网架结构
- 格式:pptx
- 大小:30.11 MB
- 文档页数:44
什么是网架结构?网架结构是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。
网架是一种面系结构,可以认为是板体挖去了部分材料,形成的大面积的空心的板结构。
网架结构与板结构的关系,相当于桁架结构对梁结构的关系。
网架结构的分类?网架结构按外形可分为平面桁架与壳型网架;网架结构按网架的弦杆的层数还可分为单层网架和双层(多层);网架结构按材料可分为钢结构网架、混凝土结构网架、木结构网架等;1、平面网架结构是指网架的上下面均为平面的网架,其又有以下几种:(1)第一类是由平面桁架系组成,有两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架及三向网架四种形式;(2)第二类由四角锥体单元组成,有正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架及星形四角锥网架五种形式;(3)第三类由三角锥体单元组成,有三角锥网架、抽空三角锥网架及蜂窝形三角锥网架三种形式。
2、壳型网架结构按壳面形式分主要有柱面壳型网架、球面壳型网架、双曲抛物面壳型网架、组合异性网架。
3、网架还可分为单层网架和双层(多层)网架,单层网架仅用于壳型网架结构,由于壳型曲面形状能保持自身稳定,网架杆件能平面外自稳定,可实现单层杆件结构,单层网架的杆件和节点需承受一定的弯矩。
但平面网架结构不能采用单层网架形式;4、网架结构按所用材料分有钢网架、钢筋混凝土网架以及钢与钢筋混凝土组成的组合网架,其中以钢网架用得较多。
网架结构的应用?网架结构具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;网架结构可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、厂房仓库等建筑的屋盖以及异性空间结构等。
网架结构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。
第二章网架结构§2.2 网架的整体构造§2.2.1屋面材料及屋面构造1.有檩体系屋面第二章网架结构§2.3网架的整体构造◆檩条:冷弯薄壁槽钢、Z形钢,轻型槽钢、角钢及桁架式檩条等◆过去多在檩条上架设木缘和木望板(可加保温层),再铺油毡及镀锌薄钢板或石棉瓦。
◆现:压型钢板,中间夹隔热材料的夹芯钢板第二章网架结构§2.3 网架的整体构造2.无檩体系屋面◆屋面板的尺寸通常与网架上弦网格尺寸相同。
◆一般应保证与之有三点焊牢。
◆常见的屋面板有带肋钢丝网水泥板、预应力混凝土屋面板、太空板和GRC板等。
◆无檩体系屋面的优点是施工、安装速度快,零配件少。
但屋面重量大第二章网架结构§2.3 网架的整体构造§2.2.2网架的屋面找坡为了排水,屋面一般做成1%~4%坡度(1)上弦节点上加小立柱◆在网架上弦节点上加设不同高度的小立柱形成所需坡度。
◆构造比较简单,采用较多的一种方法。
◆跨度较大时,小立柱较高,应注意其自身的稳定性和抗震能力。
第二章网架结构§2.3 网架的整体构造(2)网架变高度◆网架高度随屋面坡度变化使上弦杆形成所需坡度。
◆该法可降低上、下弦杆的内力,但会造成杆件、节点种类多,施工麻烦。
(3)整个网架起拱◆网架高度不变,将网架上弦平面及下弦平面与屋面坡度一致。
起拱后,杆件、节点的规格增多,◆起拱过高时会使网架杆件内力变化较大。
第二章网架结构§2.3 网架的整体构造§2.2.3网架结构起拱度和容许挠度◆为了消除使用阶段的挠度使人们在视觉或心理上对网架具有下垂的感觉,可对网架起拱。
需要起拱时◆起拱高度可取不大于L2/300。
L2为网架的短向跨度。
◆容许挠度为:用作屋盖—L2/250,用作楼盖—L2/300。
第二章网架结构§2.3 网架的高度与网格尺寸§2.3.1 网格尺寸确定网格尺寸时,与以下条件有关:◆屋面材料:无檩体系,网格尺寸一般为2~4m,若网格尺寸过大,屋面板重量大,不但增加荷载,还使屋面板的吊装发生困难。
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。