《空間網架結構》ppt課件

1、建筑結構 選型概論,網架結構一般是以大致相同的格子或尺寸較小的單元（重復）組成的。常應用在屋蓋結構。 通常將平板型的空間網格結構稱為網架，將曲面型的空間網格結構簡稱為網殼。 網架一般是雙層的（以保證必要的剛度），在某些情況下也可做成三層，而網殼有單層和雙層兩種。平板網架無論在設計、計算、構造還是施工制作等方面均較簡便，因此是近乎“全能”的適用大、中、小跨度屋蓋體系的一種良好的形式。,10 空間網架結構,10.1

2、 網架特點及適用范圍,網架結構是高次超靜定空間結構?？臻g剛度大、整體性好、抗震能力強，而且能夠承受由于地基不均勻沉降帶來的不利影響。網架結構的自重輕，用鋼量??；既適用于中小跨度，也適用于大跨度的房屋；同時也適用于各種平面形式的建筑，如：矩形、圓形、扇形及多邊形。,一、網架特點,網架結構取材方便，一般采用Q235鋼或Q345鋼，桿件截面形式有鋼管和角鋼兩類，以鋼管采用較多，并可用小規(guī)格的桿件截面建造大跨度的建筑（因為網架結構能充分發(fā)

3、揮材料的強度，節(jié)省鋼材）。另外，網架結構其桿件規(guī)格統一，適宜工廠化生產，為提高工程進度提供了有利的條件和保證。,二、適用范圍 網架結構既可用于體育館、俱樂部、展覽館、影劇院、車站候車大廳等公共建筑，近年來也越來越多地用于倉庫、飛機庫、廠房等工業(yè)建筑中。,一、分類按結構組成，通常分為雙層或三層網架；按支承情況分，有周邊支承、點支承、周邊支承和點支承混合等形式；按照網架組成情況，可分為由兩向或三向平面桁架組成的交叉桁架體系、

4、由三角錐體或四角錐體組成的空間角錐體系等等。,10.2 網架結構形式,網架按弦桿層數不同可分為雙層網架和三層網架。雙層網架是由上弦、下弦和腹桿組成的空間結構，是最常用的網架形式。,三層網架是由上弦、中弦、下弦、上腹桿和下腹桿組成的空間結構。當網架跨度較大時，三層網架用鋼量比雙層網架用鋼量省。但由于節(jié)點和桿件數量增多，尤其是中層節(jié)點所連桿件較多，使構造復雜，造價有所提高。,二、雙層網架的常見形式,平面桁架網架 四面錐體系網架

5、 三角錐體體系網架,兩向正交正放網架 兩向正交斜放網架 三向網架,正放四角錐網架 正放抽空四角錐網架 斜放四角錐網架 星形四角錐網架 棋盤四角錐網架,三角錐網架 抽空三角錐網架 蜂窩形三角錐網架,交叉桁架體系,角錐體系,兩向正交正放網架,水平斜撐桿,選用原則：在矩形建筑平面中，網架的弦桿垂直于及平行于邊界。,,周邊支承網架水平斜撐布置方式之一,,兩向正交斜放網架,兩向正交斜放 短桁架對長桁架有嵌固作用，受力

6、有利，角部產生拔力，常取無角部形式。兩向斜交斜放 適用于兩個方向網格尺寸不同的情形，受力性能欠佳，節(jié)點構造較復雜,,三向網架三個方向的平面桁架相互交角60?比兩向網架剛度大，適合大跨度常用于正三角形，正六邊形平面,三向網架,,正放四角錐網架,正放四角錐網架空間剛度較好，但桿件數量較多，用鋼量偏大。適用于接近方形的中小跨度網架，宜采用周邊支承。,,2008奧運會場館（正放四角錐）,,特點：將正放四角錐網架適當抽掉一些腹桿和下弦桿

7、。,正放抽空四角錐網架,,特點：保持正放四角錐網架周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空，下弦桿呈正交斜放，上弦桿呈正交正放?？朔诵狈潘慕清F網架屋面板類型多，屋面組織排水較困難的缺點。,棋盤形四角錐網架,,斜放四角錐網架,特點：上弦網格呈正交斜放，下弦網格為正交正放。網架上弦桿短，下弦桿長，受力合理。 適用于中小跨度周邊支承，或周邊支承與點支承相結合的矩形平面。,,星形網架上弦桿比下弦桿短，受力合理。豎桿受壓，內力等于節(jié)點荷載。星

8、形網架一般用于中小跨度周邊支承情況。,星形四角錐網架,,,,,三角錐網架上下弦平面均為正三角形網格，上下弦節(jié)點各連9根桿件。當上、下弦桿和腹桿等長時，三角錐網架受力最均勻：整體性和抗扭剛度好，適用于平面為多邊形的大中跨度建筑。,三角錐網架,,,抽空三角錐網架,保持三角錐網架的上弦網格不變，按一定規(guī)律抽去部分腹桿和下弦桿。 抽桿后，網架空間剛度受到削弱。下弦桿數量減少，內力較大。抽空三角錐網架適用于平面為多邊形的中小跨度建筑。,,,

9、,,,上弦網格為三角形和六邊形，下弦網格為六邊形。腹桿與下弦桿位于同一豎向平面內。節(jié)點、桿件數量都較少，適用于周邊支承，中小跨度屋蓋。蜂窩形三角錐網架本身是幾何可變的：借助于支座水平約束來保證其幾何不變。,蜂窩三角錐網架,,,角錐體網架,原則：網架的選型應結合工程的平面形狀、建筑要求、荷載和跨度的大小、支承情況和造價等因素綜合分析確定。按照《網架結構設計與施工規(guī)程》JGJ7－91的劃分：大跨度為60m以上；中跨度為30～60m；小

10、跨度為30m以下。,三、網架的選型,平面形狀為矩形的周邊支承網架，當其邊長比(長邊／短邊)小于或等于1.5時，宜選用正放或斜放四角錐網架，棋盤形四角錐網架，正放抽空四角錐網架，兩向正交斜放或正放網架。對中小跨度，也可選用星形四角錐網架和蜂窩形三角錐網架。平面形狀為矩形的周邊支承網架，當其邊長比大于1.5時，宜選用兩向正交正放網架，正放四角錐網架或正放抽空四角錐網架。當邊長比不大于2時，也可用斜放四角錐網架。,平面形狀為矩形、多點支承的

11、網架，可選用正放四角錐網架、正放抽空四角錐網架，兩向正交正放網架。對多點支承和周邊支承相結合的多跨網架還可選用兩向正交斜放網架或斜放四角錐網架。平面形狀為圓形、正六邊形及接近正六邊形且為周邊支承網架，可選用三向網架，三角錐網架或抽空三角錐網架。對中小跨度也可選用蜂窩形三角錐網架。,網架結構選型的基本原則,對于大跨度結構：優(yōu)選三向交叉網架和三角錐網架對于平面交叉桁架體系而言，平面形狀為方形或接近方形宜采用正交正放形式；平面形狀為矩形時

12、，宜采用正交斜放形式；不推薦采用斜交斜放形式。對四角錐體系網架而言，正放受力均勻，剛度最好；正放抽空節(jié)約鋼材，便于采光、通風；斜放和星形有利于充分發(fā)揮材料的強度。當平面形狀為三邊形、六邊形或圓形時，三角錐體系網架是首選。其中，三角錐網架剛度最大；抽空三角錐次之，但用料節(jié)省、構造簡單；蜂窩形剛度最差，選用時應與周邊支承相結合。支承方式選擇：周邊支承適用于大、中跨網架；點支承布置靈活，適用于大柱距的廠房、倉庫；混合支承適用于飛機庫或裝

13、配車間。,10.3 網架高度確定原則,網架的高度與屋面荷載、跨度、平面形狀、支承條件及設備管道等因素有關。屋面荷載較大、跨度較大時，網架高度應選得大一些。平面形狀為圓形、正方形或接近正方形時，網架高度可取得小一些，狹長平面時，單向傳力明顯，網架高度應大一些。點支承網架比周邊支承的網架高度要大一些。當網架中有穿行管道時，網架高度要滿足要求。,一、 網架高度確定原則,網架的網格尺寸與高度關系密切，斜腹桿與弦桿夾角應控制在40

14、76;～55°之間為宜。如夾角過小，節(jié)點構造困難。網格尺寸要與屋面材料相適應，網架上直接鋪設鋼筋混凝土板時，網格尺寸不宜過大，一般不超過3m，否則安裝困難。對周邊支承的各類網架高度及網格尺寸可按下表選用。,二、網格尺寸確定原則,注：1．L2為網架短向跨度，單位為米； 2．當跨度在18m以下時網格數可適當減少。,,,三、網架的撓度要求及屋面排水坡度,網架結構的容許撓度不應超過下列數值：用作屋蓋－L2/250；用作樓面

15、－L2／300。L2為網架的短向跨度。網架屋面排水坡度一般為1％～4％，可采用下列辦法找坡：(a)在上弦節(jié)點上加設不同高度的小立柱(圖a)，當小立柱較高時，須注意小立柱自身的穩(wěn)定性；,(b)對整個網架起拱(圖b)；(c)采用變高度網架，增大網架跨中高度，使上弦桿形成坡度，下弦桿仍平行于地面，類似梯形桁架。有起拱要求的網架(為消除網架在使用階段的撓度)，其拱度可取不大于短向跨度的1／300。,網架屋面找坡,（a）用小立柱,（b）起

16、拱,施工中的網架,一、網架的支承方式：,周邊支承 點支承 周邊支承與點支承相結合 兩邊和三邊支承,10.4、網架結構的支承方式與節(jié)點,周邊支承是在網架四周全部或部分邊界節(jié)點設置支座(圖a，b)，支座可支承在柱頂或圈梁上，網架受力類似于四邊支承板，是常用的支承方式。為了減小彎矩，也可將周邊支座略為縮進，如圖(c),周邊支承,點支承網架受力與鋼筋混凝土無梁樓蓋相似。 為減小跨中正彎矩及撓度，設計時應盡量帶有懸挑，多點支承網架的懸挑

17、長度可取跨度的1／4～1／3 (如圖)。,點支撐,周邊支撐與點支承結合,特點： 平面尺寸很大的建筑物，除在網架周邊設置支承外，可在內部增設中間支承，以減小網架桿件內力及撓度,二、網架節(jié)點構造,（1）焊接空心球節(jié)點,,上弦節(jié)點 下弦節(jié)點,焊接空心球節(jié)點,（2）螺栓球節(jié)點,,螺栓球節(jié)點,（3）支座節(jié)點,,平板壓力支座,平板壓力支座,,平板壓力支座,,平板壓力支座,（4）屋頂節(jié)點,,（5）懸掛吊車節(jié)點,,