网架结构

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。