空間網架結構（PPT57）

網架結構網架結構一般般是以大致相相同的格子或或尺寸較小的的單元（重復復）組成的。。常應用在屋蓋蓋結構。通常將平板型的空間網格結結構稱為網架，將曲面型的空間網格結結構簡稱為網殼。網架一般是雙雙層的（以保保證必要的剛剛度），在某某些情況下也也可做成三層層，而網殼有有單層和雙層層兩種。平板板網架無論在在設計、計算算、構造還是是施工制作等等方面均較簡簡便，因此是是近乎“全能”的適用大、中中、小跨度屋屋蓋體系的一一種良好的形形式。10空間網架結構構10.1網架特點及適適用范圍1網架結構是高次超靜定空空間結構。空間剛度大大、整體性好好、抗震能力力強，而且能能夠承受由于于地基不均勻勻沉降帶來的的不利影響。。2網架結構的自自重輕，用鋼鋼量?。?應用范圍廣既既適用于中小小跨度，也適適用于大跨度度的房屋；4同時也適用于于各種平面形形式的建筑，，如：矩形、、圓形、扇形形及多邊形。。一、網架特點點5適用于大柱網網的建筑，使使結構具有足足夠大的使用用空間，便于于按照不同的的功能要求分分配空間6通風采光好，，但是不適用用對聲音要求求特別高的建建筑7上下弦之間由由規(guī)律的桿件件組成，在不不增加層高的的基礎上，滿滿足管道鋪設設要求。8結構表現形式式直接體現造造型美的需求求，更好體現現理性設計的的思想二、適用范圍圍網架結構既可可用于體育館館、俱樂部、、展覽館、影影劇院、車站站候車大廳等等公共建筑，，近年來也越越來越多地用用于倉庫、飛飛機庫、廠房房等工業(yè)建筑筑中。9網架結構取材材方便，一般般采用Q235鋼或Q345鋼，桿件截面面形式有鋼管管和角鋼兩類類，以鋼管采采用較多，并并可用小規(guī)格格的桿件截面面建造大跨度度的建筑（因為網架結構構能充分發(fā)揮揮材料的強度度，節(jié)省鋼材材）。10另外，網架結結構其桿件規(guī)規(guī)格統(tǒng)一，適適宜工廠化生生產，為提高高工程進度提提供了有利的的條件和保證證。一、分類按結構組成，，通常分為雙雙層網架和三三層網架；按支承情況分分，有周邊支支承、點支承承、周邊支承承和點支承混混合等形式；；按照網架組成成情況，可分分為由兩向或或三向平面桁桁架組成的交叉桁架體系系、由三角錐體體或四角錐體體組成的空間角錐錐體系等等。10.2網架結構構形式網架按弦弦桿層數數不同可可分為雙雙層網架架和三層層網架。。雙層網架架是由上上弦、下下弦和腹腹桿組成成的空間間結構，，是最常常用的網網架形式式。三層網架架是由上上弦、中中弦、下下弦、上上腹桿和和下腹桿桿組成的的空間結結構。當網架跨跨度較大大時，三三層網架架用鋼量量比雙層層網架用用鋼量省省。但由由于節(jié)點點和桿件件數量增增多，尤尤其是中中層節(jié)點點所連桿桿件較多多，使構構造復雜雜，造價價有所提提高。二、雙層層網架的的常見形形式平面桁架架網架四面錐體體系網架架三角錐體體體系網網架兩向正交交正放網網架兩向正交交斜放網網架三向網架架正放四角角錐網架架正放抽空空四角錐錐網架斜放四角角錐網架架星形四角角錐網架架棋盤四角角錐網架架三角錐網網架抽空三角角錐網架架蜂窩形三三角錐網網架交叉桁架架體系角錐體系系正交：兩兩個方向向桁架互互相垂直直正放：兩兩個方向向桁架都都與建筑筑平面的的邊線平平行一、兩向向正交正正放網架架特點：1、兩個方方向桁架架跨度相相等或接接近時，，兩個方方向桁架架受力才才比較均均勻，且且能發(fā)生生整體空空間作用用2、如建筑筑平面為為長方形形，空間間作用不不明顯網格平面面為幾何何可變體體型，剛剛度差，，需設斜斜撐3、適用范范圍：建建筑平面面為正方方形或接接近正方方形中等跨度度：30~60米兩向正交交正放網網架水平斜撐撐桿選用原則則：在矩形建筑平平面中，，網架的弦弦桿垂直直于及平行行于邊界界。周邊支承承網架水水平斜撐撐布置方方式之一一水平斜撐桿水平斜撐桿正交：兩兩個方向向桁架互互相垂直直斜放：兩兩個方向向桁架都都與建筑筑平面的的邊線成成45度角二、兩向向正交斜斜放網架架1、長度不不統(tǒng)一，，最長的的桁架長長度不因平面面長邊的的增加而而改變2、短桁架架對長桁桁架起支支承作用用，可降降低長桁桁架的內內力3、網格平平面圖形形可維持持幾何不不變形，，空間剛剛度好4、網架四四角的錨錨拉，使使長桁架架在角部部產生負負彎矩對對四角支支座產生較大的的拉力，，使四角角有可能能翹起特點：故采用圖圖示結構構，由角角部兩個個柱子共共同承擔擔，避免免拉力集集中適用范圍圍：任意尺寸寸的矩形形建筑平平面中等跨度度：30~60米大跨度：：60米以上兩向正交交斜放網網架兩向正交交斜放短桁架對對長桁架架有嵌固固作用，，受力有有利，角角部產生生拔力，，常取無無角部形形式。兩向斜交交斜放適用于兩兩個方向向網格尺尺寸不同同的情形形，受力力性能欠欠佳，節(jié)節(jié)點構造造較復雜雜三個方向向的桁架架相互交交叉60度而成三、三向向交叉網網架特點：1、上下弦弦網格均均為三角角形2、空間剛剛度比兩兩向網架架好3、桿件內內力更均均勻4、結點匯匯交桿件件多，構構造復雜雜適用范圍圍：大跨度，，建筑筑平面為為三角形形、六邊邊形、圓圓形比兩向網網架剛度度大，適適合大跨跨度三向網架架由三角錐錐、四角角錐或六六角錐單單元組成成棱角斜桿桿作豎向向腹桿四、錐體體網架正放四角角錐網架架正放四角角錐網架架空間剛剛度較好好，但桿桿件數量量較多，，用鋼量量偏大。。適用于于接近方方形的中中小跨度度網架，，宜采用用周邊支支承。正放四角角錐體網網架特點點：（1）桿件內內力均勻勻，點支支承時除除支座處處桿件內內力較大大，其他他桿件內內力均勻勻（2）屋面板板規(guī)格比比較統(tǒng)一一，上下下弦桿等等長，構構造簡單單適用范圍圍：（1）平面接接近于正正方形的的中小跨跨度周邊邊支承的的建筑（2）大柱距距的點支支承、有有懸掛吊吊車的工工業(yè)廠房房四角錐體體網架2008奧運會場場館（正正放四角角錐）特點：將正放四四角錐網網架適當當抽掉一一些腹桿桿和下弦弦桿。正放抽空空四角錐錐網架特點：保持正放放四角錐錐網架周周邊四角角錐不變變，中間間四角錐錐間隔抽抽空，下下弦桿呈正交斜斜放，上弦桿桿呈正交正正放?？朔诵毙狈潘慕墙清F網架架屋面板板類型多多，屋面面組織排排水較困困難的缺缺點。棋盤形四四角錐網網架斜放四角角錐網架架特點：上弦網格格呈正交交斜放，，下弦網網格為正正交正放放。網架架上弦桿桿短，下下弦桿長長，受力合理。適用于中小小跨度周邊邊支承，或或周邊支承承與點支承承相結合的的矩形平面面。星形網架上上弦桿比下下弦桿短，，受力合理理。豎桿受受壓，內力力等于節(jié)點點荷載。星星形網架一一般用于中中小跨度周周邊支承情情況。星形四角錐錐網架三角錐體網網架型式：1、上下弦均均為三角形形網格---空間剛度好好2、跳格三角角錐體網格格：上弦為為三角形網網格，下弦弦為三角形形和六角形形網格---用料省適用范圍：：建筑平面面為矩形、、三邊形、、梯形、六六邊形、圓形的大跨跨度結構三角錐網架架上下弦平平面均為正正三角形網網格，上下下弦節(jié)點各各連9根桿件。當上、下弦弦桿和腹桿桿等長時，，三角錐網網架受力最最均勻：整整體性和抗抗扭剛度好好，適用于于平面為多多邊形的大大中跨度建建筑。三角錐網架架抽空三角錐錐網架保持三角錐錐網架的上上弦網格不不變，按一一定規(guī)律抽抽去部分腹腹桿和下弦弦桿。抽桿后，網網架空間剛剛度受到削削弱。下弦弦桿數量減減少，內力力較大。抽空三角錐錐網架適用用于平面為為多邊形的的中小跨度度建筑。上弦網格為為三角形和和六邊形，，下弦網格格為六邊形形。腹桿與下弦弦桿位于同同一豎向平平面內。節(jié)節(jié)點、桿件件數量都較較少，適用用于周邊支支承，中小小跨度屋蓋蓋。蜂窩形三角角錐網架本本身是幾何何可變的：：借助于支支座水平約約束來保證證其幾何不不變。蜂窩三角錐錐網架角錐體網架架原則：網架的選型型應結合工工程的平面形狀、建筑要求、荷載和跨度度的大小、支承情況和造價等因素綜合合分析確定定。按照《網架結構設設計與施工工規(guī)程》JGJ7－91的劃分：大跨度為60m以上；中跨度為30～60m；小跨度為30m以下。三、網架的的選型平面形狀為為矩形的周周邊支承網網架，當其其邊長比(長邊／短邊邊)小于或等于于1.5時，宜選用用正放或斜斜放四角錐錐網架，棋棋盤形四角角錐網架，，正放抽空空四角錐網網架，兩向向正交斜放放或正放網網架。對中中小跨度，，也可選用用星形四角角錐網架和和蜂窩形三三角錐網架架。平面形狀為為矩形的周周邊支承網網架，當其其邊長比大大于1.5時，宜選用用兩向正交交正放網架架，正放四四角錐網架架或正放抽抽空四角錐錐網架。當當邊長比不不大于2時，也可用用斜放四角角錐網架。。平面形狀為為矩形、多多點支承的的網架，可可選用正放放四角錐網網架、正放放抽空四角角錐網架，，兩向正交交正放網架架。對多點點支承和周周邊支承相相結合的多多跨網架還還可選用兩兩向正交斜斜放網架或或斜放四角角錐網架。。平面形狀為為圓形、正正六邊形及及接近正六六邊形且為為周邊支承承網架，可可選用三向向網架，三三角錐網架架或抽空三三角錐網架架。對中小小跨度也可可選用蜂窩窩形三角錐錐網架。網架結構選選型的基本本原則對于大跨度度結構：優(yōu)優(yōu)選三向交交叉網架和和三角錐網網架對于平面交交叉桁架體體系而言，，平面形狀狀為方形或或接近方形形宜采用正正交正放形形式；平面面形狀為矩矩形時，宜宜采用正交交斜放形式式；不推薦薦采用斜交交斜放形式式。對四角錐體體系網架而而言，正放放受力均勻勻，剛度最最好；正放放抽空節(jié)約約鋼材，便便于采光、、通風；斜斜放和星形形有利于充充分發(fā)揮材材料的強度度。當平面形狀狀為三邊形形、六邊形形或圓形時時，三角錐錐體系網架架是首選。。其中，三三角錐網架架剛度最大大；抽空三三角錐次之之，但用料料節(jié)省、構構造簡單；；蜂窩形剛剛度最差，，選用時應應與周邊支支承相結合合。支承方式選選擇：周邊邊支承適用用于大、中中跨網架；；點支承布布置靈活，，適用于大大柱距的廠廠房、倉庫庫；混合支支承適用于于飛機庫或或裝配車間間。10.3網架高度確確定原則網架的高度度與屋面荷載、、跨度、平平面形狀、支承條件及及設備管道道等因素有關關。屋面荷載較較大、跨度度較大時，，網架高度度應選得大大一些。平面形狀為為圓形、正正方形或接接近正方形形時，網架架高度可取取得小一些些，狹長平平面時，單單向傳力明明顯，網架架高度應大大一些。點支承網架架比周邊支支承的網架架高度要大大一些。當網架中有有穿行管道道時，網架架高度要滿滿足要求。。一、網架架高度確定定原則網架的網格格尺寸與高高度關系密密切，斜腹腹桿與弦桿桿夾角應控控制在40°～55°之間為宜。。如夾角過過小，節(jié)點點構造困難難。網格尺寸要要與屋面材材料相適應應，網架上上直接鋪設設鋼筋混凝凝土板時，，網格尺寸寸不宜過大大，一般不不超過3m，否則安裝裝困難。對周邊支承承的各類網網架高度及及網格尺寸寸可按下表表選用。二、網格尺尺寸確定原原則注：1．L2為網架短向向跨度，單單位為米；；2．當跨度在在18m以下時網格格數可適當當減少。三、網架的的撓度要求求及屋面排排水坡度網架結構的的容許撓度度不應超過過下列數值值：用作屋屋蓋－L2/250；用作樓面面－L2／300。L2為網架的短短向跨度。。網架屋面排排水坡度一一般為1％～4％，可采用用下列辦法法找坡：(a)在上弦節(jié)點點上加設不不同高度的的小立柱(圖a)，當小立柱柱較高時，，須注意小小立柱自身身的穩(wěn)定性性；(b)對整個網架架起拱(圖b)；(c)采用變高度度網架，增增大網架跨