2.网架结构(下)
钢网架 工程师总结(二)
网架制作与安装网架是用于大跨度房屋屋盖的空间结构体系，其自重轻、跨度大、节约材料。
近20年来网架结构得到了快速的发展。
我国首都机场机库所采用的网架达到宽90M，长360M，是目前跨度最大的网架结构之一。
第一节网架结构的形式网架结构的形式很多，按结构的组成形式可分为：双层网架、三层网架、组合网架。
其中，双层网架是指，由上弦、下弦、和弦杆间的腹杆、组成的网架。
三层网架是指，由上弦、中弦、下弦、和弦杆之间的腹杆、所组成的网架。
组合网架是用钢筋混凝土板替代网架的上弦杆，形成由钢筋混凝土板、钢腹杆、钢下弦组成。
双层网架，按照其网格形式可分为三大类：1平面桁架体系网架这类网架由平面桁架相互交叉组成，其上、下弦杆件长度相等，杆件类型少，且，上下弦和腹杆在同一面内。
由两组分别与边界平行的平面桁架互成90o组成。
见图8-1-1。
这种网架适用于接近正方形和跨度较小的建筑屋盖。
（1）两向正交正放网架图8-1-1两向正交正放网架（2）两向正交斜放网架由两组于边界成45o角的平面桁架，互成90o交叉而成。
见图8-1-2。
比正交正放网架空间刚度大，受力均匀用钢量小。
图8-1-2两向正交斜放网架（3） 两向斜交斜放网架这种网架由两组与边界成一斜角的平面桁架斜向相交而成，其构造复杂受力性能也不好因而很少采用。
见图8-1-3。
2 四角锥体系网架这类网架由倒置四角锥，按一定规律组成。
倒置四角锥的底边为上弦杆，锥菱为腹杆，锥顶间的连杆为下弦杆，其上下弦均是矩形。
图8-1-3两向斜交斜放网架（1） 正放四角锥网架将各个倒置的四角锥底边用上弦杆相连并与边界平行或垂直，用上弦杆平行的杆件，将各锥顶连接 形成四角锥网架，这种网架各个弦杆等长，当腹杆与上、下弦平面的夹角成45o 角时，则所有腹杆长度均相等。
此类网架适用于四边支撑，屋面荷载较大时的情况。
见图8-1-4。
图8-1-4正放四角锥网架（2） 斜放四角锥网架将各个倒置四角锥，底面的角与角相连，上弦杆与边界成45o 角，下弦杆正交正放，腹杆与下弦杆在同一垂直面内，就形成斜放四角锥网架。
(完整版)钢结构下册复习题及参考答案
房屋钢结构一、填空题1.门式刚架结构通常用于跨度为 m，柱距为m，柱高为m的单层工业房屋或公共建筑。
2.门式刚架屋面的坡度宜取；挑檐长度宜为m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。
3.门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：纵向不大于；横向不大于 m。
超过规定则需设。
4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的。
5.门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。
具体构造有、和三种形式。
6.压型钢板的板基厚度一般为mm。
7.屋面压型钢板侧向可采用、、等不同连接方式。
8.当檩条跨度（柱距）不超过m时，应优先选用实腹式檩条。
9.檩条在垂直地面的均布荷载作用下，按构件设计。
10.当檩条跨度大于m时，应在檩条跨中位置布置拉条；当檩条跨度大于m时，应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。
11.实腹式檩条可通过与刚架斜梁连接。
12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为，只承受静力荷载的钢屋架中拉杆的容许长细比为。
13.钢屋架的受压杆件，其合理的截面形式，应尽量对截面的两个主轴具有。
14.梯形钢屋架节点板的厚度，是根据来选定的。
15.由两个角钢组成的T形截面杆件，为了保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离应设置。
16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行和；钢屋架的轴心受压杆件应进行和。
17.梯形钢屋架的跨度大于等于m时，在下弦拼接处宜起拱，起拱高度一般为跨度的。
18.网架按跨度分类时：大跨度为 m以上；中跨度为m，小跨度为 m以下。
19.当采用钢檩条屋面体系时，网架的跨高比可选；上弦网格数可选。
L2为网架的短向跨度。
20.网架结构的容许挠度不应超过下列数值：用作屋盖时为；用作楼盖时为。
L2为网架的短向跨度。
21.网架屋面的排水坡度一般为。
22. 网架焊接空心球节点的直径D取决于、、等因素.23.网架焊接空心球节点的壁厚应根据由承载力验算公式确定，但不宜小于 mm。
空心球外径与壁厚的比值可在范围内选用，空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜在 之间。
网架、网壳结构
网壳结构的分类
• 按材料
– 木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑 料网壳、玻璃钢网壳等。
• 木网壳结构
– 仅在早期的少数建筑中采用，近年来，在一些木材丰 富的国家也有采用胶合木建造网壳的，有的跨度已超 过100m。但总的来说，木结构网壳用得并不多。
10.2 网架选型
根据建筑平面形状和跨度大小，支承方式、荷载 大小、屋面构造和材料、制作安装方法等因素。 《网架结构设计与施工规程》JGJ 7-91 ➢ 大跨度为60m以上 ➢ 中跨度为30～60m ➢ 小跨度为30m以下
1 网架结构的支承及其选型
支承方式:
➢周边支承 ➢点支承 ➢周边支承与点支承相结合 ➢两边和三边支承等。
3 网架的挠度要求及屋面排水坡度
➢ 容许挠度：用作屋盖—L2/250，用作楼盖—L2/300 ➢ 排水坡度：3%～5% ➢ 起拱要求：L2/300
找坡立柱
（a）用小立柱 网架屋面找坡
（b）起拱
10.3 网壳结构
• 网壳，即为网状壳体，是格构化的壳体，或者说是曲 面状的网架结构。
• 20世纪50~60年代，钢筋混凝土壳体得到了较大的发 展；但钢筋混凝土壳体结构很大一部分材料是用来承 受自重的，只有较少部分的材料用来承担外荷载，并 且施工很费事。
周边支承
l/3 l l/3
l/4 l
l
l/3
l
l
l/4
l/3
点支承 图 3—18 点支承
➢ 点支承网架受力与钢筋混凝土无梁楼盖相似。 ➢ 为减小跨中正弯矩及挠度，设计时应尽量带有悬挑，
多点支承网架的悬挑长度可取跨度的1／4～1／3 。
周边支承与点支承结合
网架的分类及节点组成分析
网架的分类及节点组成分析网架的概念网架和网壳总称为空间网格结构。
这种空间网格结构是由多根杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构，它可以充分发挥三维空间的优越性，传力路径更见简捷特别适用于大跨度建筑。
由双层或多层平板形网格组成的结构称为网架结构（简称网架），由单层或双层曲面形网格结构称为网壳。
一、网架结构的组成1）第一类是由平面桁架系组成的网架结构两向正交正放网架：这是由两组平面桁架系组成的网架，桁架系在平面上的投影轴线互成90°交角，且与边界平行或垂直，所形成网格可以是矩形的，也可以是正方形的。
两向正交斜放网架：它可由梁向正交正放网架在水平面上旋转45°而得，其交角也是90°，但每片桁架不与建筑物轴线平行，而是成45°的交角，故成为两向正交斜放网架。
三向网架：比两向网架的刚度大，适合在大跨度结构中采用，其平面适用于三角形，梯形及正六边形，在圆形平面中也可采用。
2）第二类是由四角锥体组成的网架由四根上弦组成正方形锥底,锥顶位于正方形的形心下方,由正方形四角节点向锥顶连接四根腹杆即形成一个四角锥体,将各个四角锥体按一定规律连接起来,便成为四角锥体网架。
正放四角锥网架:四角锥底边分别与建筑物的轴线相平行,各个四角锥体的底边相互连接形成网架的上弦杆，连接各个四角锥体的锥顶形成下弦杆并与建筑物的轴线平行。
这种网架的上下弦杆长度相等，并相互错开半个节间。
斜放四角锥网架:这种网架是将各四角锥体的锥底角与角相连，上弦（即锥底边）与建筑物轴线成45°交角，连接锥顶而形成的下弦仍与建筑物轴线平行。
这种网架受压的上弦杆长度小于受拉的下弦杆，因而受力比较合理，每个节点交汇的杆件数量少，因此用钢量较少。
缺点：是屋面板种类较多，屋面排水坡的形成比较困难。
棋盘四角锥网架：将整个斜放四角锥网架水平转动45°角，使网架上弦与建筑物轴线平行，下弦与建筑物轴线成45°交角，即得棋盘四角锥网架。
10第十章 网架结构
当锥尖向上时 ，上弦为正 三角形网格 ， 下弦为 正六角形网 格。
六角锥体网架杆件多，结点构造复杂； 屋面板为六角形或三角形，施工也较困难。 因此，仅在建筑有持珠要求时采用，一般
不宜采用。
本节所介绍的网架型式很多，其型式
的选择取决于建筑平面形状和尺寸，也取
决于屋盖的设计和建筑的具体条件，诸如
荷载、材料、施工方法、建筑物内部装修
做的有利，因为它的截面对受力有利，而且钢管杆件的结点 连接构造比较简单，可以节省材料，降低金属用量。 杆件采用16锰薄壁钢管(钢管厚度最薄可为1.5mm)比较 合理和有利,角钢杆件一般只在小跨度而且网架型式又简单 的情况下使用。
二、网架的结点
网架结点的型式和构造应与杆件形式相配 合。杆件为角钢时，应用钢板连接。连接方法可 以采用焊接与螺栓连接同时配合应用的方式。
适用范围：
由于网架具有上述优点，所以它的应用
范围很广，不仅适用于中小跨度的工业与民
用建筑，而且尤其适用于大跨度的体育馆、
展览馆、影剧院、大会堂等屋盖结构。
第二节 网架结构的分类
网架结构按外形的不同，可分为曲面网架和平面网架 两类(图10—2)。
一、曲面网架(或称 “网壳”) 曲面网架的外形 具有单曲或双曲等各 种曲面形状(图)。它 可以是单层曲面网格， 也可以是双层曲面网 格。曲面网架是利用 一定的起拱度来实现 外力的空间传递。曲 面网架相当于壳体挖 空，它的结构机理与 薄壳差不多，故这种 网架也称“网壳”。
二、两向正交斜放网架
这种网架也是两个方向的桁架组成，两向网架相交 也是成直角(90°)。不过，两个方向的桁架与建筑平面 边线斜交45° (图10—4)。
最长的桁架长度并不因平面长边的增加 而改变，它克服了两向正交正放网架当建筑 平面为长条矩形时接近单向受力状态的缺点。 所以，这种网架不仅可用于正方形建筑平面， 而且尤其适合用于任意尺寸的矩形建筑平面。 它适用于中等跨度和大跨度（60m以上) 的建筑，经济效果比前一种更为明显，应用 范围比前一种更为广泛。
网架施工试题及答案
网架施工试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 网架结构的施工中，以下哪项不是网架结构的特点？A. 空间受力B. 稳定性好C. 施工速度快D. 材料浪费大答案：D2. 网架施工中，通常采用哪种连接方式？A. 焊接B. 铆接C. 螺栓连接D. 胶粘连接答案：C3. 在网架结构施工中，下列哪项不是施工质量控制的关键点？A. 材料质量B. 连接质量C. 施工速度D. 安全措施答案：C4. 网架结构施工中，下列哪项不是施工前的准备工作？A. 施工方案的编制B. 施工图纸的审核C. 施工人员的培训D. 施工设备的采购答案：D5. 网架结构施工完成后，下列哪项不是验收的内容？A. 结构尺寸B. 连接质量C. 施工进度D. 安全性能答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 网架结构施工中，以下哪些因素会影响施工质量？A. 施工环境B. 施工人员技能C. 施工设备精度D. 施工图纸的准确性答案：A、B、C、D2. 网架结构施工中，以下哪些措施可以提高施工效率？A. 优化施工方案B. 采用先进的施工设备C. 加强施工人员培训D. 延长施工时间答案：A、B、C3. 网架结构施工中，以下哪些措施可以提高结构的稳定性？A. 增加结构的跨度B. 增加结构的刚度C. 采用高强度材料D. 优化结构设计答案：B、C、D4. 网架结构施工中，以下哪些是施工安全控制的内容？A. 施工人员安全教育B. 施工设备的安全检查C. 施工环境的安全评估D. 施工进度的控制答案：A、B、C5. 网架结构施工中，以下哪些是施工质量验收的标准？A. 结构尺寸符合设计要求B. 连接质量达到标准C. 施工材料符合规范D. 施工进度符合计划答案：A、B、C三、判断题（每题2分，共10分）1. 网架结构施工中，材料的浪费是不可避免的。
（错误）2. 网架结构施工中，螺栓连接是最常见的连接方式。
（正确）3. 网架结构施工完成后，不需要进行验收。
网架结构概述
网架结构概述一、网架与网壳（1）网架是按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的平板形或微曲形空间杆系结构，主要承受整体弯曲内力。
（2）网壳是按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的曲面状空间杆系结构或梁系结构，主要承受整体薄膜内力。
二、常见网架的网格形式（1）交叉桁架体系主要有图10-1～图10-4四种网格形式。
（2）四角锥体系主要有图10-5～图10-8四种网格形式。
图10-1 两向正交正放网架图10-2 两向正交斜放网架图10-3 两向斜交斜放网架图10-4 三向网架图10-5 正放四角锥网架图10-6 正放抽空四角锥网架图10-7 斜放四角锥网架图10-8 棋盘形四角锥网架三、常见网壳的网格形式（1）单层圆柱面网壳网格主要有图10-9～图10-12四种网格形式。
（2）单层球面网壳主要有图10-13～图10-16四种网格形式。
图10-9 单向斜杆正交正放网格图10-10 交叉斜杆正交正放网格图10-11 联方网格图10-12 三向网格图10-13 肋环形网格图10-14 肋环斜杆形网格图10-15 三向网格图10-16 扇形三向网格四、杆件与节点1.杆件网架的杆件可采用普通型钢或薄壁型钢。
管材宜采用高频焊管或无缝钢管。
2.节点网架的节点可分为螺栓球节点、焊接空心球节点和支座节点等。
目前，大多数的网架采用螺栓球节点和焊接空心球节点。
（1）螺栓球节点。
螺栓球节点是通过螺栓将管形截面杆件与钢球连接起来的节点，一般由高强度螺栓、钢球等零件组成，如图10-17所示。
图10-17 螺栓球节点1—钢球；2—高强度螺栓；3—套筒；4—紧固螺栓；5—锥头；6—封板（2）焊接空心球节点。
焊接空心球是由两个压制的半球焊接而成的。
其可分为加肋空心球和不加肋空心球两种。
这种节点形式构造简单、受力明确，但是节点的用钢量较大，是螺栓球节点的两倍，现场焊接工作量大，而且仰焊、立焊占很大比重。
（3）支座节点。
网架结构通过支座支撑于柱顶或梁上。
钢结构设计课后习题答案--王志骞
1。
1、屋盖结构主要组成部分是哪些？它们的作用是什么？A、屋架：支撑于柱或托架，承受屋面板或檩条传来的荷载；b、天窗：屋架跨度较大时，为了采光和通风的需要；C、支撑系统：用于增强屋架的侧向刚度，传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。
1.2、屋盖结构中有哪些支撑系统?支撑的作用是什么？（1)a、上弦横向水平支撑b、下弦横向水平支撑c、上弦纵向水平支撑d、下弦纵向水平支撑e、垂直支撑f、系杆（2)a、保证结构的空间整体性b、为弦杆提供适当的侧向支撑点c、承担并传递水平荷载d、保证结构安装时的稳定与方1.3、如何区分刚性系杆和柔性系杆？哪些位置需要设置刚性系杆？答:(1）刚性系杆：能承受压力，柔性系杆：只能承受拉力（2)上弦平面内檩条和大型屋面板可起到刚性系杆作用,因而可在屋架的屋脊和支座节点处设置系杆,当屋架横向支撑设置在第二柱间时所有系杆均为刚性系杆。
1.4实腹式和格构式檩条各适用于哪种情况？其优缺点是什么？答:（1）实腹式檩条常用于跨度为3～6m的情况,构造简单,制造及安装方便（2）桁架式檩条用于跨度较大（〉6m）的情况，分为三种形式：A、平面桁架式檩条，受力明确,用料省，但侧向刚度较差，必须设置拉条；B、T形桁架式檩条，整体性差，应沿跨度全长设置钢箍;C、空间桁架式檩条,刚度好，承载力大，不必设置拉条，安装方便，但是构造复杂，适用跨度和荷载较大的情况1.5为什么檩条要布置拉条？答：为了给檩条提供侧向支撑，减小檩条沿屋面坡度方向的跨度,除了侧向刚度较大的空间桁架式和T形桁架式檩条外，在实腹式檩条和平面桁架式檩条之间设置拉条。
1。
6三角形、梯形、平行弦桁架各适用于哪些屋盖体系?答:（1）三角形屋架:屋面坡度较大的有檩屋盖结构或中小跨度的轻型屋面结构（2）梯形屋架:用于屋面坡度较小的屋盖结构、工业厂房屋盖结构最常用形式（3）矩形屋架：用于托架或支撑体系中（4）曲拱屋架：用于有特殊要求的房屋中1。
7屋架的腹杆有哪些体系?各有什么特征？答：（1)三角形腹杆:单斜杆式，长杆受拉,短杆受压,经济；人字式，腹杆数少，节点少，构造简单；芬克式，腹杆受力合理,可分开运输。
第二章 网架结构 §2.10 网架的支座节点
2.10 网架支座节点支座节点应力求构造简单，传力明确，安全可靠，且尽量符合计算假定，以避免网架的实际内力和变形与计算值存在较大的差异而危及结构的安全。
应根据网架的类型，跨度的大小，作用荷载情况，网架杆件截面形状以及加工制造方法和施工安装方法等，选用适当型式的支座节点。
支座节点通常有平板支座、弧形支座、球铰支座和橡胶支座等。
根据受力状态，网架的支座节点一般分为压力支座节点和拉力支座节点两大类。
1．平板压力支座节点平板压力支座节点与平面桁架的支座节点相似。
节点构造简单，加工方便。
由十字型节点板及一块底板组成，用钢量省。
但支座底板下压应力分布不均匀，与计算中铰接的假定相差较大，只适用较小跨度（L 2≤40m）的网架。
底板上的锚栓孔可做成椭圆孔，以利于安装。
2．单面弧形压力支座节点由平板压力支座改进而来。
在支座底板和支承面顶板间设置用铸钢或厚钢板加工成的弧形垫块而成。
支座可产生微量转动和微量移动（线位移），且支座底板下的压力分布也较均匀。
（1) 弧形板中央截面（支承中心处）高度hc ：R —支座垂直反力设计值；f —弧形板所用钢材的抗弯强度设计值。
第二章网架结构§2.10 网架的支座节点单面弧形支座节点与计算简图比较接近，适用于周边支承的中、小跨度网架。
支承弧形板的构造与计算要求如下：3,504c Rb h mmlf ≥且不宜小于（2)弧形板圆弧面半径r ：（3)弧形板的边端高度h b 通常宜不小于15mm 。
（4)弧形板平面尺寸应满足局部承压强度要求。
lfR r 225≥3．双面弧形压力支座节点又称为摇摆支座，它是在支座板与柱顶板之间，设置一个上下均为圆弧曲面的铸钢件，在铸钢件两侧，都有从支座板和柱顶板伸出的带椭圆孔的厚钢板，采用粗螺栓（直径不宜小于30mm）将三者联结为整体。
支座节点基本上既能自由伸缩又能自由转动，比较符合不动圆柱铰支承的假定。
双面弧形压力支座节点适用于跨度大、支承网架的柱子或墙体的刚度较大，周边支承约束较强，温度应力影响也较显著的大型网架。
网架结构形式
网架结构形式
有11种形式的网架结构在我国得到不同程度的应用，下面从构成和特点两方面对这11种形式的网架加以介绍。
一、交叉桁架体系网架
第一大类是由两组或三组平面桁架组成的网架结构，称之为交叉桁架体系网架（如图）。
这是一种最简单的，也是最早得到采用的网架结构形式之一。
它是在交叉梁的基础上发展而来和演变而来。
这类网架的上、下弦杆等长。
腹杆一般可设计为“拉杆体系”，即长杆（斜杆）受拉，短杆（竖杆）受压，斜杆与弦杆夹角宜在40度到60度之间。
其中，竖杆为各组平面桁架所共用。
这类网架常用的有2种形式。
其中交叉桁架体系又分为：两向网架和三向网架。
二、三角锥体系网架
第二大类适合于正方形、矩形、三角形、梯形、六边形、八边形和圆形等平面形状的建筑。
其中分为：三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架。
三、四角锥体系网架
第三大类是由四角椎体组成的网架结构，有五种形式，分别是：正方四角锥网架、正方抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架和星型形四角锥网架。
四、六角锥体系网架
第四大类是由六角锥体（七面体）组成的网架结构，称为六角锥体系网架。
它的基本单位元为6根弦杆，6根弦杆构成的六角锥体（可
倒置或正置）。
这类网架的一种主要形式即为六角锥网架。
网架施工试题及答案
网架施工试题及答案一、选择题1. 网架结构的主要优点是什么？A. 重量轻B. 强度高C. 施工速度快D. 所有以上选项2. 下列哪项不是网架结构的常见类型？A. 平面网架B. 空间网架C. 悬索结构D. 桁架结构3. 网架施工中，常用的连接方式有哪些？A. 焊接B. 螺栓连接C. 铆接D. 所有以上选项二、填空题4. 网架结构在_________和_________方面具有明显优势。
5. 网架结构的施工应根据_________进行设计和施工。
三、简答题6. 简述网架施工的基本流程。
四、计算题7. 假设一个网架结构的总重量为100吨，每个节点的承载力为5吨，请计算至少需要多少个节点来支撑整个结构。
五、论述题8. 论述网架结构在现代建筑中的应用及其发展趋势。
答案：一、选择题1. 答案：D2. 答案：C3. 答案：D二、填空题4. 答案：空间跨度大，承载能力强5. 答案：工程实际需求三、简答题6. 答案：网架施工的基本流程包括：设计、材料准备、构件制作、现场拼装、节点连接、整体提升或安装、检查验收。
四、计算题7. 答案：100吨/5吨/节点 = 20个节点五、论述题8. 答案：网架结构因其轻质高强、施工速度快、空间跨度大等优点，在现代建筑中得到了广泛应用，如体育馆、展览馆、机场航站楼等。
随着新材料和新技术的发展，网架结构的设计和施工方法也在不断创新，如采用高强度钢材、新型连接技术等，以满足更高的建筑要求和美学标准。
同时，可持续发展理念的引入，也促使网架结构在节能环保方面展现出更大的潜力。
钢结构网架下钢丝绳支架排烟风管施工工法(2)
钢结构网架下钢丝绳支架排烟风管施工工法一、前言钢结构网架下钢丝绳支架排烟风管施工工法是一种用于建筑物排烟风管施工的特殊工法。
它通过利用钢结构网架提供的支撑，使用钢丝绳进行固定，以达到稳固悬挂风管的目的。
这种工法在施工过程中具有很多特点和优势，比如施工简便、安全可靠、成本低廉等，因此得到了广泛应用。
二、工法特点1. 施工简便：钢结构网架下钢丝绳支架排烟风管施工工法可以充分利用现有的钢结构网架作为支撑，省去了独立悬挂风管的步骤，从而降低了施工难度。
2. 安全可靠：钢结构网架具有良好的承载能力和稳定性，通过使用钢丝绳进行固定，可以确保风管在运行过程中的稳定性和安全性。
3. 成本低廉：相比其他悬挂风管的工法，钢结构网架下钢丝绳支架排烟风管施工工法所需的材料和设备成本较低，施工周期也相对较短，能够节约施工成本。
三、适应范围钢结构网架下钢丝绳支架排烟风管施工工法适用于各类建筑物的排烟风管施工，特别适用于钢结构厂房、工业建筑等，因为这些建筑物已经具备了较为完善的钢结构网架，可以直接利用。
四、工艺原理钢结构网架下钢丝绳支架排烟风管施工工法通过使用钢丝绳将排烟风管固定在钢结构网架上，实现了排烟风管的悬挂和支撑。
具体工艺包括以下几个方面：1. 设计方案：根据实际情况和设计要求，确定悬挂点的位置和数量，确定钢丝绳的规格和数量。
2. 预制设备：根据设计要求，预制钢丝绳支架和固定装置，并进行质量检查。
3. 安装钢丝绳支架：根据设计方案，将预制好的钢丝绳支架固定在钢结构网架上，确保支架的位置和平整度。
4. 固定排烟风管：使用钢丝绳将排烟风管与钢丝绳支架连接，使其牢固固定，确保安全可靠。
5. 检查和调整：完成施工后，进行检查和调整，确保风管的安装和固定效果符合设计要求。
五、施工工艺1. 确定悬挂点的位置和数量，根据设计要求进行预制。
2. 安装钢丝绳支架，按照设计方案和要求将钢丝绳支架固定在钢结构网架上。
3. 将排烟风管与钢丝绳支架连接，使用钢丝绳进行固定。
《网架结构设计》PPT课件 (2)
2．焊接空心球节点
（1）特点和适用范围
焊接空心球节点（Hollow spherical nodes）是目前在 国内得到广泛应用的一种节点形式，约占已建成网架 工程50%左右。这种节点是一种空心球体,它是将两块 圆钢板经热压或冷压（常用前者）成两个半球壳后再 对焊而成。空心球的钢材品种宜采用Q235钢和Q345 钢制作。
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
杆件
螺栓球
节点 焊接空心球
板节点
弦杆及支座
腹杆
l
0.9 l
l
腹杆
l
0.8 l
0.8 l
（2）网架杆件的长细比限值
1）受压杆件
180
2）受拉杆件
①一般杆件
400
角锥体系网架、四角锥体系网架和六角锥体系 网架。
3.2.2 .2 网架结构的形式 1．交叉桁架系网架
两向正交正放网架
两 向 正 交 斜 放 网 架
三 向 网 架
2．三角锥体系网架
架三 角 锥 网
蜂角 窝锥 形网 三架
锥抽 网
空架
三 角型
锥抽 网
空架
三 角型
Ⅱ Ⅰ
3．四角锥体系网架
网正
由于球体为各向同性，钢管杆件与空心球的配合不会产 生偏心，因此,焊接空心球节点适应性强，尤其对三向 网架、三角锥网架和六角锥网架更加适宜。
（2）焊接空心球的构造
焊接空心球按构造可分为两类：
不加肋空心球和加肋空心球。 当球直径≥300mm，且杆件内力较大需要提高空心球 承载能力要求时，可采用加肋空心球。加肋空心球的 承载力比不加肋空心球高约15%～30%。 加肋空心球的肋板厚度不应小于球壁厚度，通常可取 为与空心球壁厚相同。 肋板可用平台或凸台，采用凸台时，其高度不得大于 1mm，而且应使内力较大的杆件位于肋板平面内。
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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
《大跨空间结构》之
2.网架结构 (下)
Plate-like Space Truss
主讲人：钱宏亮
§2.3 网架结构分析
2.3.1 荷载作用 2.3.2 有限元分析方法
2.3.3 几何不变性分析
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§2.3.1 荷载作用
1．永久荷载 （1）自重（2）屋面（3）吊顶 (4) 设备管道 2．可变荷载 （1）屋面活载（2）屋面雪荷载（3）风荷载
d —— 主钢管杆件的外径（mm） f —— 钢材的抗拉强度设计值（N/mm2）
• 当空心球直径大于500mm时，乘0.9折减；
• 设加劲肋时，受压提高1.4倍，受拉提高1.1倍。
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思考：如何提高焊接空心球的抗压承载力?
球内灌浆
钢管穿通
加平行双肋
十字肋
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3、空心球节点连接构造
1）钢管与球的连接
球体
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1）空心球的设计与计算
① 空心球外径的确定
己知腹杆与下弦杆轴线间的夹角为=59°：
D d 1 2a d 2
60 80 2 10
D min
p 59 180
155 (mm)
本题取空心球外径=180mm。D≤300mm，不需加肋。 ② 空心球壁厚的确定 根据构造要求,空心球壁厚应满足如下条件： t=(1/25～1/45)D=4～7.2mm；
• 要求焊缝与钢管等强 • 开坡口，留缝隙；
• 管壁大于4mm时，加衬管
2）加劲肋的设置
• 球径大于300mm宜设肋， 大于500mm应设肋
• 肋板应设在主杆平面内
• 肋板厚度不小于球壁厚
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4、空心球节点设计步骤 1）估算空心球直径；
2）按构造要求确定空心球壁厚； 3）按公式核算空心球的承载能力； 4）进行杆件与空心球焊缝连接设计。
2.4.2 节点设计与构造
2.4.3 防腐与防火设计
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网架结构设计中最主要的两个问题是： 1）避免受压杆件屈曲
2）使节点有效传递荷载
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§2.4.1 杆件设计
一、杆件材料和截面形式
钢材品种主要为Q235钢和Q345钢
网架杆件的截面形式
a)圆管
b)等肢角钢
c)不等肢角钢
d)单角钢
EA EA
45°
2EA EA EA
45°
10EA EA EA
45°
EA
F
F
F
竖杆内力：0.58F 斜杆内力：0.29F
竖杆内力：0.72F 斜杆内力：0.18F
竖杆内力：0.93F 斜杆内力：0.05F
因此并非循环次数越多越好，原则上两次截面相差 不超过5%即可（通常3-4次）。
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腹杆 支座腹杆
1.0 1.0
节点 焊接球 0.9 0.8 0.9
板节点 1.0
0.8 1.0
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网架杆件的容许长细比:
1) 受压杆件
2) 受拉杆件 a)一般杆件 b)支座附近杆件 c)直接承受动力荷载
[λ]≤180
[λ]≤400 [λ]≤300 [λ]≤250
支座附近杆件有时会产生变号，故要求严格一些
注意：为简化施工，需将外径相近的空心球进行规格归并。
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例题：某四角锥网架焊接空心球下弦中间节点的 设计。己知：钢球及杆件所用材料均为Q235,钢 焊条为E43型焊条,手工焊接。
15.01kN
19.18kN
φ 60×2 φ 80×3.5
59°
φ 60×2
φ 80×3.5 137.76kN
170.95kN
壁厚： tb = D /(25～45) tb = (1.5～2.0) tpmax tb ≥4mm
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2、空心球节点承载力计算
当空心球直径为120～900mm时，其受压和受拉承载 力设计值NR可按下式计算：
NR ( 0 . 29 0 . 54 d )p tdf
D
D —— 空心球外径（mm）
§2.3.3 几何不变性分析
用程序计算时，如出现挠度特别大等不合理
情况，则该网架有可能为几何可变。此时，应对
网架进行几何不变性分析。
试判断以下网格结构的几何不变性
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网架几何不变的必要条件
对于具有 J 个节点 m 根杆件的网架，支承于有 r
根连杆的支座上时，其几何不变的必要条件为：
m + r - 3J 0 当 = 0时为静定结构 当 > 0 时为超静定结构
由十字节点板 1 和盖板 2组成，主要用于角钢杆件。杆
件与节点板的连接可以用焊接，也可以采用螺栓连接。受力
与角钢桁架的节点板类似。
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④ 相贯连接节点
将网架腹杆 ( 支管 ) 的端部经机械加工成相贯面后， 直接焊在弦杆(主管)上，也可以将一个方向的弦杆焊在 另一个方向的弦杆上。 优点是节点用钢量少，但是加工精度要求很高。 设计时要注意主管的局部屈曲问题。
t =(1.5～2.0) tpmax =4.2～7.0mm；且 t ≥4mm；
参照上述结果取t =6mm。
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③ 空心球承载力验算
d N R 0.29 0.54 p tdf D 80 0.29 0.54 3.14 6 80 215 180 171.7kN 170.95kN
直接承受动力荷载杆件要求具有更大刚度 低应力、小规格受拉杆件，长细比宜按压杆控制
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三、杆件的容许最小截面尺寸
1) 普通角钢不宜小于L50x3 2) 钢管不宜小于Ф48x3
3) 跨度较大的网架，不宜小于Ф60x3.5
四、杆件的截面计算
1)轴心受拉 2)轴心压杆
N f A l l [l ] rmin
L Eat u 1 2EAm 0.038 f
Am—— 支承平面弦杆截面积算数平均值（mm2） ——系数，正交正放=1.0，正交斜放=1.414，三向=2.0
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既允许温度变形又能有效抵抗侧向力 的支座设置
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单向滑动支座
板式橡胶支座
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5）地震作用 网架结构的自振频率和振型具有如下特点：
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温度变化范围是指施工安装完毕时的气温与 当地常年最高或最低气温之差。 网架支承平面弦件的温度应力大于非支承平 面杆件，边缘区域的杆件大于中间区域。
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符合下列条件之一者，可不考虑温度应力：
1. 支座节点的构造允许网架侧移，且允许侧移值大于或
等于网架温度变形值； 2. 网架周边支承、网架验算方向跨度小于40m，且支承 结构为独立柱； 3. 在单位力作用下，柱顶位移值大于或等于下式计算值：
3.铰接杆系模型
KU P
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空间桁架位移法计算流程图
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三、网架结构分析流程
结构几何建模 施加荷载 赋材料属性 添加边界条件
赋杆件截面初值 N 结构受力分析
结构性能评价 Y 杆件、节点设计
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（静力、动力、稳定） （内力、位移）
★ 补充说明
网架为多次超静定结构，截面调整将引起内力重分布
N f A l l [l ] rmin
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五、杆件的截面选择原则
1) 每个网架所选截面规格不宜太多；尽可能不选用 同径不同厚杆件。 2) 宜选用薄壁截面，使杆件获得较大回转半径，对
杆件受压有利
3) 选用市场能供应的规格 4) 钢管出厂一般均有负公差，故选择截面时应适当 留富余量，应力比控制在0.9以下 5) 相邻弦杆的截面积之比不宜超过1.8倍，以保证刚 度连续性
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二、杆件的计算长度和容许长细比
回顾：压杆稳定
Pcr
Pcr Pcr
π EI Pcr 2 ( l )
Pcr Pcr
2
Pcr
l/2 l/4 l
l/4
1.0
0.5
2.0
l
0.7
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0.7l
l
2l
回顾：钢屋架的计算长度系数
弹性嵌固 作用
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网架杆件计算长度系数 杆件 弦杆 螺栓球 1.0
当 < 0 时为几何可变体系
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网架几何不变的充分条件 1）以三根不共面的杆件汇交所构成的网架单 元为几何不变体系。 2）当网架杆系组成的多面体表面全部由三角 形包围时，是几何不变的。
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几何可变单元可通过加设杆件或支承链杆使 其成为几何不变体系。
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§2.4 网架结构设计
2.4.1 杆件设计
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2005年7月8日内蒙古新丰 热电厂网架垮塌，导致6人死
亡，8人受伤。经调查，部分
高强螺栓紧固不到位是事故 主要原因之一。 1996年10月30日，辽宁营 口一座50m高通讯塔在7～8级 风作用下倒塌。经调查，风荷 载引起的塔架扭转振动及螺栓 球松动是事故主要原因。
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③ 焊接钢板节点
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⑤ 铸钢节点
具有承载力高、抵抗变形能力强、设计自由度大、 外形美观等特点，由于避免或降低了构件相接处的应力