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摘要：结构主体为一五层商业大楼，内部至地下室至屋面为一大空间挑空区域，空间挑空区域的面积大约为 2600 平方米，屋面结构形式为空间网壳。为实现该空间网壳的施工，需在三层楼面上，设置临时钢桁架支撑，作为钢管脚手架的支撑平台。本设计就是为了协助空间网壳屋顶施工而设计的。设计时需要分析结构的形状特点，脚手架的搭设，施工的方便性，桁架的布置等方面的问题。根据分析结果确定桁架所选取的材料，桁架的类型等。在前期阶段的结构分析任务完成之后，主要的阶段是桁架模型的搭建，利用 Prosteel建立三文的桁架模型，并通过参数设置画出钢桁架的节点细部施工图。利用Revit 辅助三文视图；SAP2000 和结构力学求解器分析结构的稳定性。 27949
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毕业论文关键字： 结构布置；钢桁架；BIM 建模
Heng Yi-design and construction of steel truss bracing and BIM modeling
Abstract: The structural body for the 15-storey commercial building, internal, from the basement to the roof is a large space to pick an empty area, area approximately 2600 square meters of space to pick an empty region, form of spatial reticulated shell roof structure. To achieve that spatial reticulated shell construction required on three floors, setting provisional steel truss bracing, steel pipe scaffolding support platform. This design is designed to assist in the construction of spatial reticulated shell roof. Design-time needed to analyze the structure of shape characteristics of scaffold erection, ease of construction, and truss layout issues. According to the selected material is determining truss analysis results, truss type, etc. Structure analysis of early stage of completion, the main stage is the truss structure, built by Prosteel truss model in three dimensions and parameter settings drawn steel truss connection detail of the construction drawings. Using Revit-assisted three-dimensional view; SAP2000 Solver and structural mechanics analysis of structural stability.
Keywords: Structural arrangement; structure steel truss; BIM modeling
目录
1 工程概况 .2
2 整体思路 .2
2.1 桁架布置以及材料选择 ..2
2.2 BIM 建模 4
3 结构计算 .6
3.1 荷载和内力计算 ..6
3.1.1 荷载计算 ...6
3.1.2 内力计算 ...6
4 杆件截面选择 .8
4.1 上弦杆 ..8
4.2 下弦杆截面计算 ..8
4.3 腹杆 ..9
4.4 竖杆 ..9
5 位移验算 ...10
5.1 位移计算 10
6 螺栓节点验算 ...11
6.1 斜杆螺栓节点验算 11
6.2 腹杆连接螺栓验算 11
7 材料表及节点详图的绘制 ...12
致谢 ...26
参考文献 ...26
1 工程概况 该项目位于静安区一五层商业大楼，内部至地下室至屋面为一大空间挑空区域，空间挑空区域的面积大约为 2600 平方米。屋面结构形式为空间网壳，为实现该空间网壳的施工，需在三层楼面上，设置临时钢桁架支撑，作为钢管脚手架的支撑平台。其中的钢桁架的跨度最大是 21.6 米，最小为 10.8 米。选取其中跨度最大的一榀桁架进行结构分析计算，设计钢桁架。 结构平面图： 2 整体思路 2.1 桁架布置以及材料选择 对于这样的一个挑空的空间结构形式，需要在屋面底下搭设脚手架来完成屋面的施工。如果从底层搭设脚手架一直到顶层，显然不合理，所以在三层需搭设一个平台，让脚手架可以搭设在平台上，这样就可以解决脚手架搭设的问题。然而这个挑空中间最大跨度达到 21 米，所以首选利用钢结构来做为脚手架的支撑平台。对于钢结构的结构形式，桁架为最好，桁架的结构布置比较简单方便，而且比较利于施工。 查了有关于脚手架施工方面的书籍。钢管脚手架的各种杆件应优先采用外径为 48.3mm，厚度为3.6mm。 用于立柱、大横杆和各支撑杆 （斜撑、 剪刀撑、抛撑等）的钢管最大长度不得超过6.5m，一般为4~6.5m， 小横杆所用钢管的最大长度不得超过 2.2m，一般为 1.8~2.2m。 通过脚手架的布置，大致可以确定出桁架的平面布置。 对于钢材的选用，一般需要考虑一下几个因素：a、结构的重要性；b、荷载的性质；c、连接的方法；d、结构工作环境；e、钢材的厚薄程度。对于此结构，只需考虑的竖向荷载对桁架的结构的影响，所以选用价格较低的 Q235B 钢。具体的截面选取由下面计算得出数据，查钢结构截面表确定选用的具体材料。 2.2 BIM建模 本次的设计的主要部分就是 BIM 建模以及钢结构节点的设计。前期的荷载计算是辅助建模的前提条件，在材料选取确定之后，模型的搭建成为主要的部分。利用 Bentley 旗下的软件 Prosteel以及Autodesk公司旗下的软件 Revit 进行模型的搭建，最后出桁架节点的详图。 关于Bentley旗下的软件 Posteel，下面做些简单的介绍： Prosteel 是Bentley公司开发的支持钢结构和金属结构施工和规划任务而推出的三文建模环境。可以在AutoCAD 和 MicroStation 双平台通用，利用这个软件可以布置复杂结构、生成施工图、收集所有接点并管理物料清单。因为是国外的软件，现在还没汉化，所以出的图纸里面的命名是用英文命名的。 Prosteel 的建模大致可以分为以下几个过程