大跨网架结构的特点与应用及制作与安装

第三章网架结构一、网架结构的特点与应用二、网架结构形式三、网架结构形式选择四、网架结构内力分析五、网架结构抗震分析六、网架结构杆件设计七、网架结构节点设计八、网架结构制作与安装九、网架结构的发展第三章网架结构一、网架结构的特点与应用1、结构特点①多杆件从两个或几个方向有规律地组成的高次超静定结构，属空间结构体系；②二力杆结构，空间刚度大，整体性好，具有良好的抗震性能；③用小规格、短杆件构成大跨度结构，节点连接简便（2～4种），建筑造型灵活多样，分析计算成熟，制造和安装定型化、标准化。④结构内力分布不均匀，边缘杆件“强度过剩”；节点用钢量大。第三章网架结构一、网架结构的特点与应用2、发展过程①国外开始于20世纪初，40年代开发出MERO体系，标志着网架结构商品化的开始。②我国网架结构的研究与应用开始于60年代，但发展很快，后来居上。标志性事件有： 1964年上海师范学院球类房（31.5×40.5m，角钢，板节点）； 1966年天津科学宫，第一座焊接球节点网架，14.8x23.3m; 1981年建工总局《网架结构设计与施工规定》（JGJ7-80）； 1991年建设部《网架结构设计与施工规程》（JGJ7-91），《网架结构工程质量检验评定标准》（JGJ78-91）；第三章网架结构一、网架结构的特点与应用2、发展过程材料：碳素钢、低合金钢、不锈钢、铝合金结构、组合结构；节点：焊接球、螺栓球、板节点；杆件：角钢、钢管、工字钢；结构类型：十二种结构体系；应用领域：大型公共建筑，工业厂房，塔架廊栈、装饰、改扩建。第三章网架结构一、网架结构的特点与应用3、工程应用首都体育馆（1967）：矩形平面，122×99×6m，平行弦桁架，用钢量65kg/m2；第三章网架结构一、网架结构的特点与应用3、工程应用上海体育馆（1973）：圆形平面，110×6m，平行弦桁架，用钢量47kg/m2；第三章网架结构一、网架结构的特点与应用3、工程应用天津无缝钢管厂（1992）：6万m2（108×564m），柱网36×18m，用钢量32kg/m2；一汽大众轿车厂（1991）：8万m2(189.4×421.6m)，柱网21×12m，用钢量31kg/m2；第三章网架结构一、网架结构的特点与应用3、工程应用首都机场四机位机库(1996)：（153+153）×90m，四角锥网架厦门机场太古机库(1999)：155×70m第三章网架结构一、网架结构的特点与应用3、工程应用首都机场四机位机库（153+153）×90m第三章网架结构第三章网架结构一、网架结构的特点与应用3、工程应用首都机场空客A380机库（在建):（176+176）×110m第三章网架结构一、网架结构的特点与应用3、工程应用第三章网架结构二、网架结构形式结构组成:

双层网架(上弦杆、下弦杆、腹杆)

三层网架(上弦杆、中弦杆、下弦杆、腹杆)，减小杆件长度，降低内力，增加高度，大跨(L>80)

组合网架(钢筋混凝土板代替上弦杆)1、分类第三章网架结构二、网架结构形式1、分类②支承方式

多跨，单跨四点支承，多点支承周边支承，混合支承支承条件不同，会改变网架内力分布状态，总体看平板网架具有平板的受力状态。第三章网架结构二、网架结构形式1、分类③网格形式空间桁架体系：由角锥体系形成的空间桁架组成，杆件较小，用钢经济，刚度也较大，可抽去部分杆件，杆件更少。平面桁架体系：由平行弦桁架组成，杆件较多，刚度较大，适用于各种跨度；第三章网架结构二、网架结构形式2、交叉桁架体系平行弦桁架相互交叉组成；较长的斜腹杆受拉，较短的竖杆受压，上下弦杆等长；斜腹杆与弦杆间的夹角宜取40-60°；桁架的节间长度即为网格尺寸。结构组成第三章网架结构二、网架结构形式2、交叉桁架体系两组平面桁架互相垂直，与边界平行，上下弦杆网格尺寸相同，桁架长度相同，几何可变，应设支撑，正方形平面内力分布均匀。①两向正交正放网架第三估章梢网瞧架结咐构二、变网架遭结构比形式2、交叉桁鬼架体系桁架垂枝直相交敢，弦杆长与边界货成45°，各榀桁清架长度纱不同，高刚度大岁，对角息桁架支飘座受拉②两向棒正交词斜放堡网架桁架斜京向相交屡，构造姐复杂，秒受力性炉能不好③两向斜交斜放吓网架第三章裙网穗架结构二、网御架结构嚷形式2、交叉屠桁架飞体系三组桁疫架60°相交偶，受祖力均旺匀，趋节点割交汇薄杆多递（13根），瞧构造复护杂，大吸跨度，演圆形，逗三角形扎或多边可形平面④三向网架第三央章量网锦架结困构二、网叮架结构丑形式2、交叉需桁架呈体系⑤单向折垃线形网架由平面辟桁架互险相倾斜望交成V形面盯构成磨，呈毕单向壶受力逃状态片，较确单纯疲的平柳面刚镇架刚卫度大战，不紧需支灯撑体纲系第三碑章绵网饥架结从构二、网彼架结构盲形式3、四角众锥体系上下弦凑为正方机形网格读，相互印错开半诞格，下芦弦网格某节点对以准上弦裂正方形恒中心，侧上下弦记网格节愤点用腹亩杆相连结构头组成第三苏章距网乔架结邀构二、网插架结构砖形式3、四角锥体系上下弦乡丰杆等长颗，受力蕉均匀，归刚度大贸，用钢相量大，声适合于浆周边支霸承①正放四梦角锥网不架第三章例网臭架结构二、网焦架结构赠形式3、四角标锥体系正放四肃角锥网聋架局部抽空，莫形成窝交叉佩梁，捐用钢度量省丝式，中虹小跨孕度②正放抽空四角昏锥网敢架第三辣章备网扔架结陵构二、网解架结构普形式3、四角锥体系上弦斜勿放，与稠边界成45°，下弦匙正放，落上弦短此，下弦绢长，节拖点交汇蠢杆件少很，用钢浸量省，店加刚性傍边框③斜放四趋角锥贸网架第三章喘网筹架结构二、网米架结构常形式3、四角举锥体系两个倒披三角桁刺架相互垦交叉，烈三角桁早架顶点素相连为丝式下弦杆像，上弦鸟斜放，陶与边界师成45°，下浴弦正嗓放，嘴上弦见短，队下弦筹长，饿中小很跨度舰，用较钢量弹省，蕉周边失支承④星形剖四角洋锥网榨架第三章色网位架结构二、网踩架结构雾形式3、四角锥体系上弦滤正放渔，下鼓弦斜灿放，纳与边运界成45°，上弦纽奉短，婚下弦盖长，胞中小夏跨度岗，用摆钢量隐省⑤棋盘形梨四角锥稀网架第三堤章决网钉架结不构二、烛网架刃结构错形式4、三角皆锥体系结构蹄组成上弦下老弦为三感角形网肢格，下宣弦节点雀对准上祥弦三角恋形中心第三章帮网痰架结构二、网腐架结构丢形式4、三角锥体系①三维角锥单网架上下弦涉杆等长焰，三角约形，每渔个节点9根杆颠，受腊力均宵匀，俭刚度扛大，页适合旺于多奥边形块平面第三章乡丰网起架结构二、网饱架结构减形式4、三角摄锥体系②抽空三角锥茂网架局部抽俘空，上加弦三角洞形，下胶弦六边片形，刚谊度小，纹中小跨沃度，省翠钢第三章币网马架结构二、踢网架耕结构诸形式4、三角锥体系③蜂窝否形三角探锥网诊架上弦是三角肌形和练六边蹄形，废下弦忆六边照形，陕节点瓣杆件吃交汇票少，兆刚度还小，泄中小办跨度第三宣章省网品架结萄构三、网谢架结构营形式选留择建筑物景的平面送形状和辅尺寸，雷支承方歌式，荷暖载大小冲，屋面临构造，株建筑要嗽求，制醉造和安炉装方法亭，材料于供应情画况1、考虑因掏素第三厌章博网驳架结掠构三、炸网架池结构掩形式养选择四角煤锥网架，两向磁正交网架：平面形或状为矩而形，周户边支承个边长比铜≤1.晒5的网盲架;平面形理状为矩录形，周大边支承夫边长比睁＞1.绝5的网定架;平面角形状揪为矩播形，差三边丝式支承齐一边跌开口廊网架粗;平面形杏状为矩认形，多身点和点不边混合翠支承网盆架;2、选型绿原则机：(参照娇《网飞架结盈构设造计与傅施工次规范介》)第三章赵网恐架结构三、网涌架结构粱形式选侧择2、选型原宋则：(参照厌《网加架结羽构设蛮计与粥施工担规范职》)三角锥掩网架，伸三向网解架：平面际形状屈为圆膊形，寄正六息边形及及接板近正严六边昌形，室周边傍支承米网架诞;多层建但筑的楼取层或L≤5嗽0m的屋盖端，以及靠钢筋砼贱板代替帆上弦的碗组合网奴架；第三浪章率网止架结捉构三、网凉架结构吃形式选辫择（1）网格挽尺寸①网格决尺寸：直接夫影响话网架愁的经把济性，网格大抄，节点指少，但貌砼面板暖重量大角；网格恩上加檩飘条可采买用大网纷格，但举檩条长读度宜≤6m;②确定酷因素：柱网遣尺寸沟，屋窝面材种料，涝建筑珍和构涉造要辅求，戒施工变条件衣等；③网津格数n的确定丽：钢砼板哪屋面体雷系：n=告(2趴-4逆)+攀0.卸2L锄2（两向正它交正放脸，正放麦四角锥锹，正放顿抽空四畏角锥百)；n=(蛇6-8企)+0活.08吊L2（两向辈正交末斜放储，棋技盘形并四角束锥，悟斜放于四角夜锥，意星形啊四角则锥崖)钢檩器条屋咐面体生系：n=(呈6-8循)+0使.07援L2，其中L2为网运架短跃向跨俩度。3、网架挑的主殃要尺黄寸及夜构造第三起章贼网仍架结蔑构三、困网架豆结构金形式羊选择3、网架史的主筒要尺昂寸及听构造（2眼）网架高军度①网汪架高纠度：须影响刚度，上、下弦湾杆的内零力和腹祝杆的经狂济性；②确定幼原则：闲一般使竖腹杆与奏弦杆的孟夹角为牵40-奸60°震；③高蛙跨比袋：钢哥砼板旧屋面游体系司10谋-1繁4,居钢檩升条屋贝面体栗系胜(础13违-1清7)减-0证.0无3L2第三章刻网谅架结构三、网唯架结构彼形式选斧择3、网架的握主要尺绵寸及构设造（3市）屋面毁起拱夹和排帝水①一慢般情倘况下自，网持架刚堤度大乏，不种需起料拱；当L2≥碌60m时，戚采用惊不大烘于1艳/3序00征的起专拱度计；②屋排面排声水坡炒度的撤做法听：(刚一般顶取1循-4丢%)上弦竹节点倍加小礼立柱替找坡晌；网架变意高度；整个皱网架匆起坡次；支承柱与变高度厚；第三章患网冤架结构四、示网架馅结构刑内力略分析①精确胞计算断法：惩空间蹲杆系燃有限件元法笼，弹载性分摘析，督小变铸形理泻论，陷铰接记，可史考虑减支承宽结构她影响声；单元平州衡方程荡[k]{d}=唉{F圈}整体平衡方论程被[K]{d}=衰{P装}[K]稀疏矩碎阵，3n×3捉n对称鬼正定团，矩普阵存载储与依方程恐组解醉法1、内力吹分析隔方法第三万章回网梅架结年构四、网巨架结构鹊内力分吊析1、内力芳分析航方法②简筹化计院算法雹：交马叉梁楚系分饰析法制；拟磁板法大(拟睛夹层激板法蚂)；迁假想花弯矩难法等料。③专翠用软把件，设计参数容输入屿，网格壤自动监生成，节点坐秒标、节注点荷载芳自动计稍算，优化计家算，减少截役面种类。（宰天大、浙大、拥同济、凉哈工大、建研院早、海军音局、航利空院等）④容许哭挠度量1/查25居0(屋盖)或1栏/30吨0（楼咱盖）。第三纽奉章启网恶架结盛构四、网妙架结构史内力分旷析2、荷载和特殊瞒作用①自重估蕉算：30梢~6馅0k帖g/建m2，②温度足应力坐：高合次超小静定兴，空脆间桁东架位械移法隙；③竖向地震作盐用：简化计黎算，振型炉分解只，时天程分惩析；④安装连荷载晨：验敌算内虫力、图挠度宾和动景力效让应；⑤支座沉屡降和位特移。第三晴章即网衰架结皇构四、网确架结构瞧内力分周析3、温度画应力税计算①不用计锈算温度稳应力支座答节点悉构造坐允许必侧移额；周边柱磨支承，诱跨度小尸于40m；柱顶赢侧移防较限欧定值威大。第三丢章酬网蓝架结某构四、怕网架画结构久内力阴分析3、温度应叉力计算②温度应版力计算阿方法A计算杆抬件温度民变化产女生的固特端力Noij=-EDtaAijB计算器节点丈不平驼衡力Pix=-SEDtaAikco巴saik,Piy=-SEDtaAikco冷sbik,Piz=-SEDtaAikcosgikC不平肉衡力抢反向垦加在彻节点贸上，筋计算旬位移{Dt}=-崭[K]-1{P}D计算杆稿件内力N1ijE叠加得温论度内铸力Nti僚j=Noi感j+N1i亲j第三就章掉网彻架结抄构五、淹网架忧结构罚抗震线分析1、计算容假定：节肃点集轻中质嚷量(3n自由训度)，考虑镇支承结林构刚度受；2、自振稼周期：网架着基本周凉期为竖贫向振型0.3赠~0.