组合网架结构的发展和应用

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1. 组合网架结构的发展和应用
罗马尼亚在1981年曾设计了一幢斜放四角锥组合网 架的多功能体育馆，平面尺寸30m见方，网架高度 1.80m，预制上弦板和下弦网格均为3m见方，经详 细分析，其用钢量比全钢网架可节省22％，造价可 降低1％～2％。
1980年江苏徐州夹河煤矿两幢食堂屋盖，平面尺寸 分别21m×54m及9m×l8m，与国际上同步率先在我 国采用了蜂窝形三角锥组合网格结构，与一般钢网 架相比，节省用钢量19.3％。
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4. 组合网架的计算
组合网架上弦板既有平面内力又有弯曲内力，而肋 既有轴力又有弯曲内力(包括扭矩)。
分析计算方法归纳起来大致可分为下面三种 ： 1．有限元法。即采用杆元、梁元、板壳元等组合结
构有限元法来分析。此时，将上弦板离散成梁元与 板壳元，梁元能承受轴力、弯矩和扭矩，板壳元能 承受平面内力和弯曲内力。将腹杆和下弦杆仍作为 只能承受轴力的杆元。但应指出，对包括上弦节点 在内的带肋上弦板的所有节点，要考虑三个线位移 和三个角位移，对下弦节点仍可只考虑三个线位移。
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3. 组合网架的形式与分类
按一般网架的分类方法可分成平 面桁架系组合网架、四角锥体组 合网架、三角锥体组合网架等三 大类。
按上弦预制板的形式及搁置方向 可分为：正放正方形板(板内可 设置交叉肋)、斜放正方形板(板 内可设置十字肋)、正三角形板、 正三角形与六角形相间的板。
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4. 组合网架的计算
2．拟夹层板法。把上弦板作为夹层板的上表层，把 腹杆和下弦杆折算成夹层板的夹心层和下表层，由 微分方程来描述其受力状态，采用解析法或近似方 法求解，进而来计算组合网架的内力和位移。
3．简化计算法——等代空间桁架位移法。根据能量 原理，把上弦板等代为四组或三组上弦平面内的平 面交叉杆系，可采用空间桁架位移法的专用程序进 行电算。然后，再由等代平面交叉杆系的内力返回 求得上弦板及其肋的内力。我国已建成的组合网架 大多数均采用了上述简化计算方法。
1. 组合网架结构的发展和应用
以钢筋混凝土上弦板代替一般钢网架结构的上弦， 以钢和钢筋混凝土的组合节点代替钢上弦节点 。
20世纪80年代发展起来的新结构 。 墨西哥早在20世纪60年代曾提出一种空间板结构。
实际上是一块将受拉部分混凝土挖去的钢筋混凝土 平板，下弦和腹杆由Φ10圆钢制作而成。
德国MERO公司在1981 年曾提出一种称为MERO -Massiv组合网架体系。
长沙纺织大厦，地下2层，地上11层，平面尺寸 24m×27m，柱网12m×l0m和12m×7m两种，采用 正放抽空四角锥组合网架，总建筑覆盖面积约 7000m2。这是我国在高层建筑中首次采用组合网架 楼层及屋盖结构，也是目前覆盖建筑面积最大的群 体组合网架。
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2. 组合网架的特点
是一种板系、梁系与杆系共同受力的组合结构。 可充分发挥混凝土受压，钢材受拉这两种不同材
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5.组合网架的节点构造
4．对锚直焊式节点。曾用于夹河煤矿食堂的蜂窝
形三角锥组合网架。三角形的上弦预制板在对角处 通过一根螺栓锚接，六角形的上弦预制板支承在三 角形板的埋件上。腹杆是与三角形板的埋件直接相 连焊接。
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6. 组合网架的制作与安装
组合网架的下弦杆、腹杆及上弦预制板均可在预制 厂或预制现场制作，并可根据起重能力和运输条件 组装成小拼单元。
3. 螺栓环节点。这是我国自己通过试验、试制，到
工程应用的组合网架专用的上弦节点。在螺栓环上 由工厂预先采取可靠的焊接工艺加焊一块圆形钢板， 以便搁置上弦预制板，可调节圆钢板的大小来减少 螺栓环的规格和用钢量，增强螺栓环的刚度。这种 螺栓环节点首先用于上海国际购物中心组合网架楼 层结构，并获得国家专利。已在十多项工程中获得 推广应用。
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5.组合网架的节点构造
2. 焊接球缺节点。由冲压成型的
球缺(一般不足半球)与钢盖板焊接 而成。具有刚度大，加工制作简单， 腹杆连接方向性强的特点。天津大 学曾选用这种焊接球缺节点，进行 了6m跨度单向折线形组合网架的 实物模型试验，效果良好 。
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5.组合网架的节点构造
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5. 组合网架的节点构造
组合网架的上弦节点可认为是一种在上弦平面内 刚接，上弦平面外铰接的半刚半铰节点。主要有下 列几种：
1. 焊接十字板节点。主要用于角
钢组合网架。必要时盖板上可焊接 U形短钢筋，埋人灌缝中后浇细石 混凝土，缝中宜配置通长钢筋。新 乡百货大楼扩建工程、长沙纺织大 厦等都采用构造类似的这种焊接十 字板节点 。
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2. 组合网架的特点
更适用于作为楼层结构 。 跨度大，室内柱子少，建筑面积利用率高，适宜
于作为大跨度多层大型商场、展厅、灵活车间等 公共与工业建筑之用。 楼层的结构自重小，与6m×6m柱网的无梁楼盖或 升板相比可减轻结构自重50％。水平地震作用相 应降低约20％，柱和基础的内力减少15~20％。 不足之处：上弦节点的构造比较复杂，给制作安 装带来一些不便。用作楼层时，结构高度比通常 楼盖的结构高度要大。
料的强度优势。 可使结构的承重功能与围护功能合二为一，如将
组合网架用于屋盖，就不需要另行设置屋面板。 刚度大，抗震性能好。与同跨度钢网省。用于屋盖结构时，与同等跨度的钢
网架相比(包括混凝土屋面板中的用钢量)，用钢 量可节省15％~25％。
组合网架的安装方法目前主要有：
截至2000年底，我国已建成的组合网架结构约40幢， 是世界上组合网架用得最多的国家。
1987年建成的江西抚州地区体育馆，平面尺寸 45.5m×58m，为目前国可编内辑p外pt 跨度最大的组合网架。2
1. 组合网架结构的发展和应用
1988年建成的新乡百货大楼加层扩建工程，平面尺 寸为35m×35m，在原两层框架结构上增加4层斜放 四角锥组合网架，这是我国首次在多层大跨建筑中 采用组合网架楼层及屋盖结构 。