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网架结构概述一、网架与网壳（1）网架是按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的平板形或微曲形空间杆系结构，主要承受整体弯曲内力。
（2）网壳是按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的曲面状空间杆系结构或梁系结构，主要承受整体薄膜内力。
二、常见网架的网格形式（1）交叉桁架体系主要有图10-1～图10-4四种网格形式。
（2）四角锥体系主要有图10-5～图10-8四种网格形式。
图10-1 两向正交正放网架图10-2 两向正交斜放网架图10-3 两向斜交斜放网架图10-4 三向网架图10-5 正放四角锥网架图10-6 正放抽空四角锥网架图10-7 斜放四角锥网架图10-8 棋盘形四角锥网架三、常见网壳的网格形式（1）单层圆柱面网壳网格主要有图10-9～图10-12四种网格形式。
（2）单层球面网壳主要有图10-13～图10-16四种网格形式。
图10-9 单向斜杆正交正放网格图10-10 交叉斜杆正交正放网格图10-11 联方网格图10-12 三向网格图10-13 肋环形网格图10-14 肋环斜杆形网格图10-15 三向网格图10-16 扇形三向网格四、杆件与节点1.杆件网架的杆件可采用普通型钢或薄壁型钢。
管材宜采用高频焊管或无缝钢管。
2.节点网架的节点可分为螺栓球节点、焊接空心球节点和支座节点等。
目前，大多数的网架采用螺栓球节点和焊接空心球节点。
（1）螺栓球节点。
螺栓球节点是通过螺栓将管形截面杆件与钢球连接起来的节点，一般由高强度螺栓、钢球等零件组成，如图10-17所示。
图10-17 螺栓球节点1—钢球；2—高强度螺栓；3—套筒；4—紧固螺栓；5—锥头；6—封板（2）焊接空心球节点。
焊接空心球是由两个压制的半球焊接而成的。
其可分为加肋空心球和不加肋空心球两种。
这种节点形式构造简单、受力明确，但是节点的用钢量较大，是螺栓球节点的两倍，现场焊接工作量大，而且仰焊、立焊占很大比重。
（3）支座节点。
网架结构通过支座支撑于柱顶或梁上。
网架典型结构形式1、交叉桁架体系：如两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架（图1）。
2、四角椎体系：如正放四角椎网架（图2）、正放抽空四角椎网架、斜放四角椎网架、星形四角椎网架、棋盘形四角椎网架等。
3、三角椎体系：如三角椎网架（图3）、抽空三角椎网架、蜂窝形三角椎网架等。
4、曲面网架体系：如球壳（图4）、筒壳、扭壳、锥体等。
5、其它体系：如六角锥网架、蛛网式网架、折板型网架、组合网架、斜拉网架（图5）等。
网架支承方式1、周边支承网架（图6）：该形式传力直接，受力均匀，是采用最普通的一种支承形式。
2、点支承网架（图7）：可置于4个或多个支点上，采用上弦、下弦或柱帽支承（图8）。
3、周边与中间点支承相结合的网架（图9）：该形式特别适用于大面积的工业厂房或其它类似建筑。
4、三边支承一边开口（图10）或两边开口的网架（图11）：一般应对非支承边（即自由边）作特殊处理，如在自由边附近境加网架层次，加设托梁或托架，增加网架高度等方法。
按结构形式可分为：1、普通网架与网壳结构2、斜拉网架与网壳结构斜拉网架与网壳结构通常由塔柱、拉索、网架与网壳结构组合而成，是大中跨度建筑一种形式新颖、协同工作的杂交空间结构体系，它具有增加结构支点、减小结构挠度、降低杆件内力、发挥高强拉索优势等特点，也是一种内部空间宽广、造型新奇、颇有景点特色的大跨度建筑。
3、预应力网架与网壳结构把现代预应力技术引用到网架与网壳结构中去，可起到提高整个结构的刚度、减小结构挠度、改善内力分布、压低应力峰值的作用，从而可降低材料耗量，具有明显的技术经济效果。
因此，预应力网架与网壳结构是一种新型的有广阔发展前景的空间结构。
4、组台网壳、网架结构当在单层钢网壳结构上敷设的预制带肋混凝土面板在连接灌缝形成整体后不仅起围护作用，而且起承重作用，从而形成由钢网壳与钢筋混凝土带助壳两种不同材料与不同结构形式组合而成的新型空间结构——组合网壳。
2.10 网架支座节点支座节点应力求构造简单，传力明确，安全可靠，且尽量符合计算假定，以避免网架的实际内力和变形与计算值存在较大的差异而危及结构的安全。
应根据网架的类型，跨度的大小，作用荷载情况，网架杆件截面形状以及加工制造方法和施工安装方法等，选用适当型式的支座节点。
支座节点通常有平板支座、弧形支座、球铰支座和橡胶支座等。
根据受力状态，网架的支座节点一般分为压力支座节点和拉力支座节点两大类。
1．平板压力支座节点平板压力支座节点与平面桁架的支座节点相似。
节点构造简单，加工方便。
由十字型节点板及一块底板组成，用钢量省。
但支座底板下压应力分布不均匀，与计算中铰接的假定相差较大，只适用较小跨度（L 2≤40m）的网架。
底板上的锚栓孔可做成椭圆孔，以利于安装。
2．单面弧形压力支座节点由平板压力支座改进而来。
在支座底板和支承面顶板间设置用铸钢或厚钢板加工成的弧形垫块而成。
支座可产生微量转动和微量移动（线位移），且支座底板下的压力分布也较均匀。
（1) 弧形板中央截面（支承中心处）高度hc ：R —支座垂直反力设计值；f —弧形板所用钢材的抗弯强度设计值。
第二章网架结构§2.10 网架的支座节点单面弧形支座节点与计算简图比较接近，适用于周边支承的中、小跨度网架。
支承弧形板的构造与计算要求如下：3,504c Rb h mmlf ≥且不宜小于（2)弧形板圆弧面半径r ：（3)弧形板的边端高度h b 通常宜不小于15mm 。
（4)弧形板平面尺寸应满足局部承压强度要求。
lfR r 225≥3．双面弧形压力支座节点又称为摇摆支座，它是在支座板与柱顶板之间，设置一个上下均为圆弧曲面的铸钢件，在铸钢件两侧，都有从支座板和柱顶板伸出的带椭圆孔的厚钢板，采用粗螺栓（直径不宜小于30mm）将三者联结为整体。
支座节点基本上既能自由伸缩又能自由转动，比较符合不动圆柱铰支承的假定。
双面弧形压力支座节点适用于跨度大、支承网架的柱子或墙体的刚度较大，周边支承约束较强，温度应力影响也较显著的大型网架。
网架和网壳总称为空间网格结构。
这种空间网格结构是由多根杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构，它可以充分发挥三维空间的优越性，传力路径更见简捷特别适用于大跨度建筑。
由双层或多层平板形网格组成的结构称为网架结构（简称网架），由单层或双层曲面形网格结构称为网壳。
一、网架结构的组成1）第一类是由平面桁架系组成的网架结构两向正交正放网架：这是由两组平面桁架系组成的网架，桁架系在平面上的投影轴线互成90°交角，且与边界平行或垂直，所形成网格可以是矩形的，也可以是正方形的。
两向正交斜放网架：它可由梁向正交正放网架在水平面上旋转45°而得，其交角也是9 0°，但每片桁架不与建筑物轴线平行，而是成45°的交角，故成为两向正交斜放网架。
三向网架：比两向网架的刚度大，适合在大跨度结构中采用，其平面适用于三角形，梯形及正六边形，在圆形平面中也可采用。
2）第二类是由四角锥体组成的网架由四根上弦组成正方形锥底,锥顶位于正方形的形心下方,由正方形四角节点向锥顶连接四根腹杆即形成一个四角锥体,将各个四角锥体按一定规律连接起来,便成为四角锥体网架。
正放四角锥网架:四角锥底边分别与建筑物的轴线相平行,各个四角锥体的底边相互连接形成网架的上弦杆，连接各个四角锥体的锥顶形成下弦杆并与建筑物的轴线平行。
这种网架的上下弦杆长度相等，并相互错开半个节间。
斜放四角锥网架:这种网架是将各四角锥体的锥底角与角相连，上弦（即锥底边）与建筑物轴线成45°交角，连接锥顶而形成的下弦仍与建筑物轴线平行。
这种网架受压的上弦杆长度小于受拉的下弦杆，因而受力比较合理，每个节点交汇的杆件数量少，因此用钢量较少。
缺点：是屋面板种类较多，屋面排水坡的形成比较困难。
棋盘四角锥网架：将整个斜放四角锥网架水平转动45°角，使网架上弦与建筑物轴线平行，下弦与建筑物轴线成45°交角，即得棋盘四角锥网架。
网架结构由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。
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。
网架结构种类甚多，可按不同的标准对其进行分类。
网架结构一、按网架本身的构造可分为：单层网架结构、双层网架结构；、三层网架。
其中，单层网架和三层网架分别适用于跨度很小（不大于30m）和跨度特别大（大于100m）的情况，在国内的工程应用极少。
二、按建造材料分为：钢网架、铝网架、木网架、塑料网架、钢筋混凝土网架和组合网架（如钢网架与钢筋混凝土板共同作用的组合网架等），其中钢网架在我国得到了广泛的应用，组合网架还可以用作楼板层结构。
三、按支承情况可分为：周边支承、四点支承、多点支承、三边支承、对边支承以及混合支承形式。
四、按组成方式不同，又可将网架分为四大类：1、交叉桁架体系网架；2、三角锥体系网架；3、四角锥体系网架；4、六角锥体系网架。
其中第四中分类方法是目前国内较为流行的一种分类方法。
[1]2内力分析编辑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。
也网架结构可采用简化计算法，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。
3形式有11种形式的网架结构在我国得到不同程度的应用，下面从构成和特点两方面对这11种形式的网架加以介绍。
一、交叉桁架体系网架第一大类是由两组或三组平面桁架组成的网架结构，称之为交叉桁架体系网架（如图）。
这是一种最简单的，也是最早得到采用的网架结构形式之一。
它是在交叉梁的基础上发展而来和演变而来。
