空间网架结构

建筑结构选型10_空间网架结构空间网架结构是一种由杆件和节点构成的均匀分布的网格系统，可在三维空间中形成稳定的结构。

它的优点包括承载能力大、自重轻、施工方便和空间利用率高，因此在建筑工程中被广泛应用。

本文将介绍空间网架结构的特点、分类及应用，并探讨其选型的相关考虑因素。

一、特点和分类1.特点（1）承载能力大：空间网架结构由大量的杆件和节点组成，形成均匀分布的网格系统，使得结构具有较大的承载能力，能够承受较大的荷载。

（2）自重轻：由于空间网架结构采用轻质的钢材或铝材构成，自重相对较轻，有助于减少结构的自重负荷。

（3）施工方便：空间网架结构可以预制加工，并在现场进行拼装，减少了现场施工的复杂性，提高了施工效率。

（4）空间利用率高：空间网架结构的各个杆件之间互相支撑，形成大空间的覆盖，可以让建筑物的内部空间得到更好的利用。

2.分类空间网架结构可以根据结构类型的不同进行分类。

常见的分类包括金字塔型、球型、圆筒型、球体型等。

这些分类主要根据结构形态和几何形状来划分。

二、应用领域空间网架结构可以在多个领域得到应用，包括：1.体育场馆：空间网架结构可用于搭建体育场馆的顶棚结构，能够覆盖大跨度的空间，为观众提供舒适的观赛环境。

2.展览馆：空间网架结构可以用于搭建展览馆的临时或永久性结构，提供宽敞的展示空间，给观众带来良好的观展体验。

3.会议中心：空间网架结构可用于搭建会议中心的大厅和会议室，提供开放式的空间，满足灵活多变的会议需求。

4.车站和机场：空间网架结构可以用于搭建车站和机场的候车厅和大厅，为旅客提供干净、宽敞的候车环境。

5.商业建筑：空间网架结构可用于搭建商业建筑的购物中心、办公楼等，提供更灵活的内部空间布局。

三、选型考虑因素在选择空间网架结构时，需要考虑以下因素：1.跨度要求：根据建筑物的功能和使用需求，确定空间网架结构的跨度要求。

跨度越大，所需的结构材料和工程成本会相应增加。

2.荷载要求：根据建筑物的使用要求，确定空间网架结构需要承受的荷载类型和大小。

网架结构集中荷载计算公式在工程结构设计中，网架结构是一种常见的结构形式，它由许多杆件和节点组成，能够承受各种荷载。

在实际工程中，经常会遇到需要计算网架结构承受集中荷载的情况。

为了有效地进行结构设计和分析，工程师需要掌握网架结构集中荷载的计算公式。

网架结构集中荷载的计算公式可以通过力学原理和结构分析方法得到。

在本文中，我们将介绍网架结构集中荷载的计算公式及其推导过程，以帮助工程师更好地理解和应用这些公式。

1. 简支梁集中荷载计算公式。

首先，我们来看一种常见的网架结构形式——简支梁。

简支梁是由两个支座支撑的梁结构，通常用于跨越较小跨度的结构。

当简支梁承受集中荷载时，可以使用以下公式进行计算：\[P = \frac{4M}{L}\]其中，P表示集中荷载的大小，M表示梁的弯矩，L表示梁的跨度。

这个公式是根据简支梁的力学性质和受力分析得到的，能够准确地计算出梁结构承受集中荷载的情况。

2. 悬臂梁集中荷载计算公式。

另一种常见的网架结构形式是悬臂梁。

悬臂梁是一种梁结构，其中一端固定，另一端悬挑在空中，通常用于支撑悬挑式结构。

当悬臂梁承受集中荷载时，可以使用以下公式进行计算：\[P = \frac{2M}{L}\]其中，P表示集中荷载的大小，M表示梁的弯矩，L表示梁的悬挑长度。

这个公式是根据悬臂梁的力学性质和受力分析得到的，能够准确地计算出梁结构承受集中荷载的情况。

3. 空间网架结构集中荷载计算公式。

除了简支梁和悬臂梁外，空间网架结构也是工程中常见的一种结构形式。

空间网架结构由许多杆件和节点组成，能够承受复杂的荷载。

当空间网架结构承受集中荷载时，可以使用以下公式进行计算：\[P = \frac{6M}{L}\]其中，P表示集中荷载的大小，M表示结构的弯矩，L表示结构的跨度。

这个公式是根据空间网架结构的力学性质和受力分析得到的，能够准确地计算出结构承受集中荷载的情况。

4. 计算公式的应用举例。

为了更好地理解这些计算公式的应用，我们举一个简单的例子。

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。

空间网格结构第六章网架结构空间网架（格）结构是由许多杆件根据建筑形体要求，按照一定的规律进行布置，通过节点连接组成的一种网状的三维杆系结构，它具有三向受力的性能，故也称三向网架。

其各杆件之间相互支撑，具有较好的空间整体性，是一种高次超静定的空间结构，在节点荷载作用下，各杆件主要承受轴力，因而能够充分发挥材料强度，结构的技术经济指标较好。

空间网格结构的外形可以为平板状，也可以呈曲线状。

前者称为平板网架，常简称为网架；后者称为曲面网架或壳形网架结构，常简称为网壳。

6.1 概述网架结构在最近30年来得到了很大的发展，在国内外得到了广泛的应用。

网架结构平面布置灵活，空间造型美，便于建筑造型处理和装饰、装修，能适应不同跨度、不同平面形状、不同支承条件、不同功能需要的建筑物。

特别是在大、中跨度的屋盖结构中网架结构更显示出其优越性，被大量应用于大型体育建筑、公共建筑、工业建筑中，同时在一些小型建筑的屋盖中应用也比较广泛，如门厅、加油站、收费站、大型雨篷。

近年来，随着电子计算机的广泛应用和计算技术的发展，使网架结构的设计效率大大提高。

网架结构的施工安装和质量检测技术也日益提高，出现了许多专业生产厂家和公司，实现了设计、制作、安装一体化。

为网架结构推广普及提高了物质上和技术上的保证。

网架（平板）结构具有以下优点：1．网架为三向受力空间结构，比平面结构自重轻、节省钢材。

2．网架结构整体刚度大、稳定性好、安全储备高，能够有效地承受各种非对称荷载、集中荷载、动荷载的作用，对局部超载、施工时不同步提升和地基不均匀沉降等有较强的适应能力，并有良好的抗震整体性。

通过适当的连接构造，还能承受悬挂吊车及由于柱上吊车引起的水平总横向的刹车力作用。

网架（平板）结构具有以下优点：3．网架是一种无水平推力或拉力的空间结构，一般简支在制作上，这能使边梁大为简化，也便于下部承重结构的布置，构造简单，节省材料。

4．网架结构应用范围广泛，平面布置灵活，对于各种宽度的工业建筑、体育建筑、公共建筑，平面上不论是方形、矩形、多边形、圆形、扇形等都能进行合理的布置。

空间网架结构所适宜的范围
网架结构是目前国内大型体育场馆、工业厂房、影剧院、侯车厅等建筑常用的屋盖形式。

这种新样式结构的方法是依赖钢体自身的受力，用螺栓球把一根根钢柱连接在一起相互交错支撑，网结成各种形态不一的屋盖空间。

从小至几米的会议室到大至跨度几百米的工业厂房，这些都是空间网架结构所适宜的范围。

网架结构具有以下优点：
1、空间工作，传力途径简捷，对大跨度，大柱网屋盖结构比较合适。

2、结构重量轻，经济指标好。

与同等跨度的平面钢屋架相比，当跨度＜30m时，可节省用钢量5~10%；当跨度＞30m时，可节省10~20%。

3、空间刚度大，结构自重小，抗震性能好。

4、施工安装简便。

网架杆件和节点类型少，尺寸不大。

运输、储存、装卸、拼装都比较方便。

5、网架的平面布置灵活，屋盖系统平整，有利于吊顶，管道和设备安装。