第三章大跨屋盖结构

• 在某些平面形状会出 现不规则杆件
2、四角锥体系网架
由许多四角锥按一定规律组成，组成 的基本单元为倒置四角锥。这类网架上下 平面均为方形网格，下弦节点均在上弦网 格形心的投影线上，与上弦网格的四个节 点用腹杆相连。
若改变上下弦错开的平移值，或相对 旋转上下弦杆，并适当抽去一些弦杆和腹 杆，即可到各种形式的四角锥。
梁式结构 拱式结构
平面刚架结构
平面结构体系 返回
平板网架 网壳结构
图1 (a)平行布置预应力双层索系；
斜拉结构(图1 c)
Maysville Bridge
图2 张拉整体结构
6.1 概述
网架结构是由很多杆件通过节点按照一定 规律组成的网状空间杆系结构。
网架结构根据外形可分为平板网架和曲面 网架。
两个方向网格数宜布置成偶数，如为 奇数，则在桁架中部节间应做成交叉腹杆。
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。
该网架上下弦组成的网格为矩形，腹杆 又在上下弦平面内，属于几何可变。为能 有效传递荷载，对于周边支撑网架，宜在 支承平面内沿周边设置水平斜杆。
由两个方向桁架相交◎角交叉而成，形 成棱形网格。适用于两个方向网格尺寸不 同，而要求弦杆长度相等。 • 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。
图 三向网架
4、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
• 常用于正三角形，正 六三角形平面
在节点荷载作用下，各杆件主要承受轴 力，经济指标较好。
网架结构优点：
1、三向受力空间体系，自重轻，节约钢材。 2、网架结构组合有规律，大量杆件和节点的
形状、尺寸相同,并且杆件和节间规格较少， 便于大批量生产，现场进行拼接容易，提 高施工速度。 3、网架结构是一种无水平推力或拉力的空间 结构，支座构造简单，简支即可。便于下 部支承结构的处理。
称为交叉桁架体系网架。 2、由三、四、六角锥等锥体单元组成的空间
网架结构，称为角锥体系网架。

在网架结构应用早期，交叉桁架比角 锥容易推广。因为交叉桁架体系可先拼装 成平面桁架，然后进行总拼，施工简单。 但在网架制作越来越专业的时候，角锥体 系因其良好的受力性能而更具有竞争力。
• 网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三 层网架。
对于点支承，支承附近的杆件及主桁架杆件 内力较大，其他部位内力较小，两者差别较大。
2.两向正交斜放网架
1）定义： 由两组相互交叉成90度的平 面桁架组成，但每片桁架与建筑平面边线 的交角为45度。可理解为两向正交正放网 架在建筑平面上放置时转动45度。
2）特点：
网架中各片桁架长短不一。节间数有 多有少，四角的短桁架刚度较大，对长桁 架有一定的嵌固作用，减少长桁架跨中弦 杆受力，对网架受力有力。
水平斜撑杆
水平斜撑杆
对于点支承网架，应在支承平面内沿主 桁架的两侧设置水平斜杆。
水平斜撑杆
水平斜撑杆
水平斜撑杆
水平斜撑杆
图 周边支承网架水平斜撑布置方式之一
两向正交正放网架的受力类似于两向等刚度 交叉梁，随平面尺寸及支承情况而变化。
对周边支承，平面尺寸越接近正方形，两个方 向桁架杆内力越接近，空间作用越明显，但随边 长比的增大，单向传力作用明显增大；
4、整体刚度大，稳定性好，安全储备高，抗 震性能好。
5、网架占用空间小，可利用网架上下弦之间 的空间布置各种设备和管道，更有效利用 空间，使用方便。
6、建筑造型新颖、壮观、轻巧、大方，并能 直接利用网架上下弦杆和腹杆的布置形成 一些美丽的天花图案。
6.2 网架的结构体系及形式
网架分两大类： 1、有不同方向的平行弦桁架相互交叉组成，
• 选用原则： • 网架跨度较大时，
采用。
图2 三层网架
双层网架的常见形式
平面桁架网架 四面锥体系网架
两向正交正放网架
两向正交斜放网架 三向网架
正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架 棋盘四角锥网架 斜放四角锥网架 星形四角锥网架
三角锥网架
抽空三角锥网架
三角锥体体系网架 蜂窝形三角锥网架
一、平面桁架网架（交叉桁架体系网架）
• 对于矩形平面，周边支承时，可处理成长 桁架通过角柱和长桁架不通过角柱。前者 将使四个角柱产生较大的拉力；后者可避 免角柱产生过大的拉力，但需要在长桁架 支座处设两个边角柱。
图 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。
3、两向斜交斜放网架
1、正放四角锥网架
图 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）
运动场看台
2、正放抽空四角锥网架
在正放四角锥的基础上，为节约钢材，便于 采光和通风，可适当抽去一些四角锥单元 中的腹杆和下弦杆，使下弦网格尺寸扩大 一倍，形成正放抽空四角锥。
由平面桁架交叉组成。这类网架上下 弦长度相等，而且上下弦和腹杆位于同一 垂直面内，一般可计为斜腹杆受拉，竖杆 受压，斜腹杆与弦杆的角度在40-60之间， 这类网架有四种形式：
• 1、两向正交正放网架
由两个方向的平面桁架交叉而成，交叉 角为90度，故称正交。两个方向的桁架分 别平行于建筑物平面的边线，故称正放。
• 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空 间结构(图1），是最常用的网架形式。
图1 双层网架
• 特点：
• 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(图2)。
• 特点是增加网架高度，减 小弦杆内力，减小网格尺 寸和腹杆长度。
• 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。
平板网架结构
目录
• 6.1 结构形式 • 6.2 网架的结构形式 • 6.3 网架的支承方式
广州新白云机场钢构工程
新加坡滨海艺术中心
6.1结构形式
• 大跨度结构的分类
平面结构体系
梁式结构（平面、空间桁架） 平面刚架结构 拱式结构
空间结构体系
平板网架结构 网壳结构 悬索结构 斜拉结构 张拉整体结构