結(jié)構(gòu)選型-網(wǎng)架

1、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多桿件按一定規(guī)律連接組成的網(wǎng)狀空間桿系結(jié)構(gòu)，具有三維受力特點(diǎn)，一般為高次超靜定的空間結(jié)構(gòu)。1、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、適用范圍網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式按外形可分為：平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架特點(diǎn)：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中空間交匯的桿件，即為受力桿件，又互為支撐桿件，協(xié)同工作。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體性能好，穩(wěn)定性好，空間剛度大，能有效承受非對(duì)稱荷載、集中荷載和動(dòng)荷載，有較好的抗震性能。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了較小規(guī)格的桿件束建造大跨度結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)占空間較小，且可利用空間大（網(wǎng)架上下弦之間的空間布置各種管線）。適用特點(diǎn)：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，可用于矩形、圓形、橢圓形、多邊形、扇形等多種建筑平面，適用不同跨度、不同平面形狀、不同支撐條件、不同

2、功能需要的建筑物。建筑造型新穎、輕巧、壯觀。2、網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式及選型2.1、網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式按構(gòu)成方式可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類交叉桁架體系：不同方向的平行弦桿相互交叉組成立體桁架。角錐體系：三角錐、四角錐或六角錐等的錐體單元組成的空間網(wǎng)架。（1）交叉桁架體系網(wǎng)架一片片平面桁架相互交叉組成立體桁架。每片桁架的上弦桿、下弦桿及腹桿位于同一垂直平面。整個(gè)網(wǎng)架可兩向、三向交叉而成。兩向正交正放網(wǎng)架網(wǎng)架由相互900相交的平面桁架組成，桁架平行或垂直于建筑邊緣線。上下弦的網(wǎng)格尺寸相同，同一方向的個(gè)平面桁架長(zhǎng)度相同，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于制作安裝。由于網(wǎng)架的上下弦網(wǎng)格都為方形網(wǎng)格，屬于幾何可變體系，需要適當(dāng)設(shè)

3、置水平支撐，保證其在水平力作用下的幾何不變。適用于建筑平面為正方形、近正方的矩形、正多邊形、圓形。此時(shí)兩個(gè)方向的桁架跨度相近，空間作用明顯?？缍纫?060m的中等跨度。兩向正交斜放網(wǎng)架兩組相互交叉成90的平面桁架組成，且兩組桁架分別與其相應(yīng)的建筑平面邊線成45 。兩向正交斜放網(wǎng)架中每片桁架的長(zhǎng)短不同，用于平面為矩形的建筑時(shí)，角部短桁架對(duì)于與之相交的長(zhǎng)桁架起著彈性支座的作用，減小了長(zhǎng)桁架的跨度，從而降低了跨中彎矩。兩向正交斜放網(wǎng)架用于平面為長(zhǎng)方形的建筑時(shí)，可以看出，桁架的跨度并不因建筑長(zhǎng)邊的增加而增大，桁架的最大跨度保持一定值（短邊的“根號(hào)2”倍） 與兩向正交正放網(wǎng)架相比有空間剛度大，用鋼量省的

4、優(yōu)點(diǎn)。兩向斜交斜放網(wǎng)架兩組相互交叉不能為90的平面桁架組成，且兩組桁架分別與其相應(yīng)的建筑平面邊線的交角也不相同 。構(gòu)造復(fù)雜，受力性能不好，很少采用。三向交叉網(wǎng)架三向交叉網(wǎng)架（桁架互成60交角），平面呈正三角形格。適合建筑平面為三角形、六邊形以及圓形平面的大跨建筑。它比兩相相交的網(wǎng)架空間剛度大，受力均勻。但它的節(jié)點(diǎn)處交匯桿件多，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。（2）角錐體系網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)正好位于上弦節(jié)點(diǎn)形成的正方格或正三角格的正下方，形成空間網(wǎng)格。三角椎體系網(wǎng)架這類網(wǎng)架由三角錐體組成。上、下弦桿在自身平面內(nèi)部組成正三角形網(wǎng)格，下弦三角形的節(jié)點(diǎn)正對(duì)上弦三角形的重心，用三根斜腹桿把下弦每個(gè)節(jié)點(diǎn)和上弦三角形的三個(gè)頂點(diǎn)相連

5、，即組成三角錐體。三角錐體網(wǎng)架受力均勻，空間剛度大，適用于矩形、三邊形、六邊形和圓形等建筑平面。三角錐網(wǎng)架（上下弦均為三角形）適用于平面為三角形、六邊形和圓形的建筑抽空三角錐網(wǎng)架（上弦為三角形，下弦為三角形和六邊形或全為六邊形網(wǎng)格）適用于荷載較輕，跨度較小的平面為三角形、六邊形和圓形的建筑。蜂窩形三角錐網(wǎng)架（上弦為三角形和六邊形，下弦為六邊形網(wǎng)格）適用于中、小跨度，周邊支承，平面為六邊形、圓形和矩形的建筑。 四角椎體系網(wǎng)架網(wǎng)架的上、下弦平面為正方形網(wǎng)格，下弦桿相對(duì)于上弦桿平移半格，位于上弦方格中央，用四根斜腹桿將上、下弦網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)相連，即形成四角錐網(wǎng)架。桿件受力均勻，上下弦桿長(zhǎng)度相等，構(gòu)造簡(jiǎn)單。

6、桿件數(shù)量較多，用鋼量大些，屋面板規(guī)格統(tǒng)一。正放四角錐網(wǎng)架：適用于平面接近正方形的中小跨度，周邊支承的情況，或大柱網(wǎng)的點(diǎn)支承、有懸掛吊車的工業(yè)廠房和屋面荷載較大的建筑；錐尖可向上，也可向下。正放抽空四角錐網(wǎng)架：下弦網(wǎng)格尺寸擴(kuò)大一倍，節(jié)約鋼材，便于采光、通風(fēng)。適用于中、小跨度或屋面荷載較小的周邊支承、點(diǎn)支承以及周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合的情況 斜放四角錐網(wǎng)架：上弦桿約為下弦桿的0.7倍，上弦受壓，下弦受拉，受力合理，節(jié)點(diǎn)匯集桿件數(shù)目少，構(gòu)造簡(jiǎn)單。適用于中小跨度周邊支承，或周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合的方形和矩形平面的建筑。 星形四角錐網(wǎng)架：?jiǎn)卧蓛蓚€(gè)倒置的三角形小桁架相互交叉而成。適用于中、小跨度的周邊支承

7、的網(wǎng)架棋盤形四角錐網(wǎng)架：受力合理，受力均勻，桿件較少。適用于小跨度的周邊支承網(wǎng)架六角錐體網(wǎng)架網(wǎng)架桿件多，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，施工困難大。（錐尖向下）（錐尖向上）2.2、網(wǎng)架的組成雙層網(wǎng)架：上弦桿、下弦桿兩個(gè)平面與上下弦之間的腹桿組成。（適用于跨度不大于50m）三層網(wǎng)架：上弦桿、下弦桿中弦桿三個(gè)平面與三層弦之間的腹桿組成。（適用于跨度大于50m）2.3、網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)選型綜合考慮加載平面形狀和尺寸、支承情況、荷載大小、屋面構(gòu)造、制作安裝方法和建筑功能。（1）平面形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架，當(dāng)邊長(zhǎng)比不大于1.5時(shí)，宜選用斜放四角錐、棋盤四角錐、正放抽空四角錐、兩向正交斜放、兩向正交正放、正放四角錐網(wǎng)架。中小跨

8、度，也可選用星形四角錐、蜂窩形三角錐。當(dāng)支承距離不等時(shí)，可選用兩向斜交斜放。 （2）平面形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架，邊長(zhǎng)比大于1.5時(shí)，選用兩向正交正放、正放四角錐、正放抽空四角錐網(wǎng)架。邊長(zhǎng)比小于2時(shí)，可選用斜放四角錐。當(dāng)平面狹長(zhǎng)時(shí)，選用單向折線形網(wǎng)架。 （3）平面形狀為矩形，三邊支承一邊開口的網(wǎng)架，可按（1）選型，開口邊可增加網(wǎng)架層數(shù)或適當(dāng)增加網(wǎng)架高度，且開口邊為豎直或斜放的邊桁架。（4）平面形狀為矩形，多點(diǎn)支承的網(wǎng)架，可選用正放四角錐、正放抽空四角錐、兩向正交正放網(wǎng)架。對(duì)多點(diǎn)支承和周邊支承相結(jié)合的多跨網(wǎng)架，還可選用兩向正交斜放或兩向斜交斜放四角錐網(wǎng)架。（5）平面形狀為圓形、正六邊形及接近正六

9、邊形且為周邊支承的網(wǎng)架，可采用三向、三角錐或抽空三角錐網(wǎng)架。（6）跨度不大于40m多層建筑的樓層及跨度不大于60m的屋蓋，可選用 鋼筋混凝土板為上弦的組合網(wǎng)架。組合網(wǎng)架宜選用正放四角錐、兩向正交正放、正放抽空四角錐、斜放四角錐網(wǎng)架和蜂窩形三角錐網(wǎng)架。3、網(wǎng)架的主要尺寸（1）網(wǎng)架的高度網(wǎng)架的高度主要取決于網(wǎng)架的跨度和荷載情況。一般網(wǎng)架的高度與網(wǎng)架短向跨度之比關(guān)系為： 當(dāng) L30m h (110113）L當(dāng) 30m 60m h （112115） L當(dāng) L 60m h （114118） L（2）網(wǎng)格尺寸（主要上弦）網(wǎng)格尺寸的大小主要考慮網(wǎng)架高度（腹桿的合理傾角）、桿件型材、屋面材料和做法、支撐柱網(wǎng)等

10、因素。一般網(wǎng)格尺寸與網(wǎng)架短向跨度L的比例為：當(dāng)L30m 約為 （18112）L當(dāng)30m60m 約為 （111114）L當(dāng)L60m 約為 （113118）L（3）腹桿布置腹桿的布置應(yīng)盡量使受壓桿件短，受拉桿件長(zhǎng)，充分發(fā)揮桿件截面的強(qiáng)度。對(duì)交叉桁架體系網(wǎng)架，腹桿傾角一般在40 55之間。對(duì)角錐網(wǎng)架，斜腹桿的傾角宜采用 60。這樣可以使桿件標(biāo)準(zhǔn)化。跨度較大時(shí)，盡量較少上弦長(zhǎng)度。采用再分式。4、網(wǎng)架的桿件與節(jié)點(diǎn)（1）網(wǎng)架的桿件網(wǎng)架常采用圓鋼管、角鋼、薄壁型鋼作為桿件。桿件的材料常用HPB235鋼、16Mn鋼。（2）網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)連接各方向的匯交桿件，傳遞桿件內(nèi)力。鋼板節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)剛度大，用鋼量少，整體性好，制

11、作簡(jiǎn)單。但網(wǎng)架桿件采用鋼管時(shí)，會(huì)使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。焊接空心球節(jié)點(diǎn)兩個(gè)半圓焊接而成。適應(yīng)性強(qiáng)，傳力明確，造型美觀。適用于連接任意方向的網(wǎng)架桿件。但焊接量大，下料精度要求高。螺栓球節(jié)點(diǎn)實(shí)心鋼球鉆螺栓孔，高強(qiáng)螺栓連接，適應(yīng)性強(qiáng)，傳力明確且不用焊接、安裝速度快，但節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，機(jī)加工量大。5、網(wǎng)架的支承方式與支座節(jié)點(diǎn)平板網(wǎng)架是無(wú)推力的空間結(jié)構(gòu)，一般簡(jiǎn)支于支座。網(wǎng)架的支承方式周邊支承、網(wǎng)架的邊界點(diǎn)都支承在周邊柱上，傳力明確，網(wǎng)架受力均勻，但周邊柱較多。適用于大、中跨度的網(wǎng)架。、網(wǎng)架的邊界點(diǎn)支承在周邊梁上，網(wǎng)架受力均勻，柱距布置靈活。適用于中小跨度的網(wǎng)架。點(diǎn)支承網(wǎng)架支承在四個(gè)支點(diǎn)（圖(a)）或多個(gè)支點(diǎn)（圖(

12、b)），柱數(shù)量較少，建筑平面布置靈活，建筑使用方便，特別適用于大柱距的廠房或倉(cāng)庫(kù)。為減少跨中的內(nèi)力或撓度，網(wǎng)架周邊可設(shè)懸挑，且建筑外形輕巧美觀。周邊支承與點(diǎn)支承結(jié)合這種支撐方式適用于飛機(jī)庫(kù)或飛機(jī)修理及裝配車間等。這時(shí)網(wǎng)架的自由邊必須設(shè)置邊梁（或邊桁架）。（2）網(wǎng)架的支座節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的支座設(shè)計(jì)要求構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力可靠明確，盡量符合網(wǎng)架的計(jì)算假定。常用形式：平板壓力支座節(jié)點(diǎn)支座底板與支承面間的摩擦力較大，支座不能轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)，與計(jì)算假定不太相符，僅適用于小跨度網(wǎng)架。單面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)支座底板與柱頂板間設(shè)置一塊弧形鋼板，支座可有微量轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，與計(jì)算假定較相符，僅適用于中小跨度的網(wǎng)架。雙面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)（搖擺支座）支座底板與柱頂板間設(shè)置一塊雙面弧形鑄鋼塊，支座可沿弧面作一定的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，與計(jì)算假定較相符，適用于大跨度的網(wǎng)架，但構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，不利于抗震。球鉸壓力支座節(jié)點(diǎn)支座處一個(gè)凸出的實(shí)心半球嵌合在一個(gè)凹進(jìn)的半球內(nèi)，在任意方向可轉(zhuǎn)動(dòng)、