网架结构杆件和节点的设计与构造(谷风参考)
网架结构的设计要点探讨
网架结构的设计要点探讨摘要：在我国现代建筑行业快速持续稳定发展的历史背景之下，网架结构作为一种建筑造型美观，经济指标优良的结构形式，已被广泛应用于工业及民用建筑领域，并在我国现代建筑工程项目展示出了持续扩大的趋势。
因此结构设计中了掌握网架结构设计要点非常必要。
关键词：网架结构；杆件；节点前言：网架结构是现代空间结构中广为应用的一种重要形式。
现代社会中，由于科学技术的进步，社会生活的丰富，对建筑结构的跨度也提出了新的要求。
如在体育建筑中，为容纳更多观众和适应大型比赛的需求，要求大跨度的体育馆；在工业厂房中，为满足工艺改革的需要，也要求建造大柱网的联合车间等等。
为适应这些需求，空间结构在各类大跨度建筑中得到了越来越多的应用。
一、网架结构的几何尺寸网架结构的几何尺寸包括网格尺寸(指上弦网格尺寸)和网架高度。
可根据跨度大小柱网尺寸、屋面材料以及构造要求和建筑功能等因素确定。
1.网格尺寸网格尺寸(指上弦网格尺寸)一般为跨度的1/6~1/20，即在跨度方向有6 ~20个网格。
网格尺寸还与网架高度有密切关系，通常应使斜腹杆与弦杆平面的夹角为40~55°。
这样节点构造容易处理。
网格尺寸也与网架跨度大小有关。
跨度大的网架其网格尺寸应取得大一些。
根锯对矩形平面、周边支承的网架进行最优设计表明:最优网格数基本上随跨度的增大而增加，小跨度(<30m)为8~10格，中跨度(30~60m)为10~16格，大跨度(>60m)为12~20格。
荷载大小及矩形平面的长宽比对最优网格数没有影响。
此外，网格尺寸也应考虑通风管道等设备的设置问题。
网架尺寸可参考表1选用。
2.网架高度为保证网架中央的挠度不致过大，网架高度-般取为跨度的1/10~1/18，跨度铰大时，取较小值。
网架高度可参考表1选用，网架高度的确定主要取决于下列几个因素:一、建筑要求和容许挠度要求网架的高度应根据建筑要求、相对挠度要求和经济要求来确定。
网架结构课件ppt
防腐防锈
对网架结构进行防腐防锈处理，延长结构使 用寿命。
维护保养记录
建立维护保养记录制度，对每次检查、维修 和保养情况进行记录，以便于管理。
安全注意事项
高空作业安全
吊装作业安全
在网架结构施工过程中，涉及到高空作业 的情况较多，应采取必要的安全措施，如 系安全带、搭设安全网等。
在进行整体吊装时，应确保吊装设备和索 具的安全可靠，遵守操作规程，确保作业 人员和设备安全。
在施工过程中，对网架结构的各项参 数进行监测，发现问题及时进行调整 ，确保施工精度和质量。
05
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整体吊装
将拼装好的网架整体吊装到预定位置 ，并进行固定。
维护保养
定期检查
定期对网架结构进行检查，包括杆件、节点 、焊缝等部位，确保结构安全。
损坏修复
发现网架结构有损坏或异常情况时，及时进 行修复或更换。
网架结构的应用场景
网架结构广泛应用于 工业厂房、仓库、展 览馆、体育场馆等建 筑领域。
此外，网架结构还可 用于大型设备支撑、 舞台搭建、临时设施 等领域。
网架结构也可用于桥 梁、高速公路、地铁 等交通设施的建设。
2023
PART 02
网架结构的特性
REPORTING
受力特性
受力性能优异
网架结构能够将荷载均匀分散到 各个杆件上，从而减小单个杆件 承受的荷载，提高整体结构的承 载能力。
防火安全
安全用电
在网架结构施工现场，应设置消防设施， 并保持完好有效。同时，应加强火源管理 ，严禁吸烟等行为。
在施工过程中，应遵守安全用电规定，严 禁乱拉乱接电线，确保用电安全。
2023
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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1
t=(1/25～1/45)D=4～7.2mm； t =(1.2～2.0) max =4.2～7.0mm；且 t ≥4mm； 参照上述结果,可取t =6mm。
③空心球承载力验算： 空心球的抗压承载力设计值：
[Nc]c(4
t2d2 0td01.3 )
D
[c ] N 1 .0 ( 4 6 0 6 0 1 0 . 3 1 3 6 2 6 8 2 ) 0 0 1.4 3 (2 k 4 N － m N ( a 1 x .0 )k 5 1 N
常用钢管规格: φ48×3.5、φ60×3.5、φ75.5×3.75、φ89×4、 φ108×6、φ114×4、φ133×8、φ159×10、 φ168×12、φ180×14
选杆
规格统一的问题
小跨度网架:2～3种
大中跨度网架: 6～7种,一般不超过8种。
3．杆件的计算长度和长细比限值
（1）网架杆件的计算长度l0
正
边
放
边
四
相
角
连
锥
网
架
斜
顶
放
顶
四
相
角
连
锥
网
架
正放抽空四角锥网架
棋盘形四角锥网架
星形四角锥网架
4．六角锥体系网架
六角锥网架
2.2.3 网架结构的选 型
1．周边支承网架的 结构选型与工程实 例
上海体育馆
2．三边支承网架的 结构选型与工程实 例
广州白云 机场机库
屋盖
3．点支承网架的结构选型与工程实例
3. 2 网架结构
内容提示： 概述 网架结构选型 网架结构的计算与分析 网架结构的设计与构造
网架结构
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4）温度应力
钢结构的温度应力为：
温度应力与 支座约束密 切相关。
t E t
— 钢材的线膨胀系数，1.2×10-5 /℃
E— 钢材的弹性模量，2.06×105 N/mm2
对于两端固定的杆件，每变化1℃引起的温度应力约 为2.5N/mm2 对于可自由变形的杆件，每变化1℃引起的温度变形 为1.2×10-5L
15X6.6=99.0
17X6.6=112.2
正交斜放网架，高6m，角钢杆件， 板式螺栓节点，65kg/m2
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工程实例——上海万人体育馆
三向网架，直径110m，外挑7.3m，高6m 钢管杆件，焊接空心球节点，47kg/m2
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工程实例——飞机机库
首都机场四机位机库 1996 (2X153X90m)
(B)网架变高度
(A)网架整体起拱
(C)设短柱支托
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变高度网架
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5.网架起拱与容许挠度 • 起拱的目的是避免视觉和心理上的下垂感， 有时也用于降低网架在永久荷载下的挠度 • 起拱度≤L/300 • 对起拱网架设计时可按不起拱计算 • 容许挠度: 屋盖L/250, 楼盖L/300
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柱帽有下面几种常用形式：
（1） 设置在网架下，形成倒锥形支座。
特点：传力直接，但占据室内空间。
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（2）设置在网架内，柱直接支承在上弦节点上。
特点：不占室内空间；但承载力较 低，适用轻屋盖或中小跨度网架。
（3）设置在网架上，形成局部加高网格区域。
特点：不占室内空间，柱帽上凸 部分可兼作采光天窗。
适用于正方形和长方形建筑平面 角部短桁架对与其垂直的长桁架起
网架结构毕业设计
网架结构毕业设计网架结构毕业设计近年来，随着城市化进程的加快和建筑技术的不断发展，网架结构作为一种新兴的建筑形式，逐渐受到人们的关注和喜爱。
网架结构以其轻巧、灵活、美观的特点，成为现代建筑设计中的热门选择。
本文将探讨网架结构的设计原理、应用领域以及发展趋势。
一、设计原理网架结构的设计原理是基于力学和材料学的原理。
其核心思想是通过将杆件和节点相连接，形成一个稳定的三维结构。
杆件承担着承重的功能，节点则起到连接和传递力的作用。
通过合理的设计和布局，使得整个结构能够承受外部荷载，并保持稳定。
在网架结构的设计中，材料的选择是至关重要的。
常见的网架结构材料包括钢材、铝材和复合材料等。
不同的材料具有不同的特点和性能，需要根据具体的使用环境和要求来选择。
同时，设计者还需要考虑材料的强度、刚度、耐久性等因素，以确保结构的安全和可靠性。
二、应用领域网架结构的应用领域非常广泛，涵盖了建筑、桥梁、体育场馆等多个领域。
在建筑领域，网架结构常用于大跨度建筑的设计，如展馆、体育场等。
其轻巧的特点使得大空间的覆盖成为可能，同时还能够创造出独特的建筑形象。
在桥梁领域，网架结构可以用于设计各种形式的桥梁，如悬索桥、斜拉桥等。
其高强度和刚性使得桥梁能够承受大荷载，同时又能够减少材料的使用量。
在体育场馆领域，网架结构可以用于设计大型的体育场馆，如足球场、篮球馆等。
其灵活性和可变形性使得观众能够获得更好的视野和观赛体验。
三、发展趋势随着科技的不断进步和创新，网架结构在设计和施工方面也有了许多新的发展趋势。
首先，数字化设计技术的应用使得网架结构的设计更加精确和高效。
通过计算机模拟和分析，可以在设计阶段就对结构的性能进行评估和优化，从而提高结构的安全性和可靠性。
其次，新材料的应用也为网架结构的发展带来了新的可能。
例如，碳纤维复合材料具有轻质、高强度的特点，可以用于设计更加轻巧和刚性的网架结构。
再者，可持续发展的要求也对网架结构的设计提出了新的挑战。
钢网架结构设计探讨
钢网架结构设计探讨摘要：结合笔者从事某训练馆及健身馆网架屋盖设计实践，对网架结构屋盖的杆件设计、节点设计以及网架支座设计进行深入探讨，提出其在网架工程项目上较优的设计方案，为同类工程所参考。
关键词：屋盖设计；网架结构；训练馆；健身馆；节点设计1．工程简介本工程为四川双流国家羽毛球训练基地。
工程项目中专业训练馆为1栋4层局部2层的框架结构（由抗震缝分为四个单体4个单体），屋盖采用钢网架结构；全民健身馆为1栋3层框架结构，屋盖采用钢网架结构；运动员公寓为1栋5层斜屋面框架结构。
本工程项目建筑物抗震设防烈度为7度、设计基本地震加速度值为0.10g、设计地震为第三组，建筑场地类别为Ⅱ类。
建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级。
框架抗震等级专业训练馆、全民健身馆为二级，运动员公寓为三级。
专业训练馆屋盖分为A、B两个区，且均为42米跨度屋盖，屋盖斜向对角线为脊线，沿脊线坡向上下两侧，网架按照建筑的屋面造型布置杆件，均采用经济指标优秀、构造简单的螺栓球四角锥网架结构。
（图一，图二）。
全民健身馆二层楼盖为跨度为34.8米的单跨单向预应力梁楼盖结构，沿斜向对角线为脊线的双坡屋盖右侧最大悬挑14米，为保证较好的整体刚度，采用经济指标优秀、构造简单的焊接球四角锥网架结构，按照建筑的屋面造型布置网架杆件。
（图二）图1专业训练馆B区网架屋盖平面图图2 全民管网架屋盖平面图2．网架结构杆件的设计与构造杆件是网架结构主要的受力构件，网架结构涉及到的杆件设计通常较多，因此合理地设计杆件对于结构合理受力相当有帮助。
结合笔者工程实践经验，提出设计网架结构杆件设计的要点。
网架结构的杆件一般采用Q235钢和Q345钢，设计时所采用的钢杆件截面型式分为圆钢管、角钢、薄壁型钢三种。
对于杆件选取何种截面是有讲究的，杆件截面型式的选择在设计时通常是与网架的节点形式有关。
而对于网架杆件通常都是有强度以及稳定性来决定，因此杆件截面应根据承载力和稳定性的计算确定。
网架结构的设计与分析
网架结构的设计与分析摘要：网架结构在我国广泛用作厂房、体育馆、展厅、俱乐部等的屋盖结构。
本文详细阐述了网架结构的特点和设计过程，最后呈现了一组钢网架结构、火力发电厂的设计案例。
关键词：网架结构；结构设计；钢结构1.网架结构特点分析网架结构的结构特点决定了网架作为一种空间杆系结构系统，具有三向受力强度，可以承受不同方向的荷载。
网架结构的特点具体包括以下几个方面：1.网架结构刚度大，材料强度高，抗震性强。
（2）网架结构重量轻，节约钢材。
（3）网架结构适合工厂化生产。
由于网架结构的构件是标准化的，也可以提前组装，适合工厂化生产，为加快项目进程提供了有利条件和保障。
2.网架结构设计流程网架结构的设计必须符合我国相关法律法规的要求。
同时，具体设计必须结合各自项目的特点来实现。
一般来说，可分为方案分析、网架计算、施工图深化三个阶段。
2.1方案分析阶段要注意确定关键点，如网架的高度不能过大，以保证下方设备的使用高度；初始杆件规格尺寸、网架高度、连接方式的选择等。
应当本专业的规范规程以及各个专业的使用功能等原则。
其次，即既要满足网架结构的特点，又要满足承载力的要求，并考虑现场施工安装的便利性。
2.2网架结构计算阶段在结构计算过程中，应注意设置网架支座的支撑条件、设计工况和调整计算结果。
针对于真实情况下的支座构件情况的模拟是否准确，各个工况组合中子荷载及其分项系数的取值是否合适；或计算结构内力或挠度的修正方法是否正确，是否符合结构的安全性和规范的构造要求；检查网架结构的连接节点，如螺栓布置或焊缝尺寸是否合适等。
2.3施工图深化阶段施工图深化阶段大部分是节点施工图的计算和施工图的过程。
水平网架一般选择水平面作为基准面，弧形网架一般使用合适的布局，但计算中网架图案计算多条弧线的交点最好使用其他数据布局。
平面的位置一定要移到基点，否则画图的时候会有很多小的角度差异，影响网架球的组成。
3.设计实例3.1工程概况项目建设规模为2x 1000 MW模块化热电厂设计。
网架结构简介PPT课件
两向正交正放网架
两向正交斜放网架 三向网架
正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架 棋盘四角锥网架 斜放四角锥网架 星形四角锥网架
三角锥网架
抽空三角锥网架
三角锥体体系网架 蜂窝形三角锥网架
2021/3/7
CHENLI
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一、平面桁架网架（交叉桁架体系网架）
由平面桁架交叉组成。这类网架上下 弦长度相等，而且上下弦和腹杆位于同一 垂直面内，一般可计为斜腹杆受拉，竖杆 受压，斜腹杆与弦杆的角度在40-60之间， 这类网架有四种形式：
CHENLI
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图 棋盘形四角锥网架
• 棋盘形四角锥网架
• 保持正放四角锥网架 周边四角锥不变，中 间四角锥间隔抽空， 下弦杆呈正交斜放， 上弦杆呈正交正放。
• 克服了斜放四角锥网 架屋面板类型多，屋 面组织排水较困难的 缺点。
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CHENLI
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图 斜放四角锥网架
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• 斜放四角锥网架
• 上弦网格呈正交斜放， 下弦 网格为正交
正放。网架上弦杆短， 下弦杆长，受力合
理。
• 适用于中小跨度周边 支承，或周边支承与 点支承相结合的矩形 平面。
CHENLI
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图 星形四角锥网架
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
中小跨度周边支承情况。
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61结构形式62网架的结构形式63网架的支承方式广州新白云机场钢构工程新加坡滨海艺术中心大跨度结构的分类平面结构体系空间结构体系梁式结构平面空间桁架平面刚架结构拱式结构平板网架结构网壳结构悬索结构斜拉结构张拉整体结构梁式结构平面刚架结构拱式结构返回平面结构体系平板网架网壳结构maysvillebridge61网架结构是由很多杆件通过节点按照一定规律组成的网状空间杆系结构
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。
▪
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
▪
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
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
《建筑钢结构设计》52 网架结构
考虑多台吊车竖向荷载组合时，对一层吊车的单跨厂房的网架， 参与组合的吊车台数不应多于2台；对于一层吊车的多跨厂房的 网架，不多于4台。 吊车荷载是移动荷载，目前采用的组合方法是由设计人员根据经 验选定几种吊车组合及位置，作为单独的荷载工况进行计算，在 此基础上选出杆件的最大内力，作为吊车荷载的最不利组合值， 再与其他工况的内力进行组合。另一种方法是使吊车荷载简化为 均布荷载和其他工况进行组合。精确计算是根据吊车行走位置， 以每一位置作为单独荷载工况进行计算，找出各种位置时网架杆 件的最大内力，再与其他工况的内力进行组合。这种计算必须进 行几十种、甚至几百种组合，计算工作量大。
符合下列条件之一者，可不考虑由于温度变化而引起 的内力：
支座节点的构造允许网架侧移时，其侧移值应等于
或大于下式的计算值： u (LE t/0 .0f3 1 ) 8 /2E m
当周边支承的网架且网架验算方向跨度小于40m时， 支承结构应为独立柱或砖壁柱；
在单位力作用下，柱顶位移大于或等于上式的计算 值。当网架支座节点构造沿边界法向不能相对位移时， 由温度变化而引起的柱顶水平力可按下式计算：
(5) 上述荷载中，（1）、（2）两项必须考虑， （3）、（4）两项根据实际工程情况而定。
2 .可变荷载 作用在网架结构上的可变荷载：
(1)屋面或楼面活荷载：网架的屋面，一般不上人， 屋面活荷载标准值为0.5kN／m2。楼面活荷载根据工 程性质查荷载规范取用。
(2)雪荷载：雪荷载与屋面活荷载不必同时考虑，取 两者的大值。对雪荷载敏感的结构，基本雪压应适当 提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。雪荷载 的组合值系数可取0.7；频遇值系数可取0.6；准永久 值系数应按雪荷载分区I、II和III的不同，分别取0.5、 0.2和0。
结构节点和杆件的制作及应用
1 模型材料及工具 竹材、竹杆、502胶水、美工刀、钢板尺、卷尺、三角板、砂 纸、锉刀、剪刀以及其它常用文具。 2 结构的设计及制作 2.1 竹材的选择。竹皮应该选择纹理比较光滑，物理竹节不 多，且平整无褶皱的材料。竹皮如果出现弯折现象，则该处强度破 坏较大，故不可以使用。而竹节较多的竹皮，会使画线部分走位， 裁剪时出现错误，且在竹节处的受力会发生突变，易导致受力集 中，对结构不利甚至会发生破坏。另外，竹皮在使用过程中一定要 注意其自身的纹路，顺逆纹路的竹皮抗压强度有很大的不同，一般 来说，顺纹的受拉强度普遍高于逆纹的受拉强度。 2.2 竹皮杆件的制作 2.2.1 杆件制作。矩形截面的制作方法一般是，把竹皮裁成一 条一条的竹条，两两垂直拼成L形，两个L形再拼接在一起成为一个 完整的矩形截面的杆件。第一步，裁竹条。两种方法，第一种是直 接在竹皮上画线，这种方法竹皮的利用率较高；第二种是用CAD打印 出1:1的纸贴在竹皮上切割，然后用钢尺对准CAD上画好的线用美工 刀割下，这种方法裁出的竹条精准、误差小、耗时短，但被贴纸覆 盖的竹条不能有效利用，会造成浪费。在裁剪过程中，要注意以下 几点：①在切割竹皮时，一定要保证竹皮平整地铺在桌子上；②当 裁出大量竹皮条后，遵守“取其精华，去其糟粕”的原则，选择相 对较好的竹条来采用；③裁出的竹条可以用锉刀或砂纸打磨使其边 角平整顺滑，但打磨时仅仅是对竹皮条的边缘进行修整，切记不要 使劲打磨，当然，在裁剪时也可以稍增加一下竹皮条的尺寸，以防 打磨时出现打磨过多尺寸减小的问题。第二步，对竹条进行拼接。 首先将两根竹条粘贴在一起，使其侧截面成为L形，滴少量的胶水， 让502通过竹皮的毛细现象使两根竹条粘接在一起。在此过程中， 要注意以下几点：①两根竹条之间尽量不要留有空隙，粘贴时尽量 保持相对平整，可利用钢尺等工具固定两竹条使其彼此垂直，如果 粘贴不均匀，会使杆件存在初弯曲；②502胶水涂抹时，如果涂抹 不均匀，会导致杆件在受力过程中出现局部开裂破坏的现象，滴 过502胶水的模型要避免阳光的直射，否则会使模型滴胶处结块变 脆，也不能将模型放在潮湿的地方，否则502吸水会使模型受潮增 重，影响荷重比；③两个L形粘贴时，会出现两种形式的截面，第 一种是箱型杆，一般用于抗弯构件和宽厚比等于2:3或3:4的梁， 箱型杆类似于桥梁，根据模型跨度来判断模型的抗弯程度。第二 种是回型杆，属于受压构件，抗弯性能差，一般用作连接杆，回 型杆类似于桥墩，受力情况与箱型杆不同。因此，要根据杆件用 途分别制作形式截面。 2.2.2 杆件的加强。在杆件内部添加填充物：方法一，在四 个直角填充一定长度的细竹杆以提高杆件强度，如图1（1）；方法
网架结构的杆件设计和节点构造
主要内容：
➢ 5.1 网架结构概述 ➢ 5.2 网架结构的荷载和作用 ➢ 5.3 网架结构的设计和计算 ➢ 5.4 网架结构的杆件设计和节点构造
重点：
➢ 网架的形式 ➢ 网架的设计计算 ➢ 网架的节点构造
5.1 网架结构的概述
5.1.1 网架结构的定义及其特点 网架结构是有多根杆件按一定的网格形式通过节点连接而构成
c.三向网架:三个方向的竖向 平面桁架互成60°角斜向交叉。 上下弦平面内的网格均为几何不变 的三角形，因此，这种网架是由若 干以稳定的三棱体作为基本单元所 组成的几何不变体系。网架空间刚 度大，受力性能好，内力分布也较 均匀，但汇交于一个节点的杆件最 多可达13根。节点构造较复杂，宜 采用钢管杆件及焊接空心球节点。 三向网架适用于三角形、六边形、多边形和圆形并且跨度较大的建筑平面。 当用于圆形平面时，周边将出现一些不规则网格，需另行处理。三向网架的 节间一般较大，有时可达6m以上。
2 .网架的分类 按外形分类，可分为曲面网架、平面网架。 1)曲面网架（网壳） 曲面网架是由杆件按一定规律 组成的曲面结构，分单层及双层两 大类。网壳可设计成各种曲面，能 充分满足建筑外形及功能方面的要 求。曲面网架结构主要承受压力， 稳定问题比较突出。跨度较大时， 不能充分利用材料的强度。杆件和 节点的几何偏差，曲面偏离等初始 缺陷对曲面网架内力和整体稳定影 响较大。它利用了一定起拱度来实现外力的空间传递，而多余的上凸增加了 建筑容积，但是巨大的推力使其施工困难，材料消耗大。
a.正放四角锥网架:以 倒四角锥为组成单元，锥底 的四边为网架的上弦杆，锥 棱为腹杆，建筑平面为矩形 时，上下弦杆均与边界平行 或垂直。上下弦节点各连接 8根杆件，构造较统一。正放 四角锥网架的杆件受力比较 均匀，板的规格单一，便于 起拱，屋面排水相对容易处 理，但因杆件数目较多，其 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。
第二章 网架结构 (2)
ftb—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；
Aeff—高强度螺栓的有效截面积，mm2；当螺栓上开有滑槽时， Aeff应取螺纹处和滑槽处的有效截面积中的较小值。
少于2个螺距。
第二章 网架结构 §2.9 网架的节点设计
➢ 受压杆件端部主要通过套筒传递压力，此处高强 度螺栓只起连接作用，因此可按其内力设力值所 求得的螺栓直径适当减少。
（3）套筒（无纹螺母）的设计
➢ 套筒的作用是拧紧高强度螺栓，承受圆钢管杆件 传来的压力。
➢ 套筒的外形尺寸应符合搬手开口尺寸系列，端部 应平整，内孔径可比高强度螺栓直径大1mm。
2. 螺栓球节点的构造原理及受力特点 （1）构造原理
第二章 网架结构 §2.9 网架的节点设计
（2）受力特点
➢ 拧紧螺栓的过程，相当于对节点施加预应力的过 程。预应力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 时杆件拉力全由螺栓承受。
2.9 网架节点设计
2.9.1 节点型式及选择
➢ 节点在网架结构中起着连接汇交杆件，传递杆件 内力的作用。节点也是网架与屋面、吊顶、管道 设备、悬挂吊车等的连接之处，起着传递荷载的 作用。
➢ 节点型式的选择是网架设计中的重要内容。节点 设计是否合理，将直接影响网架的工作性能、安 装质量、用钢量及工程造价等。
➢ 套筒端部到紧固螺钉孔边缘的距离应使该处有效 截面抗剪承载力不低于紧固螺钉抗剪承载力进行 计算确定，且不应小于紧固螺钉孔径的1.5倍和 6mm。
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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。
b1——套筒左端部至高强度螺栓杆的滑槽 左边缘的距离，通常取b1=4mm；
b2——套筒右端部至高强度螺栓杆的滑槽 右边缘的距离，通常取b2=6mm。
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（4）紧固螺钉的设计
紧固螺钉的作用是扳手拧转套度螺栓时， 紧固螺钉承受剪力。当高强度螺栓拧至设 计所要求深度时，紧固螺钉到达螺栓的滑 槽端部的深槽，将紧固螺钉旋入深槽，加 以固定，防止套筒松动。
网架杆件计算长度l0
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三、网架杆件的容许长细比
1）受压杆件：[λ]=180 2）受拉杆件： 一般杆件[λ]=400， 支座附近处杆件[λ]=300， 直接承受动力荷载杆件[λ]=250。
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四、网架杆件的截面选择与最小截面 尺寸
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，
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（3）套筒（无纹螺母）的设计
套筒的作用是拧紧高强度螺栓，承受圆钢 管杆件传来的压力。
套筒的外形尺寸应符合扳手开口尺寸系列， 端部保持平整，内孔径可比高强度螺栓直 径大1mm。
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套筒的长度按下式计算：
Ln=a+b1+b2
式中，Ln——套筒长度，mm；
a——高强度螺栓杆上的滑槽长度，由上式 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。
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五、网架结构的节点设计与构造
1. 网架结构的节点型式及选择
1）按节点在网架中的位置可分为：中间节点（网 架杆件交汇的一般节点）、再分杆节点、屋脊节 点和支座节点。
2）按节点连接方式可以分为焊接连接节点、高强 度连接节点、焊接和高强度螺栓混合连接节点。
ξ——高强度螺栓伸进钢球长度与高强度螺栓直径的比值，一般取ξ=1.1； η——套筒外接圆直径与高强度螺栓直径的比值，一般取η=1.8。
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（2）高强度螺栓的设计
一般情况下，根据网架中最大受拉弦杆内 力和最大受拉腹杆内力各选定一个螺栓直 径，
若这两个螺栓直径相差太大，可以在这两 者之间再选一种螺栓直径；
锥头和封板的表面要保持平整，以确保紧 固高强度螺栓的装配质量。高强度螺栓孔 中心线应尽量与杆件轴线重合，螺栓孔径 比螺栓直径大0.5～1.0mm。
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锥头或封板与钢管的连接
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3. 焊接空心球节点
当网架杆件内力很大（一般≥750kN）时， 若仍采用螺栓球节点，会造成钢球过大而 使用钢量增多。此时应考虑采用焊接空心 球节点。
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；
Aeff——高强度螺栓的有效截面积，mm；可按表4－9选
取；当螺栓上开有滑槽时，Aeff应取螺纹处和滑槽处的有 效截面面积的较小值。
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（5）锥头和封板的设计
当圆钢管杆件直径≥76mm时，宜采用锥头。 锥头的任何截面均应与杆件截面等强度，
锥头底板的厚度不宜小于被连接杆件外径 的1/6。 锥头底板外侧平直部分的外接圆直径一般 取高强度螺栓直径的1.8倍加3～5mm；锥 头斜向筒壁的坡度应≤1/4。
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当圆钢管杆件直径＜76mm时，可采用封板， 其厚度不宜小于杆件外径的1/5。
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螺栓球节点的套筒、锥头和封板采用Q235系列、 Q345系列钢材；钢 球采用45号钢； 螺栓、销子或紧固 螺钉采用高强度 钢材如45号钢、 40B钢、40Cr钢、 20MnTiB钢等。
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2）螺栓球节点的构造原理及受力特点
（1）构造原理
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（2）受力特点
拧紧螺栓的过程，相当对节点施加预应力的过 程。
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。
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确定钢球直径D
式中，D——钢球直径，mm（应取两式算得结果中的较大值）； d1，d2——高强度螺栓直径，mm， d1≥d2； θ——两高强度螺栓轴线之间的最小夹角，rad；
即使网架跨度、荷载较大时，选用高强度 螺栓直径不宜过多，以免造成设计、制造、 安装过于麻烦。
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每个高强度螺栓的受拉承载力设计值 按下式计算：
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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；