柱面网壳结构是一种由三个圆柱面构成的网壳结构，其设计原理主要包括以下几个方面：1. 变形原理：通过预应力技术将网壳结构表面形成一种受压状态，实现结构的整体变形，以达到承载荷载的目的。
2. 结构原理：通过双曲线和椭圆曲线的交织组合，形成三个圆柱面，使得结构在不同方向上具有较好的承载性能。
3. 稳定原理：通过加固节点、增加支撑等方式，确保结构在施加荷载时能够保持稳定，不发生破坏。
以上设计原理保证了大跨度三心圆柱面网壳结构在承载大荷载、抗风、抗震等方面具有良好的性能，同时也能够满足美学要求，成为一种在大跨度建筑中广泛应用的结构形式。
二、特点1. 大跨度：三心圆柱面网壳结构能够实现大跨度覆盖，使得建筑空间更加宽敞，适用于体育馆、展览馆、火车站等场馆的顶盖结构。
2. 结构轻盈：由于采用双曲线和椭圆曲线的交织组合，结构表面能够形成较为平滑的曲线，使得结构显得轻盈飘逸。
3. 空间美感：三心圆柱面网壳结构在设计时可以根据不同的需求，调整曲线的大小和形状，使得建筑在外观上呈现出优美的造型和流畅的线条感。
4. 施工性能好：三心圆柱面网壳结构相对于其他形式的大跨度结构来说，施工难度较小，可操作性较强，能够满足快速施工的需要。
以上特点使得大跨度三心圆柱面网壳结构在建筑设计中具有很大的优势，得到了广泛的应用和认可。
三、应用领域大跨度三心圆柱面网壳结构由于其设计精巧、承载性能优良、美观实用等特点，在建筑工程中得到了广泛的应用。
干煤棚设计分析
网架支座跨向的水平约束应按弹性计算，如果对算得的弹性刚度没有把握，可以通过比较网架的支座水平位移和柱的柱顶位移来平衡，取值应比柱子刚度稍小点，验算柱子时支座反力的水平力要适当放大。
原来见过采用混凝土柱的煤棚结构，其柱子采用H形截面，而且柱顶是单支座的，双支座相比单支座，柱子的弯矩要小一些，支座反力中的水平力是一正一负，施加到柱上应取合力，在你的图中，大约250KN，应该可以接受。
支座可以考虑加埋板，并设抗剪键，埋板可以在两个支座中通长设或设两块然后采用型钢连接，你现在的支座不能承受水平力，可以考虑在外侧支座外增加垂直支座，同时网架计算时应考虑内侧支座水平位移释放的情况，这时两个支座间的杆件要大一些。
经测算你的模型用钢量才26Kg/m2，这种支座处理，相当于将柱子的反弯点调到了柱中部，对网架计算有利，实际要考虑打折扣，网架要适当留有余量；同时网架施工中应注意严格控制跨向两支座间的距离，防止因安装带入较大的初始缺陷。
附支座侧向支点的示意图。
像这样大跨度以及高度的三心圆柱面干煤棚网架，风荷载主要考虑体型系数以及风振系数；严格上说是应该做风洞实验的，如果能找到类似结构的风荷载参数，那也可以作为一种参考。
干煤棚网架，很多时候是落地的，如果按照常规的弹性刚度方法来设置支座弹性刚度值，那么支座反力往往很大，实际上规程上的计算弹性刚度的公式只适用于独立柱，而其他情况，它只是模糊的说了按照等效刚度来代替；实际工程中的条件是千变万化的，只有整体分析才能得出最符合实际的结果，而现在的网架设计往往是网架和下部结构分开计算的，这种设计往往就是误差的根源之一；再者，由于网架设计中常常是满应力优化，大多数杆件的应力往往接近限度的，所以在设计的时候是应在在设计值或者应力比上做一定的安全折减。
对落地的干煤棚网架，过大的支座反力已经不是通常的平板支座能承受的，或者说平板支座已经不合理了，目前大家片面广泛应用平板支座，而对其计算方式以及极限承载力也没有足够的认识，通过适当的位移释放以及选用合适的支座才是合适的方法。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计是一种具有良好抗风、抗震性能和较高空间利用率的结构形式。
本文将从结构形式、力学特性、关键设计参数等方面对其进行探析。
大跨度三心圆柱面网壳结构是由多个内外圆柱面组成，形成了三个中心不重合的圆柱面，每个圆柱面上都布置有一定数量的环形和放射状的支撑构件，构成了复杂的三维空间网格结构。
这种结构形式可以充分利用空间，提供较大的内部空间，适用于航空运输、体育馆、展览馆等大空间场所。
大跨度三心圆柱面网壳结构具有较好的力学特性。
由于采用了三心圆柱面结构，使得结构整体的刚度增大，能够有效地分散并传递荷载。
圆柱面的弧形特性也使得结构具备一定的自重分布能力，在承受大跨度荷载时能够更好地抵抗荷载的集中。
网壳结构的网格单元之间相互连接紧密，具有较大的刚度，能够有效地抵抗地震作用。
大跨度三心圆柱面网壳结构的关键设计参数包括：圆柱面半径、支撑构件的数量和布置方式、材料的选择等。
圆柱面半径的选择会影响到整个结构的大小和整体刚度。
支撑构件的数量和布置方式的合理设计可以使得结构受力均匀，提高结构的稳定性。
材料的选择需要考虑到结构的整体强度和轻量化需求，常见的材料有钢材和混凝土。
还需要考虑到结构的建设、维护和使用成本等因素。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析1. 引言1.1 研究背景在大跨度结构领域，三心圆柱面网壳结构因其优越的力学性能和美学效果受到设计师和工程师们的青睐。
目前对于大跨度三心圆柱面网壳结构的设计理论和方法仍有待深入研究和探索。
了解三心圆柱面网壳结构在大跨度情况下的设计原理和特点对于推动该领域的发展具有重要意义。
本文旨在对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行深入探讨，以期为工程实践提供参考和指导。
通过分析三心圆柱面网壳结构的定义、设计原理以及设计参数对结构性能的影响，本文将为大跨度三心圆柱面网壳结构的设计与应用提供有益的启示。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨大跨度三心圆柱面网壳结构设计的可行性及优化方法，旨在提高结构的抗风、抗震等性能，确保结构在各种外力作用下的安全可靠性。
通过研究结构的设计原理和参数对结构性能的影响，深入分析设计方法的有效性和稳定性，为未来大跨度网壳结构的设计提供参考和指导。
通过本研究对结构的稳定性进行分析和评价，确保结构在长期使用过程中不会发生倒塌或失稳现象，为建筑工程的可持续发展提供技术支持。
通过本研究，可以为大跨度网壳结构的设计与建设提供理论依据和实际指导，为相关领域的研究和实践贡献新的思路和方法。
1.3 研究意义大跨度三心圆柱面网壳结构是一种具有广泛应用价值的新型结构形式，具有较高的美学价值和建筑艺术性。
随着社会经济的发展和建筑技术的进步，对于在设计和建造中更加注重经济性、安全性和实用性的要求也日益增加。
对大跨度三心圆柱面网壳结构的研究具有重要的意义。
大跨度三心圆柱面网壳结构的设计不仅可以提高建筑结构的空间利用率，还可以减轻建筑物的自重，降低建筑成本，提高建筑的经济性。
通过研究大跨度三心圆柱面网壳结构的设计原理和参数影响，可以为工程师提供更科学的设计依据，保证结构的稳定性和安全性。
大跨度三心圆柱面网壳结构的设计方法不仅可以应用于建筑领域，还可以在桥梁、体育场馆等领域得到广泛的应用，具有很高的推广价值。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析大跨度三心圆柱面网壳结构是指由三个不同半径的圆所构成的圆柱面上的三心圆形网壳。
大跨度是指该结构形式所适用的横跨距离较长，跨度一般在50米以上的建筑工程。
其特点如下：1. 空间感强：三心圆柱面网壳的三种圆弧半径的运用构成了整个建筑的弧形。
以圆柱面为基础，将三个弧面相切叠合在一起，形成了具有空间感强的建筑结构。
2. 建筑区分明显：三心圆柱面网壳结构可以将整个建筑分解成不同的区域。
网壳在不同区域之间形成了各自的封闭空间，为建筑物内部的活动提供了一定的隔离。
3. 强度高承载能力强：三心圆柱面网壳结构具有很好的承载能力，对水平荷载、震动荷载等有很好的抗力，让整个建筑的结构更加稳定可靠。
4. 贴近人的需求：三心圆柱面网壳结构由弧面构成，更贴近于人体结构，其外形美观、优雅，不会给人们带来不舒适的感受。
1. 定位和分析设计需求：首先要对建筑工程的目标做出定位和分析设计需求，确定空间尺寸和使用功能等。
2. 材料和施工工艺选择：在确定设计需求之后，需要选择与之相适应的材料和施工工艺，这包括钢筋混凝土结构、钢结构、复合材料等。
3. 计算模型建立：进行结构设计时，首先要建立数学模型，这包括力学模型、刚度模型、材料模型等。
4. 结构选择和布局：根据建筑物的空间尺寸和使用功能，选择合适的结构形式和布局，以实现建筑物的高效性、强度和稳定性。
5. 相关数据的获取：为了精确地设计建筑工程，需进行大量的数据收集和处理，包括建筑物尺寸、荷载、天气条件等。
6. 构件结构的设计和布置：根据设计要求和相关数据，对网壳的构件进行设计和布置，保证其结构的合理性和稳定性。
1. 安全性能好：大跨度三心圆柱面网壳结构采用的是钢结构，其结构稳定性强，承载能力高，能够很好地满足建筑工程的安全需求。
2. 空间利用率高：大跨度三心圆柱面网壳结构的特殊形式使其在空间利用方面具有很大优势，能够最大化地利用建筑空间。
3. 圆弧形的优势：圆弧形的设计使得整个建筑呈现出优美和谐的曲线，形成了独特的建筑风格，给人以美妙的视觉感受。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析一、引言大跨度网壳结构是一种具有较高抗风、抗震性能的结构形式，广泛应用于建筑、桥梁和体育场馆等领域。
三心圆柱面网壳结构是大跨度网壳结构中的一种重要形式，其设计和构造需要充分考虑结构力学和材料工程的相关知识。
本文将从结构设计的角度进行对大跨度三心圆柱面网壳结构的探析，旨在为相关领域的研究者和从业人员提供参考和指导。
二、大跨度三心圆柱面网壳结构的特点1. 大跨度大跨度三心圆柱面网壳结构一般指的是跨度在100米以上的结构形式，具有较大的空间覆盖范围和较高的空间利用率。
在大型建筑和体育场馆中，大跨度结构能够提供更加宽敞的室内空间，满足不同活动和使用的需求。
2. 三心圆柱面形三心圆柱面是指以同一轴线为对称轴，同时具有三个中心的圆柱面，其形态复杂而独特。
在网壳结构中，三心圆柱面形的选择能够有效地分散结构的受力，提高结构的稳定性和承载能力。
3. 网壳结构网壳结构是一种以曲面为支撑面的结构形式，具有较强的自重分布和受力均衡能力。
在大跨度建筑中，网壳结构能够有效地减小结构的自重，并提高结构的抗风、抗震性能。
1. 结构稳定性大跨度网壳结构在设计中需要充分考虑结构的稳定性，采用合适的曲线形状和结构节点布置方式，提高结构的整体稳定性。
对于大跨度结构的自重和外部载荷需要进行充分的计算和分析，确保结构在使用期间能够保持稳定。
2. 结构承载能力大跨度网壳结构的承载能力是设计中需要重点考虑的问题，需要根据结构的实际使用情况和荷载标准进行合理的设计和计算。
在结构的材料选择和截面设计上，需要考虑结构的受压和受拉性能，确保整体结构能够满足使用要求。
3. 施工可行性大跨度网壳结构的施工是一个复杂的过程，需要充分考虑结构的曲线形状和节点连接方式，确保结构的施工可行性。
在实际施工中，需要采用合理的施工工艺和技术，有效地控制结构的质量和安全。
以某大型体育馆为例，该体育馆采用了三心圆柱面网壳结构，跨度达到了150米以上。
108米跨度干煤棚三心圆柱面网壳研究与设计说明
都控制一批杆件的最大内力。
所以，只考虑一种风荷载方向进行设计的方法不够全面。
(b)75°和60°?45°和30°(d)15°图7 不同风向角的风荷载作用下上弦平面杆件内力分布展开图(b)75°和60°?45°和30°(d)15°图8 不同风向角的风荷载作用下上弦平面节点位移展开图的问题及改进技术措施的问题于大面积的堆载，容易造成网壳支座的沉降和向外滑移，由此产生附加内力，对支座附近的节点和杆件有一定的影响。
煤中含有大量的腐蚀性物质，钢材与这些腐蚀介质发生电化学反应，产生锈蚀（图9）。
煤堆压住网壳节点和杆件的现象，造成杆件的附加内力，而且会加重构件的锈蚀程度（图10）。
，但是在支座附近会产生较大的附加弯矩和附加内力，螺栓在受拉的同时，还可能承受比较可观的弯矩和剪力。
在以往的工程事故中，螺栓的破坏形式主十分重要的，荷载都通过这些构件传递到支座上。
同时，支座附近容易因为煤压、锈蚀、支座沉降等原因产生损伤。
所以，可以认为支座附近为结构敏感区壳的影响，宜采用单排支承。
建议设置挡煤墙，使煤堆和网壳隔离。
图11 高强螺栓剪断破坏采用热浸锌防腐措施，浸镀厚度≥50µm。
一般情况下可以保证防腐能力达到15年以上。
将支座向上三排网格的腹杆和跨向弦杆应力控制在比较低的水平（可取材料设计强度的0.8倍），同时应适当调高与这些杆件相连高强螺栓的强度等级。
风向角、风力及堆煤情况的变化，风荷载具有随机不确定的特点，导致结构受力情况复杂。
所以进行风洞实验确定体型系数是非常必要的。
80，一般拉杆容许长细比为400，支座附近处为300。
考虑到荷载工况多，结构受力复杂，反弯点的位置不确定，杆件会出现拉压变化，设计时采用的容许。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析1.1 三心圆柱面三心圆柱面是指以三个不同半径的圆为轮廓画出三个相互挤压的圆柱，并使得这三个圆柱相互穿过的一种曲面。
在大跨度结构设计中，三心圆柱面常被用于网壳结构的形成。
1.2 网壳结构网壳结构是一种由薄壁材料构成的连续表面结构，其承载原理类似于一个由弹性线构成的网状结构。
网壳结构能够在各个方向上均匀地分散荷载，并具有轻量、经济、美观的特点。
1.3 大跨度结构大跨度结构是指跨度超过一定范围的建筑结构，通常用于体育馆、会展中心、机场等场所。
大跨度结构设计需要考虑到结构的承载能力、稳定性和美观性等因素，要求设计师在结构设计中进行合理的优化。
综合以上三点，大跨度三心圆柱面网壳结构是将三心圆柱面作为基本形式，通过特定的布置和连接方式构成连续表面的网壳结构，以实现大跨度结构的设计要求。
2.1 结构稳定性高大跨度三心圆柱面网壳结构采用了弧形构件的结构形式，使得整体结构具有较高的稳定性。
通过合理设计曲率，能够有效地减小结构产生的应力，提高结构的稳定性和承载能力。
2.2 结构自重轻大跨度三心圆柱面网壳结构借鉴了自然界中的网状结构，采用了轻量的材料和空间框架结构，使得整体结构的自重得到了有效控制。
在大跨度结构中，轻量化设计是非常重要的，能够有效减小结构的自重，降低建筑成本。
2.3 空间感强大跨度三心圆柱面网壳结构在设计中充分考虑了空间感的营造，通过曲线和曲面的设计，创造出流畅、舒适的空间形态。
这样的结构形式不仅能够提高使用者的舒适感，同时也为建筑增添了一定的美学价值。
2.4 施工难度大虽然大跨度三心圆柱面网壳结构具有良好的承载性能和美观效果，但其施工难度也相对较大。
由于结构的曲线和曲面特点，对材料加工和构件制作的精度要求较高，对施工工艺和方案的设计也较为复杂。
三、实例分析以某大型体育馆项目为例，该项目采用了大跨度三心圆柱面网壳结构，有效地解决了跨度大、自重轻、空间舒适的设计要求。
在该项目中，设计师通过多次方案比选和实验研究，最终确定了三心圆柱面网壳结构，并进行了详细的构件设计和施工工艺的优化。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析引言大跨度建筑结构一直备受关注，其设计和施工面临的挑战较大。
而在大跨度结构设计中，三心圆柱面网壳结构因其独特的形式和优良的力学性能，在现代建筑中得以广泛应用。
本文将对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行探析，从形式特点、结构优势以及设计要点等方面展开详细阐述，旨在为相关领域的专业人员提供借鉴和参考。
一、三心圆柱面网壳结构的形式特点1.1 几何特征三心圆柱面网壳结构是由三个相邻的同心圆柱面组成，其中内、外两个圆柱面以相同轴线为几何中心，而中间的圆柱面则具有不同的轴线。
该结构以曲面形式呈现，其特征在于曲面的曲率和截面形状。
1.2 结构特点三心圆柱面网壳结构具有轻质、高刚度、高抗拉强度等特点，其受力性能优良，能够承受较大的荷载。
由于其曲面形式，使得结构具有良好的整体性和稳定性，能够满足大跨度结构的设计需求。
二、大跨度三心圆柱面网壳结构的结构优势2.1 节约材料三心圆柱面网壳结构的设计减少了材料的使用量，由于结构自重较轻，可以减少建筑所需的材料数量，节约成本。
2.2 建筑形式多样三心圆柱面网壳结构可以根据实际需求进行设计和调整，满足不同的建筑形式需求，具有较大的设计灵活性。
2.3 提高空间利用率该结构形式可在较大跨度范围内提供大空间，并且无需支撑柱或墙的辅助，提高了空间的利用率，适合用于大型活动场馆、体育馆等场所的设计建造。
三、大跨度三心圆柱面网壳结构的设计要点3.1 结构分析在设计大跨度三心圆柱面网壳结构时，首先需要进行结构的静力学和动力学分析，确定结构的受力性能和工作状态，并评估结构的整体稳定性，为后续的设计提供基础依据。
3.2 材料选用在材料选择方面，应考虑结构的自重和受力特点，选用轻型、高强度的材料，并且对材料的质量和工艺进行严格要求，确保结构的安全性和可靠性。
3.3 施工工艺对于大跨度结构的施工工艺需要有严格的控制和规范，包括材料运输、安装、焊接等环节的操作要求，避免施工过程中出现质量问题，确保结构的施工质量和安全性。
建筑论文：大跨度干煤棚三心圆柱面网壳结构性能建筑研究
建筑论文：大跨度干煤棚三心圆柱面网壳结构性能建筑研究本文是一篇建筑论文研究，本文以某113m 跨度干煤棚工程为研究对象，采用SAP2000 有限元结构分析软件，对三心圆柱面双层网壳结构进行静力分析、稳定性分析及动力分析，对比不同矢跨比对该结构的受力性能影响，选取了经济合理的小范围矢跨比值，并通过对结构布置加强带进行优化设计，主要得出以下几点结论：（1）三心圆柱面双层网壳结构在静力作用下，结构整体呈下凹趋势，顶部区域的节点竖向位移最大，轴力较大的杆件多集中在网壳肋部区域及支座附近，结构内力分布不均匀。
在跨度一定的条件下，杆件轴力随着矢跨比的增加而逐渐减小，节点位移变化亦是如此，矢跨比越大，结构的整体承载能力及结构整体刚度越好。
（2）结构几何非线性的安全稳定系数与特征值屈曲分析结果相比，降低了7.91%，应对结构进行非线性稳定分析，以得到更为准确的临界荷载值。
在跨度一定的条件下，矢跨比相对较小的三心圆柱面双层网壳结构稳定承载力更好，稳定安全系数及安全储备较大，结构更为安全可靠。
第1 章绪论1.1 研究背景和意义20 世纪初，随着工业革命的爆发，建筑科学技术也有了较快的发展，煤炭作为工业动力的主要来源之一，地位举足轻重，储煤结构自然也受到了人们的关注。
煤炭最初是露天储存的，这种储煤方式极易受到环境的影响，风会把一些比较细小的煤颗粒吹走，下雨、降雪会使裸露在外的煤炭潮湿，这种露天储煤方式不仅会影响煤的质量，污染环境，还会造成煤的损失，据不完全统计，这种损失约占露天储煤总量的5%，所以露天储煤远不如封闭式储煤科学，现在大规模的煤炭储存已经很少采用露天储煤的方式了[1]。
在过去，由于生产力水平比较低，所以封闭的储煤结构最早是以砖结构、木结构、石木混合结构为主，随着电力事业的发展，科学水平的提高，储煤结构在材料和结构形式上都有了很大的进步，逐渐从二维平面结构发展到三维空间结构。
空间结构所承受的荷载及由此产生的内力和位移是三维的，采用合理的曲面结构形式，可更有效抵御外荷载作用，使结构性能和材料强度能很好的发挥出来，同时，空间结构可以提供材料堆积时自然状态的空间，因此，很适合煤炭、石料、沙子等固体材料的储存[2]。
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都控制一批杆件的最大内力。
所以，只考虑一种风荷载方向进行设计的方法不够全面。
(b)75°和60°?45°和30°(d)15°
图7 不同风向角的风荷载作用下上弦平面杆件内力分布展开图
(b)75°和60°?45°和30°(d)15°
图8 不同风向角的风荷载作用下上弦平面节点位移展开图
的问题及改进技术措施
的问题
于大面积的堆载，容易造成网壳支座的沉降和向外滑移，由此产生附加内力，对支座附近的节点和杆件有一定的影响。
煤中含有大量的腐蚀性物质，钢材与这些腐蚀介质发生电化学反应，产生锈蚀（图9）。
煤堆压住网壳节点和杆件的现象，造成杆件的附加内力，而且会加重构件的锈蚀程度（图10）。
，但是在支座附近会产生较大的附加弯矩和附加内力，螺栓在受拉的同时，还可能承受比较可观的弯矩和剪力。
在以往的工程事故中，螺栓的破坏形式主
十分重要的，荷载都通过这些构件传递到支座上。
同时，支座附近容易因为煤压、锈蚀、支座沉降等原因产生损伤。
所以，可以认为支座附近为结构敏感区
壳的影响，宜采用单排支承。
建议设置挡煤墙，使煤堆和网壳隔离。
图11 高强螺栓剪断破坏
采用热浸锌防腐措施，浸镀厚度≥50µm。
一般情况下可以保证防腐能力达到15年以上。
将支座向上三排网格的腹杆和跨向弦杆应力控制在比较低的水平（可取材料设计强度的0.8倍），同时应适当调高与这些杆件相连高强螺栓的强度等级。
风向角、风力及堆煤情况的变化，风荷载具有随机不确定的特点，导致结构受力情况复杂。
所以进行风洞实验确定体型系数是非常必要的。
80，一般拉杆容许长细比为400，支座附近处为300。
考虑到荷载工况多，结构受力复杂，反弯点的位置不确定，杆件会出现拉压变化，设计时采用的容许。