《网架结构简介》课件.ppt
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1、网架结构简介PPT课件 本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢!学习完请自行删除,谢谢!本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢!学习完请自行删除,谢谢!本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢!学习完请自行删除,谢谢!本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢!学习完请自行删除,谢谢!目录一、空间构造概述二、网架构造的形式三、网架设计简介四、网架构造的制作五、网架构造的安装六、工程实例一、空间构造概述1.空间构造分类 受自然界贝壳、蜂窝、蛛网等构造的启迪,各
2、类空间构造体形应用而生。在工程构造中属于空间构造范畴的形式很多,按照构造的延伸方向分为水平向的和竖直向的空间构造;按照构造材料分为钢、铝合金、塑料、木构造等;而按照构造的组成特征可以分为薄壁空间构造、网格构造、悬索构造、充气构造、蒙皮构造、框架构造等。其中薄壁空间构造、悬索构造、充气构造和网格构造是当前应用于大跨度建筑的主要构造形式。薄壁空间构造是指构造的两向尺度远远大于第三向尺度的曲面或折平面构造。前者称为薄壳构造,后者称为折板构造。多由钢筋混凝土浇制而成。薄壳构造折板构造悬索构造是由悬挂在支撑构造上的一系列高强度钢索所组成的一种张力构造。充气构造可以分为气承式与气肋式两类。气承式充气构造是
3、在薄壁覆盖的空间内充气,利用内外部的气压差来承受荷载。气肋式的充气构造是在一定直径的薄壁管内充气,并将这些充气管连接成构架来承受荷载。网格构造是将杆件按照一定规律布置,通过节点连接而成的一种空间杆系构造。外形可以呈平板状,也可以呈曲面状。前者称为平板网架简称网架,后者为曲面网架简称网壳。网壳网架网架网壳2.2.网架的特点网架的特点网架具有以下特点:经济性。网架是一种空间杆系构造,杆件主要承受轴力作用,截面尺寸较小;这些杆件又互为支撑,将受力杆件与支撑系统有机地结合起来,因而用料经济。平安性。由于网架是高次超静定构造,具有多向受力的性能,固空间刚度大、整体性强、稳定性好,具有良好的抗震性。适应性
4、强。网架能适应不同跨度、不同支撑条件的建筑及厂房工程,在建筑平面形状上也能适应正方形、矩形、多边形等,具有较强的建筑效果。制作安装方便。网架的杆件和接点比较单一,便于制成标准杆件和单元,可在工厂中成批生产。安装时可以利用大型起重设备吊装,也可以选用千斤顶,卷扬机等小型机具。设计计算简便。目前我国已经有适用于不同类型计算机的多种语言的计算网架构造的通用程序,图纸较少。二、网架的形式 网架的形式很多。按照构造组成成分,有双层和三层网架;按照网格组成情况,可分为由两向或三向平面桁架组成的穿插桁架体系和由三角锥体、四角椎体组成的空间桁架体系。双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间构造(图3a),是最常
5、用的网架形式。按照构造组成划分三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹杆组成的空间构造当网架跨度较大时,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。按照网格组成划分按照网格组成划分 平面穿插桁架体系 空间 桁架 体系 四角锥体系三角锥体系正方四角锥网架斜放四角锥网架星形四角锥网架棋盘四角锥网架 抽空三角锥网架蜂窝型三角锥网架普通三角锥网架两向正交正放网架两向正交斜放网架两向斜交斜放网架三向网架网架平面穿插桁架体系由平面桁架相互穿插所组成,其上、下弦杆长度相等,杆件类型少,且上、下弦杆和腹杆在同一平面内。一般应使斜腹杆受拉,
6、竖杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹角宜在4060之间。1.平面穿插桁架体系 适用于建筑平面为正方形或接近正方形且跨度较小的情况网架弦杆垂直及平行于边界。两向正交正放网架由两组分别与边界平行的平面桁架互成90穿插组成。同一方向的各平面桁架长度一致。两个方向的杆件内力差异不大,受力较均匀。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,用钢省两向正交斜放网架由两组相互穿插成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。适用于建筑平面为矩形的情况。两向斜交斜放网架两向斜交斜放网架适用
7、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。由两个方向桁架相交角穿插而成,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。三向网架三向网架适合大跨度,比两向网架刚度大。三个方向的平面桁架相互交角60;常用于正三角形,正六三角形平面;在某些平面形状会出现不规那么杆件。空间桁架体系主要由三角桁架体系、四角桁架体系和其它桁架体系 2.空间桁架体系蜂窝四角锥斜放四角锥三角锥网架斜放四角锥三、网架设计简介 网架的构造形式很多,如何结合具体条件选择适当的网架形式,对网架构造的技术经济指标、制作安装质量以及施工进度均具有影响。影响网架选型的因素也是多方面的,如工程平面形状和尺寸、
8、网架的支撑方式、荷载大小、材料与建筑构造要求、制作安装方法以及材料供给等。下表列出了各类网架较为适宜的引用范围,可以参照使用。网架设计主要包括网架的选型,网架的几何尺寸,网架的屋面,网架杆件,网架重量等方面的内容,下面分别阐述。1.网架的选型上弦杆网架高度下弦杆腹杆节点网格尺寸2.2.网架几何尺寸网架几何尺寸 网架的几何尺寸包括网格尺寸和网架高度。可以根据跨度的大小、柱网尺寸、屋面材料以及构造要求和建筑功能等因素确定。网格尺寸与跨度有关,在很大程度上还取决于屋面板的选用。网格尺寸还与网架高度有关。网格尺寸也应考虑通风管道等设备的设置问题。在一般情况下,可以参照下表采用。网架高度通常根据建筑要求
9、、相对挠度和经济要求确定。当跨度较小时,其高度由建筑要求和管道设备决定;当跨度较大时,高度根据相对挠度来确定;其次,网架高跨比增大时,弦杆用钢梁减小,而腹杆用钢量增加;反之相反。因此在一样荷载下,以网架用钢量最省为目标确定最经济高跨比。一般按照上表采用。网架的节点构造形式很多,国内常用的有焊接空心球节点和螺栓球节点。腹杆的布置应尽可能做到拉杆多压杆少,而且长杆受拉短杆受压,使杆件受力合理。3.3.网架屋面网架屋面 网架设计中屋面材料的选用直接影响用钢量及承重构造。因此在屋盖设计中尽量采用轻质高强新型的屋面材料,如:镀锌压型钢板;粘帖有泡沫聚合材料或涂有聚合材料薄膜的多功能压型钢板和木塑板等。目
10、前国内常用的屋面构造可分为有檩体系和无檩体系两种。屋面找坡通常采用网架直接起坡和在上弦节点上加立柱起坡。彩钢屋面板屋面排水沟彩钢板底部镀锌铁丝网+铝箔+岩棉保温屋面板侧面封板通常在钢檩条槽钢、角钢、Z型钢、桁架式檩条上铺设木塑板或加筋石棉瓦,再铺防水层。这种做法的自重大约在100-130kg/m2有檩体系有檩体系另外一种做法是在钢檩条上直接铺设波形瓦。这种屋面最轻,其自重可小于100kg/m2。通常是将屋面直接放在网架上弦网格节点上,屋面板必须与网架的上弦节点焊接牢靠,再在屋面板上铺设保温层和防水。这种做法的自重一般在150 kg/m2左。面板通常为钢丝网水泥板、预应力钢筋混凝土屋面板。见图2
11、-34所示 无檩体系无檩体系4.4.网架杆件网架杆件 目前国内的网架杆件主要是采用3号钢和16锰钢的钢材。杆件的截面形式主要有角钢和圆钢管两种国外也有用冷弯薄壁型钢。杆件设计时主要考虑杆件长度、容许长细比及挠度等因素。5.5.网架节点网架节点 在网架中,节点起着连接汇交杆件、传递杆件内力的作用。网架的节点型式很多,分类如下:按照节点连接方式可以分为焊接节点和螺栓连接按照节点连接方式可以分为焊接节点和螺栓连接节点两类节点两类按照节点的构造型式可以分为焊接钢板节点、焊按照节点的构造型式可以分为焊接钢板节点、焊接空心球节点、焊接短钢管节点、螺栓球节点等。接空心球节点、焊接短钢管节点、螺栓球节点等。节
12、点连接件焊接空心球螺栓球空心球螺栓连接焊接钢板节点6.6.网架设计验算网架设计验算由于网架构造不同,固验算方法复杂多变,现阶段由于网架构造不同,固验算方法复杂多变,现阶段一般通过电算程序辅助设计。常用电算程序为空间一般通过电算程序辅助设计。常用电算程序为空间网架构造分析设计程序网架构造分析设计程序SFCAD2004SFCAD2004。四、网架制作 网架制作的方法与钢桁架根本一样。但是由于是空间构造,所以它的精度要求也比一般的平面桁架严格。一般地,制作由专业化单位完成。国内目前常用的几种节点与杆件的制作方法简介如下:1.节点制作焊接钢板节点焊接钢板节点根据图纸放样,剪板机下料,适当根据图纸放样,
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