建筑结构选型与力讲义学的关系

➢ 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。
斜放四角锥网架
特点：
➢ 上弦网格呈正交斜放， 下弦网格为正交正放。 网架上弦杆短，下弦 杆长，受力合理。
➢ 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。
星形四角锥网架 星形网架上弦杆比下弦杆短，受力合理。竖杆受 压，内力等于节点荷载。星形网架一般用于中小跨 度周边支承情况。
水平斜撑杆
水平斜撑杆
周边支承网架水平斜撑布置方式之一
两向正交斜放网架
➢ 两向正交斜放 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。
➢ 两向斜交斜放 适用于两个方向网格尺寸不同的情 形，受力性能欠佳，节点构造较复杂
三向网架
三向网架
➢ 三个方向的平面桁架
相互交角60
➢ 比两向网架刚度大， 适合大跨度
➢ 平面形状为圆形、正六边形及接近正六边形且为 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。
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。
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建筑结构选型与力学的关 系
10 空间网架结构
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。
10.1 网架特点及适用范围
一、网架特点
➢ 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。
➢ 网架结构的自重轻，用钢量省； ➢ 既适用于中小跨度，也适用于大跨度的房屋； ➢ 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。
➢ 常用于正三角形，正 六边形平面
正放四角锥网架
正放四角锥网架空间刚度较好，但杆件数量 较多，用钢量偏大。适用于接近方形的中小跨 度网架，宜采用周边支承。
2008奥运会场馆（正放四角锥）
正放抽空四角锥网架
特点：将正放四角锥 网架适当抽掉一些腹 杆和下弦杆。
棋盘形四角锥网架
特点：
➢ 保持正放四角锥网架 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。
➢ 三角锥网架上下 弦平面均为正三 角形网格，上下 弦节点各连9根 杆件。
➢ 当上、下弦杆和 腹杆等长时，三 角锥网架受力最 均匀：整体性和 抗扭刚度好，适 用于平面为多边 形的大中跨度建 筑。
三角锥网架
➢ 保持三角锥网架的上弦 网格不变，按一定规律 抽去部分腹杆和下弦杆。
➢ 抽杆后，网架空间刚度 受到削弱。下弦杆数量 减少，内力较大。
➢ 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间 结构，是最常用的网架形式。
➢ 三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹 杆组成的空间结构。
➢ 当网架跨度较大时，三层网架用钢量比双层网架 用钢量省。但由于节点和杆件数量增多，尤其是 中层节点所连杆件较多，使构造复杂，造价有所 提高。
二、双层网架的常见形式
蜂窝三角锥网架
ห้องสมุดไป่ตู้
角锥体网架
三、网架的选型
➢ 原则：网架的选型应结合工程的平面形状、 建筑要求、荷载和跨度的大小、支承情况和 造价等因素综合分析确定。
➢ 按照《网架结构设计与施工规程》JGJ7－91 的划分：大跨度为60m以上；中跨度为30～ 60m；小跨度为30m以下。
➢ 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。
两向正交正放网架
平面桁架网架 两向正交斜放网架 三向网架
交叉桁 架体系
正放四角锥网架
正放抽空四角锥网架 四面锥体系网架 斜放四角锥网架
星形四角锥网架 棋盘四角锥网架
角锥 体系
三角锥网架
三角锥体体系网架 抽空三角锥网架
蜂窝形三角锥网架
水平斜撑杆
两向正交正放网架
选用原则：在矩 形建筑平面中， 网架的弦杆垂直 于及平行于边界。
10.2 网架结构形式
一、分类 ➢ 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 组成的空间角锥体系等等。
➢ 网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层 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。
➢ 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）。
➢ 另外，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。
二、适用范围
网架结构既可用于体育馆、俱乐部、展览馆、影 剧院、车站候车大厅等公共建筑，近年来也越来越多 地用于仓库、飞机库、厂房等工业建筑中。
➢ 抽空三角锥网架适用于 平面为多边形的中小跨 度建筑。
抽空三角锥网架
➢ 上弦网格为三角形和 六边形，下弦网格为 六边形。
➢ 腹杆与下弦杆位于同 一竖向平面内。节点、 杆件数量都较少，适 用于周边支承，中小 跨度屋盖。
➢ 蜂窝形三角锥网架本 身是几何可变的：借 助于支座水平约束来 保证其几何不变。