网架、网壳结构

1 网架、网壳结构 网架结构形式有哪几种？ 1）由平面桁架系组成的两向正交正放网架（图4-1a）、两向正交斜放网架（图4-1b）、两向斜交斜放网架、三向网架、单向折线网架。 2）由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架（图4-1c）、斜放四角锥网架、星形四角锥网架（图4-1d）。 3）由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角形网架。 网壳结构形式有哪几种？ 网壳结构有单层或双层，有以下常用形式：圆柱面网壳、球面网壳、椭圆抛物面网壳（双曲扁壳）及双曲抛物面网壳（鞍形网壳、扭网壳），见图4-2 什么是焊接空心球节点？它的节点构成和特点是什么？ 焊接球是由两个半球焊接面成的空心球，可分为不加肋和肋两种（图4-3，图4-4），用于连接杆件，成为焊接球接点。

图4-3 不加肋的空心球 图4-4 加肋的空心球 它的结构特点是：由于球体是各向同性的，所以可以与任意方向的杆件相连（图4-5，图4-6），且杆件的轴线均通过轴心而不会产生偏心。当球体上汇交的杆件较多时这个优点更为突出。因此，以空心球作为网架的连接节点，适应性强。

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图4-5 空心球节点 图4-6 加套管连接 各种类型的网架，无论跨度和作用荷载的大小，当网架杆件采用圆钢管时，其节点均可采用焊接空心球的连接形式。尤其是对三向交叉网架、三角锥网架、四角锥网架和六角锥网架更为适宜。 什么是螺栓球节点？ 螺栓球节点由螺栓、钢球、销子（或螺栓）、套筒和锥头或封板等零件组成，用于连接钢管杆件，见图4-7、图4-8。

螺栓球节点组合零件的作用是什么？ 1）高强螺栓（图4-9）的作用是连接杆件与螺栓球。

0.65d 图4-9 高强度螺栓外形图

2）封板（用于钢管杆件直径＜60㎜时）和锥头（用于钢管杆件直径＞60㎜时）的作用是焊在杆件两端，使高强度螺栓与球连接（图4-10）。

图4-10 杆件组合图 1

3）套筒的作用是拧紧高强螺栓，使杆件与球连接。图4-11所示为设置紧固螺钉时的长形六角套筒。

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图4-11 长形六角套筒图(设置紧固螺钉时) 螺栓球节点杆件制作工艺主要有哪些？ （1）钢管下料 1）钢管设计尺寸如图4-12所示。

图4-12 钢管极限尺寸图 2）钢管初始弯曲≤L/1000，且≤4㎜，下料前须检验。 3）钢管下料长度要小于设计长度2㎜。 4）钢管下料采用的设备及配置如下。 ① 采用砂轮片锯配置钢管定制平台，切割钢管。其特点是工作环境较差，保证质量需依靠人的因素。 ② 采用带锯床，配置钳口夹持钢管，切割下料。其特点是质量易保证，但效率稍低。 ③ 采用专用钢管切割机床，有的还能一次将倒坡角β加工出来。其工作环 1

境、质量、效率均比以上两种方法都好。 ④ 如果钢管直径，壁厚尺寸较大，以上三种设备及配置无法切割下料，此时采用（火焰）管道切割机，既切割下料又可切出倒坡角β，钢管在哪里就在可里切割，可流动作业。 5）钢管下料经常出现的缺陷有： ① 下料长度超出规定。造成的原因是钢管在平台上的长度定位设置有误差，或在下料过程中长度定位设置松动移位。避免该缺陷的方法是下料时进行首件检查，过程中进行抽查，及时校正并紧固定位设置。 ② 钢管下料其端面出现斜口。造成的原因是钢管在平台上放置的轴线与砂轮片（或钢带锯条）不垂直，或在下料过程中钢管移动。避免该缺陷的方法是下料时时行首件检查，过程中时行抽查，以及时纠正钢管侧向定位装置位置，并予以紧固。 （2）钢管倒坡 钢管倒坡的设备有： ① 专用钢管切割机床，既可下料，同时可倒坡。 ② 管螺纹车制机床（机床主轴内孔可以装夹钢管），可用于钢管倒坡。 ③ （火焰）管道切割机，可用于钢管倒坡。 ④ 有的企业按照管螺纹车制机床自制专用机床，用于钢管倒坡，也比较适用。 （3） 杆件组装 1）杆件组装的工艺装备：杆件组装需有工艺装备来控制设计图规定的长度。杆件组装的工艺装备一般由导轨（按金属切削机床的导轨类型）和定位导板组成，如图4-13所示。定位导板与导轨配合，能够沿导轨直线移动，以按杆件组合长度定位，定位导板上（一对）设有能卡高强度螺栓的定位槽，保证两定位导板的两槽同轴，且高强度螺栓与定位槽适当滑动，但间隙不得过大。

图4-13 杆件组装工艺装备示意图 1

2）杆件组装的操作：由两位操作都，一头一位，锥头（或封板）套上相应的高强度螺栓，配上螺母，套人钢管两端，放入组装工艺装备的定位导板中间，高强度螺栓嵌入定位槽中，旋紧螺母，以使锥头（或封板）端面贴紧定位导板定位平面，之后，定位焊，钢管直径￠89以内的杆件组合定位焊三点，以圆周均分，定位焊缝长度3～5㎜；钢管直径￠114以上的杆件组合定位焊四点，以圆周均分，定位焊缝长度6～10㎜，定位焊缝的厚度不宜超过钢管厚度的2/3，定位焊缝使用与成型焊缝同型号的焊条。 3）杆件的组装要点：高强度螺栓嵌入定位装备定位槽两头到位，螺母拧紧，定位焊位置沿圆周分布均匀，以避免产生端面倾斜，组装杆件在转运过程中如碰掉锥头或封板，需在工艺装备上重新组装，切忌将锥头或封板随意装入，以防高强度螺栓装错和影响杆件位置精度和尺寸精度。 （4） 杆件焊接 杆件的焊接通常采用手工电弧焊、三氧化碳气体保护焊。如果大直径杆件还可用埋弧焊。当杆件焊缝为环形可采用手工电弧焊，并可在手工轻松转动的工艺装备上施焊，如图4-14所示。设计转动工艺装备时，注意两滚轮的中心距离为H，杆件直径大，H就大，杆件直径小，则H就小一些。

图4-14 手工电弧焊杆件转动工艺装备 手工电弧焊的焊条应符合国家标准（碳钢焊条GB5117、低合金钢焊条GB5118），并有制造厂合格证明书，如无格证书，应补作焊条化学成分分析及力学性能试验，确定其合格后方可使用。 杆件的钢管、锥头（或封板）材料为Q235或20钢系低碳钢，应按施工图的要求选用焊接材料，若设计无明确要求，可选用酸性结构钢焊条（如E4303［T422］），如果杆件的钢管、锥头（或封板）材料为Q345系低合金钢，选用碱 1

性低氢型结构焊条（E5016［T506］，E5015［T507］）。 可根据钢管厚度选择手工电弧焊焊条直径。焊接规范参见表4-1 表4-1 焊条直径的选择 钢管壁厚/㎜ 3 4～7 8～12 ≥13 焊条直径/㎜ 2.5～3 3.2～4 4～5 4.5～5.8 带坡口多层焊时,首层用￠3.2～￠4焊条，其他各层用直径较大的焊条。 焊接电流可根据焊条使用说明书选项择，如无说明书推荐，可根据焊条直径选项择，参见表4-2。 表4-2 焊接电流的选择 焊条直径/㎜ 2.5 3.2 4.0 5.0 5.8

酸性焊条/A 70～90 90～130 160～210 220～270 260～350 碱性焊条/A 一般为同规格酸性焊条电流的80%～90% 焊接工艺如下： ① 引弧应在焊缝前方进行，禁止在钢管、锥头封板上引弧和校验电流，也不得在工艺装备上引弧和校验电流。 ② 打底焊应采用较细的焊条，并要正确掌握焊条的角度的运条方法，以防产生层间未焊透和根部未焊透等缺陷。 ③ 手工焊时禁止焊条未熔化部分在赤红状态上施焊。 ④ 熔渣在赤红状态下不得清除，焊缝收尾应填满弧坑，焊缝端部必须封口良好，不得将钢管和锥头或封板边缘咬出缺口。 ⑤ 电弧中断须重新引弧时，应在弧坑前15～20㎜处引弧，然后将电弧引向弧坑继续施焊。 手工电弧焊时要正确运条，保证焊缝的外观质量，焊接过程中若发现有气孔，夹渣、裂纹等缺陷，应及时除去，并补焊妥当，然后再继续施焊。 根据碱性低氢焊条的特点，在焊接时还需注意另外两点： ① 焊接时须用短弧操作，以窄焊道为宜。 ② 用直流电源时，一般用反极性接法，即焊条接正极。 网架、网架杆件用料是否可以对接使用？对接焊缝的杆件准许放在什么位 1

置上？ 网架、网壳杆件用料一般都较长，市场上供应的材料均为定尺，因此在使用材料时必须同规格长短搭配精心套裁，尽管如此，剩余料头较多，材料消耗较大。 国家建设部2003年3月发布的《网壳结构技术规程》（JGJ61-2003）中做出了明确规定，对接焊缝可放在受压杆件及压弯杆件。采用对接时，焊缝均应进行损探囊取物伤检验且每根杆件只允许有一条接焊缝。对接杆件总数不应超过杆件总数的20%，并不得集中布置。 焊接球节点网架、网壳在总拼装以后，焊接时应特别注意焊接顺序，这是为什么？ 焊接球节点网架、网壳在总拼装以后，应严格遵守先焊中间节点，再向两端扩散焊接顺序，因为这样可以使焊接应力部分疏散。应禁止几个焊工同时从两端向中间扩散的焊接顺序。 网架经构常用的工地安装方法有几种？各具有什么特点？适用范围如何？ 网架的安装方法，应根据网架受力的构造特点（如结构造型、网架刚度、外形特征、支承形式、支座构造等）在满足质量、安全、进度和经济效益的要求下结合施工技术条件和设备资源等因素。因地制宜地综合确定。 常用的工地安装方法以有六种：高空散装法、分条分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法式和整顿秩序体顶升法。 （1）高空散装法 高空散装法适用于螺栓连接的网架，超重运输较困难的地区，也适用于小拼单元用起重机吊至设计位置的拼装方法。 （2）分条分块安装法 1）分条分块安装法适用于中小型网架的安装。 2）特点：大部分焊接拼装工作时在地面进行，有利于提高工程质量，并可省去大部分拼装支架；分条或分块大小应按当地起重设备而定，有利于降低成本。 （3）高空滑移法 1）高空滑移法的适用范围 ① 高空滑移法可用于建筑平面为矩形，梯形或多边形等平面。 ② 支承情况可为周边简支、或点支承与周边支承相结合等情况。