空间网架结构

空间网架结构

1、网架得特点与形式

网架结构一般就是以大致相同得格子或尺寸较小得单元(重复)组成得。常应用在屋盖结构、通常将平板型得空间网格结构称为网架,将曲面型得空间网格结构简称为网壳、

网架一般就是双层得(以保证必要得刚度),在某些情况下也可做成三层,而网壳有单层与双层两种。平板网架无论在设计、计算、构造还就是施工制作等方面均较简便,因此就是近乎“全能”得适用大、中、小跨度屋盖体系得一种良好得形式、

(1)网架特点

①网架结构就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得不利影响。

②网架结构得自重轻,用钢量省;

③既适用于中小跨度,也适用于大跨度得房屋;

④同时也适用于各种平面形式得建筑,如:矩形、圆形、扇形及多边形、

⑤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与角钢两类,以钢管采用较多,并可用小规格得杆件截面建造大跨度得建筑(因为网架结构能充分发挥材料得强度,节省钢材)、

⑥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得条件与保证。

由多根杆件按照一定得网格形式通过节点连结而成得平板空间结构、具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;网架结构广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、

影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等得屋盖结构。具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观得特点。缺点就是汇交于节点上得杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂、

(2)网架得形式

①网架按弦杆层得形式:按弦杆层数不同可分为双层网架与三层网架、

a 。两向正交斜放、斜交斜放网架与三向网架。

特点:由平面桁架相互交叉所组成,其上、下弦杆长度相等,杆件类型少,且上、下弦杆与腹杆在同一平面内。一般应使斜腹杆受拉,竖杆受压。斜腹杆与弦杆间得夹角宜在4０°～６0°之间。

(a) (b) 图3—1 双层及三层网架

两向正交正放网架:由两组分别与边界平行得平面桁架互成90°交叉组成。同一方向得各平面桁架长度一致。网架本身属几何不变体系。适用于建筑平面为正方形或接近正方形且跨度较小得情况。两个方向得杆件内力差别不大,受力较均匀、

两向正交正放网

*两向正交斜放网架: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。比正交正放网架空间刚度大,受力均匀,用钢省。适用于建筑平面为矩形得情况。

＊三向网架

特点:几何不变体系,网架空间刚度大,受力性能好,内

力分布也较均匀。杆件数量多,节点构造比较复杂。三向网架适用于大跨度且建筑平面为三角形、六边形、多边形与圆形得情况。

两向正交正放网架两向

正交斜放网架

ｂ、四角锥体系网架

四角锥体系网架包括:正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、斜放四角锥网架与星形四角锥网架。

正

放

四

角

锥

网架:杆件受力较均匀,空间刚度比其它类

型得四角锥网架及两向网架好。适用于建筑平面接近正方形得周边支承及点支承情况。

正放抽空四角锥网架除周边网格锥体不动外,跳格地抽掉一些四角锥单元中得腹杆与下弦杆,使下弦网格尺寸扩大一倍。适用于中、小跨度或屋面荷载较轻得周边支承、点支承以及周边支承与点支承结合得网架。

棋盘形四角锥网架: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。上弦杆比下弦杆短,受力合理、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得缺点、适用于中、小跨度周边支承方形或接近方形平面得网架。

棋盘形四角锥网架斜放四角锥网架

斜放四角锥网架:上弦杆比下弦杆短,受力合理。杆件数量少,屋面板类型多,屋面组织排水较困难。适用于中、小跨度周边支承,或周边支承与点支承相结合得矩形平面情况。

星形四角锥网架

星形四角锥网架三角锥网架

c。三角锥体系网架

包括:三角锥网架、抽空三角锥网架与

蜂窝形三角锥网架。

三角锥网架:上、下弦平面均为三角形网格、杆件受力均匀,本身为几何不变体,整体抗扭、抗弯刚度好。适用于大中跨度及重屋盖建筑物,当建筑平面为三角形、六边形与圆形时最为适宜。

抽空三角锥网架:抽去部分三角锥单元得腹杆与下弦杆。下弦杆内力较大,用钢量省,但空间刚度较三角锥网架小。适用于中、小跨度得三角形、六边形与圆形等平面得建筑。

蜂窝形三角锥网架:上弦为正三角形与正六边形网格,下弦为正六边形网格。本身几何可变。其上弦杆短,下弦杆长,受力合理。适用于中、小跨度周边支承得情况,可用于六边形、圆形或矩形平面。

蜂窝形三角锥网架

2、网架选型

根据建筑平面形状与跨度大小,支承方式、荷载大小、屋面构造与材料、制作安装方法等因素进行选型。

按照《网架结构设计与施工规程》JGJ 7-９１,网架划分为:大跨度网架(为６0ｍ跨以上)、中跨度网架(30～60m跨)与小跨度网架(3０m跨以下)、

(1)网架结构得支承及其选型

A.支承方式:分为周边支承、点支承、周边支承与点支承相结合与两边与三边支承等。

点支承 周边支承

周边支承与点支

承结合 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,多点支承网架得悬挑长度可取跨度得1／４~1／3 。

各种柱帽形式

点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减

小冲剪作用、

柱帽可设置于下弦平面之下(图a),也

可设置于上弦平面之上(图b)。

当柱子直接支承上弦节点时,也可在网l /4 l l l /3 l

l /3 l /4 l l /3

l l /3