機庫網架結構優化設計的方法

來源(yuan)：建科 瀏覽：- 發布日期：2025-05-13 09:30:04

機(ji)(ji)庫(ku)(ku)網(wang)架結(jie)構(gou)優化(hua)設(she)(she)計(ji)是一項系(xi)統工(gong)程，它涉及(ji)結(jie)構(gou)力學、材料(liao)科(ke)學和施工(gong)技術等領域。其優化(hua)設(she)(she)計(ji)應該遵循安全性(xing)、經濟(ji)性(xing)及(ji)實用(yong)性(xing)等原則(ze)，對結(jie)構(gou)選型、桿件布置及(ji)節點設(she)(she)計(ji)等方(fang)面給出具體優化(hua)方(fang)法！隨著(zhu)新材料(liao)、新技術的不(bu)斷發(fa)展，機(ji)(ji)庫(ku)(ku)網(wang)架結(jie)構(gou)設(she)(she)計(ji)更(geng)強調(diao)可持(chi)續發(fa)展與(yu)智能化(hua)來滿足航空業需求的改變。對機(ji)(ji)庫(ku)(ku)網(wang)架結(jie)構(gou)進行優化(hua)設(she)(she)計(ji)，不(bu)僅可以促進項目經濟(ji)效益的提高，同(tong)時也可以為(wei)航空業長期發(fa)展奠定堅實基礎(chu)。

1、結構選型優化

設(she)計階段選(xuan)擇與機庫特定(ding)規(gui)模(mo)，使用功(gong)能及荷載(zai)條件相(xiang)適應的網(wang)架類(lei)型可(ke)最(zui)大限度(du)地(di)確保結構穩定(ding)經濟。目(mu)前市面上常見的網(wang)架種類(lei)有三(san)角錐(zhui)網(wang)架、四角錐(zhui)網(wang)架以及球形網(wang)架等(deng)幾種。

1）三角錐網架(jia)由于(yu)具(ju)有剛度(du)大(da)，穩定性好等特點(dian)，適合大(da)跨(kua)度(du)和大(da)荷載情況，例如大(da)型機庫(ku)主體(ti)結(jie)構等；

2）四(si)角錐(zhui)網架由于施工容易(yi)，材料經(jing)濟等特(te)點(dian)，適用(yong)于中、小跨度(du)機庫(ku)，也可作輔助結構使用(yong)；

3）球形網架因其空間(jian)受力合理，造型(xing)優美等優點，常被應用在(zai)對建(jian)筑外觀有著特定需求的(de)情況(kuang)。

為尋(xun)求(qiu)最(zui)(zui)優網架結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)，設計(ji)人員需(xu)綜(zong)合考慮機庫使用(yong)需(xu)求(qiu)，地質(zhi)條(tiao)件及氣候環(huan)境等因素，對比分(fen)析不同(tong)網架形(xing)式(shi)，借助(zhu)計(ji)算機仿真技術(shu)分(fen)析其受(shou)力。仿真結(jie)果(guo)可直觀(guan)展示不同(tong)結(jie)構(gou)類(lei)型受(shou)多種荷(he)載(zai)作用(yong)時(shi)的受(shou)力情況(kuang)，有利于設計(ji)人員對最(zui)(zui)佳結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)進行選擇！

2、桿件布置優化

合理布置桿(gan)件既可增加結構(gou)剛度(du)(du)及(ji)抗(kang)震能力(li)，又可有效降(jiang)低材(cai)(cai)料(liao)浪費并增加經濟性(xing)。優化桿(gan)件的(de)(de)(de)布置一般(ban)包括桿(gan)件長(chang)度(du)(du)、直徑、截(jie)面形狀和連接方式(shi)等方面的(de)(de)(de)優化設計！不同(tong)荷(he)載及(ji)結構(gou)尺寸(cun)作用(yong)下，設計人員需選(xuan)取最適宜桿(gan)件參數來(lai)保證結構(gou)能在多(duo)種(zhong)工(gong)況下穩(wen)定。如(ru)承受風(feng)荷(he)載大的(de)(de)(de)機庫需優先選(xuan)用(yong)大直徑、高強度(du)(du)桿(gan)件來(lai)提高結構(gou)抗(kang)風(feng)性(xing)。同(tong)時(shi)通過對(dui)桿(gan)件長(chang)度(du)(du)進行優化，減(jian)少了不必(bi)要(yao)的(de)(de)(de)焊接或者連接節點(dian)，降(jiang)低了施工(gong)難度(du)(du)及(ji)費用(yong)。另(ling)外計算機仿(fang)真技術對(dui)桿(gan)件布置的(de)(de)(de)優化起著(zhu)決定性(xing)的(de)(de)(de)作用(yong)。通過不同(tong)布置方案的(de)(de)(de)仿(fang)真分析可以迅速得到各個方案的(de)(de)(de)受力(li)狀態，變形量以及(ji)材(cai)(cai)料(liao)利用(yong)率(lv)等信息(xi)，以尋求最優桿(gan)件布置方案。

3、節點設計優化

節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)設(she)計(ji)(ji)作(zuo)為(wei)網(wang)架(jia)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)過(guo)(guo)程中至關重(zhong)要(yao)的(de)(de)一(yi)(yi)環，其質量與(yu)性(xing)(xing)(xing)(xing)能對(dui)網(wang)架(jia)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)整體(ti)(ti)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)與(yu)耐(nai)久性(xing)(xing)(xing)(xing)有著直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。網(wang)架(jia)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)一(yi)(yi)般都(dou)是各(ge)桿件之(zhi)間的(de)(de)連接(jie)(jie)(jie)(jie)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)，是受力(li)(li)傳遞與(yu)分散的(de)(de)一(yi)(yi)個重(zhong)要(yao)場所(suo)。節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)設(she)計(ji)(ji)優(you)化(hua)時需考慮其受力(li)(li)情(qing)況，連接(jie)(jie)(jie)(jie)方式(shi)，施(shi)(shi)工(gong)(gong)難(nan)度(du)(du)(du)(du)和(he)耐(nai)久性(xing)(xing)(xing)(xing)。首先，節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)必須有足夠的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)與(yu)剛度(du)(du)(du)(du)，能承(cheng)受從(cong)不同方向傳來的(de)(de)拉力(li)(li)、壓(ya)力(li)(li)與(yu)扭(niu)矩，才能保證網(wang)架(jia)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)受多種復雜荷載時的(de)(de)穩(wen)定！常見節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)連接(jie)(jie)(jie)(jie)方式(shi)有焊接(jie)(jie)(jie)(jie)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)，高(gao)(gao)強(qiang)螺(luo)栓(shuan)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)等(deng)。焊接(jie)(jie)(jie)(jie)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)由于(yu)具有連接(jie)(jie)(jie)(jie)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)大等(deng)特(te)點(dian)(dian)(dian)(dian)，適合在(zai)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)剛度(du)(du)(du)(du)有很高(gao)(gao)要(yao)求的(de)(de)情(qing)況下使用(yong)(yong)(yong)，但是在(zai)施(shi)(shi)工(gong)(gong)中存在(zai)一(yi)(yi)定困(kun)難(nan)；而高(gao)(gao)強(qiang)螺(luo)栓(shuan)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)安(an)(an)裝(zhuang)簡單，維(wei)修(xiu)方便，適用(yong)(yong)(yong)于(yu)需頻繁拆卸(xie)和(he)安(an)(an)裝(zhuang)的(de)(de)構(gou)(gou)(gou)造。其次(ci)，節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)優(you)化(hua)設(she)計(ji)(ji)需采(cai)用(yong)(yong)(yong)計(ji)(ji)算(suan)機模擬分析其受力(li)(li)，并(bing)利用(yong)(yong)(yong)有限元分析方法詳細評價其應力(li)(li)集中程度(du)(du)(du)(du)，為(wei)了保證節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)應用(yong)(yong)(yong)時不因為(wei)應力(li)(li)過(guo)(guo)大而開裂和(he)失效。最(zui)后，節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)加(jia)工(gong)(gong)精度(du)(du)(du)(du)、安(an)(an)裝(zhuang)精度(du)(du)(du)(du)等(deng)都(dou)是網(wang)架(jia)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)總體(ti)(ti)性(xing)(xing)(xing)(xing)能影(ying)響(xiang)(xiang)因素。設(she)計(ji)(ji)時，需結(jie)(jie)合實際施(shi)(shi)工(gong)(gong)條(tiao)件優(you)化(hua)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)處理及安(an)(an)裝(zhuang)方案(an)，保證各(ge)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)定位(wei)準確，從(cong)而降低誤(wu)差對(dui)整體(ti)(ti)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)造成(cheng)的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。通過(guo)(guo)對(dui)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)進行(xing)科學設(she)計(ji)(ji)優(you)化(hua)，可以顯(xian)著提升網(wang)架(jia)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)整體(ti)(ti)安(an)(an)全(quan)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)久性(xing)(xing)(xing)(xing)以及施(shi)(shi)工(gong)(gong)效率，保障機庫長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)過(guo)(guo)程中結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)與(yu)安(an)(an)全(quan)性(xing)(xing)(xing)(xing)。