5.6网架节点设计
常见网架施工方案
常见网架施工方案1. 简介网架是一种用于支撑和固定各种设备和设施的结构，常用于建筑工地、工业设备、道路照明等场合。
在网架的施工过程中，需要综合考虑设计要求、材料选择、施工工艺等多个因素，才能保证施工的质量和安全性。
本文将介绍常见的网架施工方案，包括设计要求、材料选择和施工工艺，以帮助施工人员正确进行网架的施工。
2. 设计要求在进行网架施工之前，首先需要明确设计要求，以确保施工符合相关规范和安全标准。
以下是常见的设计要求：•荷载要求：根据实际使用情况确定网架能够承受的荷载大小，包括静载荷、动载荷和风载荷等。
•建筑布局：根据建筑结构和布局确定网架的布置方式和位置。
•材料选择：根据设计要求选择适合的材料，包括钢材、铝材、不锈钢等。
•可拆卸性：根据需要考虑网架的可拆卸性，以便于维护和迁移。
•安全要求：确保网架的施工和使用符合安全标准，如避雷、防腐蚀等。
3. 材料选择网架施工中常用的材料包括钢材、铝材和不锈钢等，下面将分别介绍它们的特点和应用场景：3.1 钢材钢材是网架施工中最常用的材料之一，它具有以下特点：•强度高：钢材具有很高的强度和刚性，能够承受较大的荷载。
•耐腐蚀性好：经过防腐处理的钢材能够抵御大部分腐蚀性环境。
•施工方便：钢材易于切割、焊接和安装。
在一般建筑工程和工业设备中，钢材网架被广泛应用。
它能够承受较大的荷载，并具有较长的使用寿命。
3.2 铝材铝材是另一种常见的网架材料，它具有以下特点：•轻质：铝材重量轻，便于搬运和安装。
•抗腐蚀性好：铝材能够抵御大部分腐蚀性环境。
•导电性好：铝材具有良好的导电性能，适用于电气设备的支撑。
铝材网架主要应用于电力、电气设备的支撑，以及轻型建筑、广告牌等场景。
3.3 不锈钢不锈钢是一种具有强抗腐蚀性的特殊钢材，它具有以下特点：•耐腐蚀性好：不锈钢具有优异的抗腐蚀性能，适用于腐蚀性环境。
•强度高：不锈钢的强度高于一般钢材。
•美观：不锈钢具有良好的外观和光泽。
不锈钢网架主要应用于有较高腐蚀要求的环境，如海洋工程、化工设备等。
网架结构杆件和节点的设计与构造
(2) 拉力支座节点
常用的拉力支座节点有下列两种型式： 1）平板拉力支座节点 对于较小跨度网架，支座拉力较小，可采
用与平板压力支座相同的构造，利用连接 支座与支承校的锚栓来承受拉力。 2）弧形拉力支座节点 弧形拉力支座节点的构造与弧形压力支座 相似。
6mm时，圆钢管杆件与空心球之间可采用 角焊缝连接，圆钢管内可不加设短衬管。 此时，按与杆件截面等强的条件可计算所
需角焊缝焊脚尺寸hf：
角焊缝的焊角尺寸hf还应符合以下要
求：
① 当t≤4mm时，hf≤1.5t，且不宜小于
4mm；
② 当t＞4mm时，hf≤1.2t，且不宜小于 6mm。t为与空心球相连的圆钢管杆件的壁
3）螺栓球节点的设计
（1）螺栓钢球体的设计 螺栓钢球体直径的大小主要取决于高强度
螺栓的直径，高强度螺栓拧入球体的长度 及相邻两杆件轴线之间的夹角。 当网架中各杆件所需高强度螺栓直径确定 以后，螺栓钢球直径的大小应同时满足两 个条件： ① 保证相邻两螺栓在球体内不相碰； ② 保证套筒与钢球之间有足够的接触面。
式中，Nmax——网架杆件（弦杆或腹杆）中的最大拉力
设计值，N；
Nbt——高强度螺栓的抗拉承载力设计值，N；
ψ——螺栓直径对承载力影响系数，当螺栓直径<30mm时， ψ=1.0；
当螺栓直径>30mm时，ψ=0.93。
fbt——高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值：对40Cr
钢、40B钢、20MnTiB钢为430N/mm2；对45号钢为 365N/mm2；
网架杆件的最小截面尺寸应根据网架跨度 及网格大小确定，
角钢不宜小于∟50×3， 圆钢管不宜小于Φ48×2。 薄壁型钢的壁厚不应小于2mm。
五、网架结构的节点设计与构造
网架结构杆件和节点的设计与构造(谷风参考)
一、杆件材料及截面型式
网架结构的杆件一般采用Q235钢和Q345 钢
钢杆件截面型式分为圆钢管、角钢、薄 壁型钢三种。
杆件截面型式的选择与网架的节点形式 有关。
网架杆件的截面应根据承载力和稳定性 的计算确定。
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二、网架杆件的计算长度
杆件的计算长度与汇集于节点的杆件受力 状况及节点构造有关。
3）按节点的构造型式可分为板节点、半球节点、 球节点、钢管圆筒节点、钢管鼓节点等。
网架节点设计的要求是：受力合理，传力明确， 便于制造、安装，节省钢材。
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2. 螺栓球节点
1）螺栓球节点的组成、材料、特点 螺栓球一般由钢球、高强度螺栓、紧固螺
钉（或销子）、套筒和锥头或封板等零件 组成，适合与连接圆钢管杆件。
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未拧紧的状态
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拧紧后的状态
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滑槽长度可按下式计算：
式中， a——滑槽深度，mm；
dξ——高强度螺栓伸入钢球的长度，mm；
c——高强度螺栓露出的套筒外的长度，一 般=4～6mm，且不应少于两个螺距； c
sd——紧固螺钉的直径，一般为M4、M5、
M6、M8、M10。
预应力的大小与拧紧程度成正比。 此时螺栓受预拉力，套筒受预压力；在节点上形
成自相平衡的内力，而杆件不受力。 当网架承受荷载后，拉杆内力通过螺栓受拉传递，
随着荷载的增加，套筒预压力逐渐减小；到破坏 时，杆件压力全由套筒承受。
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3）螺栓球节点的设计
（1）螺栓钢球体的设计
螺栓钢球体直径的大小主要取决于高强度 螺栓的直径，高强度螺栓拧入球体的长度 及相邻两杆件轴线之间的夹角。
网架结构节点设计解析
网架结构节点设计解析网架结构节点是指构成整个网架结构的基本组成部分，它们之间的连接和关系决定了网架的功能和性能。
设计好网架结构节点是一个关键的任务，本文将从设计的目标、关键要素、节点类型和实现方法四个方面对网架结构节点的设计进行解析。
一、设计目标网架结构节点的设计目标是确保整个系统的稳定性、可靠性、可扩展性和性能。
稳定性要求节点之间的通信和数据传输效率高、可靠性高，系统能够长时间运行而不发生故障；可扩展性要求节点能够扩展和缩小，适应不同规模和负载的需求；性能要求节点能够快速响应用户请求，处理大量的数据和并发访问。
二、关键要素1.节点类型：节点可以分为核心节点、边缘节点和终端节点。
核心节点是整个网架的核心部分，负责处理核心任务和协调各个节点的工作；边缘节点是核心节点和终端节点之间的桥梁，负责缓冲和转发数据，减轻核心节点的负载；终端节点是最终的用户访问节点，负责接收用户请求和返回处理结果。
2.节点连接：节点之间的连接可以通过物理连接或逻辑连接来实现。
物理连接是指直接通过网络、硬件等传输媒介进行连接，适用于距离较近、传输速度要求高的情况；逻辑连接是通过软件协议、API等进行连接，适用于跨网络、跨地域的通信。
3.节点功能：节点的功能包括数据处理、存储、计算、通信等，不同节点的功能可以根据具体需求进行配置和分配。
例如，核心节点的存储和计算能力要求较高，边缘节点的通信和转发能力要求较高，终端节点的用户接口和交互能力要求较高。
三、节点类型1.核心节点：核心节点是整个网架的核心部分，负责处理核心任务、协调各个节点的工作和维护整个系统的稳定性和可靠性。
核心节点的设计要考虑高可用性、高性能和高扩展性。
可以采用分布式架构，将不同功能和任务的核心节点分开部署，通过负载均衡和集群技术来分担负载和提高系统性能。
2.边缘节点：边缘节点是核心节点和终端节点之间的桥梁，负责缓冲和转发数据，减轻核心节点的负载，并提高系统的响应速度。
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。
网架工程方案
网架工程方案一、前言为了适应快速发展的城市和工业化进程，越来越多的建筑和设施需要使用网架结构。
网架结构具有轻质、高效、经济、美观等特点，使得其在工程建设中得到广泛应用。
本文将以网架工程方案为主题，对网架结构的设计方法、构造材料、构造过程等方面进行分析和讨论，以期为相关工程项目提供参考。
二、网架结构设计方法1. 规划设计在进行网架工程方案设计时，需要首先进行规划设计。
规划设计是指对工程项目的需求、可行性进行全面的分析和研究，确定工程项目的投资、设计标准、施工方案等方面的内容。
在网架工程方案设计中，规划设计是非常重要的一个阶段，其主要包括以下几个方面的内容：（1）根据工程项目的规模和用途确定网架结构的类型和尺寸；（2）确定网架结构的荷载标准和设计要求；（3）确定网架结构的建设地点和场地环境；（4）确定网架结构的施工周期、预算等。
2. 结构设计网架结构的设计是建筑结构设计的一个重要组成部分，其设计方法主要包括传统的静力分析方法和现代的有限元分析方法。
传统的静力分析方法是利用物理力学原理和结构力学知识对网架结构进行力学计算和分析，确定网架结构的受力状态和构造尺寸。
而现代的有限元分析方法是将网架结构分解为许多小单元，利用电脑技术进行模拟计算，得到网架结构的受力分布和变形情况。
在网架结构设计中，需要对结构的荷载和抗震要求进行精确分析，确定网架结构的荷载标准和设计要求。
同时，需要对网架结构的构造材料、构造方式、节点连接等方面进行综合考虑，确保网架结构的安全、可靠、经济和美观。
3. 建模设计网架结构的建模设计是结构设计的重要环节，其主要包括网架结构的三维建模和参数化建模。
在网架结构的三维建模过程中，需要根据结构的实际尺寸和形态对网架结构进行精确的建模，以便进行结构分析和计算。
而参数化建模是指在建模设计过程中对网架结构的构造参数进行建模，以便根据实际情况对网架结构的参数进行调整和优化。
4. 结构分析网架结构的结构分析是保证网架结构安全和可靠性的重要环节，其主要包括对网架结构的受力、变形、刚度、抗震性能等方面进行分析和计算。
网架结构的支座设计要点
网架( 网壳)结构作为一种高次超静定空间杆系结构，由于其受力性能好(理论上杆件只受轴力作用)、刚度大、整体性及抗震性能好、承载力强、受支座不均匀沉降影响小、适应性强，而计算理论的日益完善以及计算机技术飞速发展，使得对任何极其复杂的三维结构的分析与设计成为可能，因此网架结构被广泛应用于工业与民用建筑领域中。
但网架结构如果其支承结构、支座型式及边界条件设计不合理会对网架结构的安全性和经济性造成重要影响。
1. 支承结构与支承方式目前在很多工程中，网架（网壳）一般由专业的钢构公司根据事先假定的边界约束条件进行设计，再将他们算出来的支座反力作为外加荷载作用到下部支承结构中。
把网架（网壳）和下部支承结构分开计算，网架支座相对于下部结构的位移虽然可以通过弹性约束方法模拟，但是由下部支承结构变形带来的支座沉陷等支座本身的变位很难估算准确，算出来的结构内力在某些情况下会与实际情况差别较大，可能会给工程留下安全隐患。
下部结构可能是柱，也可能是梁，也可能是其他结构形式，不仅刚度是有限的，而且具体工程刚度差异可能很大，在这种假定条件下，算出来的杆件内力、支座反力及下部结构内力与采用网架支座刚度为实际刚度且上、下部结构共同工作的力学模型所计算出来的结果肯定是不相同的。
另外，分开计算还割裂了上下部结构的协同工作，使得上、下部结构的周期和位移计算均不准确。
通常网架的支承可以分为：周边支承、点支承以及点支承与周边支承混合使用三种方式，周边支承是将网架周边节点搁置在梁或柱上，点支承则是将网架支座以较大的间距搁置于独立梁或柱上，柱子与其他结构无联系。
网架（网壳）搁置在梁或柱上时，可以认为梁和柱的竖向刚度很大，忽略梁的竖向变形和柱子轴向变形，因此网架（网壳）支座竖向位移为零，网架（网壳）支座水平变形应考虑下部结构共同工作。
在周边支承网架（网壳）支座的径向应将下部支承结构作为网架（网壳）结构的弹性约束，而点支承网架（网壳）支座的边界条件应考虑水平X和Y两个方向的弹性约束。
钢结构基础5.6 屋架节点设计
图 5.26弦杆截面改变时的轴线
图 5.27杆件间空隙
• 钢结构基础 2、当焊接桁架的杆件用节点板连接时，腹杆与弦杆、腹杆 与腹杆之间的间隙不应小于20mm，相邻角焊缝焊趾间净 距不应小于5 mm。无集中荷载作用的节点，节点板应伸出 弦杆角钢肢背10～15mm以便施焊，如图5．27。
图 5.28
上弦节点两种做法
• 钢结构基础 ４、确定节点板外形时，应注意使其受力情况良好，节点板 边缘与杆件轴线的夹角α不应小于150，如图5.29(a)。节点 板的布置应尽量使连接焊缝中心受力，图5.29(b)所示的节 点板使连接杆件的焊缝偏心受力，应尽量避免采用。
在同一榀屋架中，所有中间节点板均采用同一厚度， 支座节点板由于受力大且很重要，厚度比中间节点板增大 2mm。
6M V f fw 2 0.7 h l 2 2 0.7h f l w f f w
2 2
• 钢结构基础
④ 节点板、加劲肋与支座底板连接的水平焊缝强度验算 按支座反力R计算，公式为：
f
0.7h f lw
R
f f fw
图 5.28
上弦节点两种做法
• 钢结构基础
有集中荷载作用的上弦节点，当上弦角钢较薄时，其 外伸肢容易弯曲，可用水平板或加劲肋予以加强。为放置 檩条或集中荷载下的水平板，可采用节点板不向上伸出或 部分向上伸出的两种做法。如图5.28。为了便于屋面构件 的搁置，可将节点板缩进弦杆背5～10mm，并用塞焊缝连 接。 ３、 节点板的形状应力求简单规则，不应有凹角，以免产 生严重的应力集中。一般至少有两边平行，如矩形、平行 四边形和直角梯形等，从而便于下料和节约钢材。节点板 的长和宽宜为5 mm的整倍数。
网架节点形式
1、网架节点形式：焊接球节点、螺栓球节点、钢板节点。
2、建筑幕墙防火构造要求：①幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的缝隙，应采用不燃材料封堵，填充材料可采用岩棉或矿棉，其厚度不应小于100mm，并应满足设计的耐火极限要求，在楼层间形成水平防火烟袋。
防火层应采用厚度不小于1.5mm镀锌钢板承托，不得采用铝板。
承托板与主体结构、幕墙结构及承托板之间的缝隙应采用防火密封胶密封。
防火密封胶应有法定检测机构的防火检验报告②无窗槛墙的幕墙，应在每层楼板的外沿设置耐火极限不低于1.0h、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙或防火玻璃墙。
在计算裙墙高度时可计入钢筋混凝土楼板厚度或过梁厚度③当建筑设计要求防火分区分隔有通透效果时，可采用单片防火玻璃或由其加工成的中空、夹层防火玻璃④防火层不应与玻璃直接接触，防火材料朝玻璃面处宜采用装饰材料覆盖⑤同一幕墙玻璃单元不应跨越两个防火分区⑥防火构造均应进行隐蔽工程验收。
3、主体工程验收的程序：建设工程主体验收按施工企业自评、设计认可、监理核定、业主验收、政府监督的程序进行。
①施工单位主体结构工程完工后，向建设单位提交建设工程主体结构分部工程质量验收报告，申请主体工程验收②监理单位核查施工单位提交的建设工程主体结构分部工程质量验收报告，对工程质量情况作出评价，填写建设工程主体验收监理评估报告③建设单位审查施工单位提交的建设工程主体结构分部工程质量验收报告，对符合验收要求的工程，组织设计、施工、监理等单位的相关人员组成验收组。
④建设单位在主体工程验收3个工作日前将验收时间、地点及验收组名单报至区建设工程质量监督站⑤建设单位组织验收组成员在建设工程质量监督站监督下在规定的时间内对建设工程主体工程进行工程实体和工程资料的全面验收。
4、幕墙工程检测项目：①硅酮结构胶的相容性试验②幕墙后置埋件的现场拉拔强度③幕墙的抗风压性能空气渗透性能雨水渗漏性能及平面变形性能。
5、危险源辨识的方法：专家调查法、头脑风暴法、德尔菲法、现场调查法、工作任务分析法、安全检查表法、危险与可操作性研究法、事件树分析法和故障树分析法。
网架设计方案
网架设计方案一、概述本文将针对网架的设计方案进行详细讨论和说明。
网架作为一种重要的建筑结构，具有承载能力强、适应性广等优点。
在设计方案中，我们将从结构形式、材料选择、施工工艺等方面进行综合考虑，以确保网架的稳定性和美观性。
二、结构形式在网架设计方案中，我们将采用空间结构形式。
空间网架结构能够灵活应对不同建筑场地和功能要求，同时能够提供较大的开放空间，增加室内采光和通风效果。
在选择具体的空间结构形式时，我们将充分考虑建筑功能需求和环境条件，确保结构的稳定性和可靠性。
三、材料选择1. 钢材：网架结构中采用的主要材料为钢材，具有强度高、耐久性好等优点。
在选择钢材时，我们将根据设计要求和材料特性，选用合适的钢材牌号和规格。
同时，我们也将充分考虑钢材的抗腐蚀性能和维护成本，选择经济实用的材料。
2. 玻璃：网架结构中常使用玻璃作为填充材料，以提供良好的采光效果。
在选择玻璃时，我们将结合建筑功能和环境条件，选用适当的玻璃类型和厚度。
同时，我们也将考虑玻璃的安全性和维护性，确保网架结构整体的美观和使用安全。
四、施工工艺在网架设计方案中，我们将充分考虑施工工艺和技术要求，以确保施工过程的顺利进行和结构的稳定性。
在施工过程中，我们将采用先进的焊接技术和安装工艺，确保网架各组件之间的连接牢固可靠。
同时，我们也将配备专业的施工人员，严格按照设计方案进行施工，确保施工质量和进度。
五、效果展示在设计方案中，我们将采用虚拟仿真技术，通过三维模型展示网架结构的外观效果和空间感受。
通过虚拟仿真，客户可以直观地了解网架的设计理念和效果，提出宝贵的意见和建议。
同时，我们也将提供设计方案的平面图和剖面图，以便客户更好地理解和评估设计方案。
六、结论通过对网架设计方案的综合考虑和详细说明，我们相信该方案在结构稳定性、施工工艺和美观性等方面达到了较高的水平。
在项目实施中，我们将严格按照设计方案要求进行施工，确保项目的顺利进行和工程质量的达标。
第节网架的计算和设计
（5）荷载大，基本周期长。
（6）常用周围支承网架旳基本周期约0.3~0.7，网架旳前几种皆为竖向振型。
（8）强震区，宜选自振周期较长旳构造，以较少 地震作用；
（9）竖向振型以承受竖向振动为主，节点位移竖 向分量较大，水平分量较小。
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五 荷载组合 GB50009-2023 (3.2)
1 基本组合 1） 由可变荷载效应控制
2） 由永久荷载效应控制
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第三节 网架旳计算
一 基本假定：
二 1）节点为铰接，杆件只承受轴力；
2）按弹性措施分析、按小挠度理论计算；
1 y y
1 y3/2
3）按静力等效原则，将外荷载化为节点集中 荷载。
4) 支承条件根据支承构造旳刚度、支座节点 旳构造，假定为铰接或弹性支座。
3) 檩条或屋面板与网架必须可靠连接，防 止地震时屋面材料塌落伤人。
4) 网架屋面排水坡度旳形式应采用变高度 或整个网架起拱旳方法。
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第四节 网架杆件旳设计与构造
一 杆件材料和截面形式 网架杆件旳品种主要是Q235钢和Q345
（ 16Mn）钢。 网架杆件旳截面型式有：
S——风荷载体型系数； z——风压高度变化系数。
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4 积灰荷载GB50009-2023 (4.4)
厂房根据厂房性质考虑积灰荷载，可参 照荷载规范,也可由工艺提出。
屋面坡度≥45时，可不考虑积灰荷载。 积灰荷载应与雪荷载或屋面活荷载两者中 旳较大值同步考虑。
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5 吊车荷载 GB50009-2023 (5)
引进边界条件，解出各节点旳位移值。再由单 元杆件旳内力和位移间旳关系求杆件旳内力。
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2 下弦内力法
用于蜂窝形三角锥网架，全部腹杆与相应旳 下弦均位于同一竖向平面内，每个上弦节点与一 根下弦杆相相应。
3D3S空间网格技术手册
目录第一章 空间网格结构体系简介与设计要点 (5)1.1 空间网格结构体系简介 (5)1.2 空间网格结构体系设计要点 (7)第二章 网架与网壳结构功能说明 (12)2.1 结构建模 (12)2.2 显示查询 (22)2.3 构件属性 (22)2.4 荷载编辑 (23)2.5 内力线性及非线性分析 (24)2.6 设计验算 (24)2.7 节点设计 (25)2.8 施工图 (41)第三章 桁架结构功能说明 (46)3.1 结构编辑 (46)3.2 显示查询 (49)3.3 构件属性 (49)3.4 荷载编辑 (49)3.5 内力线性及非线性分析 (50)3.6 设计验算 (50)3.7 桁架节点验算 (50)3.8 后处理 (53)3.9 施工图 (67)3.10 相贯加工 (70)第四章 屋架结构功能说明 (76)4.1 结构编辑 (76)4.2 杆件设计 (76)4.3 实体模型 (78)4.4 节点设计 (83)4.5 施工图 (86)第五章 例题 (95)5.1 螺栓球网架 (95)5.2 焊接球网架 (102)5.3 网架下部为橡胶支座带混凝土柱网架 (102)5.4 网架模块的加锥、及模型包络的功能例题 (107)5.5 网架模块加吊车、辅助孔以及基准孔拟合功能例题 (109)5.6 直线空间桁架 (112)5.7 曲线空间桁架 (118)5.8 四边形廊桥模型及出相贯下料数据 (121)5.9 部分相贯桁架节点 (127)5.10 钢网架设计与分析 (129)5.11 网架-框架混合结构分析与设计 (139)5.12 带橡胶支座的网架结构分析与设计 (145)第六章 空间网格建模常见问题 (148)第一章 空间网格结构体系简介与设计要点1.1空间网格结构体系简介空间网格结构(space frame structures)是空间结构的一种，也是我国空间结构中发展最快、应用最广的结构形式。
网架工程制作方案设计
网架工程制作方案设计一、概述网架工程，是指用于支撑和保护线路（如电力线路、通信线路、管道等）的框架系统，通常由钢管或钢材制成。
网架工程的制作方案设计，是指在考虑施工、安全等因素的前提下，对网架工程的制作过程进行全面规划和设计。
本文将针对网架工程的制作方案进行详细介绍和设计。
二、设计内容1. 网架工程的结构设计（1）网架工程的结构设计要满足线路的承载需求，使得线路能够稳定地悬挂在网架上，不易受外力影响。
（2）根据线路的长度和重量，选择合适的钢材规格和型号，进行合理的搭接和连接。
（3）采用合适的横梁和立柱设计，以保证网架工程的整体稳定性和承载能力。
2. 网架工程的安全设计（1）在网架工程的制作过程中，要确保施工作业人员的安全，采取相应的安全防护措施。
（2）在网架工程的设计中，考虑到气候和环境等因素，对网架进行防腐、抗风、抗震等设计。
（3）对网架工程的结构进行全面的稳定性分析，确保在极端情况下也能正常运行。
3. 网架工程的制作工艺设计（1）根据实际需求，确定网架工程的制作工艺，包括材料的切割、焊接、热处理等工艺。
（2）采用先进的制作设备和工艺，确保网架工程的质量和精度，提高工作效率。
（3）在网架工程的制作过程中，对钢材进行加工和处理，以保证其耐久性和美观性。
4. 网架工程的施工组织设计（1）根据网架工程的实际情况和施工条件，制定合理的施工进度计划，明确施工任务和责任。
（2）合理配置施工人员和设备，确保施工任务的顺利进行。
（3）对施工现场进行全面的安全检查和监管，确保施工过程的安全和质量。
5. 网架工程的质量控制设计（1）在网架工程的制作过程中，严格执行质量管理标准，加强对材料、工艺和施工的质量控制。
（2）制定网架工程的质量检验方案，定期对网架工程进行质量检查，及时发现和处理质量问题。
（3）在网架工程的设计和制作过程中，确保材料和施工符合国家标准和规范，保证网架工程的质量和安全。
三、设计流程1. 工程前期调研（1）调查工程地形、地貌、气象等情况，了解工程的实际情况。
网架结构的杆件设计和节点构造共88页
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网架结构的杆件设计和节点构造
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
网架节点 ppt课件
2.2部分搭接球节点
网架、网壳结构技术规程一般要求在空心球上相邻杆件之 间留有一定的焊接间隙，通常会导致焊接球直径过大，对 结构受力性能、节点加工制作、建筑外观均会造成不利影 响。对于非标准网格，当杆件数量较多、杆件之间的夹角 很小时，容易导致焊接球直径过大。
当节点杆件数量较多时，为了减小空心球直径，允许部分 杆件之间搭接。此时所有交汇杆件的轴线均应通过球的中 心线，两个相交杆件中，截面积较大的杆件全截面焊接在 球体之上，另一杆件可焊接在被搭接杆与空心球上，但必 须保证有3/4的截面直接焊在球体上。
焊接空心球是由两块钢板经加热压成两个半球， 然后相焊而成，分为加肋、不加肋。空心球径等 于或大于30mm，且杆件内力较大，需要提高承载 力时，球内可加环肋。
2.1复杂受力状态
对于焊接空心球节点网架结构，由于空心球的壁厚相对较 小，虽然杆件全截面直接焊接于球体之上，但结构的整体 刚度与假定节点为理想铰接的整体刚度较为接近。对于空 间网格结构，有时杆件的弯矩不能忽略，焊接球节点需要 同时承受轴力、弯矩与剪力。此外，杆件可能需要采用圆 钢管以外其他截面形式。
杆件端部连接焊缝
锥头是一个轴对称旋转厚壳体。 锥头承载力主要与锥顶板厚度、锥头斜率、连接
管杆直径、锥头构造的应力集中等因素有关。
锥头构造
2.焊接空心球节点
焊接空心球适用于大 中型跨度的网架、网 壳结构。焊接空心球 在我国应用较为普遍， 在国外相对较少。焊 接空心球节点构造简 单，适用于连接钢管 杆件。球面与管件接 时，只需将钢管沿正 截切断，施工方便。
焊接钢板节点各杆 件形心线在节点板 处宜交于一点，杆 件与节点连接焊缝 的分布应使焊缝截 面的形心与杆件形 心相重合。
图d 四角锥体组成的网架节点构造
网架结构节点设计
网架结构节点设计
网架结构节点设计
浅谈网架结构节点设计
[摘要] 随着空间结构的发展，网架结构广泛用于体育馆、展览厅、餐厅、候车室、仓库及单层多跨工业厂房等屋盖承重结构，设计时采用什么节点形式变得非常重要。
[关键词] 焊接空心球；螺栓球；锥头；封板
网架节点的按构造形式可分为：焊接空心球节点、螺栓球节点、
水雷式螺栓球节点、钢管圆筒节点或钢管鼓节点。
1、焊接空心球节点设计
焊接空心球节点是天津大学土木系刘锡良教授研究成功和发明创
造的，并于1966年8月在全国首先应用在天津科学宫礼堂屋盖(现天津市科委礼堂) 上。
从那时至今已将这项发明推广应用于数千座网架工程之中，它对开创我国网架结构事业的发展，起到了重大的网架连接节点的空心钢球，可采用焊接成型或铸造成型。
在工程
实践中，普遍采用焊接成型的空心钢球。
焊接空心球节点有着许多独特优点：首先加工简单，由两个半球焊接而成；其次是杆件与球焊接自然对中，避免了节点偏心；三是受力合理、安全可靠，并且造价低廉，这也是便于推广的主要原因。
焊接成型的空心钢球是将按要求确定的两块圆钢板经热压或冷压
成两个半圆球壳(一般采用钢板热压成型的加工方法) ，而后再对焊成一个整球(无肋空心球) ；或是由两个半圆球壳中间加设一块环形。
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天然 橡胶
60±5
≥18.63
≥500
≥8.82
≤20
-40℃
橡胶垫板的力学性能
极限破坏 允许抗压强 度[б] (Mpa) 强度（Mpa）
表5-6-3
摩擦系数 µ
抗压弹性模 抗剪弹性 量E（Mpa） 模量G（Mpa） 由形状系数 β按表3-8 查得
7.84~9.80
＞58.82
E-β关系
与（钢）0.2 0.98~1.47 （与混凝土） 0.3
表5-6-4
7 8 9 579 10 657 11 745 12 843
β E（Mpa） β E（Mpa）
4 196
5 265
6
333 412 490
13
932
14
15
16
17
18
19
20
1863
1040 1157 1285 1422 1559 1706
橡胶垫板的计算
橡胶垫板的底面积A可根据承压条件按下式计算
A≥Rmax/[σ]
A-----垫板承压面积
a,b---分别为橡胶垫板短边与长边
Rmax----荷载标准值在支座引起的反力
260~ 390
400~ 590 12~14
600~ 880
890~ 1275
8~10 10~12
14~16 16~18
5.6.4支座节点
支座节点的构造形 式应受力明确、传 力简捷、安全可靠， 并应符合计算假定。 常用支座节点有以 下几种构造形式： 平板压力或拉力支 座，只适用于较小 跨度网架,见右图。
5.6.2螺栓球结点 螺栓球结点的构造 螺栓球结点由钢球、螺栓、套筒、销钉（或螺钉） 和锥头（或封板）等零件组成，见下图。适用于 连接钢管杆件。
Байду номын сангаас
螺栓球连接节点示意图
螺栓球节点及马道
焊接球节点
钢球尺寸
钢球大小取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径和螺 栓伸入球体的长度等因素。 由图，导出球体内螺栓不相碰的最小钢球直径D为
极限承载力，由
N-----钢管杆件设计拉力 R-----钢管的内半径 S-----螺帽和封板接触的圆环面的平均半径 f-----钢材强度设计值
-----封板厚度
锥头是一个轴对称旋转厚壳体。 锥头承载力主要与锥顶板厚度、锥头斜率、连 接管杆直径、锥头构造的应力集中等因素有关。
锥头构造
5.6.3
焊接钢管节点
管件直接汇交节点
网架的节点构造应满足下列要求 (1)受力合理，传力明确； (2)保证杆件汇交于一点，不产生附加弯矩； (3)构造简单，制作安装方便，耗钢量小； (4)避免难于检查、清刷、涂漆和容易积留湿气 或灰尘的死角或凹槽，管形截面应在两端封闭。
5.6.1焊接空心球节点
由强度条件得出
f-----钢材（或铸钢）抗弯强度设计值
弧形板的半径由下式确定
r-----弧面半径 f-----钢材（或铸钢）抗压设计强度 E-----钢材的弹性模量
橡胶制作设计
橡胶制作设计 橡胶垫板由氯丁橡胶或天然橡胶制成，胶料 和制成板的性能应符合表5-6-2～表5-6-4的 要求 胶料的物理机械性能 表5-6-2
由图36 ，导出满足套筒接触面要求的钢球直径D为
D-----钢球直径 （㎜ ） θ-----两个螺栓之间的最小夹角 （㎜ ） d1，d 2-----螺栓直径（㎜ ）， d1＞d 2
ε-----螺栓伸入钢球长度与螺栓直径的比例
η-----套筒外接圆直径与螺栓直径的比例
当相邻两杆夹角θ＞30º ，还要保证相邻两根杆件 （管端为封板）不相碰，由下图，导出钢球直径D 还须满足下式要求
焊接钢板节点
焊接钢板节点可由十字节点板盒盖板组成十字节 点板宜由两块带企口的钢板对插而成（图a）,也 可由三块板正交焊成（图b）
焊接钢板节点
焊接钢板节点可用 于两向网架和由四 角锥体组成的网架。 常用焊接形式如图 （1）、图（2）所 示。 网架弦杆应同时与 盖板和十字节点板 连接，使角钢两肢 都能直接传力。 图（1）两向网架节点构造
D1，D2--相邻两根杆件的外径 θ--相邻两根杆件的夹角 d1--相应于D1杆件
所配螺栓直径 η--套筒外接圆直径 与螺栓直径之比 S--套筒长度
带封板管件的几何关系
螺栓，套筒
高强度螺栓应符合8.8或10.9级的要求，每个高 强度螺栓受拉承载力设计值按下式计算： 螺栓杆长度Lb由构造确定，其值为：
空心球节点空隙
空心球径等于或大于300㎜，且杆件内力较大，需 要提高承载力时，球内可加环肋 当空心球直径为120~500㎜时，其受压、受拉承载 力设计值可分别按下列公式计算 （a）受压空心球
（b）受拉空心球
空心球的壁厚应根据杆件内 力由公式计算确定。空心球 外径与壁厚的比值可在 D／t=24~25 范围内选用 空心球壁厚与钢管最大壁厚 的比值宜在1.2~2.0之间。 钢管杆件与空心球连接处， 管端应开坡口，并在钢管内 加衬管,在管端与 空心球之 间焊缝可按对接焊缝计算， 否则只能按斜角角焊缝计算 加衬管连接
图（2）四角锥体组成的网架节点构造
焊接钢板节点各杆件形心线在节点板处宜交于一 点，杆件与节点连接焊缝的分布应使焊缝截面的 形心与杆件形心相重合。 节点板厚度可根据网架最大杆件内力由表5-6-1 确定。
节点板厚度选用表 表5-6-1
杆件内力 （kN） 节点板厚 度（㎜）
150 8
160~ 250
5.6
网架节点设计
网架节点数量多，节点用钢量约占整个网架用 钢量的20％~25％，节点构造的好坏，对结构性 能、制造安装、耗钢量和工程造价都有相当大 的影响。网架的节点形式很多，目前国内常用 的节点形式主要有： (1)焊接空心球节点； (2)螺栓球节点； (3)焊接钢板节点； (4)焊接钢管节点 (5)杆件直接汇交节点
锥头和封板 当杆件管径较大时采用锥头连接。管径较小时采 用封板连接。连接焊缝以及锥头的任何截面应与 连接钢管等强。
杆件端部连接焊缝
封板厚度应按实际受力大小计算 封板厚度可按近似方法计算 沿环向单位宽度上板承受的力为
封
板
封板周边单位宽度径向弯距近似为
当
达到塑性铰弯距 可导出
，封板达到
在水平力作用下橡胶垫板应按下式进行抗滑移验 算 μRg≥GAu/d0 µ，d0----水平位移，厚度 µ----橡胶垫板与钢板或混凝土间的摩擦 系数，按表4-6-3采用 Rg---乘以荷载分项系数0.9的永久荷载 标准值引起的支座反力 G----橡胶垫板的抗剪弹性模量， 按表5-6-3采用。
橡胶垫板的构造要求 对气温不低于-25℃地区，可采用氯丁橡胶垫 板。对气温不低于-30℃地区，可采用耐寒氯 丁橡胶垫板。对气温不低于-40℃地区，可采 用天然橡胶垫板。 橡胶垫板的长边应与网架支座切线方向平行 放置。橡胶垫板与支柱或基座的钢板或混凝 土间可采用502胶等胶粘剂固定。
橡胶垫板上的螺孔直径应大于螺栓直径 10mm。设计时宜考虑长期使用后因橡胶老 化而需更换的条件。在橡胶垫板四周可涂 以防止老化的酚醛树脂，并粘结泡沫塑料。 橡胶垫板在安装、使用过程中应避免与油 脂等油类物质以及其他对橡胶有害的物质 接触。
根据橡胶剪切变形条件中 d0tana≥ u 及构造 要求，并取 tana=0.7，橡胶层厚度应满足下 式要求： 0.2a≥d0≥1.43µ µ-----由于温度变化等原因在网架支座处引 起的水平位移 1.43-----为tana的倒数，tana为橡胶层最 大容许剪切角的正切
橡胶垫板的压缩变形不能过大，为防止支座转动 引起橡胶垫板与支座底板部分脱开而形成局部承 压，也不能过小。 橡胶垫板的平均压缩变形应满足下列条件 0.05d0≥ωm≥θa θ---结构在支座处的最大转角(rad) 平均压缩变形ωm 可按下式计算 ωm=σmd0/E бm---平均压应力：σm=Rmax／A
双面弧形压力支座
球铰压力支座
只能转动而不能
平移，适用于多支点
支承的大跨度网架。
球铰压力支座
板式橡胶支座 适用于大中跨度网 架。通过橡胶垫的 压缩和剪切变形， 支座既可转动又可 平移。如果在一个 方向加限制，支座 为单向可侧移式， 否则为两向可侧移 式。
板式橡胶支座
平板支座节点设计
平板支座的构造和平面桁架的支座没有多少差 别，支座板的平面尺寸、厚度，肋板的尺寸和 焊缝都可参照桁架支座节点和柱脚的计算方法 确定。 网架平板支座不同于简支平面桁架支座的惟一 特点是有可能受拉，拉力支座的锚栓直径需要 通过计算确定，一个拉力螺栓的有效截面面积 应按下式计算。
单面弧形制作设计 弧形支座置于底板之上 其平面尺寸为 a1· b1≥R/f
R--支座反力 f---钢材（或铸钢）抗压强
度设计值 a1，b1---弧形支座宽度、长度
弧形支座尺寸
弧形支座板厚度 弧形板受力类似一倒置的双悬的挑板，上部支座 在弧面顶点提供支承，荷载为底部支座反力R／ (a1.b1) 弧形板中央截面最大弯距为
焊接空心球节点构造 简单，适用于连接钢 管杆件，球面与管件 接时，只需将钢管沿 正截切断，施工方便。
焊接空心球节点
焊接空心球是由两块钢板经加热压成两个半球， 然后相焊而成。分加肋、不加肋。
a 无肋
b 有肋
焊接空心球节点
空心球外径D
a ——球面上连接杆件之间的缝隙不宜小于10㎜ θ——汇交于球节点任意两钢管杆件间的夹 d1，d 2 ——组成θ角的钢管外径