修改后的开题报告天津水游城屋面网架

天津大学仁爱学院本科生毕业设计（论文）开题报告

课题名称天津水游城屋面网架钢结构设计

系名称建筑工程系专业名称土木工程

学生姓名陈哲指导教师朱海涛

一、课题来源及意义

土木工程专业的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，反应了大学里的内涵，也能使学生个性得到彰显。毕业设计是学生毕业前进行全面专业训练的重要环节，也是让学生形成创新意识，提高学生综合运用所学基础理论知识分析和解决实际问题的重大步骤。网架结构适用于大跨度屋盖，可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。课题来源于实际工程，从勘察到设计以及施工都具有可靠的数据记录，这有利于我们在设计计算过程中体验工程建设中的各种情况，更有助于我们培养解决实际问题的能力。

二、国内外发展状况

屋面网架钢结构是多根杆件按一定网格形式通过节点连接而构成大跨度覆盖的空间结构。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。

二十世纪初期，钢铁材料为钢结构的发展提供了条件，其后的铝合金则使得网架的杆件更轻巧。近些年来的复合材料，特别是大量的新型建筑材料被开发出来，对空间结构的发展产生了强烈的影响。

随着现代计算机的出现，一些新的理论和分析方法，如有限单元法、非线形分析、动力分析等，在空间结构中得到了广泛应用，以至空间结构的计算和设计更加方便和准确，使得空间结构现在千变万化，种类多样。可以说空间结构已成为当代建筑结构最重要和最活跃的领域之一。

根据外形不同，可分为双层的板型网架结构、单层和双层的壳型网架结构。板型网架和双层壳型网架的杆件分为上弦杆、下弦杆和腹杆，主要承受拉力和压力；单层壳型网架的杆件，除承受拉力和压力外，还承受弯矩及切力。目前中国的网架结构绝大部分采用板型网架结构。板型网架结构按组成形式主要分三类：第一类是由平面桁架系组成，有两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架及三向网架四种形式；第二类由四角锥体单元组成，有正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架及星形四角锥网架五种形式；第三类由三角锥体单元组成，有三角锥网架、抽空三角锥网架及蜂窝形三角锥网架三种形式。

三、本课题的研究目标

天津水游城屋面网架钢结构设计,屋面透光结构，结构形式为双层正方四角锥平板网架，上铺透光钢化玻璃，分别采用焊接球网架和螺栓球网架进行设计和比较，并需要设计预埋件与混凝土梁柱连接。课题立足于实际设计项目，对现有的结构，根据新的功能要求进行再设计，目前有完整的建筑图、原结构图、项目的地质条件的设计基本资料。网架结构是高次超静定结构体系。板型网架分析时，一般假定节点为铰接，将外荷载按静力等效原则作用在节点上，可按空间桁架位移法，即铰接杆系有限元法进行计算。也可采用简化计算法，诸如交叉梁系差分分析法、拟板法等进行内力、位移计算。单层壳型网架的节点一般假定为刚接，应按刚接杆系有限元法进行计算；双层壳型网架可按铰接杆系有限元法进行计算。单层和双层壳型网架也都可采用拟壳法简化计算。

杆件截面应根据强度和稳定性计算确定。为减小压杆的计算长度增加其稳定性，可采用增设再分杆及支撑杆等措施。用钢材制作的板型网架及双层壳型网架的节点，主要有十字板节点、焊接空心球节点及螺栓球节点三种形式。十字板节点适用于型钢杆件的网架结构，杆件与节点板的连接，采用焊接或高强螺栓连接。空心球节点及螺栓球节点适用于钢管杆件的网架结构。单层壳型网架的节点应能承受弯曲内力，一般情况下，节点的耗钢量占整个钢网架结构用钢量的15～20％。

网架结构的施工安装方法分两类：一类是在地面拼装的整体顶升法、整体提升法和整体吊装法；另一类是高空就位的散装、分条分块就位组装和高空滑移就位组装等方法。

四、研究内容

1）网架的平面布置

2）网架的内力计算，荷载组合

3）网架节点设计

4）网架的施工图绘制

要求学生深刻理解掌握结构设计基本概念，对了解结构构造，会利用专业软件建立合理的力学模型，进行分析计算，掌握绘制专业施工图的技能，会用一定

的手算进行简单结构和柱下基础的设计计算。

结合教科书，学习和掌握相关建筑规范。

五、研究方法、手段

为了让学生完成更多的设计任务，学到更多的专业知识，更快的适应毕业后的设计工作，采用计算机这一方便的工具和一些实用的设计软件进行毕业设计是可行的。因此，在学生毕业设计阶段采用手算和电算相结合的方法。

六、进度安排

1、2009.12.07-2010.03.15 查找资料，了解建筑图、原结构图、项目的地质条件的设计基本资料，完成开题报告。

2、2010.03.16-2010.05.01 平面布置内力计算，荷载组节点设计合。

3、2010.05.02-2010.05.09 施工图绘制完成计算数及上机成果。

4、2010.05.10-2010.06.01 撰写论文，准备答辩。

七、主要参考文献

[1] 结构概念和体系[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2] 框架结构(结构专业)施工图设计实例[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2007.

[3] 框架结构计算分析与设计实例[M]. 北京：中国水利水电出版社，2008.

[4] 建筑结构荷载规范（GB 50009—2001）（2006版）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001．

[5] 建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）[S]．北京：中国计划出版社，2002．

[6] 结构可靠度统一标准（GB 50068—2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001．

[7] 建筑制图标准（GB/T 50104—2001）[S]．中华人民共和国国家标准. 北京：中国计划出版社，2002．

[8] 房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）[S]．中华人民共和国国家标准. 北京：中国计划出版社，2002．

[9] 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 3—2002）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001