网架节点数量多
钢网架 工程师总结(二)
网架制作与安装网架是用于大跨度房屋屋盖的空间结构体系，其自重轻、跨度大、节约材料。
近20年来网架结构得到了快速的发展。
我国首都机场机库所采用的网架达到宽90M，长360M，是目前跨度最大的网架结构之一。
第一节网架结构的形式网架结构的形式很多，按结构的组成形式可分为：双层网架、三层网架、组合网架。
其中，双层网架是指，由上弦、下弦、和弦杆间的腹杆、组成的网架。
三层网架是指，由上弦、中弦、下弦、和弦杆之间的腹杆、所组成的网架。
组合网架是用钢筋混凝土板替代网架的上弦杆，形成由钢筋混凝土板、钢腹杆、钢下弦组成。
双层网架，按照其网格形式可分为三大类：1平面桁架体系网架这类网架由平面桁架相互交叉组成，其上、下弦杆件长度相等，杆件类型少，且，上下弦和腹杆在同一面内。
由两组分别与边界平行的平面桁架互成90o组成。
见图8-1-1。
这种网架适用于接近正方形和跨度较小的建筑屋盖。
（1）两向正交正放网架图8-1-1两向正交正放网架（2）两向正交斜放网架由两组于边界成45o角的平面桁架，互成90o交叉而成。
见图8-1-2。
比正交正放网架空间刚度大，受力均匀用钢量小。
图8-1-2两向正交斜放网架（3） 两向斜交斜放网架这种网架由两组与边界成一斜角的平面桁架斜向相交而成，其构造复杂受力性能也不好因而很少采用。
见图8-1-3。
2 四角锥体系网架这类网架由倒置四角锥，按一定规律组成。
倒置四角锥的底边为上弦杆，锥菱为腹杆，锥顶间的连杆为下弦杆，其上下弦均是矩形。
图8-1-3两向斜交斜放网架（1） 正放四角锥网架将各个倒置的四角锥底边用上弦杆相连并与边界平行或垂直，用上弦杆平行的杆件，将各锥顶连接 形成四角锥网架，这种网架各个弦杆等长，当腹杆与上、下弦平面的夹角成45o 角时，则所有腹杆长度均相等。
此类网架适用于四边支撑，屋面荷载较大时的情况。
见图8-1-4。
图8-1-4正放四角锥网架（2） 斜放四角锥网架将各个倒置四角锥，底面的角与角相连，上弦杆与边界成45o 角，下弦杆正交正放，腹杆与下弦杆在同一垂直面内，就形成斜放四角锥网架。
网架结构设计建议
网架结构设计
1.网架结构类型
正放四角锥网架的节点、杆件数量最少、用钢量最省，屋面排水处理方便。
本工程网架选型合理。
2.网格尺寸：网格尺寸宜取(1/12~1/6L2)=2~4m，本工程取2m，合理。
3.高跨比：1/10~1/18L2=2.4~1.3m，本工程取1.8m，合理
4.荷载取值：按建筑做法及实际工程需要取值，请自校
5.温度作用：考虑±20°的温差作用，合理
6.强度控制（内力）：杆件应力比宜控制在0.85以下，请自校
7.长细比（杆件）：杆件长细比按压杆和拉杆分别控制长细比，请自
校
8.变形控制（位移）：屋面结构控制在1/250内，请自校
9.杆件截面构造要求：相连续的构件截面差别不应超过20%，截面
规格差不宜大于2档。
避免刚度突变。
请自校
节点：
10.螺栓球：球直径按规范公式计算。
请自校
11.螺栓：受力满足承载力要求（由杆件内力控制），另外构造还应根
据相邻杆件及相关封板、锥头、套筒等零部件不相碰的要求核算螺栓直径（核算方法可通过检查可能相碰点至球心的连线与相邻杆件轴线间的夹角之和不大于杆件之间夹角）。
请自校
12.套筒：根据相应杆件的最大轴向承载力按压杆计算，构造上内孔
径可比螺栓直径大1mm。
请自校
13.支座：本工程属于较小跨度的网架结构，采用平板支座，合理。
采用全固接的方式，网架构件需要考虑温度作用产生的受力。
网架结构事故的分类及原因
虑它们的空间工作 ， 采用这种计算方法未 发生严重事故 ， 这是 由于 网架结构是高次超静定结 固定的。 有的施 工人员为了安装方便或处 理支座的过大偏差而将支座焊死在梁或柱上而忽视了下部结 构的 弹性变形 ， 更没有考虑这种支座设计如何释放 由于 网架对下部结构 产生的水平推力和附加弯矩 ， 有 的人总认为 固定 约束最安全可靠 ， 而不加具体分析 ， 从而扩大 了结构的承载力 ， 使结构偏于不安全 。 将 网架 与下部支承结构作为一个整体直接计算分析， 目 前对 多数单位 来说还有一定的困难， 但考虑到 网架实 际上经常是座落在弹性支承 上， 将边界条件作为 弹性 约束 ， 即根据 网架 下部支承形 式、 数量 、 支 承点处沿坐标系三个方 向的弹性刚度确定边界条件， 这样 可以近似 地看作考虑 了网架与下部结构之间的共 同工作。 这样处理不但不会 增加很多计算工作量 ， 而且计 算结果 比较符 合实际。
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 油 田、 矿 山、 电 力设 备 管 理 与技 术
网架结构事故的分类及原因
李 计 方 （ 保定天威保变电气股份有限公司， 河北保定 ０ ７ １ ０ ５ ６ ） 【 摘 要 】本 文 主要从 网架 结构 事故 分 类 、 网 架结构 事 故及缺 陷分析 、 导致 网架 结构 事故 的设 计原 因分 析 、 经验 教训 等 方面进 行 了探讨 。 【 关键词】网架结构 事故 原 因
３网架结构质量事故及缺 陷分析
（ １ ） 处理结构设计 ， 安装 文件 的数据访 问。 访 问网格结构和 下部 结构 的相 关图纸 ， 计 算数据和修改设计 ， 保证在其支持和 负载 的条 件下 ， 工作条件 和必要 的计算是正确的 ； 质量检验记录证 书 ， 材料的 生产和 试验报告 ， 访 问网格结构零件产 品证 书和检验报告 ， 焊缝质 量检验数据 ， 要按 照国家相 关标准执行 ， 参考栅极结构的施工记录 和验 收文件 的安装 ， 包 括在 纵 向和横 向的长度偏差 的地 方网络 ， 支 撑点 中心偏 移 ， 高度偏 差和偏差记录 ， 对 网格结构的实 际情况进行 全面的调查 ， 实 际测量 网格 ， 包括总平面尺寸 ， 网格大小 ， 网格高度 ， 支承条件 ， 荷载 ， 抗震设 防烈度 ， 土壤 类型和使用环境 。 （ ２ ） 必要 的检 查 和复查 的网络结构 。 在 原始设计条件 的基 础上对原设计 进行审 查。 当原设计无安全杆 ， 支撑条件 ， 根据实 际负 载和使 用条件 ， 进行 强度设计规范允许值 检查 ， 看其是否安全 。 原设 计时有变化 ， 如有额 外 的棒材 和型材 的替代 ， 增加大孔的数量 ， 应根据结构的实 际情 况 进行检 查 。
网架、网壳结构
网壳结构的分类
• 按材料
– 木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑 料网壳、玻璃钢网壳等。
• 木网壳结构
– 仅在早期的少数建筑中采用，近年来，在一些木材丰 富的国家也有采用胶合木建造网壳的，有的跨度已超 过100m。但总的来说，木结构网壳用得并不多。
10.2 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。 《网架结构设计与施工规程》JGJ 7-91 ➢ 大跨度为60m以上 ➢ 中跨度为30～60m ➢ 小跨度为30m以下
1 网架结构的支承及其选型
支承方式:
➢周边支承 ➢点支承 ➢周边支承与点支承相结合 ➢两边和三边支承等。
3 网架的挠度要求及屋面排水坡度
➢ 容许挠度：用作屋盖—L2/250，用作楼盖—L2/300 ➢ 排水坡度：3%～5% ➢ 起拱要求：L2/300
找坡立柱
（a）用小立柱 网架屋面找坡
（b）起拱
10.3 网壳结构
• 网壳，即为网状壳体，是格构化的壳体，或者说是曲 面状的网架结构。
• 20世纪50~60年代，钢筋混凝土壳体得到了较大的发 展；但钢筋混凝土壳体结构很大一部分材料是用来承 受自重的，只有较少部分的材料用来承担外荷载，并 且施工很费事。
周边支承
l/3 l l/3
l/4 l
l
l/3
l
l
l/4
l/3
点支承 图 3—18 点支承
➢ 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 。
周边支承与点支承结合
网架的分类及节点组成分析
网架的分类及节点组成分析网架的概念网架和网壳总称为空间网格结构。
这种空间网格结构是由多根杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构，它可以充分发挥三维空间的优越性，传力路径更见简捷特别适用于大跨度建筑。
由双层或多层平板形网格组成的结构称为网架结构（简称网架），由单层或双层曲面形网格结构称为网壳。
一、网架结构的组成1）第一类是由平面桁架系组成的网架结构两向正交正放网架：这是由两组平面桁架系组成的网架，桁架系在平面上的投影轴线互成90°交角，且与边界平行或垂直，所形成网格可以是矩形的，也可以是正方形的。
两向正交斜放网架：它可由梁向正交正放网架在水平面上旋转45°而得，其交角也是90°，但每片桁架不与建筑物轴线平行，而是成45°的交角，故成为两向正交斜放网架。
三向网架：比两向网架的刚度大，适合在大跨度结构中采用，其平面适用于三角形，梯形及正六边形，在圆形平面中也可采用。
2）第二类是由四角锥体组成的网架由四根上弦组成正方形锥底,锥顶位于正方形的形心下方,由正方形四角节点向锥顶连接四根腹杆即形成一个四角锥体,将各个四角锥体按一定规律连接起来,便成为四角锥体网架。
正放四角锥网架:四角锥底边分别与建筑物的轴线相平行,各个四角锥体的底边相互连接形成网架的上弦杆，连接各个四角锥体的锥顶形成下弦杆并与建筑物的轴线平行。
这种网架的上下弦杆长度相等，并相互错开半个节间。
斜放四角锥网架:这种网架是将各四角锥体的锥底角与角相连，上弦（即锥底边）与建筑物轴线成45°交角，连接锥顶而形成的下弦仍与建筑物轴线平行。
这种网架受压的上弦杆长度小于受拉的下弦杆，因而受力比较合理，每个节点交汇的杆件数量少，因此用钢量较少。
缺点：是屋面板种类较多，屋面排水坡的形成比较困难。
棋盘四角锥网架：将整个斜放四角锥网架水平转动45°角，使网架上弦与建筑物轴线平行，下弦与建筑物轴线成45°交角，即得棋盘四角锥网架。
网架结构节点设计解析
网架结构节点设计解析网架结构节点是指构成整个网架结构的基本组成部分，它们之间的连接和关系决定了网架的功能和性能。
设计好网架结构节点是一个关键的任务，本文将从设计的目标、关键要素、节点类型和实现方法四个方面对网架结构节点的设计进行解析。
一、设计目标网架结构节点的设计目标是确保整个系统的稳定性、可靠性、可扩展性和性能。
稳定性要求节点之间的通信和数据传输效率高、可靠性高，系统能够长时间运行而不发生故障；可扩展性要求节点能够扩展和缩小，适应不同规模和负载的需求；性能要求节点能够快速响应用户请求，处理大量的数据和并发访问。
二、关键要素1.节点类型：节点可以分为核心节点、边缘节点和终端节点。
核心节点是整个网架的核心部分，负责处理核心任务和协调各个节点的工作；边缘节点是核心节点和终端节点之间的桥梁，负责缓冲和转发数据，减轻核心节点的负载；终端节点是最终的用户访问节点，负责接收用户请求和返回处理结果。
2.节点连接：节点之间的连接可以通过物理连接或逻辑连接来实现。
物理连接是指直接通过网络、硬件等传输媒介进行连接，适用于距离较近、传输速度要求高的情况；逻辑连接是通过软件协议、API等进行连接，适用于跨网络、跨地域的通信。
3.节点功能：节点的功能包括数据处理、存储、计算、通信等，不同节点的功能可以根据具体需求进行配置和分配。
例如，核心节点的存储和计算能力要求较高，边缘节点的通信和转发能力要求较高，终端节点的用户接口和交互能力要求较高。
三、节点类型1.核心节点：核心节点是整个网架的核心部分，负责处理核心任务、协调各个节点的工作和维护整个系统的稳定性和可靠性。
核心节点的设计要考虑高可用性、高性能和高扩展性。
可以采用分布式架构，将不同功能和任务的核心节点分开部署，通过负载均衡和集群技术来分担负载和提高系统性能。
2.边缘节点：边缘节点是核心节点和终端节点之间的桥梁，负责缓冲和转发数据，减轻核心节点的负载，并提高系统的响应速度。
网架与网壳的异同点全面归纳
大跨空间结构小论文《网架和网壳结构的异同点分析》姓名：学号：专业：土木工程网架与网壳结构异同点分析摘要：空间结构以轻巧的外形及合理的受力受到了广泛运用，本文对两种主要的空间结构——网架结构与网壳结构作了一些简单的比较，罗列了一些异同点，加深对网架与网壳结构的认识，希望对网架与网壳的研究、分析与设计有所帮助。
关键字：网架网壳异同点为了满足社会生活和居住环境的需要，人们向建筑物提出更高要求，需要足够的跨度来达到更大的覆盖空间的目的，而像网架和网壳这种空间结构就应运而生。
所谓空间结构是指建筑结构的形状具有三维空间形状，在荷载作用下具有三维受力特性、呈立体工作状态的结构。
本文旨在探讨网架和网壳的异同点，但是因为他们的有些特性的界线不是很明显，故只能粗中有细地进行分析。
首先讨论它们的相同或类似的部分。
1、网架和网壳隶属体系相同。
它们同属于刚性空间结构体系，一般是由钢杆件按一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构，具有很好刚度的结构体系。
2、具有一些相似的优缺点。
（1）结构组成灵活多样但又有高度的规律性，便于采用，并适用各种建筑方面的要求。
（2）节点连接简单可靠，加工制作机械化程度高，并已全部工厂化。
（3）用料经济，受力合理，能用较少的材料跨越较大的跨度，节约钢材。
（4）分析计算成熟，已采用计算机辅助设计，大大缩短了设计周期。
（6）适应建筑工业化、商品化的要求。
（7）节点用钢量较大，加工制作费用仍较平面桁架为高。
（8）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.3、结构形式均多种多样。
网架结构按结构组成分，有双层和三层网架；按支撑条件，可分为周边支撑、点支撑、三边支撑和两边支撑、周边支撑与点支撑相结合的混合支撑等；按网格组成主要分三类：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。
桁架、管桁架、网架差别[指南]
![桁架、管桁架、网架差别[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/291ea6cd6e1aff00bed5b9f3f90f76c661374c73.png)
管桁架没有球节点，是相贯线形式，也就是你说的管件相互焊接。
网架都有球节点。
分空心的焊接球与实心的螺栓球。
常用网架一般都有球，分螺栓球和焊接球节点。
管桁架一般直接相贯。
1、钢结构工程中相贯线管桁架：就是用钢管连接做成的2、普通桁架就是用型钢连接做成的管桁架百度百科管桁架，是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构。
现今应用领域广泛且经济实用。
如会展中心、体育场馆或其他一些大型公共建筑中都得到了运用。
近年来，随着我国钢铁产量的不断增长，钢结构以其自身的优势，在建筑中所占的比例越来越大，钢管结构也取得较大的突破。
钢管结构的最大优点是能将人们对建筑物的功能要求、感观要求以及经济效益要求完美地结合在一起。
钢管结构中的管桁架结构以它独特的优势受到人们的青睐。
与网架结构相比，管桁架结构省去下弦纵向杆件和网架的球节点，可满足各种不同建筑形式的要求，尤其是构筑圆拱和任意曲线形状比网架结构更有优势。
其各向稳定性相同，节省材料用量。
钢管桁架结构是在网架结构的基础上发展起来的，与网架结构相比具有其独特的优越性和实用性，结构用钢量也较经济。
与传统的开口截面（H型钢和I字钢）钢桁架相比，管桁架结构截面材料绕中和轴较均匀分布，使截面同时具有良好的抗压和抗弯扭承载能力及较大刚度，不用节点板，构造简单，最重要的是管桁结构外形美观，便于造型有一定装饰效果。
管桁架结构整体性能好，扭转刚度大且外表美观，制作、安装、翻身、起吊都比较容易；由冷弯薄壁型钢制作的钢管屋架，具有结构轻、刚度好、节省钢材，并能充分发挥材料强度等优点，尤其是在由长细比控制的压杆及支撑系统中采用更为经济。
目前采用这种结构的建筑物基本属于公共建筑。
该结构具有造型美观（可建成平板形、圆拱形、任意曲线形）、制作安装方便、结构稳定性好、屋盖刚度大、经济效果好等特点。
桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架即是指结构中的杆件均为圆管杆件。
桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力，应力在截面上均匀分布，因而容易发挥材料的作用，这些特点使得桁架结构用料经济，结构自重小。
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网架的节点构造应满足下列要求 ➢ (1)受力合理，传力明确； ➢ (2)保证杆件汇交于一点，不产生附加弯矩； ➢ (3)构造简单，制作安装方便，耗钢量小； ➢ (4)避免难于检查、清刷、涂漆和容易积留湿气
图3.38 高强螺栓几何尺寸
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➢ 套筒通常开有纵向滑槽(图3.39a)，滑槽宽度一 般比销钉直径大1.5-2mm。
➢ 套筒端部到开槽端部(或钉孔端)距离应使该处有 效截面抗剪力不低于销钉(或螺钉)抗剪力，且不 小于1.5倍开槽的宽度或6mm。套筒端部要保持平 整，
与螺栓直径之比
S--套筒长度
图3.37 带封板管件的几何关系
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螺栓，套筒
➢ 高强度螺栓应符合8.8或10.9级的要求，每个高 强度螺栓受拉承载力设计值按下式计算：
➢ 螺栓杆长度Lb由构造确定(图3.38)，其值为：
η-----套筒外接圆直径与螺栓直径的比例
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➢ 当相邻两杆夹角θ＞30º，还要保证相邻两根杆件 （管端为封板）不相碰，由图3.37，导出钢球直 径D还须满足下式要求
D1，D2--相邻两根杆件的外径 θ--相邻两根杆件的夹角 d1--相应于D1杆件
图3.40 杆件端部连接焊缝
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➢ 封板厚度应按实际受力大小计算 ➢ 封板厚度可按近似方法计算，如图3.41
沿环向单位宽度上板承受的力为
图3.41 封板
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➢ 封板周边单位宽度径向弯距近似为
图3.34 螺栓球连接节点示意图
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螺栓球节点及马道
焊接球节点
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钢球尺寸
钢球大小取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径和螺 栓伸入球体的长度等因素。
由图35，导出球体内螺栓不相碰的最小钢球直径D为
3.32）
θ——汇交于球节点任意两钢管杆件间的夹 d1，d 2 ——组成θ角的钢管外径
图3.32 空心球节点空隙
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➢ 空心球径等于或大于300㎜，且杆件内力较大，需 要提高承载力时，球内可加环肋
➢ 当空心球直径为120~500㎜时，其受压、受拉承载 力设计值可分别按下列公式计算 （a）受压空心球
或灰尘的死角或凹槽，管形截面应在两端封闭。
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3.6.1焊接空心球节点
➢ 焊接空心球节点构造 简单，适用于连接钢 管杆件（图3.30）球 面与管件接时，只需 将钢管沿正截切断， 施工方便。
图3.30 焊接空心球节点
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由图36 ，导出满足套筒接触面要求的钢球直径D为
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D-----钢球直径 （㎜ ） θ-----两个螺栓之间的最小夹角 （㎜ ） d1，d 2-----螺栓直径（㎜ ）， d1＞d 2
ε-----螺栓伸入钢球长度与螺栓直径的比例
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➢ 焊接空心球是由两块钢板经加热压成两个半球， 然后相焊而成。分加肋、不加肋（图3.31）。
a 无肋
b 有肋
图3.31 焊接空心球节点
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空心球外径D
a ——球面上连接杆件之间的缝隙不宜小于10㎜（图
当 达到塑性铰弯距 极限承载力，由
，封板达到 可导出
N-----钢管杆件设计拉力
R-----钢管的内半径
S-----螺帽和封板接触的圆环面的平均半径
f-----钢材强度设计值
-----封板厚度
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➢ 锥头是一个轴对称旋转厚壳体（图3.42）
图3.39套筒几何尺寸
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套筒长度可按下式计算 ➢ 采用滑槽时
➢ 采用螺钉时
➢ 套筒应进行承压验算，公式为
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锥头和封板
➢ 当杆件管径较大时采用锥头连接。管径较小时采 用封板连接。连接焊缝以及锥头的任何截面应与 连接钢管等强。
加衬管（图3.33），在管端
与 空心球之间焊缝可按对
接焊缝计算，否则只能按斜
角角焊缝计算
图3.33 加衬管连接
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3.6.2螺栓球结点
螺栓球结点的构造
➢ 螺栓球结点由钢球、螺栓、套筒、销钉（或螺钉） 和锥头（或封板）等零件组成（图3.34），适用 于连接钢管杆件。
➢ 锥头承载力主要与锥顶板厚度、锥头斜率、连 接管杆直径、锥头构造的应力集中等因素有关
图3.42 锥头构造
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3.6.3 焊接钢板节点
➢ 焊接钢板节点可由十字节点板盒盖板组成十字节 点板宜由两块带企口的钢板对插而成（图 3.43a）,也可由三块板正交焊成（图3.43b）
图3.43 焊接钢板节点
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（b）受拉空心球
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➢ 空心球的壁厚应根据杆件内 力由公式计算确定。空心球 外径与壁厚的比值可在
D／t=24~25 范围内选用
空心球壁厚与钢管最大壁厚 的比值宜在1.2~2.0之间。
➢ 钢管杆件与空心球连接处，
管端应开坡口，并在钢管内