《网架结构设计》PPT课件
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《网架结构设计》课件
实验验证
对网架结构进行模型试验 或实际工程试验，验证设 计的可行性和安全性。
网架结构的形式选择
平板网架
由多个平板通过节点连接而成， 适用于大跨度、大空间的屋盖结
构。
曲面网架
通过节点连接形成曲面形状，适 用于具有曲线形状的屋盖结构。
立体网架
由多个平面网架组合而成，形成 三维空间结构，适用于高层或大
跨度建筑。
船舶工程
在船舶工程中，网架结构可应用 于船体内部支撑和甲板铺面。
核电站
在核电站中，网架结构可应用于 安全壳和相关辅助设施的结构支
撑。
网架结构的发展趋势与展望
智能化设计
01
随着计算机技术的发展，网架结构的优化设计 、稳定性分析等将更加智能化。
绿色环保
03
未来网架结构设计将更加注重绿色环保，采用 可再生材料和节能技术，降低能耗和碳排放。
整体稳定性
评估网架结构在外部荷载作用下的整体稳定性，防止结构发 生失稳。
局部稳定性
分析网架杆件在压力或弯曲作用下的稳定性，防止杆件屈曲 或失稳。
网架结构的优化设计
结构形式优化
根据工程需求和条件，选 择合适的网架结构形式， 如三角形、四边形、六面 体等。
尺寸优化
根据网架的内力分析和稳 定性要求，对网架杆件截 面尺寸进行优化，降低用 钢量。
新材料的应用
02
新型材料的不断涌现，如碳纤维、玻璃纤维等 ，将为网架结构的设计和应用提供更多可能性
。
定制化设计
04
随着个性化需求的增加，网架结构的定制化设 计将更加普遍，以满足不同领域和特定需求的
结构设计要求。
THANKS
施工精度控制
在施工过程中，对网架结构的拼装、 吊装等环节进行精度控制，确保安装 误差在允许范围内。
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
04
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
REPORTINGLeabharlann THANKS感谢观看
空间网架结构设计
还有其它Schwedler型 d):菱形网格，造型美观 e):适用于中，小跨度
第22页/共33页
网架和网壳结构(12)
a)肋环型四角锥球面网壳 d)平板组成式球面网壳
b)联方型四角锥球面网壳
c)联方型三角锥球面网壳
双层球面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系
只需将单层球面网壳中的杆件用平面网片代替(略) 2.角锥体系(常见四种)
第20页/共33页
网架和网壳结构(10)
a)正放四角锥柱面网壳 d)三角锥柱面网壳
b)正放抽空四角锥柱面网壳 c)斜置正放四角锥柱面网壳
e)抽空三角锥柱面网壳
双层柱面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系
a)：刚度大，杆件少，最常用 b)：适用于小跨度，轻屋面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种
水平梁和框架一起 承受悬索拉力
水平梁 承受悬索ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力
悬索直接 锚挂于框架
斜拉索将 悬索拉力 拉向地锚
第25页/共33页
悬索结构(2)
•幅射式布置形式(适用于圆形，椭圆形平面)
下凹双曲率碟形屋面 不便于排水，最大的 碟形屋面：美国阿拉 美达比赛馆，跨径 128m(1967)
伞形屋面 最大的伞形屋面： 前苏联伊利姆斯克 汽车库，跨径206m
第28页/共33页
悬索结构(5)
•鞍形索网布置形式
a)
第29页/共33页
悬索结构(6)
一些典型建筑
•单层悬索
德国乌柏特市游泳馆
德国多特蒙特展览大厅
前苏联克达斯若牙尔斯克车库 第30页/共33页
日本古川市民会馆
•双层悬索
悬索结构(7)
瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场
第22页/共33页
网架和网壳结构(12)
a)肋环型四角锥球面网壳 d)平板组成式球面网壳
b)联方型四角锥球面网壳
c)联方型三角锥球面网壳
双层球面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系
只需将单层球面网壳中的杆件用平面网片代替(略) 2.角锥体系(常见四种)
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网架和网壳结构(10)
a)正放四角锥柱面网壳 d)三角锥柱面网壳
b)正放抽空四角锥柱面网壳 c)斜置正放四角锥柱面网壳
e)抽空三角锥柱面网壳
双层柱面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系
a)：刚度大，杆件少，最常用 b)：适用于小跨度，轻屋面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种
水平梁和框架一起 承受悬索拉力
水平梁 承受悬索ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力
悬索直接 锚挂于框架
斜拉索将 悬索拉力 拉向地锚
第25页/共33页
悬索结构(2)
•幅射式布置形式(适用于圆形，椭圆形平面)
下凹双曲率碟形屋面 不便于排水，最大的 碟形屋面：美国阿拉 美达比赛馆，跨径 128m(1967)
伞形屋面 最大的伞形屋面： 前苏联伊利姆斯克 汽车库，跨径206m
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悬索结构(5)
•鞍形索网布置形式
a)
第29页/共33页
悬索结构(6)
一些典型建筑
•单层悬索
德国乌柏特市游泳馆
德国多特蒙特展览大厅
前苏联克达斯若牙尔斯克车库 第30页/共33页
日本古川市民会馆
•双层悬索
悬索结构(7)
瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场
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。
网架结构杆件和节点的设计与构造ppt课件
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。
网架杆件计算长度l0
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。
四、网架杆件的截面选择与最小截面 尺寸
1）焊接空心球节点的材料、特点和基本构 造
焊接空心球节点是用两块圆钢板（钢号 Q235钢或Q345钢）经热压或冷压成两个半 球后对焊而成的。
钢球外径一般为160mm～500mm。
分加肋和不加肋两种，肋板厚度与球壁等 厚。
空心球剖面图无肋空心球
有肋空心球
焊接空心球节点的优点是传力明确，构造 简单，造型美观，连接方便，适应性强。 这种球节点适用于连接圆钢管，
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。
（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。
套筒的长度按下式计算：
（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。
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。
4）球铰压力支座节点
对于跨度较大或带悬伸的四点支承或多点 支承的网架，为适应支座能在两个方向作 微量转动而不产生线位移和弯矩，采用球 铰压力支座节点。
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。
网架杆件计算长度l0
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。
四、网架杆件的截面选择与最小截面 尺寸
1）焊接空心球节点的材料、特点和基本构 造
焊接空心球节点是用两块圆钢板（钢号 Q235钢或Q345钢）经热压或冷压成两个半 球后对焊而成的。
钢球外径一般为160mm～500mm。
分加肋和不加肋两种，肋板厚度与球壁等 厚。
空心球剖面图无肋空心球
有肋空心球
焊接空心球节点的优点是传力明确，构造 简单，造型美观，连接方便，适应性强。 这种球节点适用于连接圆钢管，
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。
（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。
套筒的长度按下式计算：
（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。
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。
4）球铰压力支座节点
对于跨度较大或带悬伸的四点支承或多点 支承的网架，为适应支座能在两个方向作 微量转动而不产生线位移和弯矩，采用球 铰压力支座节点。
网架结构简介PPT优秀课件
多有少，四角的短桁架刚度较大，对长桁 架有一定的嵌固作用，减少长桁架跨中弦 杆受力，对网架受力有力。
27
• 对于矩形平面，周边支承时，可处理成长 桁架通过角柱和长桁架不通过角柱。前者 将使四个角柱产生较大的拉力；后者可避 免角柱产生过大的拉力，但需要在长桁架 支座处设两个边角柱。
28
图 两向正交斜放网架
3
梁式结构 拱式结构
平面刚架结构
平面结构体系
返回
4
平板网架
网壳结构
5
图1 (a)平行布置预应力双层索系；
6
斜拉结构(图1 c)
Maysville Bridge7
图2 张拉整体结构
8
6.1 概述
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。
网架结构根据外形可分为平板网架和曲面 网架。
• 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空 间结构(图1），是最常用的网架形式。
图1 双层网架
15
• 特点：
• 三层网架是由上弦、中弦、 下弦、上腹杆和下腹杆组 成的空间结构(图2)。
• 特点是增加网架高度，减 小弦杆内力，减小网格尺 寸和腹杆长度。
• 当网架跨度较大时，三层 网架用钢量比双层网架用 钢量省。但由于节点和杆 件数量增多，尤其是中层 节点所连杆件较多，使构 造复杂，造价有所提高。
• 两向正交斜放 短桁架对长桁架有嵌固作用，受力
有利角部产生拔力，常取无角部形式。
29
3、两向斜交斜放网架 由两个方向桁架相交◎角交叉而成，形
成棱形网格。适用于两个方向网格尺寸不 同，而要求弦杆长度相等。 • 两向斜交斜放 适用于两个方向网格尺寸不同
的情形受力性能欠佳，节点构造较复杂。
27
• 对于矩形平面，周边支承时，可处理成长 桁架通过角柱和长桁架不通过角柱。前者 将使四个角柱产生较大的拉力；后者可避 免角柱产生过大的拉力，但需要在长桁架 支座处设两个边角柱。
28
图 两向正交斜放网架
3
梁式结构 拱式结构
平面刚架结构
平面结构体系
返回
4
平板网架
网壳结构
5
图1 (a)平行布置预应力双层索系；
6
斜拉结构(图1 c)
Maysville Bridge7
图2 张拉整体结构
8
6.1 概述
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。
网架结构根据外形可分为平板网架和曲面 网架。
• 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空 间结构(图1），是最常用的网架形式。
图1 双层网架
15
• 特点：
• 三层网架是由上弦、中弦、 下弦、上腹杆和下腹杆组 成的空间结构(图2)。
• 特点是增加网架高度，减 小弦杆内力，减小网格尺 寸和腹杆长度。
• 当网架跨度较大时，三层 网架用钢量比双层网架用 钢量省。但由于节点和杆 件数量增多，尤其是中层 节点所连杆件较多，使构 造复杂，造价有所提高。
• 两向正交斜放 短桁架对长桁架有嵌固作用，受力
有利角部产生拔力，常取无角部形式。
29
3、两向斜交斜放网架 由两个方向桁架相交◎角交叉而成，形
成棱形网格。适用于两个方向网格尺寸不 同，而要求弦杆长度相等。 • 两向斜交斜放 适用于两个方向网格尺寸不同
的情形受力性能欠佳，节点构造较复杂。
空间网架结构设计全解
主要特点 跨度大
120m 160m(长春体育馆，网壳结构，1998) 主跨1385m (江阴长江大桥，悬索结构，1999)
个性化(非大量建设项目，方案的极其个性化)
大跨度房屋钢结构的类型
平面结构
由一些强度不大的纵向构件将平面结构连接起来构成 纵向构件层层重复传递荷载，并不分担荷载 梁式，框架式和拱式结构
812m
4050m 简单式
5070m 复杂式
梁式结构(2)
结构型式
跨度较小时，可采用实腹式梁 (常用工字形截面) 跨度在5070m及更大时，采用桁架形式(吊顶与下弦设间隙)
桁架外形及腹杆体系取决于跨度，屋面形式和吊顶结构 桁架高跨比一般为1/81/6(注：跨度大于50m时，运输超限) 常用梯形桁架；屋面坡度大时，宜用平行弦；吊顶可作弧线形(设拉杆)
(24)+0.2L2 (68)+0.08L2
1014
(68)+0.07L2
(1317)+0.03L2
注：L2 是适当减少。
网架和网壳结构(9)
网壳类别(以曲面外形分类)
柱面网壳
单层柱面网壳的网格形式 a)单斜杆柱面网壳：杆件数量少，节点构造简单；刚度差 b)人字形柱面网壳：亦称弗普尔形柱面网壳 c)双斜杆柱面网：壳杆件数量多；刚度好 d)联方网格柱面网壳：杆件组成菱形，夹角为30 50 e)三向网格柱面网壳：联方网格柱面加纵向杆件
平行布置形式
悬索结构(4)
幅射式及网状布置形式
上索既是稳定索，又直接承载 a)双层内环梁 b)双层外环梁 c)双层内外环梁 d)单层外环梁网状布置 e)双层外环梁网状布置
悬索结构(5)
鞍形索网布置形式
a)
《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。
《网架结构设计》课件
总结词
适用场景
结构简单、受力明确、稳定性高、经济性好。
优势
适用于各种类型的建筑空间，如体育场馆、工业厂房 、高层建筑等。
四边形网架
总结词
详细描述
适用场景
优势
四边形网架是一种常见的网架 结构形式，具有较好的稳定性 和适应性。
四边形网架由多个四边形单元 组成，通过节点连接形成完整 的网架结构。它具有较好的稳 定性和适应性，能够适应不同 的建筑空间和跨度要求。
网架结构适用于各种工业厂房的建设，如机械制造、化工、电力等行业的厂房。
公共设施
网架结构还广泛应用于公共设施，如机场、火车站、汽车站等大型交通枢纽的屋 顶和站台雨棚。
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THANKS
通过实验测试网架结构的性能，包括 静载实验、动载实验等。实验法可以 获得较为准确的数据，但成本较高。
网架结构优化设计
尺寸优化
通过调整网架杆件的截 面尺寸和节点形式，使 结构更加合理和经济。
形状优化
改变网架杆件的形状， 以改善结构的受力性能
和减小用钢量。
拓扑优化
在满足一定条件下，重 新排列或减少某些杆件 ，以达到更好的经济性
适用于各种类型的建筑空间， 如展览馆、会议中心、工业厂 房等。
结构简单、受力明确、稳定性 好、适应性强。
六面体网架
总结词
六面体网架是一种复杂的网架结构形式，具有较 高的承载能力和稳定性。
适用场景
适用于大跨度、大空间的建筑空间，如大型体育 场馆、会展中心等。
详细描述
六面体网架由多个六面体单元组成，通过节点连 接形成完整的网架结构。它具有较高的承载能力 和稳定性，适用于承受较大荷载和跨度的建筑空 间。
设备要求较低。
组合网架结构-03PPT
结构优化设计
01
02
03
04
尺寸优化
调整结构元件的尺寸以满足性 能要求。
形状优化
改变结构的形状以改善性能或 降低成本。
拓扑优化
确定最佳的材料分布和支撑结 构。
多目标优化
同时考虑多个性能指标，以找 到最佳的折衷方案。
04 组合网架结构的施工方法
CHAPTER
拼装施工法
总结词
高效、快速
VS
详细描述
拱型组合网架
总结词
拱型组合网架是一种具有拱形结构的空间结构，其特点是具有较好的承载能力和稳定性，适用于需要承受较大竖 向荷载和水平荷载的建筑结构。
详细描述
拱型组合网架由多个拱形单元组成，这些拱形单元通过节点连接在一起，形成一个连续的空间结构。由于其拱形 的特点，拱型组合网架能够承受较大的竖向荷载和水平荷载，同时具有较好的抗侧刚度和抗震性能。
组合网架结构-03
目录
CONTENTS
• 组合网架结构概述 • 组合网架结构的类型与特点 • 组合网架结构设计 • 组合网架结构的施工方法 • 组合网架结构的工程实例
01 组合网架结构概述
CHAPTER
定义与特点
定义
组合网架结构是一种新型的空间 结构形式，由多个杆件通过节点 连接而成，形成一个整体。
设计原则与流程
详细设计
进行细部设计、载荷分析和稳定性验证。
优化设计
根据分析结果，对结构进行优化以提高性能或降低成本。
结构分析方法
有限元分析
使用离散化的数值模型来模拟 结构的响应。
线性静力分析
用于确定结构在恒定载荷下的 响应。
动力分析
研究结构在动态载荷或振动情 况下的响应。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(5)杆件直接汇交节点
精选PPT
13
焊接空心球
焊接空心球节点
精选PPT
14
螺栓球
螺栓球连接节点
பைடு நூலகம்
精选PPT
15
焊接钢板节点
精选PPT
16
焊接钢管节点
管件直接汇交节点
精选PPT
17
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。
精选PPT
3.3 网架的计算要点
网架结构设计应满足行业标准《网架结构设计与 施工规程》JGJ7-91的要求
3.3.1网架荷载计算
➢ 直接作用（荷载）和间接作用 ➢ 网架结构应对使用阶段荷载作用下的内力和
位移进行计算，并应根据具体情况对地震作 用、温度变化、支座沉降等间接作用及施工 安装荷载引起的内力和位移进行计算
荷载效应组合或见教材P121-122
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3.3.2网架内力分析方法
➢ 网架结构的外荷载按静力等效原则，将节点从属面积内 的荷载集中作用在该节点上。
➢ 分析结构内力时，可忽略节点刚度的影响，假定节点为 铰接，杆件只承受轴力，当杆件上作用有节间荷载时， 应同时考虑弯矩的影响。
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➢ 网架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。根据网架 类型、跨度大小按下列规定选用不同的计算方法。
➢ 网架的节点为空间铰接节点，杆件只承受轴力； ➢ 结构材料为完全弹性，在荷载作用下网架变形很小，
符合小变形理论; ➢ 结构材料为完全弹性，符合虎克定律。
目前国内网架计算程序很多，功能也很齐全，但 应选用经过技术鉴定认可的、实践证明行之有效的 程序。
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3.5 网架杆件设计
➢ 网架杆件可采用钢管、热轧型钢和冷弯薄壁型钢。 ➢ 在截面积相同的条件下，钢管截面具有回转半径
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3.4空间杆系有限元法--空间桁架位移法
➢ 空间杆系有限元法也称空间桁架位移法。 ➢ 空间杆系有限元法是目前杆系结构计算精度最高的
一种方法，适用于各种类型、各种平面形状、不同 边界条件的网架，静力荷载、地震作用、温度应力 等工况均可计算。 ➢ 能考虑网架与下部支承结构的共同工作 。 ➢ 计算程序见下图：
架的支承结构应按有关规范的规定进行抗震验算。
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温度作用
➢ 网架结构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，且侧移值不小于 下式的计算值：
u2E Lm A(0.0E 3tf81) 教材P120公式(3-3)
✓ 周边支承的网架，当网架验算方向跨度小于40m， 且支承结构为独立柱或砖壁柱；
大，截面特性无方向性，抗压屈承载力高等优点， 钢管端部封闭后，内部不易锈蚀，是目前网架杆 件常用的截面形式。 ➢ 管材可采用高频焊管或无缝钢管，有条件时也可 采用薄壁管形截面。材质主要有Q235钢及Q345 钢。
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网架杆件的长细比不宜超过下列数值
➢ 受压杆件：180
➢ 受拉杆件：
✓ (1)一般杆件400
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基本单元
基本未知量
网架杆件 节点位移
对杆件单元进行分析,由虎克定律建立 单元杆件内力与节点位移之间的关系,
单元刚度矩阵 形成单元刚度矩阵
各节点平衡及变形协调条件
总刚度矩阵 总刚度方程
引入边界条件
节点位移值
单元内力与节点位移间关系
结构的节点荷载和 节点位移间关系
杆件内力
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网架计算基本假定:
(1)空间桁架位移法，计算精度最高的一种方法，适用于各 种类型、各种平面、各种支承条件的网架计算。
(2)交叉梁系差分法，简化计算方法，用于跨度在40m以下的 由平面桁架系组成的网架或正放四角锥网架的计算。
(3)拟夹层板法，简化计算方法，用于跨度在40m以下，由平 面桁架系或角锥体组成的网架计算。
(4)假想弯矩法，简化计算方法，可用于斜放四角锥网架， 棋盘形四角锥网架的估算。
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直接作用 ➢ 永久荷载
➢ 可变荷载
永久荷载
可变荷载 网架自重(双层网架的自重可按经验公式估算
见教材P120公式（3-2）)
屋面（楼面）自重
吊顶材料的重量
设备管道材料的重量
①屋面 (或楼面)活荷载
②雪荷载 (雪荷载不应与屋面活荷载同时组合)
③风荷载。由于网架刚度较大，自振周期较小
计算风载时可不考虑风振系数的影响
✓ 在单位力作用下，柱顶位移大于或等于上式的计 算值
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➢ 如果需要考虑温度变化引起的网架内力，可采用空 间桁架位移法，或近似计算方法。
➢ 对非抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合应按国 家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001的规定 进行计算。
➢ 抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合尚应符合国 家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的规定。
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3.6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：
❖ 节点：
(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
④积灰荷载
⑤吊车荷载 (工业建筑有吊车时考虑)。
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地震作用（竖向）
➢ 在抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋盖结构可不 进行竖向抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的地区， 网架屋盖结构应进行竖向抗震验算。
地震作用（水平）
➢ 在抗震设防烈度为7度的地区，可不进行网架结构水平抗震 验算；在抗震设防烈度为8度的地区，对于周边支承的中小 跨度网架可不进行水平抗震验算；在抗震设防烈度为9度的 地区，对各种网架结构均应进行水平抗震验算。水平地震 作用下网架的内力、位移可采用空间桁架位移法计算。网
✓ (2)支座附近处杆件300
✓ (3)直接承受动力荷载的杆件250
➢ 网架杆件主要受轴力作用，截面强度及稳定计
算应满足钢结构设计规范的要求。普通角钢截 面杆件的最小截面尺寸不宜小于50mm×3mm。 钢管不宜小于ф48×2mm。
➢ 无缝圆管和焊接圆管压杆在稳定计算中分别属 于a类和b类截面。
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