空间网架结构
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空间网架结构设计浅析摘要:随着空间网架结构的应用越来越广泛,网架设计已经成为工程师提升自身设计水平及竞争力的必备能力之一。
本文以实际工程案例作为对象对空间网架的设计,计算以及施工要点进行简要的阐述和分析。
关键词:空间网架设计施工前言:近些年随着行业技术的发展及建筑多样化需求的增长,大跨度结构的应用逐渐增多,尤其是以公共建筑为主,大跨度屋面不仅要保证在地震作用和风作用下的结构安全性,同时要能发挥体现建筑风格的功能,并兼具排水甚至采光等一系列建筑功能,同时要具备较高的经济效益,复杂屋面设计还要能够保证施工的顺利进行;大型公共建筑因为大空间,密集人员交通疏散等建筑功能的需要,采用厚重的钢筋混凝土结构往往达不到理想的效果,空间网架结构通过多年的发展很好的满足这类空间建筑的需求,并得到了广泛的推广。
网架结构是一种空间网状杆系结构,由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接在一起形成的空间受力结构,其往往具备较小的尺寸单元以及相似风格的网格;通常情况下,平板网架简称为网架,曲面网架简称为网壳。
空间网架结构是一种具备三维受力特点的高次超静定结构,除关键杆件外局部单个杆件的失效由于具备一定的超静定次数可引起内力重分布而使结构继续承担荷载,因此具备较高的安全储备。
网架结构的节点一般假定为铰接,在承担外部荷载作用力时,能将所受荷载传递至所有杆件并将这些荷载均匀的分配到空间结构的支座。
平板型网架和双层壳型网架的杆件分为上弦杆,下弦杆和腹杆,主要是拉压杆,仅承担拉力和压力,充分利用材料的物理性能;单层壳型网架的杆件除承受拉力和压力以外还承受弯矩和切力,此时节点不再是单纯的铰接节点而且具备一定的刚度来承担弯矩和变形;腹杆一般相对于弦杆截面较小,作为支撑杆件,对结构整体稳定起到一定的作用。
1.设计背景本工程为某地一中学综合楼,地上四层,地下一层,建筑高度16.8米,顶层作为运动场,屋面采用网架结构。
结构设计使用年限为50年,建筑结构安全等级为二级,抗震设防类别采用乙类,所处地区为抗震设防烈度7度区,地震加速度0.1g,第一组,场地类别为II类场地,特征周期0.35s,框架结构,按政策相关要求,学校医院等乙类建筑抗震等级按所属地区抗震设防烈度提高一度确定,框架抗震等级为二级,计算地震作用加速度采用0.1g,所处场地地面粗糙类别为B类,基本风压0.55KN/ m2,基本雪压0.50KN/ m2;根据地勘报告项目所在场地为抗震一般场地,无不良地质作用。
空间钢网架结构施工误差分析及控制钢网架结构拼装及吊装施工过程中,会因各种原因产生各种误差,导致产生杆件弯曲、单元偏位、就位困难等质量问题。
现结合本工程网架结构施工中产生的质量问题进行分析。
标签:网架结构;高空吊装;原因分析;质量控制网架是由许多杆件按照一定规律组成的网状结构。
网架结构可分为平板网架和曲面网架。
平板网架采用较多,它是一种平板型的,由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而形成的空间结构,属于空间铰接杆系。
它改变了平面桁架的受力状态,是高次超静定的空间结构。
其优点是:空间受力体系,杆件主要承受轴向力,受力合理,节约材料(如上海体育馆,直径110m,用钢量仅49kg/㎡),整体性能好,刚度大,抗震性能好。
杆件类型较少,适于工业化生产。
构成网架的基本单元包括三角锥、三棱体、正方体、截头四角锥等,由这些基本单元可组合成平面桁架系网架,四面锥体系网架,三角锥体系网架等不同网架形式;根据网架連接节点形式不同,一般可以分为焊接球节点,螺栓球节点,钢板节点三大类。
网架的形式较多。
按结构组成,通常分为双层或三层网架;按支承情况分,有周边支承、点支承、周边支承和点支承混合、三边支承一边开口等形式;按照网架组成情况,可分为由两向或三向平面桁架组成的交叉桁架体系、由三角锥体或四角锥体组成的空间桁架角锥体系等。
我国于1964年建成第一个平板网架(上海师范学院球类房),在20世纪80年代后期北京为迎接1990年亚运会兴建的一批体育建筑中大部分皆采用平板网架结构。
空间网架结构在我国的应用已经非常成熟,被广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结构。
1 网架结构特点分析1.1 网架结构的整体性能好,刚度大,抗震性能好网架结构是由很多杆件从两个或几个方向有规律地组成的高次超静定空间结构,由于杆件之间的相互支持作用,它改变了平面桁架受力体系,能承受来自各方的荷载,其刚度大、整体性好、抗震能力强。
大跨度结构其结构体系有很多种,如网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等,常用于展览馆、体育馆、飞机机库等。
一.网架结构网架结构为大跨度结构最常见的结构形式,因其为空间结构,故一般称为空间网架。
其杆件多采用钢管或型钢,现场安装。
常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成,其节点形式可分为焊接钢板节点和焊接空心球节点两种。
二.索结构索结构是将桥梁中的悬索“移植”到房屋建筑中,可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。
三.薄壳结构薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。
圆形圆顶结构是轴对称结构,在轴对称荷载作用下,将只产生两种力:径向力和环向力。
径向力为沿经线方向的力,因其要平衡垂直向下荷载,所以必定为压力。
环向力为沿纬线方向的力。
圆形屋顶在垂直荷载作用下,上部的圆顶部分将受压收缩,其直径将变小,而下部近支承部分直径将增大,即上部将产生环向压力,而下部将产生环向拉力,中间将有一截面,为环向压力向环向拉力转变的交界线,该处的环向力为0,该截面称为“过渡缝”。
悉尼歌剧院格拉加尼亚修道院教堂上页下页四.混凝土拱形桁架混凝土拱形桁架在以前的工程中应用较多,但因其自重较大,施工复杂,现已很少采用。
目前最大跨度的拱形桁架为贝尔格莱德的机库,为预应力混凝土桁架结构,跨度为135.8m。
日本姬路市中心体育馆五.充气结构充气结构又称充气薄膜结构,是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部充气形成一定的形状,作为建筑空间的覆盖物。
对角跨长200m,由室内地面至顶高6.07m的东京穹顶,是不用柱子,只依靠室内外气压差来制成的膜屋盖结构,也是在日本最初用于多功能全天候的体育场,约30,000平方米超大椭圆形屋顶,采用悬索加强的充气膜结构。
其双向各配置14根共28根钢索,在其上张拉着涂有特富龙的玻璃纤维布。
请看充气膜的充气过程:六.应力膜皮结构应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。
网架结构毕业设计网架结构毕业设计近年来,随着城市化进程的加快和建筑技术的不断发展,网架结构作为一种新兴的建筑形式,逐渐受到人们的关注和喜爱。
网架结构以其轻巧、灵活、美观的特点,成为现代建筑设计中的热门选择。
本文将探讨网架结构的设计原理、应用领域以及发展趋势。
一、设计原理网架结构的设计原理是基于力学和材料学的原理。
其核心思想是通过将杆件和节点相连接,形成一个稳定的三维结构。
杆件承担着承重的功能,节点则起到连接和传递力的作用。
通过合理的设计和布局,使得整个结构能够承受外部荷载,并保持稳定。
在网架结构的设计中,材料的选择是至关重要的。
常见的网架结构材料包括钢材、铝材和复合材料等。
不同的材料具有不同的特点和性能,需要根据具体的使用环境和要求来选择。
同时,设计者还需要考虑材料的强度、刚度、耐久性等因素,以确保结构的安全和可靠性。
二、应用领域网架结构的应用领域非常广泛,涵盖了建筑、桥梁、体育场馆等多个领域。
在建筑领域,网架结构常用于大跨度建筑的设计,如展馆、体育场等。
其轻巧的特点使得大空间的覆盖成为可能,同时还能够创造出独特的建筑形象。
在桥梁领域,网架结构可以用于设计各种形式的桥梁,如悬索桥、斜拉桥等。
其高强度和刚性使得桥梁能够承受大荷载,同时又能够减少材料的使用量。
在体育场馆领域,网架结构可以用于设计大型的体育场馆,如足球场、篮球馆等。
其灵活性和可变形性使得观众能够获得更好的视野和观赛体验。
三、发展趋势随着科技的不断进步和创新,网架结构在设计和施工方面也有了许多新的发展趋势。
首先,数字化设计技术的应用使得网架结构的设计更加精确和高效。
通过计算机模拟和分析,可以在设计阶段就对结构的性能进行评估和优化,从而提高结构的安全性和可靠性。
其次,新材料的应用也为网架结构的发展带来了新的可能。
例如,碳纤维复合材料具有轻质、高强度的特点,可以用于设计更加轻巧和刚性的网架结构。
再者,可持续发展的要求也对网架结构的设计提出了新的挑战。
整体吊装法适⽤于各种类型的架结构,吊装时可以在⾼空平移和旋转就位。
整体吊装⽅法分为起重机吊装和拔杆吊装两⼤类。
1、起重机吊装 (1)采⽤⼀台或两台起重机单机或双机抬吊时,如果起重机性能能满⾜结构吊装要求,现场施⼯条件(包括就位拼装场地、起重机⾏驶道路等)能满⾜起重机吊装作业需要时,架可就位拼装在结构跨内,也可就位拼装在结构跨外。
采⽤三台起重机三机抬吊时,如架结构本⾝和现场施⼯条件允许另⼀台起重机可在⾼空接吊时(先由两台起重机将架双机抬吊到⾼空,另⼀台起重机站在第三⾯⽅向在⾼空进⾏接吊,使架平移到设计安装位置),此时,架也可拼装在结构跨外。
采⽤多台起重机联合抬吊架时,架应就位拼装在结构跨内,架拼装就位的轴线与安装就位的轴线的距离应按各台起重机作业性能确定,原则上各吊点的轨迹线均应在起重机回转半径的圆弧线上。
(2)架吊点位置、索具规格、起重机的起重⾼度、回转半径、起重量以及在吊装过程中架结构的应⼒应变值均应详细验算,并应征得设计单位同意。
现场起重机⾏驶道路是确保起重机吊装的安全基础,吊装时路⾯承载⼒不低于150~200kN/m2.施⼯荷载(吊装重量)应包括架结构⾃重、吊装索具(铁扁担)重量和与架⼀起吊上去的脚⼿架等重量,安装时动⼒系数取1.3.采⽤双机抬吊时起重机额定负荷(起重量)应乘折减系数0.8;采⽤多机抬吊时起重机额定负荷(起重量)应乘折减系数0.75.起重机的型号、吊钩起升速度应尽量统⼀,确保同步起升或下降。
在实施起重机整体吊装架时,应事先进⾏试吊,在确实安全可靠的情况下才能正式起吊。
2、拔杆吊装 采⽤单根或多根拔杆整体吊装⼤中型架时,架必须就位拼装在结构跨度内,其就位拼装的位置要根据拔杆的设置、吊点位置、柱⼦断⾯和外形尺⼨等因素确定。
吊装⽅法和技术要求必须针对架⼯程特点、现场施⼯条件、吊装设备能⼒等诸多因素确定。
(1)单根拔杆整体吊装架⽅法(独脚拔杆吊装法) 1)施⼯布置:a)独脚拔杆位置要正确的竖⽴在事先设计的位置上,其底座为球形万向接头,且应⽀承在牢固基础上,其定顶部应对准拼装架中⼼脊点。
空间结构的四种类型
网架结构是由许多连续的杆件按照一定规律组成的网状结构,在接触处加上球状以便加大链接。
杆件主要承受轴力,能充分发挥材料的强度,节省钢材,结构自重小。
悬索结构(两山之间架的一座桥,用铁锁链在两山之间这就是悬锁的结构;如:红军通过的泸定桥)是大跨度屋盖的一种理想结构形式。
壳结构壳体结构是两端有竖向的支撑,沿着曲面的切线把力分解到两侧,尺寸相比非常小,可以做很大的跨度。
如:做拱型桥、大型教堂。
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。
钢架结构的三种基本形式一、框架结构框架结构是钢架结构的一种基本形式,它由柱、梁和水平撑杆组成。
框架结构适用于建筑物的承重结构,其构件之间通过焊接或螺栓连接,形成稳定的整体结构。
框架结构具有刚性好、承载能力强的特点,广泛应用于高层建筑、工厂厂房等领域。
框架结构的构件主要包括柱、梁和水平撑杆。
柱是框架结构的主要承重构件,承受垂直荷载,并通过基础将荷载传递到地基。
梁是连接柱子的水平构件,承受水平荷载,并将荷载传递给柱子。
水平撑杆则是用来增加结构的稳定性和刚性,防止结构产生变形或倾斜。
二、网壳结构网壳结构是钢架结构的另一种基本形式,它由一系列曲面构件组成。
网壳结构适用于跨度较大、形状复杂的建筑物,其外形呈现出优美的曲线和流线型。
网壳结构具有轻巧、强度高、经济性好的特点,广泛应用于体育馆、展览馆等场所。
网壳结构的构件主要由钢管或钢板组成,通过焊接或螺栓连接形成曲面结构。
网壳结构的设计需要考虑曲面的稳定性和受力性能,合理选择构件的形状和尺寸,以满足结构的强度和刚度要求。
三、空间网架结构空间网架结构是钢架结构的又一种基本形式,它由一系列重复的三角形构件组成。
空间网架结构适用于大跨度建筑物和特殊形状的建筑物,其外形呈现出立体感和动感。
空间网架结构具有轻巧、刚性好、承载能力强的特点,广泛应用于体育场馆、机场航站楼等场所。
空间网架结构的构件主要由钢管或钢板组成,通过焊接或螺栓连接形成三角形的网格结构。
空间网架结构的设计需要考虑三角形构件的稳定性和受力性能,合理选择构件的角度和尺寸,以满足结构的强度和刚度要求。
钢架结构的三种基本形式分别是框架结构、网壳结构和空间网架结构。
这三种形式在不同的场所和建筑物中发挥着重要的作用,它们具有各自的特点和适用范围。
在实际工程中,需要根据具体的需求和条件选择合适的钢架结构形式,以确保建筑物的安全和稳定。
(一)网架结构有几种类型?1.平面桁架系网架2.四角锥体系网架3.三角锥体系网架(二)网架结构是如何选型的?网架的选型应根据建筑平面形状和跨度大小、网架的支撑方式、荷载大小、屋面构造和材料、制作安装方法等,结合实用与经济的原则综合分析确定。
一般情况应选择几个方案经优化设计而确定。
(三)网架结构屋面排水有哪几种方式?1.整个网架起拱2.网架变高度3.上弦节点上加小立柱4.支承柱变高度(A:空间桁架位移法是以网架的杆件为基本单元,以节点位移为基本未知量,首先建立杆件单元的内力与位移关系,形成单元刚度矩阵;然后根据节点的变形协调条件和静力平衡条件,求解节点的位移值。
求得节点位移后,即可根据杆件单元的内力与位移关系求出全部杆件内力.B:网板法一种以空间桁架系为计算模型的差分分析法,适用于正放四角锥网架计算。
分析时以网架某一方向的上、下弦杆内力及上弦节点挠度为未知数,基本方程为四阶的差分方程。
当考虑剪切变形和变刚度影响时,可求得较精确的计算结果。
(五)网架结点一般有哪几种类型?各有何特点?1.焊接空心球节点:这种节点的优点是构造和制造均较简单、球体外形美观、具有万向性,可以连接任意方向的杆件。
其缺点是由于球节点有等厚钢板制成,因此,在与钢管交接处应力集中明显,形成应力尖峰值使球体受力不均匀,由于钢管与球正交连接,焊缝长等于钢管周长,没有余量,要求焊缝必须与钢管等强,而且在多数情况下,焊接时工件不能翻身,就造成一圈焊缝中俯、侧、仰焊均有的全位置焊接,因此对焊接要求高而难度大。
2.螺栓球节点:这种节点的优点是制作精度由工厂保证,现场装配快捷工期短,有利于房屋建造周期的缩短;其制作费用比焊接空心球节点高而拼装费用低。
这种节点可用于以建造临时设施便于拆装。
其缺点为组成节点的零件较多,增加了制造成本,高强螺栓上开槽对其受力不利,安装时有否拧紧不易检查。
安装时应特别注意对结合面处的密封防腐处理,特别在湿度较高的南方地区应重视防腐措施。
网架结构已成为现代世界应用较普遍的新型结构之一。
我国从20世纪60年代开始研究和采用,近年来,由于电子计算技术的迅速发展,解决了网架结构高次超静定结构的计算问题,促使网架结构无论在型式方面以及实际工程应用方面,发展都很快。
网架在需要大跨度、大空间的体育场馆、会展中心、文化设施、交通枢纽乃至工业厂房,无不见到空间结构的踪影。
网架结构的优点是用钢量小、整体性好、制作安装快捷,可用于复杂的平面形式。
适用于各种跨度的结构,尤其适用于复杂平面形状。
这些空间交汇的杆件又互为支撑,将受力杆件与支撑系统有机结合起来,因而用料经济。
网架主要用于大、中跨度的公共建筑中,例如体育馆、飞机库、俱乐部、展览馆和候车大厅等,中小型工业厂房也开始推广应用。
跨度越大,采用此种结构的优越性和经济效果也就越显著。
网架结构板型网架结构按组成形式主要分三类: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;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;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。
壳型网架结构按壳面形式分主要有柱面壳型网架、球面壳型网架及双曲抛物面壳型网架。
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。
网架结构可分为双层的板型网架结构、单层和双层的壳型网架结构。
板型网架和双层壳型网架的杆件分为上弦杆、下弦杆和腹杆,主要承受拉力和压力。
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。
单层壳型网架的杆件,除承受拉力和压力外,还承受弯矩及切力。
目前中国的网架结构绝大部分采用板型网架结构。
网架结构是空间网格结构的一种。
空间网架结构 1、网架的特点和形式 网架结构一般是以大致相同的格子或尺寸较小的单元(重复)组成的。常应用在屋盖结构。通常将平板型的空间网格结构称为网架,将曲面型的空间网格结构简称为网壳。 网架一般是双层的(以保证必要的刚度),在某些情况下也可做成三层,而网壳有单层和双层两种。平板网架无论在设计、计算、构造还是施工制作等方面均较简便,因此是近乎“全能”的适用大、中、小跨度屋盖体系的一种良好的形式。 (1)网架特点 ①网架结构是高次超静定空间结构。空间刚度大、整体性好、抗震能力强,而且能够承受由于地基不均匀沉降带来的不利影响。 精选文档 — 2 ②网架结构的自重轻,用钢量省; ③既适用于中小跨度,也适用于大跨度的房屋; ④同时也适用于各种平面形式的建筑,如:矩形、圆形、扇形及多边形。 ⑤网架结构取材方便,一般采用Q235钢或Q345钢,杆件截面形式有钢管和角钢两类,以钢管采用较多,并可用小规格的杆件截面建造大跨度的建筑(因为网架结构能充分发挥材料的强度,节省钢材)。 ⑥网架结构其杆件规格统一,适宜工厂化生产,为提高工程进度提供了有利的条件和保证。 由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的平板空间结构。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;网架结构广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、精选文档 — 3 影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结构。具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。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。 (2)网架的形式 ①网架按弦杆层的形式:按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。
②双层网架的形式 a.平面桁架系网架:包括两向正交正放网架、两向正交斜放、斜交斜放网架和三向网架。
(a) (b) 图3—1 双层及三层网架
上弦 腹杆 下弦 下弦
中弦 上腹杆 下腹杆 精选文档
— 4 特点:由平面桁架相互交叉所组成,其上、下弦杆长度相等,杆件类型少,且上、下弦杆和腹杆在同一平面内。一般应使斜腹杆受拉,竖杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹角宜在40°~60°之间。 两向正交正放网架:由两组分别与边界平行的平面桁架互成90°交叉组成。同一方向的各平面桁架长度一致。网架本身属几何不变体系。适用于建筑平面为正方形或接近正方形且跨度较小的情况。两个方向的杆件内力差别不大,受力较均匀。
精选文档
— 5 两向正交正放网 *两向正交斜放网架:短桁架对长桁架有嵌固作用,受力有利。角部产生拔力,常取无角部形式。比正交正放网架空间刚度大,受力均匀,用钢省。适用于建筑平面为矩形的情况。
*三向网架 特点:几何不变体系,网架空间刚度大,受力性能好,内力分布也较均匀。杆件数量多,节点构造比较复杂。三向网架适用于大跨度且建筑平面为三角形、六边形、多边形和圆形的情况。 精选文档 — 6 两向正交正放网架 两向正交斜放网架 b.四角锥体系网架 四角锥体系网架包括:正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、斜放四角锥网架和星形四角锥网架。 精选文档
— 7 正放四角锥网架:杆件受力较均匀,空间刚度比其它类型的四角锥网架及两向网架好。适用于建筑平面接近正方形的周边支承及点支承情况。 正放抽空四角锥网架除周边网格锥体不动外,跳格地抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆,使下弦网格尺寸扩大一倍。适用于中、小跨度或屋面荷载较轻的周边支承、点支承以及周边支承与点支承结合的网精选文档 — 8 架。
棋盘形四角锥网架:正放四角锥网架周边四角锥不变,中间四角锥间隔抽空,下弦杆呈正交斜放,上弦杆呈正交正放。上弦杆比下弦杆短,受力合理。克服了斜放四角锥网架屋面板类型多,屋面组织排水较困难的缺点。适用于中、小跨度周边支承方形或接近方形平面的网架。 精选文档
— 9
棋盘形四角锥网架 斜放四角锥网架 斜放四角锥网架:上弦杆比下弦杆短,受力合理。杆件数量少,屋面板类型多,屋面组织排水较困难。适用于中、小跨度周边支承,或周边支承与点支承相结合的矩形平面情况。
精选文档
— 10
星形四
角锥网架
星形四角锥网架 三角锥网架
c. 三角锥体系网架 包括:三角锥网架、抽空三角锥网架和蜂窝形三角锥网架。 三角锥网架:上、下弦平面均为三角形网格。杆件受力均匀,本身为几何不变体,整体抗扭、抗弯刚度好。适用于大中跨度及精选文档 — 11 重屋盖建筑物,当建筑平面为三角形、六边形和圆形时最为适宜。
抽空三角锥网架:抽去部分三角锥单元的腹杆和下弦杆。下弦杆内力较大,用钢量省,但空间刚度较三角锥网架小。适用于中、小跨度的三角形、六边形和圆形等平面的建筑。 蜂窝形三角锥网架:上弦为正三角形和正六边形网格,下弦为正六边形网格。本身几何可变。其上弦杆短,下弦杆长,受力合理。适用于中、小跨度周边支承的情况,可用于六边形、圆形或矩形平面。 精选文档
— 12
蜂窝形三角锥网架
2、网架选型 根据建筑平面形状和跨度大小,支承方式、荷载大小、屋面构造和材料、制作安装方法等因素进行选型。 按照《网架结构设计与施工规程》JGJ 7-91,网架划分为:大跨度网架(为60m跨以上)、中跨度网架(30~60m跨)和小跨度网精选文档 — 13 架(30m跨以下)。 (1)网架结构的支承及其选型 A.支承方式:分为周边支承、点支承、周边支承与点支承相结合和两边和三边支承等。
点支承 周边支承 l/4 l l
l/4 l l/3 精选文档
— 14 周边支承与点支承结合 点支承网架受力与钢筋混凝土无梁楼盖相似。 为减小跨中正弯矩及挠度,设计时应尽量带有悬挑,多点支承网架的悬挑长度可取跨度的1/4~1/3 。
各种柱帽形式 点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减小冲剪作用。 柱帽可设置于下弦平面之下(图a),也可设置于上弦平面之上(图b)。 当柱子直接支承上弦节点时,也可在网架内设置伞形柱帽(图c),这种柱帽承载力较低,适用于中小跨度网架。 精选文档 — 15 B.网架选型 网架结构选型的基本原则: 对于大跨度结构:优选三向交叉网架和三角锥网架; 对于平面交叉桁架体系而言,平面形状为方形或接近方形宜采用正交正放形式;平面形状为矩形时,宜采用正交斜放形式;不推荐采用斜交斜放形式; 对四角锥体系网架而言,正放受力均匀,刚度最好;正放抽空节约钢材,便于采光、通风;斜放和星形有利于充分发挥材料的强度; 当平面形状为三边形、六边形或圆形时,三角锥体系网架是首选。其中,三角锥网架刚度最大;抽空三角锥次之,但用料节省、构造简单;蜂窝形刚度最差,选用时应与周边支承相结合。 精选文档 — 16 平面形状为矩形的周边支承网架,当其边长比(长边/短边)小于或等于1.5时,宜选用正放或斜放四角锥网架,棋盘形四角锥网架,正放抽空四角锥网架,两向正交斜放或正放网架。对中小跨度,也可选用星形四角锥网架和蜂窝形三角锥网架。 平面形状为矩形的周边支承网架,当其边长比大于1.5时,宜选用两向正交正放网架,正放四角锥网架或正放抽空四角锥网架。当边长比不大于2时,也可用斜放四角锥网架。 平面形状为矩形、多点支承的网架,可选用正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架,两向正交正放网架。对多点支承和周边支承相结合的多跨网架还可选用两向正交斜放网架或斜放四角锥网架。 平面形状为圆形、正六边形及接近正六精选文档 — 17 边形且为周边支承网架,可选用三向网架,三角锥网架或抽空三角锥网架。对中小跨度也可选用蜂窝形三角锥网架。 支承方式选择:周边支承适用于大、中跨网架;点支承布置灵活,适用于大柱距的厂房、仓库;混合支承适用于飞机库或装配车间。
E.网架节点 网架节点型式主要有: ①按节点在网架中的位置可分为:中间节点和支座节点; ②按节点的连接方式可分为:焊接连接节点、高强螺栓连接节点、焊接和高强螺栓混合连接节点; ③按节点的构造形式可分为:焊接空心球节点;螺栓球节点;焊接钢板节点;焊接钢管