单层曲网壳结构分析论文_刘辉

金刚幕墙集团有限公司

摘要：本文介绍了双曲单层网壳钢结构刚性节点的无模多点成形技术，对多点成形技术与普通铸件刚性节点优缺点进行分析，并对刚性节点的节点计算做了简要说明，对类似工程项目的设计提供参考和借鉴。

关键词：无模多点成形、单层网壳、刚性节点

引言

在幕墙设计中，为实现曲面线造形，常使用三角形网壳结构来实现建筑的造形要求，又能使玻璃平板化，在实际工程中，如三亚海棠湾幕墙工程，就采用了三角形网壳结构，实现了建筑师的外观要求，而又使幕墙施工方便，达到经济效益。

一、网壳结构节点设计优劣分析

1、在网壳设计中，通常采用的是圆形刚件作为三角形连接节点件，这种形式使杆件外观不连续，不美观，每个三角形交点位置都有一个凸出构建表面钢件，不能完美的显示建筑的流线美；在三亚海棠湾设计中，我们采用了多点无模成形技术制作的刚性节点，该刚性节点与杆件之间平滑连接，实现了曲面的平滑过渡，让建筑线条感凸出而生动。

二、无模多点成形技术介绍

无模多点成形技术即通过对冲头进行自动调整以达到所需的三维曲面。无模多点成形工艺流程

1. 对上下盖板进行平面等离子切割。

2. 根据上下盖板进行矩阵数据提取。

3. 根据上下盖板的厚度及形状进行板 面回弹计算以及矩阵数据进行编程并输入 计算机。

4. 对平面上下盖板进行成形并施压2-5分钟后松开。

5. 对转接件的上下盖板及腹板的拼装做施焊工艺，并对腹板以首尾连接的施焊过程及先后顺序进行施焊，避免产生漏焊、少焊及施焊不合格现象产生。

6. 对焊好后的转接件进行外观尺寸、电焊探伤等检查，合格后进行抛丸、除锈并上底漆。

三、单层网壳节点受力分析

无膜成形节点，主要承受膜的张力作用，对于节点，主要承受杆件轴力作用，荷载大小取为单层网壳最不利荷载处，采用MIDAS GEN 2014进行建模计算，荷载设计值加载图如下：

图1：荷载加载图

荷载设计值作用下，结构应力等值线图如下：

图2：结构应力等值线图

图3：网壳杆件最不利荷载作用下应力等值线图

由图2可知，节点建模最大应力为=186.6Mpa

由图3可知，单层网壳整体建模最大应力为=99.7Mpa

由节点应力与单层网壳整体建模最大应力比较可知：

1、单层网壳节点应力比整体应力大的多，设计时，加强节点连接对整个网壳承载力起关键作用。

2、经过建模分析，可知无膜成形节点承载力满足设计要求，结构在安全保证的情况下，此方案比钢铸件更加经济、施工更加方便。

四、结束语

随着我国建筑行业的飞速发展，建筑项目越来越趋于复杂化，形式多样化，作为一个设计师，也将面临更多复杂问题解决，在设计施工过程中，我们应增强节点设计，只有做好节点设计，我们才能实现建筑的美观，才能使建筑的安全性能得以保证。

五、 参考文献

1、刘鸿文.[材料力学]第4板.[M].高等教育出版社。

2、徐芝纶.[弹性力学]第4板.[M].高等教育出版社。

3、MIDAS/GEN 分析与设计原理。

4、ANSYS 分析与设计原理。

论文作者:刘辉

论文发表刊物:《基层建设》2016年15期

论文发表时间:2016/11/14

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