天津市鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

目次

1總則........................................................................................1

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)................................................................................2

2.1術(shù)語(yǔ)..................................................................................................2

2.2符號(hào)..................................................................................................3

3基本規(guī)定....................................................................................7

3.1一般設(shè)計(jì)規(guī)定..................................................................................7

3.2結(jié)構(gòu)選型..........................................................................................8

3.3材料性能指標(biāo)................................................................................10

3.4撓度容許值....................................................................................12

4結(jié)構(gòu)計(jì)算..................................................................................13

4.1一般計(jì)算原則................................................................................13

4.2靜力計(jì)算........................................................................................13

4.3穩(wěn)定性計(jì)算....................................................................................14

4.4抗震計(jì)算........................................................................................15

4.5抗風(fēng)計(jì)算........................................................................................16

4.6防連續(xù)倒塌....................................................................................16

5桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造......................................................18

5.1桿件................................................................................................18

5.2板式節(jié)點(diǎn)........................................................................................19

5.3螺栓球節(jié)點(diǎn)....................................................................................28

5.4轂式節(jié)點(diǎn)........................................................................................35

5.5鑄鋁節(jié)點(diǎn)........................................................................................38

5.6螺栓環(huán)節(jié)點(diǎn)....................................................................................39

5.7支座節(jié)點(diǎn)........................................................................................42

6制作安裝與防護(hù)......................................................................46

6.1一般規(guī)定........................................................................................46

6.2制作與預(yù)拼裝................................................................................47

6.3包裝與運(yùn)輸....................................................................................55

6.4安裝................................................................................................57

6.5防腐................................................................................................57

6.6防火、隔熱....................................................................................58

7驗(yàn)收..........................................................................................59

7.1一般規(guī)定........................................................................................59

7.2支承面允許偏差............................................................................60

7.3總拼和安裝允許偏差....................................................................61

7.4交驗(yàn)................................................................................................62

附錄A常用材料性能指標(biāo).........................................................64

附錄B常用網(wǎng)架形式................................................................67

附錄C常用網(wǎng)殼形式................................................................74

附錄D鋁合金材料的彈塑性本構(gòu)關(guān)系....................................78

本規(guī)程用詞說(shuō)明............................................................................79

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄................................................................................80

條文說(shuō)明........................................................................................83

Contents

1GeneralProvisions......................................................................1

2TermsandSymbols.....................................................................2

2.1Terms.................................................................................................2

2.2Symbols.............................................................................................3

3BasicRequirements....................................................................7

3.1GeneralDesignRequirements............................................................7

3.2StructuralTypes.................................................................................8

3.3MaterialPerformanceIndex............................................................10

3.4AllowableDeflection......................................................................12

4StructuralAnalysis....................................................................13

4.1GeneralPrinciplesofAnalysis........................................................13

4.2StaticAnalysis.................................................................................13

4.3StabilityAnalysis............................................................................14

4.4SeismicAnalysis.............................................................................15

4.5WindResistanceAnalysis...............................................................16

4.6Anti-continuousCollapseAnalysis.................................................16

5DesignandDetailsofMembersandJoints...............................18

5.1Members.........................................................................................18

5.2GussetJoints...................................................................................19

5.3BoltedSphericalJoints....................................................................28

5.4HubJoints.......................................................................................35

5.5CastAluminumJoints.....................................................................38

5.6BoltedHubJoints............................................................................39

5.7SupportingJoints............................................................................42

6Fabrication，ErectionandProtection.......................................46

6.1GeneralRequirements.....................................................................46

6.2FabricationandPre-assembly.........................................................47

6.3PackagingandTransportation.........................................................55

6.4Erection...........................................................................................55

6.5CorrosionPrevention......................................................................57

6.6FirePreventionandHeatInsulation................................................58

7Acceptance................................................................................59

7.1GeneralRequirements.....................................................................59

7.2SupportSurfaceTolerance..............................................................60

7.3TotalAssemblyandErectiontolerance...........................................61

7.4DeliveryandAcceptance................................................................62

AppendixAMaterialPerformanceIndexCommonlyUsed........64

AppendixBTypesofSpaceTrussCommonlyUsed...................67

AppendixCTypesofLatticedShellCommonlyUsed................74

AppendixDElastoplasticconstitutiverelationofaluminum

alloymaterials.........................................................78

ExplanationofWordinginthisSpecification.................................79

ListofQuotedStandards................................................................80

ExplanationofProvisions...............................................................83

1總則

1.0.1為了在鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工中貫徹執(zhí)行國(guó)家

的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量，

制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于主要以鋁合金桿件組成的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的設(shè)

計(jì)、加工、安裝及驗(yàn)收。

1.0.3本規(guī)程不適用于直接承受反復(fù)動(dòng)力荷載作用并需要疲勞計(jì)

算的結(jié)構(gòu)。

1.0.4鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、加工、安裝及驗(yàn)收，除應(yīng)符合

本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國(guó)家及天津市現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)

2.1術(shù)語(yǔ)

2.1.1空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)spaceframe，spacelatticedstructure

按一定規(guī)律布置的桿件、構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而形成的空間結(jié)

構(gòu)，包括網(wǎng)架、網(wǎng)殼以及立體桁架等。

2.1.2網(wǎng)架spacetruss，spacegrid

按一定規(guī)律布置的桿件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而形成的平板型或微曲

面型空間桿系結(jié)構(gòu)，主要承受整體彎曲內(nèi)力。

2.1.3網(wǎng)殼latticedshell，reticulatedshell

按一定規(guī)律布置的桿件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而形成的曲面狀空間桿

系或梁系結(jié)構(gòu)，主要承受整體薄膜內(nèi)力。

2.1.4正交正放網(wǎng)格orthogonalgrid

由兩個(gè)方向的平面桁架交叉組成，各向桁架的交角成直角，且

在矩形建筑平面應(yīng)用時(shí)，兩向桁架分別與建筑軸線垂直或平行。

2.1.5聯(lián)方網(wǎng)格lamellagrid

由二向斜交桿件構(gòu)成的菱形網(wǎng)格單元。

2.1.6三向網(wǎng)格three-waygrid

由三向桿件構(gòu)成的類(lèi)等邊三角形網(wǎng)格單元。

2.1.7鋁合金板式節(jié)點(diǎn)aluminumalloygussetjoint

由鋁合金節(jié)點(diǎn)板、桿件和緊固螺栓三部分組成的機(jī)械裝配式節(jié)

點(diǎn)。

2.1.8鋁合金螺栓球節(jié)點(diǎn)aluminumalloyboltedsphericaljoint

由鋁合金球、不銹鋼螺栓或鍍鋅高強(qiáng)度螺栓、套筒、緊固螺釘、

2

錐頭或封板等零件組成的機(jī)械裝配式節(jié)點(diǎn)。

2.1.9轂式節(jié)點(diǎn)hubjoint

由柱狀轂體、桿端嵌入件、上下蓋板、中心螺栓、平墊圈、彈

簧墊圈等零部件組成的機(jī)械裝配式節(jié)點(diǎn)。

2.1.10鑄鋁節(jié)點(diǎn)castaluminumjoint

以鑄造工藝制造的用于復(fù)雜形狀或受力條件的空間節(jié)點(diǎn)。

2.1.11螺栓環(huán)節(jié)點(diǎn)boltedhubjoint

由中心環(huán)柱體、不銹鋼角碼、不銹鋼螺栓、虎克螺栓（抽芯鉚

釘）及H形鋁合金連接件等部件組成的機(jī)械裝配式節(jié)點(diǎn)。

2.2符號(hào)

2.2.1作用、作用效應(yīng)與響應(yīng)應(yīng)包括下列內(nèi)容：

F——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)荷載向量；

FExji、FEyji、FEzji——j振型，i節(jié)點(diǎn)分別沿x、y、z向的地震

作用標(biāo)準(zhǔn)值；

鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)第點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的重力荷

Gi——i

載代表值；

△t——溫差；

σeq——折算應(yīng)力；

σ1、σ2、σ3——計(jì)算點(diǎn)處的第一、第二、第三主應(yīng)力；

U、U、U——結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)相對(duì)位移向量、相對(duì)速度向量和

相對(duì)加速度向量；

——地面運(yùn)動(dòng)加速度向量；

Xji、Yji、Zji——分別為j振型，i節(jié)點(diǎn)的x、y、z方向的

相對(duì)位移；

SEk——桿件地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；

、分別為、振型地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)。

SjSk——jk

3

2.2.2計(jì)算指標(biāo)應(yīng)包括下列內(nèi)容：

f——鋁合金的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

fy——鑄造鋁合金的材料屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

b

ft——螺栓經(jīng)熱處理后的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

E——材料的彈性模量；

α——材料的線膨脹系數(shù)；

Rm——抗拉強(qiáng)度；

Rp0.2——規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度；

——斷后伸長(zhǎng)率；

50mm——標(biāo)距為50mm時(shí)斷后伸長(zhǎng)率；

K——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)總彈性剛度矩陣；

U——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移向量；

M——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)質(zhì)量矩陣；

C——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)阻尼矩陣。

2.2.3幾何參數(shù)應(yīng)包括下列內(nèi)容：

L——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在驗(yàn)算方向的跨度

l——桿件幾何長(zhǎng)度；

Am——支承(上承或下承)平面弦桿截面積的算

術(shù)平均值；

Aeff——螺栓的有效截面積；

D——鋁合金球直徑；

——兩相鄰螺栓之間的最小夾角；

b——兩相鄰螺栓的較大直徑；

d1

b——兩相鄰螺栓的較小直徑；

ds

B——滑槽長(zhǎng)度；

d——螺栓伸入鋁合金球長(zhǎng)度；

m——滑槽端部緊固螺釘中心到套筒端部的距

離；

4

n——滑槽頂部緊固螺釘中心至套筒頂部的距

離；

K——螺栓露出套筒距離；

h——錐頭底板厚度或封板厚度；

t——螺紋根部到滑槽附加余量；

x——螺紋收尾長(zhǎng)度；

e——緊固螺釘?shù)陌霃剑?/p>

Δ——滑槽預(yù)留量；

r——球面或圓柱面網(wǎng)殼的曲率半徑；

β——圓柱面網(wǎng)殼相鄰母線所對(duì)應(yīng)的中心角

lb——斜桿所對(duì)應(yīng)的三角形網(wǎng)格底邊幾何長(zhǎng)度

θ0——相匯交二桿件的夾角；

φ1、φ2——相匯交二桿件嵌入榫的中線與相應(yīng)嵌入

件（桿件）軸線的垂線之間的夾角（即

桿端嵌入榫傾角）；

H——環(huán)柱體高度；

——環(huán)柱體的厚度；

th

——環(huán)柱體外接圓直徑；

Dh

2.2.4計(jì)算系數(shù)應(yīng)包括下列內(nèi)容：

j——相應(yīng)于j振型自振周期的水平地震影

響系數(shù)；

j——j振型參與系數(shù)；

jk——j振型與k振型的耦聯(lián)系數(shù)；

、——分別為j、k振型的阻尼比；

jk

振型與振型的自振周期比；

T——kj

m——計(jì)算中考慮的振型數(shù)；

——螺栓擰入球體長(zhǎng)度與螺栓直徑的比值；

——套筒外接圓直徑與螺栓直徑的比值；

5

βf——材料強(qiáng)度修正系數(shù)；

γRE——節(jié)點(diǎn)承載力抗震調(diào)整系數(shù)

6

3基本規(guī)定

3.1一般設(shè)計(jì)規(guī)定

3.1.1本規(guī)程采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)

系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。

3.1.2在鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件中，應(yīng)注明建筑結(jié)構(gòu)的安全

等級(jí)、設(shè)計(jì)使用年限、鋁合金材料牌號(hào)及供貨狀態(tài)、連接材料的型

號(hào)及其他附加保證項(xiàng)目。一般工業(yè)與民用建筑鋁合金結(jié)構(gòu)的安全等

級(jí)應(yīng)取為二級(jí)，其他特殊建筑鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)應(yīng)根

據(jù)具體情況另行確定。建筑物中各類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)，宜與整

個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同。對(duì)其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)可進(jìn)行調(diào)

整，但不得低于三級(jí)。

3.1.3設(shè)計(jì)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)合理選用結(jié)構(gòu)方案、網(wǎng)格布

置與構(gòu)造措施，并應(yīng)綜合考慮材料供應(yīng)、加工制作與現(xiàn)場(chǎng)施工安裝

方法，以取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

3.1.4鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極

限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1承載能力極限狀態(tài)：包括構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞和因過(guò)度

變形而不適于繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件喪失穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體

系或結(jié)構(gòu)傾覆；

2正常使用極限狀態(tài)：包括影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正

常使用或外觀的變形，影響正常使用的振動(dòng)，影響正常使用或耐久

性能的局部損壞。

3.1.5按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮荷

7

載效應(yīng)的基本組合，必要時(shí)尚應(yīng)考慮荷載效應(yīng)的偶然組合。按正常

使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要

求，采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合。

3.1.6鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型和基本假定應(yīng)與構(gòu)件及連

接的實(shí)際性能相符合。

3.1.7鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的正常使用環(huán)境溫度不應(yīng)高于90℃。

3.1.8設(shè)計(jì)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮永久荷載、可變荷載、風(fēng)

荷載、支承結(jié)構(gòu)的變形或沉降及地震作用。

3.1.9設(shè)計(jì)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)時(shí)，荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、荷載分項(xiàng)系數(shù)、

荷載組合值系數(shù)等，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

GB50009的規(guī)定采用。結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建

筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068的規(guī)定采用，其中對(duì)設(shè)計(jì)

年限為25年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)不應(yīng)小于0.95。

3.1.10大跨度空間結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)宜考慮幾何非線性效應(yīng)的影

響。

3.1.11施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際的支承條件與荷載條件進(jìn)行施工過(guò)程

驗(yàn)算，經(jīng)原設(shè)計(jì)單位確認(rèn)后施工。

3.2結(jié)構(gòu)選型

3.2.1鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可采用網(wǎng)架、網(wǎng)殼、桁架等結(jié)構(gòu)形式。

空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的選型應(yīng)結(jié)合工程的平面形狀、跨度大小、支承情況、

荷載條件、屋面構(gòu)造、建筑設(shè)計(jì)等要求綜合分析確定。桿件布置及

支承設(shè)置應(yīng)保證結(jié)構(gòu)體系幾何不變。

3.2.2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可采用雙層或多層形式；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可采用單層或雙

層形式，也可采用單層局部雙層形式。

3.2.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可選用下列網(wǎng)格形式：

8

1由交叉桁架體系組成的兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放

網(wǎng)架、兩向斜交斜放網(wǎng)架、三向網(wǎng)架；

2由四角錐體系組成的正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)

架、棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、星形四角錐網(wǎng)架；

3由三角錐體系組成的三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架、蜂窩

形三角錐網(wǎng)架。

3.2.4平面形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架，當(dāng)其邊長(zhǎng)比（即長(zhǎng)邊與短

邊之比）小于或等于1.5時(shí)，宜選用正放四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐

網(wǎng)架、棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)

架、兩向正交正放網(wǎng)架。當(dāng)其邊長(zhǎng)比大于1.5時(shí)，宜選用兩向正交

正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架或正放抽空四角錐網(wǎng)架。網(wǎng)架的網(wǎng)格高

度與網(wǎng)格尺寸應(yīng)根據(jù)跨度大小、荷載條件、柱網(wǎng)尺寸、支承情況、

網(wǎng)格形式以及構(gòu)造要求和建筑功能等因素確定，網(wǎng)架的高跨比可取

1/10~1/18。網(wǎng)架在短向跨度的網(wǎng)格數(shù)不宜小于5。確定網(wǎng)格尺寸時(shí)

宜使相鄰桿件間的夾角大于45°，且不宜小于30°。

3.2.5網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可采用球面、圓柱面、雙曲拋物面、橢圓拋物面等

曲面形式，也可采用各種組合曲面形式。

3.2.6單層網(wǎng)殼可選用下列網(wǎng)格形式：

1單層圓柱面網(wǎng)殼可采用單向斜桿正交正放網(wǎng)格、交叉斜桿

正交正放網(wǎng)格、聯(lián)方網(wǎng)格及三向網(wǎng)格等形式。兩端邊支承的單層圓

柱面網(wǎng)殼，其跨度不宜大于35m，沿兩縱向邊支承的單層圓柱面網(wǎng)

殼，其跨度不宜大于30m；

2單層球面網(wǎng)殼可采用肋環(huán)型、肋環(huán)斜桿型、三向網(wǎng)格、扇

形三向網(wǎng)格、聯(lián)方形三向網(wǎng)格、短程線型等形式。單層球面網(wǎng)殼的

跨度（平面直徑）不宜大于80m；

3單層雙曲拋物面網(wǎng)殼宜采用三向網(wǎng)格，其中兩個(gè)方向桿件

沿直紋布置，也可采用兩向正交網(wǎng)格，桿件沿主曲率方向布置，局

部區(qū)域可加設(shè)斜桿。單層雙曲拋物面網(wǎng)殼的跨度不宜大于60m；

9

4單層橢圓拋物面網(wǎng)殼可采用三向網(wǎng)格、單向斜桿正交正放

網(wǎng)格、橢圓底面網(wǎng)格等形式。單層橢圓拋物面網(wǎng)殼的跨度不宜大于

50m。

3.2.7雙層網(wǎng)殼可由兩向、三向交叉的桁架體系或由四角錐體系、

三角錐體系等組成，其上、下弦網(wǎng)格可采用本規(guī)程第3.2.4條的方

式布置。

3.2.8桁架體系可采用直線或曲線形式。

3.2.9單層網(wǎng)殼應(yīng)采用板式節(jié)點(diǎn)。

3.2.10轂式節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可用來(lái)建造平板網(wǎng)架、柱面網(wǎng)殼、球面

網(wǎng)殼以及其他不規(guī)則網(wǎng)殼等空間結(jié)構(gòu)，宜采用雙層網(wǎng)格形式，可以

由四角錐體系、三角錐體系、空腹桁架體系等結(jié)構(gòu)單元組成。

3.2.11轂式節(jié)點(diǎn)用于柱面網(wǎng)殼時(shí)，柱面網(wǎng)殼的跨度不應(yīng)大于30m；

轂式節(jié)點(diǎn)用于球面網(wǎng)殼時(shí)，球面網(wǎng)殼的短向跨度不應(yīng)大于60m。

3.3材料性能指標(biāo)

3.3.1鋁合金型材材料性能指標(biāo)應(yīng)符合以下要求：

1鋁合金型材的合金牌號(hào)、供貨狀態(tài)及表面處理類(lèi)別應(yīng)符合

表3.3.1的規(guī)定，表3.3.1中未列出的，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《一般

工業(yè)用鋁及鋁合金擠壓型材》GB/T6892的規(guī)定。

表3.3.1鋁合金型材的合金牌號(hào)、供貨狀態(tài)及表面處理類(lèi)別

牌號(hào)供貨狀態(tài)表面處理類(lèi)別

陽(yáng)極氧化；

6005A、6060、6061、6063、陽(yáng)極氧化+電泳涂漆；

T4、T5、T6

6082粉末噴涂；

液體噴涂

注：1型材的供貨狀態(tài)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號(hào)》

GB/T16475的規(guī)定。

10

2各類(lèi)表面處理的膜層代號(hào)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《一般工業(yè)用鋁及鋁

合金擠壓型材》GB/T6892的規(guī)定。

2型材的尺寸偏差應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋁及鋁合金擠壓型

材尺寸偏差》GB/T14846的高精級(jí)規(guī)定，不同于高精級(jí)或需要超

高精級(jí)時(shí)，應(yīng)在圖紙、訂貨單（或合同）中注明。對(duì)于表面處理的

型材，因表面處理引起的尺寸變化應(yīng)不影響其裝配和使用。

3型材的室溫縱向拉伸力學(xué)性能應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。附錄

A中未規(guī)定的型材，其室溫拉伸力學(xué)性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《一

般工業(yè)用鋁及鋁合金擠壓型材》GB/T6892的規(guī)定。

4型材的化學(xué)成分、低倍組織、顯微組織、膜層性能、外觀

質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《一般工業(yè)用鋁及鋁合金擠壓型材》GB/T

6892的規(guī)定，若需方有其他特殊要求，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定，

并在訂貨單（或合同）中注明。

3.3.2鋁合金板帶材應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《一般工業(yè)用鋁及鋁合金

板、帶板尺寸偏差》GB/T3880.3的規(guī)定，鋁合金管材應(yīng)符合現(xiàn)行

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋁及鋁合金熱擠壓管》GB/T4437的規(guī)定，鋁合金棒材

應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋁及鋁合金擠壓棒材》GB/T3191的規(guī)定。

3.3.3鋁合金材料的物理性能指標(biāo)應(yīng)按表3.3.3的規(guī)定取值。

表3.3.3鋁合金材料的物理性能指標(biāo)

彈性模量E剪切模量G線膨脹系數(shù)α（以質(zhì)量密度ρ

泊松比γ

（N/mm2）（N/mm2）每℃計(jì)）（kg/m3）

700000.3270002.3×10-52700

3.3.4鋁合金材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3.3.4采用。

表3.3.4鋁合金材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）

鋁合金材料用于構(gòu)件計(jì)算用于焊接連接計(jì)算

焊件熱影響區(qū)

抗拉、抗焊件熱影響區(qū)

厚度抗剪抗拉、抗壓和

牌號(hào)狀態(tài)壓和抗彎抗剪

（mm）fv抗彎

ffv,haz

fu,haz

T4所有905514080

6061

T6所有20011510060

11

T5所有90556035

6063

T6所有150858045

≤10135757545

T5

＞10125707040

6063A

≤10160909050

T6

＞10150858550

3003H24≤4100602010

H34≤4145853520

3004

H36≤3160954020

3.4撓度容許值

3.4.1鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在恒荷載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最

大撓度值不宜超過(guò)表3.4.1中的容許撓度值。

表3.4.1鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的容許撓度值

結(jié)構(gòu)體系屋蓋結(jié)構(gòu)（短向跨度）懸挑結(jié)構(gòu)（懸挑跨度）

網(wǎng)架1/2501/125

單層網(wǎng)殼1/4001/125

雙層網(wǎng)殼

1/2501/125

立體桁架

注：對(duì)于設(shè)有懸掛起重設(shè)備的屋蓋結(jié)構(gòu)，其最大撓度值不宜大于結(jié)構(gòu)

跨度的1/400

3.4.2網(wǎng)架與立體桁架可預(yù)先起拱，其起拱值可取不大于短向跨度

的1/300。當(dāng)僅為改善外觀要求時(shí)，最大撓度可取恒荷載與活荷載

標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙葴p去起拱值。

12

4結(jié)構(gòu)計(jì)算

4.1一般計(jì)算原則

4.1.1鋁合金空間結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、支座節(jié)點(diǎn)數(shù)量

和構(gòu)造以及支承結(jié)構(gòu)的剛度等情況，確定合理的邊界約束條件。

4.1.2鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行重力荷載、地震、溫度變化及風(fēng)

荷載作用下的位移、內(nèi)力計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況，對(duì)支座沉降、

施工安裝及檢修荷載等作用下的位移、內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。在位移驗(yàn)算

中，應(yīng)按作用標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)計(jì)算其撓度。鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的

整體穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的非線性影響。

4.1.3鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的外荷載可按靜力等效原則將網(wǎng)格區(qū)

域內(nèi)的荷載集中作用在該網(wǎng)格周?chē)?jié)點(diǎn)上。當(dāng)桿件上作用有局部荷

載時(shí)，應(yīng)另行考慮局部彎曲內(nèi)力的影響。

4.1.4鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)考慮上部網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與下部支

承結(jié)構(gòu)的相互影響。

4.1.5鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工安裝階段與使用階段支承情況不

一致時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工階段的支承情況及相應(yīng)荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)

力分析。

4.2靜力計(jì)算

4.2.1按有限元法進(jìn)行鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算時(shí)可采用以

下公式：

13

KU=F(4.2.1)

式中：K——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)總彈性剛度矩陣；

U——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移向量；

F——鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)荷載向量。

4.2.2鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)過(guò)位移、內(nèi)力計(jì)算后進(jìn)行桿件截面

設(shè)計(jì)，如桿件截面需要調(diào)整應(yīng)重新進(jìn)行計(jì)算，使其滿足設(shè)計(jì)要求。

鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，桿件不宜替換，如必須替換時(shí)，應(yīng)根

據(jù)桿件截面及剛度等效的原則進(jìn)行，否則應(yīng)考慮內(nèi)力重分配重新進(jìn)

行結(jié)構(gòu)計(jì)算及受影響構(gòu)件的驗(yàn)算。

4.2.3平板鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許平板鋁合金

空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)沿水平方向移動(dòng)，且允許移動(dòng)值大于或等于該結(jié)構(gòu)沿

移動(dòng)方向的溫度變形值時(shí)，可不考慮由于溫度變化而引起的內(nèi)力。

4.3穩(wěn)定性計(jì)算

4.3.1對(duì)于平面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，可不進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析；對(duì)單層或雙

層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析。

4.3.2在進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析時(shí)，可采用彈性幾何非線性有限

元法分析；進(jìn)行非線性穩(wěn)定分析時(shí)，單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的每根桿件可剖

分為4個(gè)或以上非線性空間梁?jiǎn)卧?/p>

4.3.3進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性分析時(shí)，應(yīng)考慮初始幾何缺陷。

幾何缺陷可根據(jù)一致模態(tài)法取值，缺陷最大值可取L/300，L為網(wǎng)

殼的最小跨度。

4.3.4僅考慮幾何非線性時(shí)，鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)大

于3.0；同時(shí)考慮幾何非線性和材料非線性時(shí)，鋁合金單層網(wǎng)殼結(jié)

構(gòu)的整體穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)大于2.4。

4.3.5進(jìn)行鋁合金單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定分析時(shí)，應(yīng)考慮連接節(jié)

14

點(diǎn)剛度的影響。節(jié)點(diǎn)剛度可通過(guò)精細(xì)化數(shù)值分析模型得到，亦可通

過(guò)試驗(yàn)得到。

4.4抗震計(jì)算

4.4.1對(duì)于鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，在抗震設(shè)防烈度為8度的地區(qū)

應(yīng)進(jìn)行豎向和水平抗震驗(yàn)算。

4.4.2對(duì)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的效應(yīng)計(jì)算時(shí)，

可采用振型分解反應(yīng)譜法；對(duì)于體型復(fù)雜或重要的大跨度結(jié)構(gòu)，應(yīng)

采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。

4.4.3采用時(shí)程分析法時(shí)，當(dāng)取三組加速度時(shí)程曲線輸入時(shí)，計(jì)算

結(jié)果宜取時(shí)程法的包絡(luò)值和振型分解反應(yīng)譜法的較大值；當(dāng)取七組

和七組以上的時(shí)程曲線時(shí)，計(jì)算結(jié)果可取時(shí)程法的平均值和振型分

解反應(yīng)譜法的較大值。加速度曲線峰值應(yīng)根據(jù)與抗震設(shè)防烈度相應(yīng)

的多遇地震的加速度時(shí)程曲線最大值進(jìn)行調(diào)整，并應(yīng)選擇足夠長(zhǎng)的

地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間。

4.4.4當(dāng)采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)地震效

應(yīng)分析時(shí)，對(duì)于鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)宜至少取前10～15個(gè)振型，對(duì)于

鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)宜至少取前25～30個(gè)振型，以進(jìn)行效應(yīng)組合；對(duì)

于體型復(fù)雜或重要的大跨度鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)選取更多振型

進(jìn)行效應(yīng)組合。

4.4.5在抗震分析時(shí)，應(yīng)考慮支承體系對(duì)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)受力的影

響。此時(shí)宜將空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與支承體系共同考慮，按整體分析模型

進(jìn)行計(jì)算；亦可把支承體系簡(jiǎn)化為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的彈性支座，按彈

性支承模型進(jìn)行計(jì)算。

4.4.6在進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)分析時(shí)，鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)阻尼比值

可取0.02。

15

4.4.7對(duì)于體型復(fù)雜或較大跨度的鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，宜進(jìn)行多

維地震作用下的效應(yīng)分析。進(jìn)行多維地震效應(yīng)計(jì)算時(shí)，可采用多維

隨機(jī)振動(dòng)分析方法、多維反應(yīng)譜法或時(shí)程分析法。

4.5抗風(fēng)計(jì)算

4.5.1鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)荷載的靜力和動(dòng)力效

應(yīng)。

4.5.2對(duì)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)靜力效應(yīng)分析時(shí)，風(fēng)荷載體型

系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定取

值。對(duì)于體型復(fù)雜且無(wú)相關(guān)資料參考的鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其風(fēng)

載體型系數(shù)宜通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)或?qū)ｉT(mén)研究確定。

4.5.3對(duì)于基本自振周期大于0.25s的鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，宜通

過(guò)風(fēng)振響應(yīng)分析確定風(fēng)動(dòng)力效應(yīng)。

4.6防連續(xù)倒塌

4.6.1鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)宜按下列要求進(jìn)行防連續(xù)倒塌的概念

設(shè)計(jì)：

1采取減小偶然作用效應(yīng)的措施；

2采取使重要構(gòu)件及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)避免直接遭受偶然作用的措

施；

3在結(jié)構(gòu)容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束，布置

備用傳力路徑；

4增強(qiáng)重要構(gòu)件及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的承載力和變形性能；

5通過(guò)合理分區(qū)并加強(qiáng)邊緣構(gòu)件，控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的

范圍。

16

4.6.2重要結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌計(jì)算可采用下列方法:

1局部加強(qiáng)法：對(duì)可能遭受偶然作用而發(fā)生局部破壞的重要

構(gòu)件和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，可提高結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備；也可直接考慮偶然作用

進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2去除構(gòu)件法：按一定規(guī)則去除結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，采用

相應(yīng)的作用和材料抗力，驗(yàn)算剩余結(jié)構(gòu)體系的極限承載力；也可采

用受力-倒塌全過(guò)程分析，進(jìn)行防倒塌設(shè)計(jì)。

17

5桿件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

5.1桿件

5.1.1鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的桿件可采用鋁合金建筑型材和管材。

桿件采用的鋁材牌號(hào)和質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429的規(guī)定。桿件截面應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合

金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求計(jì)算確定。

5.1.2平板網(wǎng)架、曲面網(wǎng)架、單層網(wǎng)殼桿件的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)按表5.1.2

的規(guī)定取值。

表5.1.2平板網(wǎng)架、曲面網(wǎng)架、單層網(wǎng)殼桿件計(jì)算長(zhǎng)度

節(jié)點(diǎn)形式

結(jié)構(gòu)體系桿件形式

螺栓球板式轂式

弦桿及支座腹

網(wǎng)架桿—

腹桿

1.0l1.0l

弦桿及支座腹

雙層網(wǎng)殼桿—

腹桿

殼體曲面內(nèi)1.0l1.0l

單層網(wǎng)殼—

殼體曲面外1.6l1.6l

弦桿及支座腹

立體桁架桿1.0l——

腹桿

注：l為桿件幾何長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)中心間距離）。

5.1.3桿件的長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)表5.1.3中規(guī)定的數(shù)值。

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表5.1.3桿件的容許長(zhǎng)細(xì)比［λ］

結(jié)構(gòu)體系桿件形式桿件受拉桿件受壓桿件受壓與壓彎桿件受拉與拉彎

網(wǎng)架一般桿件300

立體桁架150——

支座附近桿件250

雙層網(wǎng)殼

單層網(wǎng)殼一般桿件——150250

注：1桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當(dāng)其內(nèi)力等于或小于承載能力

的50％時(shí)，容許長(zhǎng)細(xì)比值可取200。

2跨度等于或大于60m的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的容許長(zhǎng)細(xì)比宜

取100，當(dāng)承受靜力荷載或間接動(dòng)力荷載時(shí)，其它受壓腹桿的容許

長(zhǎng)細(xì)比可取150，其受拉弦桿和腹桿的長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)300。

3受拉構(gòu)件在永久荷載與風(fēng)荷載組合下受壓時(shí)，其長(zhǎng)細(xì)比不宜超過(guò)

250。

5.1.4桿件截面的最小尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的跨度與網(wǎng)格大小按計(jì)算

確定，鋁管不宜小于Φ32.5×2.5。

5.1.5鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)桿件分布應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體剛度的連續(xù)

性，受力方向相同的相鄰弦桿其桿件截面面積之比不宜超過(guò)1.8倍，

多點(diǎn)支承的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)其反彎點(diǎn)處的上、下弦桿宜按照構(gòu)造要求加大

截面。

5.1.6對(duì)于低應(yīng)力、小規(guī)格的受拉桿件其長(zhǎng)細(xì)比宜按受壓桿件控

制。

5.1.7在桿件與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮便于檢查與清刷，避免易

于積留濕氣與灰塵的死角與凹槽。

5.2板式節(jié)點(diǎn)

5.2.1板式節(jié)點(diǎn)通常用于鋁合金桿件以軸向拉壓力為主的空間網(wǎng)

格結(jié)構(gòu),也可應(yīng)用于鋁合金桿件以彎矩及剪力為主的結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)

19

時(shí)宜采用有限元分析驗(yàn)證連接節(jié)點(diǎn)的安全性及有效性。條件允許

時(shí)，宜進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

5.2.2板式節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的體系宜采用鋁合金主結(jié)構(gòu)與圍護(hù)系統(tǒng)一體

化構(gòu)造，可考慮屋面板的剛度貢獻(xiàn)。

5.2.3板式節(jié)點(diǎn)（圖5.2.3）應(yīng)由工字型或箱型桿件和上下兩塊節(jié)

點(diǎn)板通過(guò)螺栓緊密連接而成。

（a）工字型節(jié)點(diǎn)平面（b）工字型節(jié)點(diǎn)側(cè)面

圖5.2.3板式節(jié)點(diǎn)

1—緊固件；2—節(jié)點(diǎn)板；3—鋁合金型材

5.2.4板式節(jié)點(diǎn)一體化圍護(hù)材料可采用鋁板、玻璃等（圖5.2.4）。

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（a）一體化圍護(hù)系統(tǒng)三維圖

（b）鋁板節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

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（c）玻璃節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

圖5.2.4板式節(jié)點(diǎn)一體化圍護(hù)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)

1—節(jié)點(diǎn)板；2—緊固件；3—鋁合金型材；4—節(jié)點(diǎn)蓋板；5—鋁合金壓板；

6—屋面鋁板/玻璃；7—屋面板；8—橡膠條；9—螺栓；10—硅酮密封膠；

11—鋁合金副框；12—玻璃；13—硅酮結(jié)構(gòu)膠；

5.2.5節(jié)點(diǎn)板最小的厚度不應(yīng)小于8mm,且不應(yīng)小于桿件翼緣厚

度。

5.2.6節(jié)點(diǎn)板最小的端部搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合表5.2.6的規(guī)定。

表5.2.6節(jié)點(diǎn)板最小的端部搭接長(zhǎng)度la(mm)

屋面板坡度i

厚度111

tii

644

t≤25-140

25<t<50230140

t≥50230140

5.2.7節(jié)點(diǎn)板與緊固件的承載力應(yīng)通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)確定，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)

防止節(jié)點(diǎn)板撕裂、翹曲。

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5.2.8節(jié)點(diǎn)板在受拉時(shí)的塊狀拉剪破壞有可能出現(xiàn)三種形式（圖