网架、网壳结构

网架、网壳结构网架结构形式有哪几种？1）由平面桁架系组成的两向正交正放网架（图4-1a）、两向正交斜放网架（图4-1b）、两向斜交斜放网架、三向网架、单向折线网架。

2）由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架（图4-1c）、斜放四角锥网架、星形四角锥网架（图4-1d）。

3）由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角形网架。

网壳结构形式有哪几种？网壳结构有单层或双层，有以下常用形式：圆柱面网壳、球面网壳、椭圆抛物面网壳（双曲扁壳）及双曲抛物面网壳（鞍形网壳、扭网壳），见图4-2 什么是焊接空心球节点？它的节点构成和特点是什么？焊接球是由两个半球焊接面成的空心球，可分为不加肋和肋两种（图4-3，图4-4），用于连接杆件，成为焊接球接点。

图4-3 不加肋的空心球图4-4 加肋的空心球它的结构特点是：由于球体是各向同性的，所以可以与任意方向的杆件相连（图4-5，图4-6），且杆件的轴线均通过轴心而不会产生偏心。

当球体上汇交的杆件较多时这个优点更为突出。

因此，以空心球作为网架的连接节点，适应性强。

图4-5 空心球节点图4-6 加套管连接各种类型的网架，无论跨度和作用荷载的大小，当网架杆件采用圆钢管时，其节点均可采用焊接空心球的连接形式。

尤其是对三向交叉网架、三角锥网架、四角锥网架和六角锥网架更为适宜。

什么是螺栓球节点？螺栓球节点由螺栓、钢球、销子（或螺栓）、套筒和锥头或封板等零件组成，用于连接钢管杆件，见图4-7、图4-8。

螺栓球节点组合零件的作用是什么？1）高强螺栓（图4-9）的作用是连接杆件与螺栓球。

0.65d 图4-9 高强度螺栓外形图2）封板（用于钢管杆件直径＜60㎜时）和锥头（用于钢管杆件直径＞60㎜时）的作用是焊在杆件两端，使高强度螺栓与球连接（图4-10）。

图4-10 杆件组合图3）套筒的作用是拧紧高强螺栓，使杆件与球连接。

图4-11所示为设置紧固螺钉时的长形六角套筒。

1.8d图4-11 长形六角套筒图(设置紧固螺钉时)螺栓球节点杆件制作工艺主要有哪些？（1）钢管下料1）钢管设计尺寸如图4-12所示。

图4-12 钢管极限尺寸图2）钢管初始弯曲≤L/1000，且≤4㎜，下料前须检验。

3）钢管下料长度要小于设计长度2㎜。

4）钢管下料采用的设备及配置如下。

① 采用砂轮片锯配置钢管定制平台，切割钢管。

其特点是工作环境较差，保证质量需依靠人的因素。

② 采用带锯床，配置钳口夹持钢管，切割下料。

其特点是质量易保证，但效率稍低。

③ 采用专用钢管切割机床，有的还能一次将倒坡角β加工出来。

其工作环境、质量、效率均比以上两种方法都好。

④如果钢管直径，壁厚尺寸较大，以上三种设备及配置无法切割下料，此时采用（火焰）管道切割机，既切割下料又可切出倒坡角β，钢管在哪里就在可里切割，可流动作业。

5）钢管下料经常出现的缺陷有：①下料长度超出规定。

造成的原因是钢管在平台上的长度定位设置有误差，或在下料过程中长度定位设置松动移位。

避免该缺陷的方法是下料时进行首件检查，过程中进行抽查，及时校正并紧固定位设置。

②钢管下料其端面出现斜口。

造成的原因是钢管在平台上放置的轴线与砂轮片（或钢带锯条）不垂直，或在下料过程中钢管移动。

避免该缺陷的方法是下料时时行首件检查，过程中时行抽查，以及时纠正钢管侧向定位装置位置，并予以紧固。

（2）钢管倒坡钢管倒坡的设备有：①专用钢管切割机床，既可下料，同时可倒坡。

②管螺纹车制机床（机床主轴内孔可以装夹钢管），可用于钢管倒坡。

③（火焰）管道切割机，可用于钢管倒坡。

④有的企业按照管螺纹车制机床自制专用机床，用于钢管倒坡，也比较适用。

（3）杆件组装1）杆件组装的工艺装备：杆件组装需有工艺装备来控制设计图规定的长度。

杆件组装的工艺装备一般由导轨（按金属切削机床的导轨类型）和定位导板组成，如图4-13所示。

定位导板与导轨配合，能够沿导轨直线移动，以按杆件组合长度定位，定位导板上（一对）设有能卡高强度螺栓的定位槽，保证两定位导板的两槽同轴，且高强度螺栓与定位槽适当滑动，但间隙不得过大。

图4-13 杆件组装工艺装备示意图2）杆件组装的操作：由两位操作都，一头一位，锥头（或封板）套上相应的高强度螺栓，配上螺母，套人钢管两端，放入组装工艺装备的定位导板中间，高强度螺栓嵌入定位槽中，旋紧螺母，以使锥头（或封板）端面贴紧定位导板定位平面，之后，定位焊，钢管直径￠89以内的杆件组合定位焊三点，以圆周均分，定位焊缝长度3～5㎜；钢管直径￠114以上的杆件组合定位焊四点，以圆周均分，定位焊缝长度6～10㎜，定位焊缝的厚度不宜超过钢管厚度的2/3，定位焊缝使用与成型焊缝同型号的焊条。

3）杆件的组装要点：高强度螺栓嵌入定位装备定位槽两头到位，螺母拧紧，定位焊位置沿圆周分布均匀，以避免产生端面倾斜，组装杆件在转运过程中如碰掉锥头或封板，需在工艺装备上重新组装，切忌将锥头或封板随意装入，以防高强度螺栓装错和影响杆件位置精度和尺寸精度。

（4）杆件焊接杆件的焊接通常采用手工电弧焊、三氧化碳气体保护焊。

如果大直径杆件还可用埋弧焊。

当杆件焊缝为环形可采用手工电弧焊，并可在手工轻松转动的工艺装备上施焊，如图4-14所示。

设计转动工艺装备时，注意两滚轮的中心距离为H，杆件直径大，H就大，杆件直径小，则H就小一些。

图4-14 手工电弧焊杆件转动工艺装备手工电弧焊的焊条应符合国家标准（碳钢焊条GB5117、低合金钢焊条GB5118），并有制造厂合格证明书，如无格证书，应补作焊条化学成分分析及力学性能试验，确定其合格后方可使用。

杆件的钢管、锥头（或封板）材料为Q235或20钢系低碳钢，应按施工图的要求选用焊接材料，若设计无明确要求，可选用酸性结构钢焊条（如E4303［T422］），如果杆件的钢管、锥头（或封板）材料为Q345系低合金钢，选用碱性低氢型结构焊条（E5016［T506］，E5015［T507］）。

可根据钢管厚度选择手工电弧焊焊条直径。

焊接规范参见表4-1表4-1 焊条直径的选择带坡口多层焊时,首层用￠3.2～￠4焊条，其他各层用直径较大的焊条。

焊接电流可根据焊条使用说明书选项择，如无说明书推荐，可根据焊条直径选项择，参见表4-2。

表4-2 焊接电流的选择焊接工艺如下：①引弧应在焊缝前方进行，禁止在钢管、锥头封板上引弧和校验电流，也不得在工艺装备上引弧和校验电流。

②打底焊应采用较细的焊条，并要正确掌握焊条的角度的运条方法，以防产生层间未焊透和根部未焊透等缺陷。

③手工焊时禁止焊条未熔化部分在赤红状态上施焊。

④熔渣在赤红状态下不得清除，焊缝收尾应填满弧坑，焊缝端部必须封口良好，不得将钢管和锥头或封板边缘咬出缺口。

⑤电弧中断须重新引弧时，应在弧坑前15～20㎜处引弧，然后将电弧引向弧坑继续施焊。

手工电弧焊时要正确运条，保证焊缝的外观质量，焊接过程中若发现有气孔，夹渣、裂纹等缺陷，应及时除去，并补焊妥当，然后再继续施焊。

根据碱性低氢焊条的特点，在焊接时还需注意另外两点：①焊接时须用短弧操作，以窄焊道为宜。

②用直流电源时，一般用反极性接法，即焊条接正极。

网架、网架杆件用料是否可以对接使用？对接焊缝的杆件准许放在什么位置上？网架、网壳杆件用料一般都较长，市场上供应的材料均为定尺，因此在使用材料时必须同规格长短搭配精心套裁，尽管如此，剩余料头较多，材料消耗较大。

国家建设部2003年3月发布的《网壳结构技术规程》（JGJ61-2003）中做出了明确规定，对接焊缝可放在受压杆件及压弯杆件。

采用对接时，焊缝均应进行损探囊取物伤检验且每根杆件只允许有一条接焊缝。

对接杆件总数不应超过杆件总数的20%，并不得集中布置。

焊接球节点网架、网壳在总拼装以后，焊接时应特别注意焊接顺序，这是为什么？焊接球节点网架、网壳在总拼装以后，应严格遵守先焊中间节点，再向两端扩散焊接顺序，因为这样可以使焊接应力部分疏散。

应禁止几个焊工同时从两端向中间扩散的焊接顺序。

网架经构常用的工地安装方法有几种？各具有什么特点？适用范围如何？网架的安装方法，应根据网架受力的构造特点（如结构造型、网架刚度、外形特征、支承形式、支座构造等）在满足质量、安全、进度和经济效益的要求下结合施工技术条件和设备资源等因素。

因地制宜地综合确定。

常用的工地安装方法以有六种：高空散装法、分条分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法式和整顿秩序体顶升法。

（1）高空散装法高空散装法适用于螺栓连接的网架，超重运输较困难的地区，也适用于小拼单元用起重机吊至设计位置的拼装方法。

（2）分条分块安装法1）分条分块安装法适用于中小型网架的安装。

2）特点：大部分焊接拼装工作时在地面进行，有利于提高工程质量，并可省去大部分拼装支架；分条或分块大小应按当地起重设备而定，有利于降低成本。

（3）高空滑移法1）高空滑移法的适用范围①高空滑移法可用于建筑平面为矩形，梯形或多边形等平面。

②支承情况可为周边简支、或点支承与周边支承相结合等情况。

③当建筑平面为矩形时滑轨可设在两边圈梁上，实际两点牵引。

④当跨度较大时，可在中间增设滑轨，实行三点或四点牵引，避免网架因分条后加大挠度，也可采用加反梁办法解决。

⑤高空滑移适用于现场狭窄、山区等地区施工；也适用于跨越施工；如车间屋盖的更换、轧钢、机械等厂房内设备基础、设备与屋面结构平行施工。

2）高空滑移法的特点①由于在土建完成框架、圈梁以后进行，而且网架是架空作业的，因此对建筑物内部施工没有影响，网架安装与下部土建施工可以平立体作业，大大加快了工期。

②高空滑移法对起重设备、牵引设备要求不高，可用小型起重机或卷扬机，甚至不用；而且只需搭设局部的拼装支架，如建筑物端部有平台可利用，可搭设脚手架。

③采用单条滑移法时，摩擦阻力较小，如再加上滚轮，小跨度时用人力撬棍即可撬动前进。

④当用逐条累积滑移法时，牵引力逐渐加大，可采用小型卷扬机，因为网架滑移时速度不能过快（≤1m/min），一般均需滑轮组变速。

（4）整体吊装法1）整体吊装法适用于各种类型的网架结构，吊装时可在高空平移或旋转就位。

2）特点：网架地面总拼时可以就地与柱错位或在场外进行；当就地与柱错位总拼时，网架起升后在空中需要平移或移动1.0～2.0㎜左右再下降就位；由于柱是穿在网架的网格中的，因此凡与柱相连接的梁均应断开，即在网架吊状完成生再安装框架梁；建筑物在地面以上的结构必须待网架制作安装完成后才能进行，不能平行施工；当场地许可时，可在场外地面总拼网架，然后用起重机抬吊至建筑物上就位，这虽解决了室内结构拖延工期的问题，但起重机必须负重行驶较长距离；就地与柱错位总拼的方案适用于用拔杆吊装；场子外总拼文案适用于履带式，塔式起重机吊装；如用后拔杆抬吊应结合滑移法安装。

（5）整体提升法1）整体提升法适用于大跨度网架的重型屋盖系统周边支承或点支承网架的安装。