文/段海燕 大連港口設計研究院有限公司 遼寧大連 116000

網(wǎng)架結(jié)構是按照某種網(wǎng)格形式由多根桿件通過球節(jié)點連結(jié)而成的一種空間結(jié)構，因其具有整體剛度大、空間受力小、結(jié)構重量輕、抗震性能好以及技術經(jīng)濟指標優(yōu)越等優(yōu)點，被廣泛應用于各種大跨度結(jié)構的屋蓋體系。建筑工業(yè)廠房因工藝布置特點，常常采用底部多層混凝土框架結(jié)構與上部框排架結(jié)構結(jié)合的混合結(jié)構體系，屋蓋體系常采用網(wǎng)架結(jié)構。因主廠房內(nèi)振動設備較多，設備的振動波在傳播過程中往往會引起屋面網(wǎng)架結(jié)構的振動，影響結(jié)構的正常使用，造成安全隱患。

1、工程概況

某火電廠廠房施工場地的地形比較特殊，具有南低北高的特點，地質(zhì)屬于丘陵地貌，施工設備采用的是順列布置的方式，廠房結(jié)構采用的是網(wǎng)架結(jié)構的設計形式。主廠房采用的鋼結(jié)構，橫向為框排架+支撐結(jié)構的形式，縱向為梁柱鉸接+支撐結(jié)構的形式， 在適當軸位（尤其在結(jié)構底部內(nèi)力較大處），設橫向垂直支撐，保證結(jié)構的橫向剛度和橫向水平力的傳遞，以確保結(jié)構穩(wěn)定和抵抗側(cè)向力。廠房兩機組單元之間設置伸縮縫，兩機組廠房形成獨立單元結(jié)構體系。

2、網(wǎng)架結(jié)構的設計流程與實施要點

2.1 設計流程

網(wǎng)架結(jié)構的設計是一項重要的工作，設計人員需要按照國家相關規(guī)范要求，對網(wǎng)架結(jié)構進行合理的優(yōu)化，突出網(wǎng)架結(jié)構的特點。在對網(wǎng)架結(jié)構進行設計時，可以采用模型分析分方式，對網(wǎng)架進行合理的計算，還要對施工圖進行調(diào)整。

2.1.1 模型分析。為了保證模型的合理性，施工設計人員需要對初期網(wǎng)絡尺寸進行合理的劃分，選擇適合的網(wǎng)架厚度，對平面支座進行合理的調(diào)整，找到施工的關鍵點。在網(wǎng)架的邊緣，需要對支座位置進行調(diào)整，這一過程需要遵循反復調(diào)整的原則，還要滿足建筑外形的要求，結(jié)合網(wǎng)架受力的特點，保證模型滿足圖紙的設計要求。

2.1.2 網(wǎng)架結(jié)構的計算。網(wǎng)架計算時，主要是對支座設置情況、荷載輸入以及工況的組合情況進行優(yōu)化設計，在設計的過程中，應結(jié)合計算結(jié)果，對設計方案施工流程進行調(diào)節(jié)，檢查風荷載的輸入是否準確，對支座構件進行模擬，判斷工況組合狀態(tài)下，支座構件的設置是否合理，分項系數(shù)的設置是夠準確。在對計算結(jié)構的撓度進行檢查時，應保證其規(guī)范性，對不合理的地方進行調(diào)整。在對網(wǎng)架結(jié)構的幾何可變情況進行檢查時，還要檢查連接節(jié)點的螺栓大小是否符合設計要求。

2.1.3 施工圖的調(diào)整。在對施工圖進行調(diào)整時，需要對節(jié)點施工圖進行計算，并對加工施工圖進行出圖。水平網(wǎng)架是以水平面為基準面，而弧形網(wǎng)架是以擬合平面為基準面，在弧線相交的位置，應采用其他基準面進行計算。在對網(wǎng)架模型進行設計時，會利用專業(yè)的計算軟件，在平面所在的位置需要移動到基點位置，避免出圖中存在過多的誤差，這會影響網(wǎng)架球的安裝。施工圖的調(diào)整可以保證網(wǎng)架結(jié)構建筑設計與施工的質(zhì)量。

2.2 實施要點

2.2.1 抗震設計。按照我國規(guī)范確立的“三水準設防目標，兩階段設計步驟”的抗震設計思想，在具體設計中，第一階段設計是通過多遇地震作用下的構件承載力驗算，以及層間彈性變形驗算，來滿足第一水準的要求；并通過概念設計和相應的抗震措施來滿足第二水準和第三水準地震的設計要求。第二階段的設計是對廠房結(jié)構薄弱部位的彈塑性層間變形驗算并采取相應的抗震措施，實現(xiàn)第三水準的設防要求。

2.2.2 結(jié)構計算。結(jié)構分析計算的傳統(tǒng)方法為平面桿系計算，不考慮鋼結(jié)構廠房的空間協(xié)調(diào)作用。本工程采用 STAADPRO、SAP2000 等空間有限元分析程序進行計算分析，并互為校核，確保計算的準確性、正確性。將縱橫向框、排架和各層樓、屋面聯(lián)合組成的空間結(jié)構體系進行空間結(jié)構計算，在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，充分考慮了構件之間的協(xié)調(diào)作用，與傳統(tǒng)的平面模型相比更進一步接近結(jié)構、荷載和受力的實際情況，可以精確考慮廠房的空間協(xié)調(diào)因素，使計算模型最大限度的反映結(jié)構的實際受力狀態(tài)，使構件斷面選擇更趨于合理。

3、鋼網(wǎng)架結(jié)構主廠房的優(yōu)點

3.1 網(wǎng)架結(jié)構的一般性能優(yōu)勢

3.1.1 安裝簡便、施工周期短、布置靈活多樣，廠房的有效利用面積大。

3.1.2 構件斷面小，結(jié)構自重輕，減小地震作用的影響，同時減少基礎的建設費用，具有較高的性價比。

3.1.3 鋼結(jié)構自重輕、強度高、延性好，對抗震有很好的適應性和優(yōu)越性，特別在高地震設防烈度區(qū)，就抗震性能而言鋼結(jié)構體系具有明顯的優(yōu)越性，可大大降低地基處理費用。

3.1.4 鋼結(jié)構構件的制造可在車間內(nèi)進行，有利于保證加工質(zhì)量，可以不受自然條件影響，生產(chǎn)及安裝的機械化程度高，宜于施工文明。

3.2 鋼結(jié)構體系抗震性能方面的優(yōu)勢

3.2.1 由于鋼材本身是一種延性很好的材料，只要結(jié)構布置合理，抗震構造措施得當，其抗震性能遠比鋼筋混凝土結(jié)構好，在震后也比較容易修復。

3.2.2 根據(jù)《火力發(fā)電廠主廠房結(jié)構抗震設計技術》項目課題研究成果，對國內(nèi)傳統(tǒng)的主廠房三列式布置形式即汽機房、除氧間和煤倉間結(jié)構進行抗震性能試驗，對此類典型布置的結(jié)構抗震設計提出了建議：因結(jié)構中存在錯層、短柱等不利結(jié)構性缺陷，鋼筋混凝土結(jié)構適用 7 度及以下地區(qū)主廠房結(jié)構體系，當抗震設防烈度為 8 度時宜采用鋼結(jié)構。

網(wǎng)架結(jié)構在廠房建筑工程中應用比較多，其是一種大跨度的空間網(wǎng)架結(jié)構形式，有著良好的發(fā)展前景，是建筑行業(yè)不斷發(fā)展的產(chǎn)物。當前社會，廠房建筑的美觀性越來越強，采用的設計體系越來越先進。在對網(wǎng)架結(jié)構的建筑進行設計時，需要合理應用施工技術，還要選擇性能優(yōu)良的施工材料，對施工方案進行不斷的完善，保證網(wǎng)架結(jié)構設計方案的最佳性。網(wǎng)架結(jié)構的建筑有著較多的優(yōu)點，施工的周期比較短，而且施工工藝進行簡單，可以保證建筑工程順利完工。

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