《空间网架结构》课件.ppt
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1、 网架结构一般是以大致相同的格子或尺寸较小的网架结构一般是以大致相同的格子或尺寸较小的单元(重复)组成的。单元(重复)组成的。常应用在屋盖结构常应用在屋盖结构。通常将通常将平板型平板型的空间网格结构称为的空间网格结构称为网架网架,将,将曲面曲面型型的空间网格结构简称为的空间网格结构简称为网壳网壳。网架一般是双层的(以保证必要的刚度),在某网架一般是双层的(以保证必要的刚度),在某些情况下也可做成三层,而网壳有单层和双层两种。些情况下也可做成三层,而网壳有单层和双层两种。平板网架无论在设计、计算、构造还是施工制作等方平板网架无论在设计、计算、构造还是施工制作等方面均较简便,因此是近乎面均较简便,
2、因此是近乎“全能全能”的适用大、中、小的适用大、中、小跨度屋盖体系的一种良好的形式。跨度屋盖体系的一种良好的形式。10 10 空间网架结构空间网架结构 10.1 10.1 网架特点及适用范围网架特点及适用范围网网架架结结构构是是高高次次超超静静定定空空间间结结构构。空空间间刚刚度度大大、整整体体性性好好、抗抗震震能能力力强强,而而且且能能够够承承受受由由于于地地基基不均匀沉降带来的不利影响。不均匀沉降带来的不利影响。网架结构的自重轻,用钢量省;网架结构的自重轻,用钢量省;既适用于中小跨度,也适用于大跨度的房屋;既适用于中小跨度,也适用于大跨度的房屋;同同时时也也适适用用于于各各种种平平面面形形
3、式式的的建建筑筑,如如:矩矩形形、圆形、扇形及多边形。圆形、扇形及多边形。一、网架特点一、网架特点网网架架结结构构取取材材方方便便,一一般般采采用用Q235Q235钢钢或或Q345Q345钢钢,杆杆件件截截面面形形式式有有钢钢管管和和角角钢钢两两类类,以以钢钢管管采采用用较较多多,并并可可用用小小规规格格的的杆杆件件截截面面建建造造大大跨跨度度的的建建筑筑(因因为为网架结构能充分发挥材料的强度,节省钢材网架结构能充分发挥材料的强度,节省钢材)。)。另另外外,网网架架结结构构其其杆杆件件规规格格统统一一,适适宜宜工工厂厂化化生生产产,为提高工程进度提供了有利的条件和保证。为提高工程进度提供了有利
4、的条件和保证。二、适用范围二、适用范围 网架结构既可用于体育馆、俱乐部、展览馆、影网架结构既可用于体育馆、俱乐部、展览馆、影剧院、车站候车大厅等公共建筑,近年来也越来越多剧院、车站候车大厅等公共建筑,近年来也越来越多地用于仓库、飞机库、厂房等工业建筑中。地用于仓库、飞机库、厂房等工业建筑中。一、分类一、分类按结构组成,通常分为双层或三层网架;按结构组成,通常分为双层或三层网架;按支承情况分,有周边支承、点支承、周边支承按支承情况分,有周边支承、点支承、周边支承和点支承混合等形式;和点支承混合等形式;按照网架组成情况,可分为由两向或三向平面桁按照网架组成情况,可分为由两向或三向平面桁架组成的架组
5、成的交叉桁架体系交叉桁架体系、由三角锥体或四角锥体、由三角锥体或四角锥体组成的组成的空间角锥体系空间角锥体系等等。等等。10.2 10.2 网架结构形式网架结构形式网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。网架。双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间结构,是最常用的网架形式。结构,是最常用的网架形式。三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹杆组成的空间结构。杆组成的空间结构。当网架跨度较大时,三层网架用钢量比双层网架当网架跨度较大时,三层网架用钢量比双层网架用钢量省。但由于
6、节点和杆件数量增多,尤其是用钢量省。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,造价有所中层节点所连杆件较多,使构造复杂,造价有所提高。提高。平面桁架网架平面桁架网架 四面锥体系网架四面锥体系网架 三角锥体体系网架三角锥体体系网架 两向正交正放网架两向正交正放网架 两向正交斜放网架两向正交斜放网架 三向网架三向网架 正放四角锥网架正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架 斜放四角锥网架斜放四角锥网架 星形四角锥网架星形四角锥网架 棋盘四角锥网架棋盘四角锥网架 三角锥网架三角锥网架 抽空三角锥网架抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架蜂窝形三角锥网架交叉桁架交叉桁架体
7、系体系角锥角锥体系体系两向正交正放网架两向正交正放网架 水平斜撑杆水平斜撑杆选用原则:选用原则:在矩在矩形建筑平面中,形建筑平面中,网架的弦杆垂直网架的弦杆垂直于及平行于边界。于及平行于边界。周边支承网架水平斜撑布置方式之一周边支承网架水平斜撑布置方式之一水平斜撑杆水平斜撑杆水平斜撑杆水平斜撑杆两向正交斜放网架两向正交斜放网架两向正交斜放两向正交斜放 短桁架对长桁架有嵌固作用,受力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。有利,角部产生拔力,常取无角部形式。两向斜交斜放两向斜交斜放 适用于两个方向网格尺寸不同的情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
8、复杂形,受力性能欠佳,节点构造较复杂三向网架三向网架三个方向的平面桁架三个方向的平面桁架相互交角相互交角6060 比两向网架刚度大,比两向网架刚度大,适合大跨度适合大跨度常用于正三角形,正常用于正三角形,正六边形平面六边形平面三向网架三向网架正放四角锥网架正放四角锥网架 正放四角锥网架空间刚度较好,但杆件数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。跨度网架,宜采用周边支承。20082008奥运会场馆(正放四角锥)奥运会场馆(正放四角锥)特点:特点:将正放四角锥将正放四角锥网架适当抽掉一些腹网架适
9、当抽掉一些腹杆和下弦杆。杆和下弦杆。正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架u特点:特点:保持正放四角锥网架保持正放四角锥网架周边四角锥不变,中周边四角锥不变,中间四角锥间隔抽空,间四角锥间隔抽空,下弦杆下弦杆呈正交斜放呈正交斜放,上弦杆上弦杆呈正交正放呈正交正放。克服了斜放四角锥网克服了斜放四角锥网架屋面板类型多,屋架屋面板类型多,屋面组织排水较困难的面组织排水较困难的缺点。缺点。棋盘形四角锥网架棋盘形四角锥网架斜放四角锥网架斜放四角锥网架u特点:特点:上弦网格呈正交斜放,上弦网格呈正交斜放,下弦网格为正交正放。下弦网格为正交正放。网架上弦杆短,下弦网架上弦杆短,下弦杆长,杆长,受力合理受力合理
10、。适用于中小跨度周边适用于中小跨度周边支承,或周边支承与支承,或周边支承与点支承相结合的矩形点支承相结合的矩形平面。平面。星形网架上弦杆比下弦杆短,受力合理。竖杆星形网架上弦杆比下弦杆短,受力合理。竖杆受压,内力等于节点荷载。星形网架一般用于中小受压,内力等于节点荷载。星形网架一般用于中小跨度周边支承情况。跨度周边支承情况。星形四角锥网架星形四角锥网架三角锥网架上下三角锥网架上下弦平面均为正三弦平面均为正三角形网格,上下角形网格,上下弦节点各连弦节点各连9 9根根杆件。杆件。当上、下弦杆和当上、下弦杆和腹杆等长时,三腹杆等长时,三角锥网架受力最角锥网架受力最均匀:整体性和均匀:整体性和抗扭刚度
11、好,适抗扭刚度好,适用于平面为多边用于平面为多边形的大中跨度建形的大中跨度建筑。筑。三角锥网架三角锥网架 抽空三角锥网架抽空三角锥网架 保持三角锥网架的上弦保持三角锥网架的上弦网格不变,按一定规律网格不变,按一定规律抽去部分腹杆和下弦杆。抽去部分腹杆和下弦杆。抽杆后,网架空间刚度抽杆后,网架空间刚度受到削弱。下弦杆数量受到削弱。下弦杆数量减少,内力较大。减少,内力较大。抽空三角锥网架适用于抽空三角锥网架适用于平面为多边形的中小跨平面为多边形的中小跨度建筑。度建筑。上弦网格为三角形和上弦网格为三角形和六边形,下弦网格为六边形,下弦网格为六边形。六边形。腹杆与下弦杆位于同腹杆与下弦杆位于同一竖向平
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