JGJ61-2003 网壳结构技术规程(废止.pdf

中华人民共和国行业标准 网壳结构技术规程网壳结构技术规程 Technical specification for latticed shells JGJ 612003 J2582003 第 1 页 2003 北 京 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 网壳结构技术规程网壳结构技术规程 Technical specification for latticed shells JGJ 612003 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：2 0 0 3 年 8 月 1 日 第 2 页 2 0 0 3 北 京 中华人民共和国建设部中华人民共和国建设部 公公 告告 第 130 号 建设部关于发布行业标准 网壳结构技术规程的公告 现批准网壳结构技术规程为行业标准，编号为 JGJ61-2003，自 2003 年 8月 1 日起实施。其中，第 3.0.5、3.0.14、4.3.1、4.4.1、6.7.1、6.7.2、6.7.3 条为强制性条文，必须严格执行。中华人民共和国建设部 2003 年 8 月 1 日 第 3 页 前 言 前 言 根据建设部建标1994314 号文的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结国内外实践经验，并在广泛征求意见基础上，制定了本规程。本规程的主要技术内容是：1.设计的基本规定；2.结构计算；3.杆件和节点的设计与构造；4.制作与安装。本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由主编单位负责具体技术内容的解释。本规程主编单位：中国建筑科学研究院（地址：北京市北三环东路 30 号；邮政编码：100013）本规程参编单位：浙江大学 煤炭部太原设计研究院 北京工业大学同济大学 哈尔滨建筑大学 上海建筑设计研究院 北京市机械施工公司 本规程主要起草人员：蓝 天 董石麟 刘善维 刘景园 沈世钊 陈 昕 钱若军 曹 资 严 慧 董继斌 姚念亮 陆锡军 张 伟 赵鹏飞 樊晓红 第 4 页 目 次 前 言前 言.4.4 1 总 则1 总 则.6.6 2 符 号2 符 号.6.6 3 设计的基本规定3 设计的基本规定.11.11 4 结 构 计 算4 结 构 计 算.15.15 4.1 一般计算原则.15 4.2 静 力 计 算.16 4.3 稳定性计算.20 4.4 地震作用下的内力计算.22 5 杆件和节点的设计与构造5 杆件和节点的设计与构造.27.27 5.1 杆 件.27 5.2 焊接空心球节点.28 5.3 螺栓球节点.31 5.4 嵌入式毂节点.37 5.5 支 座 节 点.40 6 制作与安装6 制作与安装.43.43 6.1 一 般 规 定.43 6.2 制作与安装要求.44 6.3 高空散装法.45 6.4 分条或分块安装法.46 6.5 滑 移 法.46 6.6 综合安装法.47 6.7 验 收.47 附录 A 网壳等效刚度计算公式附录 A 网壳等效刚度计算公式.49.49 附录 B 橡胶垫板的材料性能及计算构造要求附录 B 橡胶垫板的材料性能及计算构造要求.51.51 第 5 页 本规程用词说明.54本规程用词说明.54 1 总 则 1 总 则 1.0.11.0.1 为了在网壳结构的设计与施工中贯彻执行国家的技术政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。1.0.2 1.0.2 本规程适用于以钢杆件组成的单层或双层网壳结构的设计与施工。1.0.3 1.0.3 单层网壳结构不宜设置悬挂吊车。双层网壳结构直接承受工作级别为 A3 及以上的悬挂吊车荷载，当应力变化的循环次数等于或大于 105次时，应进行疲劳计算，其容许应力幅度及构造应经过专门的试验确定。1.0.41.0.4 按本规程进行网壳结构设计与施工时，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。2 符 号 2 符 号 2.0.1 2.0.1 作用和作用效应 ExjiF、振型、质点分别沿、方向地震作用标准值；EyjiFEzjiFjixyziG 第i节点重力荷载代表值；g 作用在网壳上的恒荷载；1M、网壳沿 1、2、3 方向的弯矩；2M3Mxm、拟壳相对于、轴的分布弯矩及扭矩；ymxymxy1N、网壳沿 1、2、3 方向的轴向力；2N3Nxn、拟壳相对于、轴的分布轴向力及剪力；ynxynxytiN、双层网壳的上弦、下弦、腹杆及竖杆的轴向力；biNciNviNEN 水平地震作用下网壳杆件轴向力标准值；GN 重力荷载代表值作用下网壳杆件轴向力标准值；RN 空心球的轴向受压或受拉承载力设计值；第 6 页 btN 高强度螺栓受拉承载力设计值；ksn按网壳稳定性确定的容许荷载标准值；q作用在网壳上的活荷载；maxR网壳上全部荷载标准值引起的最大支座反力；ES 水平或竖向地震作用效应；EjS振型水平或竖向地震作用产生的作用效应；jiU 节点i的位移分量；su 支座处水平位移；iV 节点i的剪力；mw 橡胶垫板平均压缩变形；max支座最大转角。2.0.22.0.2 材料性能和结构构件抗力 eB 等效薄膜刚度；11eB、网壳沿 1、2 方向的等效薄膜刚度；22eBeD 等效抗弯刚度；11eD、网壳沿 1、2 方向的等效抗弯刚度；22eDE 弹性模量；f 钢材的强度设计值；btf 高强度螺栓抗拉强度设计值；cf橡胶垫板容许抗压强度；G 橡胶垫板剪变模量；杆件容许长细比；e等效泊松比。第 7 页 2.0.3 2.0.3 几何参数 aA 三向交叉拱的折算截面面积；eA 橡胶垫板面积；effA高强度螺栓的有效截面面积；tA、双层网壳上、下弦杆的截面面积；bA1A、网壳沿 1、2 方向和斜向的杆件截面面积：2AcAna 两相邻钢管间的净距；B 圆柱面网壳的宽度；hpb 毂节点嵌入件颈部宽度；D空心球外径、螺栓球直径；d 圆钢管外径；1d 两相邻钢管的较大外径；sd 两相邻钢管的较小外径；bd1两相邻螺栓的较大直径；bsd 两相邻螺栓的较小直径；pd 销子直径；htd 毂节点嵌入榫直径；hd 毂体直径；ed 橡胶层总厚度；id 中间各层橡胶片厚度；td 上下表层橡胶片厚度；f 壳体的矢高；hpH毂节点嵌入件高度；第 8 页 aI 三向交叉拱的折算惯性矩；1I、网壳沿 1、2 方向和斜向的杆件截面惯性矩；2IcIL圆柱面网壳的长度；l杆件几何长度；0l 件计算长度；hpl毂节点嵌入件总长度；sl 套筒长度；r 球面的曲率半径；1s 1 方向网格间距，三角形网格的高度；2s 2 方向网格间距；cs 斜向网格间距，三向交叉拱的间距；t空心球壁厚；ct 圆钢管壁厚；dt 双层网壳的厚度；et 拟壳的等效厚度；jiX、Y、振型、质点的、方向的相对位移坐标；jijiZjixyz沿 2 方向杆件和斜杆的夹角。圆柱面网壳相邻两母线所对应的中心角；两相邻杆件轴线间的夹角，两相邻螺栓间的夹角；max网壳上全部荷载标准值引起的最大支座转角；毂体嵌入榫的中线与相应嵌入件（杆件）轴线的垂线之间的夹角。2.0.42.0.4 计算系数 c场地修正系数；K 考虑网壳稳定性的系数；第 9 页 m 计算地震作用效应所采用的振型数；n节点总数，橡胶垫片层数；j相应于振型自振周期的水平地震影响系数；jzj相应于振型自振周期的竖向地震影响系数；j橡胶支座形状系数；j振型参与系数；jd空心球加肋承载力提高系数；m考虑空心球受压弯或拉弯作用的影响系数；套筒外接圆直径与螺栓直径的比值：T振型的自振周期比；摩擦系数，考虑荷载不对称分布影响的折减系数；螺栓拧入球体长度与螺栓直径的比值，地震轴向力系数；j振型的阻尼比；jjk振型与k 振型的耦联系数；jE水平地震作用系数。2.0.52.0.5 数学符号 eB 等效薄膜刚度矩阵；C 阻尼矩阵；eD 等效抗弯刚度矩阵；F 网壳结构节点荷载向量；I 无量纲刚度矩阵；K 网壳结构总弹性刚度矩阵；tK T 时刻结构的切线刚度矩阵；M 网壳结构的质量矩阵；T 内力变换矩阵；U 网壳结构节点位移向量；第 10 页 U&、U 网壳节点在整体坐标系中的加速度和速度；&gU&地面运动加速度向量。3 设计的基本规定 3 设计的基本规定 3.0.1 3.0.1 网壳结构的设计应根据建筑物的功能与形状，综合考虑材料供应和施工条件以及制作安装方法，选择合理的网壳屋盖形式、边缘构件及支承结构，以取得良好的技术经济效果。3.0.23.0.2 网壳结构可采用单层或双层，可采用以下常用形式：圆柱面网壳、球面网壳、椭圆抛物面网壳（双曲扁壳）及双曲抛物面网壳（鞍形网壳、扭网壳）。3.0.33.0.3 单层网壳的网格可选用下列常用形式。1 单层圆柱面网壳的网格可采用：单向斜杆正交正放网格（图 3.0.3-1a）交叉斜杆正交正放网格（图 3.0.3-1b）联方网格（图 3.0.3-1c）三向网格（图 3.0.3-1d）第 11 页 2 单层球面网壳的网格可采用：肋环型（图 3.0.3-2a）肋环斜杆型（图 3.0.3-2b）三向网格（图 3.0.3-2c）扇形三向网格（图 3.0.3-2d）葵花形三向网格（图 3.0.3-2e）短程线型（图 3.0.3-2f）3 单层椭圆抛物面网壳可采用三向（图 3.0.3-3a）或单向斜杆正交正放的网格（图3.0.3-3b）。第 12 页 4 单层双曲抛物面网壳宜采用三向网格（图 3.0.3-4a），其中两个方向沿直纹布置，也可采用两向正交网格（图 3.0.3-4b），沿主曲率方向布置，必要时可加设斜杆。3.0.43.0.4 双层网壳的网格以两向或三向交叉的桁架单元组成时，可采用本规程 3.0.3 条的方式布置。双层网壳以四角锥、三角锥的锥体单元组成时，其上弦或下弦也可采用本规程 3.0.3 条的方式布置。3.0.5 单层网壳应采用刚接节点，双层网壳可采用铰接节点。3.0.5 单层网壳应采用刚接节点，双层网壳可采用铰接节点。3.0.63.0.6 网壳的支承构造除保证可靠传递竖向反力外，尚应满足不同网壳结构形式必需的边缘约束条件。圆柱面网壳可采用以下支承方式：通过端部横隔支承于两端；沿两纵边支承；沿四边支承。端部支承横隔应具有足够的平面内刚度。沿两纵边支承的支承点应保证抵抗侧向水平位移的约束条件。球面网壳的支承点应保证抵抗水平位移的约束条件。椭圆抛物面网壳及四块组合双曲抛物面网壳应通过边缘构件沿周边支承，其支承边缘构件应具有足够的平面内刚度。双曲抛物面网壳应通过边缘构件将荷载传递给支座或下部结构，其边缘构件应具有足够的刚度，并作为网壳整体的组成部分共同计算。3.0.73.0.7 网壳结构可采用下列组合形式：将圆柱面、圆球面和双曲抛物面截出一部分进行组合（图 3.0.7a）；将一段圆柱面两端与半个圆球面组合（图 3.0.7b）；将四块双曲抛物面组合（图 3.0.7c）。第 13 页 3.0.8 3.0.8 球面网壳用于三角形、四边形或多边形平面时可采用图 3.0.8 所示的切割方式。在所切割的部分应设置具有足够刚度的边缘构件。3.0.9 3.0.9 两端支承的圆柱面网壳，其宽度与跨度之比宜小于 1.0，壳体的矢高可取宽度的 1/31/6，沿纵向边缘落地支承的圆柱面网壳可取 1/21/5。双层圆柱面网壳的厚度可取宽度的 1/201/50。单层圆柱面网壳支承在两端横隔时，其跨度不宜大于 30m，当沿纵向边缘落地支承时，其跨度（此时为宽度B）不宜大于 25m。BLL第 14 页 3.0.10 3.0.10 球面网壳的矢高可取跨度（平面直径）的 1/31/7，沿周边落地支承可放宽至3/4。双层球面网壳的厚度可取跨度（平面直径）的 1/301/60。单层球面网壳的跨度（平面直径）不宜大于 60m。3.0.11 3.0.11 椭圆抛物面网壳底边边长比不宜大于 1.5，壳体每个方向的矢高可取短向跨度的 1/61/9。双层椭圆抛物面网壳的厚度可取短向跨度的 1/201/50。单层椭圆抛物面网壳的跨度不宜大于 40m。3.0.123.0.12 双曲抛物面网壳底面对角线之比不宜大于 2，单块双曲抛物面壳体的矢高可取跨度的 1/21/4（跨度为二个对角支承点之间的距