网架设计
网架设计的相关问题研究
网架设计的相关问题研究摘要：本文主要从概念设计、结构选型以及支座设计方面对网架设计进行相关分析与研究。
关键词：网架设计；结构设计引言：大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。
大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。
大跨空间结构的类型和形式十分丰富多彩，习惯上分为如下这些类型：钢筋混凝土薄壳结构；平板网架结构；网壳结构；悬索结构；膜结构和索－膜结构。
相对而言自第一个平板网架（上海师范学院球类房，31.5mx40.5m）于1964年建成以来，网架结构一直保持较好发展势头。
1967年建成的首都体育馆采用斜放正交网架，其矩形平面尺寸为99mx112m，厚6m，采用型钢构件，高强螺栓连接，用钢指标65kg 每平米（1kg每平米≈9.8pa）。
1973年建成的上海万人体育馆采用圆形平面的三向网架净架110m，厚6m，采用圆钢管构件和焊接空心球结点，用钢指标47kg 每平米。
当时平板网架在国内还是全新的结构形式，这两个网架规模都比较大，即使从今天来看仍然具有代表性，因而对工程界产生了很大影响。
在当时体育馆建设需求的激励下，国内各高校、研究机构和设计部门对这种新结构投入了许多力量，专业的制作和安装企业也逐渐成长，为这种结构的进一步发展打下了较坚实的基础。
改革开放以来的十多年里是我国空间结构快速发展的黄金时期而平板网架结构就自然地处于捷足先登的优先地位。
甚至80年代后期北京为迎接1990年亚运会兴建的一批体育建筑中，多数仍采用平板网架结构。
在这一时期，网架结构的设计已普遍采用计算机，生产技术也获得很大进步，开始广泛采用装配式的螺栓球结点，大大加快了网架的安装。
1.网架结构的概念设计网架结构在工程上的大量使用，皆因其能够做到大跨，耗能量低，承载力高，能根据建筑设计的要求实现不同的造型等特点。
网架结构在我国的工程中已经使用了几十年，其设计水平和施工手段已相当成熟。
设计空间网格结构时，应从工程实际情况出发，合理选用结构方案，网格布置与构造措施，并综合考虑加工制作与现场施工安装方法，以取得良好的技术经济效果。
罩棚网架工程施工设计(3篇)
第1篇本工程为某大型商业综合体项目中的罩棚网架工程，位于我国某市。
工程总建筑面积约10万平方米，其中罩棚网架面积约为2万平方米。
该工程采用钢结构罩棚网架结构，主要功能为遮阳、遮雨、采光和通风。
为确保工程质量和安全，特制定本工程施工设计。
二、设计原则1. 安全可靠：严格按照国家相关规范和标准进行设计，确保工程结构安全、稳定。
2. 经济合理：在满足功能要求的前提下，优化设计方案，降低工程成本。
3. 美观大方：注重罩棚网架外观设计，使其与周围环境相协调。
4. 环保节能：采用环保材料，提高能源利用效率。
三、结构设计1. 结构形式：采用螺栓球节点钢网架结构，具有安装方便、抗震性能好、自重轻等优点。
2. 材料选择：主材采用Q345B高强度钢材，辅材采用Q235B普通钢材。
螺栓球采用Q345B钢材。
3. 跨度及尺寸：根据建筑功能需求，罩棚网架跨度为60米，长宽尺寸分别为100米和50米。
4. 支撑系统：采用柱式支撑系统，柱子采用钢管，基础采用钢筋混凝土基础。
5. 节点设计：采用螺栓球节点，确保节点连接牢固、可靠。
四、施工设计1. 施工顺序：先进行基础施工，然后进行柱子、梁、网架等构件的安装，最后进行屋面、墙面等装修工程。
2. 施工工艺：采用高空散装法进行网架安装，确保施工安全、高效。
3. 施工设备：配备吊车、卷扬机、手动葫芦等施工设备，确保施工顺利进行。
4. 施工安全：严格执行国家有关安全生产法规，加强施工现场安全管理，确保施工人员生命安全。
5. 施工进度：根据工程实际情况，制定合理的施工进度计划，确保工程按期完成。
五、质量保证1. 材料检验：对所有进场材料进行严格检验，确保材料质量符合要求。
2. 施工过程控制：加强施工过程的质量控制，严格执行施工规范和操作规程。
3. 验收标准：按照国家相关规范和标准进行工程验收，确保工程质量合格。
4. 质量保证体系：建立健全质量保证体系，确保工程从设计、施工到验收全过程的质量控制。
大跨度网架结构的设计要点
大跨度网架结构的设计要点摘要：随着现代社会的发展，人们对大跨度空间的需求越来越大，代表性场所包括会展中心、影剧院、体育场馆、共享大厅、飞机库等。
传统的平面结构如梁、拱、刚架、桁架等受其结构特性的限制，很难覆盖更大的空间。
网架结构能满足大跨度建筑的受力要求，与传统平面结构相比，具有受力合理、自重轻、抗震性能好、造型美观等优点。
机库类建筑属于典型的大跨度结构，本文以某机库结构设计为例，介绍大跨度网架结构的主要设计要点，以期为同类建筑工程设计提供参考。
关键词：大跨度；机库；网架1工程概况本项目机库位于成都市，建筑面积34719m2，南北向长208.80m，东西向宽117.00m，主要包含机库大厅、辅楼两部分，其中机库大厅地上1层，建筑高度40.65m（机库檐口至室外地面最低处的距离），主要功能为飞机定检，辅楼地上2层，建筑高度12.15m（有局部屋面），主要功能为飞机维修库的相关配套办公及设备用房等。
机库大厅屋面采用大跨度网架结构，大门处支承跨度为157m，机库大厅进深为77m，下部采用现浇钢筋混凝土框-排架结构（局部设置柱间支撑）；辅楼采用现浇钢筋混凝土框架结构，局部屋面设置网架。
本项目设计使用年限为50年，依据《建筑工程抗震设防分类标准》[1]，机库大厅抗震设防类别为重点设防类，结构安全等级为一级，重要性系数取1.1。
本地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组第二组，建筑场地类别为Ⅱ类。
2设计荷载对于大跨度建筑来说，合理准确地确定荷载及荷载组合是至关重要的。
考虑檩条及夹芯板，屋面上弦恒荷载取0.65kN/m2，吊挂消防管活荷载0.05 kN/m2，屋面下弦检修马道活荷载0.25kN/m2，考虑檩条及夹芯板重墙面恒荷载取0.65kN/ m2。
按工程地质勘察报告，本工程建筑场地为建筑抗震一般地段。
根据四川省住房和城乡建设厅抗震设防专项审查专家组意见，应适当提高抗震设防标准，如按7度设防采取抗震措施或按7度计算地震作用。
网架结构设计
（4－1）
如果将网架作为刚体考虑，则最少的支座约束链杆数为 6，故 r ≥6。
由此可知，当 m ≥ 3J − r 时，为超静定结构的必要条件；当 m ＝
3J − r 时，为静定结构的必要条件；当 m ≤ 3J − r 时，为几何可变体系。
3．网架几何不变的充分条件 分析网架结构几何不变的充分条件时，应先对组成网架的基本单元进 行分析，进而对网架的整体作出评价。 三角形是几何不变的。如果网架基本单元的外表面是由三角形所组 成，则此基本单元也将是几何不变的。在对组成网架的基本单元进行分析 时，一般有以下两种类型和两种分析方法。 1）两种类型： 自约结构体系 自身就为几何不变体系； 它约结构体系 需要加设支承链杆，才能成为几何不变体系。 2）两种分析方法：
图 4－16 棋盘形四角锥网架
图 4－17 三角锥网架
3）三角锥体系 这类网架的基本单元是一倒置的三角锥体。锥底的正三角形的三边为 网架的上弦杆，其棱为网架的腹杆。随着三角锥单元体布置的不同，上下 弦网格可为正三角形或六边形，从而构成不同的三角锥网架。 ① 三角锥网架 三角锥网架上下弦平面均为三角形网格，下弦三角形网格的顶点对着 上弦三角形网格的形心（图 4－17）。三角锥网架受力均匀，整体抗扭、抗 弯刚度好；节点构造复杂，上下弦节点交汇杆件数均为 9 根。适用于建筑 平面为三角形、六边形和圆形的情况。 上海徐汇区工人俱乐部剧场（六边形，外接圆直径 24m）采用了这种 网架结构型式。
的平面桁架相交而成（图 4－11）。
这类网架受力均匀，空间刚度大。
但也存在一定的不足，即在构造上
汇交于一个节点的杆件数量多，最
多可达 13 根，节点构造比较复杂，
宜采用圆钢管杆件及球节点。
三向网架适用于大跨度 （L>60m），而且建筑平面为三角形、
网架结构设计方案
3．网架几何不变的充分条件 分析网架结构几何不变的充分条件时，应先对组成网架的基本单元进 行分析，进而对网架的整体作出评价。 三角形是几何不变的。如果网架基本单元的外表面是由三角形所组 成，则此基本单元也将是几何不变的。在对组成网架的基本单元进行分析 时，一般有以下两种类型和两种分析方法。 1）两种类型： 自约结构体系 自身就为几何不变体系； 它约结构体系 需要加设支承链杆，才能成为几何不变体系。 2）两种分析方法：
三边支承，开口）采用了这种网架结构型式。
图 4－14 斜放四角锥网架
④ 星形四角锥网架
图 4－15 星形四角锥网架 7
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这种网架的单元体形似星体，星体单元由两个倒置的三角形小桁架相 互交叉而成（图 4－15）。两个小桁架底边构成网架上弦，它们与边界成 45 º角。在两个小桁架交汇处设有竖杆，各单元顶点相连即为下弦杆。因此， 它的上弦为正交斜放，下弦为正交正放，斜腹杆与上弦杆在同一竖直平面 内。上弦杆比下弦杆短，受力合理。但在角部的上弦杆可能受拉。该处支 座可能出现拉力。网架的受力情况接近交叉梁系，刚度稍差于正放四角锥 网架。
类较多，屋面排水坡的形成也较困难。
当平面长宽比为 1～2.25 之间时，长跨跨中下弦内力大于短跨跨中的
下弦内力；当平面长宽比大于 2.5 之间时，长跨跨中下弦内力小于短跨跨
中的下弦内力。当平面长宽比为 1～1.5 之间时，上弦杆的最大内力不在跨
中，而是在网架 1/4 平面的中部。这些内力分布规律不同于普通简支平板
平面
上弦
剖面
下弦
腹杆
上弦节点 下弦节点
图 4－7 网架结构图示图例
图 4－8 两向正交正放网架
14.PKPM网架设计软件STWJ介绍
快速建模—星形四角锥网架
快速建模—三角锥网架
快速建模—抽空三角锥网架
快速建模—蜂窝形三角锥网架
2.2 网架交互建模 SpasCAD 空间交互建模功能 针对网架模型特点的交互建模
交点平移
复制层
复杂网架
折线网架
弧线网架
夹角检查
导入导出spt文本_命令流建模
1. 导入导出spt文本格式。能直接在excel中编辑。 2. 巧妙修改注释行的作用。
应力比图 位移图 标准内力 组合内力 轴力包络 渲染图
文本结果
计算书 超限信息
应力比图：强度、稳定应力比、及长细比
节点位移图：恒载、活载或“恒+活”，及各种工况
计算书
采用PDF格式、TXT格式、图、文、表格 可以定制计算书中的包含内容与输出方式
计算书
节点设计与施工图绘制
节点 注释行 格式行
网格
导入、导出网格、节点文本
网架边界建模与高度自动优化
2.5 支座约束
荷载作用与组合
3.1 竖向荷载的快速输入(恒荷载、活荷载) 3.2 风荷载作用(可以选择计算的组数：1组、2组、4组) 3.3 悬挂吊车荷载 3.4 温度作用 3.5 地震作用分析：水平、竖向 3.6 荷载组合
86.47 126.78
差异比例
46.7%
悬挂吊车荷载
3.4 温度作用 总局体部设修定改
3.5 地震作用计算 可以选择考虑
竖向地震 水平地震 水平和竖向地震
竖向地震
抗规5.3.2简化方法 振型分解反应谱方法
默认组合 自定义
3.6 荷载组合
自动优选截面 优选截面库
自动优选截面
分析时三种模式
校核截面 自动优选截面 仅调整不满足构件
网架结构设计误区
网架结构设计误区百家论坛建筑结构?技术通讯钢结构设计释义与误区的探讨（二）丁芸孙（中国航空工业规划设计研究院北京 100011）4 支座假定与支座设计支座设计时目前不太注意荷载组合，因为大多数球节点承载力很强，或单向控制。
但是如果节点不是这样的，就应该考虑节点最不利荷载组合。
支座破坏判定时，如果按允许弹性应力太保守，按塑性则无统一标准：是塑性贯通，还是变形控制？相贯节点即以变形小于3％直径控制。
最近提出歪形能量的第四强度理论，即通过应力转动使得剪力为零，只有正应力平面，即成歪形，比允许弹性应力合理，但仍是弹性。
目前节点计算建议用弹塑性方法，按有限元计算，塑性阶段荷载变形曲线比较平，矩阵奇异，算不下去即可认为破损，使用荷载取破损荷载除以K＝3，但此算法尚需更多工程经验积累。
4．1网架（壳）支座假定与排架有何不同？排架柱子都是悬臂柱，承受水平力后整个排架靠悬臂柱承很大弯矩，而网架柱则设定网架是一块板，将水平力传至二侧的柱间支撑承受，因此网架原则上不承受弯矩，只要考虑P-Δ效应。
二者有本质区别，设计网架一定要摒弃排架概念。
受，悬臂柱承受间支撑的斜杆直接焊到下弦球不行？不少工程所有支座均根据过去经验，60m钢过施加力如何承受？水平推力一般由下部结构承受比当时设计标准定的跨度约30～40m，现在跨度大4．2网架（壳）是否一定要整体计算，即与柱子一起算？整体计算应该是最理想的，但由于有些程序没有梁元，计算有困难，另外对于独立柱来说，把柱当作一个弹簧参与整体计算，其差别在10%左右，工程上是可以接受的。
对于下部结构是框架或更复杂的结构，必须整体计算。
4．3平行墙面的支座能否都假定不动？平行墙面的支座设定不动，这样水平力如何分配到各支座是算不清的，只好与柱子进行整体计算。
而一般30～40m跨度的网壳，受力不大，算不清问题不大，可以当不动支座。
而跨度大、受力大的网壳，最好是在二侧柱间支撑取2个支座不动，其他支座均可动。
网架结构设计与施工规程
网架结构设计与施工规程一、引言。
网架结构是一种常见的建筑结构形式，它具有轻巧、美观、经济的特点，被广泛应用于各种建筑中，如体育馆、展览馆、停车场等。
网架结构的设计与施工规程对于确保建筑的安全性、稳定性和美观性具有重要意义。
本文将从网架结构设计与施工规程的角度，对其进行详细介绍。
二、网架结构设计。
1. 结构形式选择。
网架结构的结构形式多种多样，如球面网架、双曲面网架、单曲面网架等。
在设计网架结构时，需要根据建筑的功能、使用要求和环境条件等因素，选择合适的结构形式。
同时，还需要考虑结构的稳定性、承载能力和施工难度等因素，以确保结构的安全性和经济性。
2. 材料选择。
网架结构的材料选择对于结构的性能和成本具有重要影响。
一般来说，网架结构的材料主要包括钢材、铝合金、玻璃钢等。
在选择材料时，需要考虑材料的强度、耐腐蚀性、成本和施工性能等因素，以确保结构的稳定性和经济性。
3. 结构分析与设计。
在进行网架结构设计时，需要进行结构分析，包括静力分析、动力分析和有限元分析等，以确定结构的受力情况和变形情况。
然后根据结构的受力情况和变形情况，进行结构设计，包括结构尺寸、连接方式和支撑方式等，以确保结构的安全性和稳定性。
4. 美学设计。
网架结构作为建筑的一部分，其美学设计也是非常重要的。
在进行网架结构设计时，需要考虑结构的形态、比例和色彩等因素，以确保结构与建筑的整体风格和环境相协调。
三、网架结构施工规程。
1. 施工前准备。
在进行网架结构的施工前，需要进行施工前准备工作，包括施工方案的制定、施工图纸的编制、施工材料的准备和施工设备的调试等。
同时，还需要进行现场勘察和安全评估，以确保施工的安全性和顺利性。
2. 施工工艺。
网架结构的施工工艺主要包括材料的加工、构件的制作、连接件的安装和结构的组装等。
在进行施工工艺时，需要严格按照设计要求和施工规范进行，以确保结构的质量和稳定性。
3. 安全措施。
在进行网架结构的施工时，需要严格遵守安全规程，采取必要的安全措施，包括施工现场的封闭、施工人员的安全防护和施工设备的检查等，以确保施工的安全性和顺利性。