网架结构
网架结构
按支撑分类情况（2）
三边支撑
一边开口或者两边开 口，自由边存在对受力 不利，为此要处理，可 在自由边增加层数或者 加设托梁、托架。对中 小型的亦可采用增加网 架高度或者局部加大杆 件截面的办法予以加强。
悬挑网架
为满足一些特殊需 要，有时候网架结 构的支撑形式为一 边支撑、三边自由， 为使网架的受力合 理，也必须在另一 方向设置悬挑，以 平衡下不支撑结构 的受力，使之趋于 合理，比如体育场 的看台罩棚。
当网架周边支撑 于柱时，网格宽度 可与柱一致：当网 架支撑于圈梁时， 网格的划分就比较 灵活，可不受内力 和挠度。
点支撑网架
一般有四点支 撑和多点支撑两 张情况
由于支撑点处 受力较大，宜在 周边设置悬挑， 以减小网架跨度 中杆件的内力和 挠度。
周边与点相结合
在点支撑网架中， 当没有周边维护 结构和抗风柱时， 可采用点支撑与 周边相结合的形 式。这种支撑方 法适用于厂房和 展厅等公共建筑。
第一个 网架
1964年，上海师范大学球类馆屋 盖
什么是网架结构
网架结构是由多 根杆件按照一定的网 格形式通过节点连结 而成的空间结构。
网架的应用
影剧院
B
体育馆 A
广泛应用
C 车站
E
图书馆
D
加油站Байду номын сангаас
特点
1.跨度大、
覆盖面积大
Text
Text
2.结构轻、 省料经济
5.制作安装
Text
相对较复杂
4.围观精美
按跨度分类
▪小 跨 度 •L≤30m
▪大 跨 度 •L＞60m
▪中 跨 度 •30m＜L≤60m
跨度
▪特 大 跨 度 •L＞90m or 120m
网架结构
什么是网架结构？网架结构是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
网架是一种面系结构，可以认为是板体挖去了部分材料，形成的大面积的空心的板结构。
网架结构与板结构的关系，相当于桁架结构对梁结构的关系。
网架结构的分类？网架结构按外形可分为平面桁架与壳型网架；网架结构按网架的弦杆的层数还可分为单层网架和双层（多层）；网架结构按材料可分为钢结构网架、混凝土结构网架、木结构网架等；1、平面网架结构是指网架的上下面均为平面的网架，其又有以下几种：（1）第一类是由平面桁架系组成，有两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架及三向网架四种形式；（2）第二类由四角锥体单元组成，有正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架及星形四角锥网架五种形式；（3）第三类由三角锥体单元组成，有三角锥网架、抽空三角锥网架及蜂窝形三角锥网架三种形式。
2、壳型网架结构按壳面形式分主要有柱面壳型网架、球面壳型网架、双曲抛物面壳型网架、组合异性网架。
3、网架还可分为单层网架和双层（多层）网架，单层网架仅用于壳型网架结构，由于壳型曲面形状能保持自身稳定，网架杆件能平面外自稳定，可实现单层杆件结构，单层网架的杆件和节点需承受一定的弯矩。
但平面网架结构不能采用单层网架形式；4、网架结构按所用材料分有钢网架、钢筋混凝土网架以及钢与钢筋混凝土组成的组合网架，其中以钢网架用得较多。
网架结构的应用？网架结构具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；网架结构可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、厂房仓库等建筑的屋盖以及异性空间结构等。
网架结构缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。
《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
建筑结构选型------- 网架结构
平板网架的结构体系及其形式
• 三角锥网架 刚度特点及应用： 刚度较差，适用于屋
2.抽空三角锥网架
盖荷载较轻、跨度较 小的情况。
3.蜂窝形三角锥网架
组成特点： 上弦杆仍呈正三角形， 下弦杆则随抽锥方式 的不同而呈三角形、六边形等多种图案。 经济效果： 因杆件数与节点 数都比三角锥网架少，所以 用钢量也较少。
A.刚度好，内力均匀 B.杆件短，钢材强度得到充分发挥 C.杆件细，球铰小，节约钢材
3. 多层（弦杆）网架缺点
A.杆件和节点数量增多，增加了安装工作量 B.交汇杆件增多，球铰变大，杆件交角变小
4. 克服多层（弦杆）网架缺点的办法
局部单元抽空，加大中间弦杆间距
5. 多层（弦杆）网架工程实例
见右图 我国首都机场波音747机库
三角锥单元体
组成特点： A.由倒置的三角锥排列而成，其上下 弦杆 形成的网格图案均为正三角形; B.如果网架的高度h=s· SQRT(2/3)(s为弦杆 长度)，则 网架的全部杆件均等长； C.锥体间为角-角相连。 受力及刚度特点： 三角锥网架受力比较均匀，整体刚度也较 好。 应用： 一般适用于大中跨度及重屋盖的建筑物。
• 周边支承网架
2.结构选型
C.结构选型
三向网架
圆形或多边形的周边支 承网架，当荷载和跨度 较大时，应选用刚度较 好的右图两种方案
三角锥网架
网架结构的受力特点及其选型
• 四点及多点支承网架
1.受力特点
正交正放方 案因传力路 径较短而受 力更佳
2.结构选型
点支承宜选 用正交正放 方案
正交斜放
正交正放
2.影响因素
主要为跨度，还有荷载大小、节点 形式、平面形状、支承条件、起拱 因素、建筑功能与造型等
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
2.正放抽空四角锥网架
构成特点：在正放四 角锥网架的基础上， 除周边网格不动外， 适当抽掉一些四角锥 单元中的腹杆和下弦 杆。使下弦网格尺寸 比上弦网格尺寸大一 倍。
3.斜放四角锥网架
斜放四角锥网架也是倒置四角锥组成，上弦网格呈正 交斜放，下弦网格呈正放正交；也就是下弦杆与边界 垂直（平行），上弦杆与边界呈45°夹角
日本计划未来建造巨球状海上漂浮城市，在遭遇极端天气时还可潜入海底。每座巨球状城 市可容纳5000人，并可依托该城，在海床上执行科学研究。这种未来漂浮城市名为“海洋 螺旋”，由日本东京清水建设株式会社(Shimizu Corp)与东京大学、日本海洋与地球科技 研究社(Jamstec)联合设计推出。城市以球型建造，可漂浮于海面之上，也可沿海内15公 里长的巨大螺旋管下潜至海底4公里处。该螺旋建筑同时作为资源开发工厂，收集稀有金属 和稀土资源。 清水公司希望打造多座漂浮城市，以抵御日本频发的地震等极端天气。每 个“海洋螺旋”建造成本约250亿美元(约合人民币1535亿元)，一期工程有望在2030年建 成。该工程将使用工业化规模的3D打印技术，采用树脂等材料代替混凝土，并确保嫉妒防 水。每个巨球直径约500米，里面有旅馆、居民区以及商业区，球内人类和海底研究站的 生活补给可通过水下对接设施以及更小球体运送。
1.正放四角锥网架结构
构成特点：以倒四角锥体为组成单元，锥底的四边 为网架的上弦杆，锥棱为腹杆，各锥顶相连即为下 弦杆，它的上、下弦杆均与相应边界平行。正放四 角锥网架的上、下弦节点均分别连接八根杆件。当 取腹杆与下弦平面夹角为45° 时，网架的所有杆件 （上、下弦杆和腹杆）等长，便于制成统一的预制 单元，制造、安装都比较方便
建筑实例——上海大舞台
主馆呈圆形，高33 米，屋顶网架跨度直 径110米，可容纳观 众18000人，网架类 型为三向网架，用钢 量47KG/M2
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。
网架结构
两向正交斜放网架
两向正交斜放网架中的各榀桁架长短不一，而网架常常 设计成等高度的，因而四角处的桁架刚度较大，对长桁架 有一定的嵌固作用，使长桁架在其端部产生负弯矩，使其 跨中弯矩减小，并在网架四角偶处的支座产生拔力故应按 拉力进行设计。
建 筑 结 构 选 型
两向斜交斜放网架
3．两向斜交正方 网架 由于建筑物的使 用功能或建筑立面， 有时建筑平面中两 相邻边的柱距不等， 因而相互交叉桁架 的交角不能保持90 度，成为其他某一 角度，而且两个方 向的桁架与建筑平 面边线也形成了一 角度，这种网架称 为两向斜交斜放桁 架。
三角锥单元体
建 筑 结 构 选 型
（1）三角锥网架 三角锥网架是由倒置的三角形锥排列而形成，其上 下弦杆形成的网格图案均为正三角形，如图所示。 三角锥体的连接方式是锥体的角与角相连，三角锥 网架受力较均匀，整体刚度也较好，一般适用于大 中跨度及重屋盖的建筑物。如果网架的高度
建 筑 结 构 选 型
建 筑 结 构 选 型
4．三向交叉网架 三向交叉桁架一般是由三个 方向的平面桁架互相交叉而 成，其夹角互为60度。故上 下弦杆在平面中组成三角形， 三向交叉网架比两向网架的 空间大，杆件内力均匀，故 适合在大跨度工程中采用， 特别适用于三角形、梯形、 正六边形、多边形和圆形平 面建筑中，其造型也比二向 网架美观，但三向交叉网架 杆件种类多，节点构造复杂。 在中小跨度中应用是不经济 的。
正放四角锥体网架
（2）正放抽空四角锥 网架
建 筑 结 构 选 型
并列满布置的正放四 角锥网架的刚度较大， 但由于杆件数量多，当 跨度较小时的网架的用 钢量指标较高。为了降 低用钢量，简化结构， 以及便于屋面设置采光 通风天窗，根据网架的 支承条件和内力分布情 况，可适当抽掉一些四 角锥体，成为正放抽空 四角锥网架。
网架结构解析
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。
II.四角锥体系网架 这类网架是由若干倒置的四角锥（图5.1.8）按一定规律组成。 网架上下弦平面均为方形网格，上、下弦网格相互错开半格，下弦 节点均在上弦网格形心的投影线上，与上弦网格四个节点用斜腹杆 相连。通过改变上下弦的位置、方向，并适当地抽取一些弦杆和腹 杆，可得到各种形式的四角锥网架。这类网架的腹杆一般不设竖 杆，只有斜杆。仅当部分上、下弦节点在同一竖直直线上时，才需 要设置竖腹杆。
（2）点支承网架：可以置于4个或多个支承上，前者称为四点支承 网架，后者称为多点支承网架。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，多点支承网架的悬挑长度可 取跨度的1/4~1/3(图5.1.18)。 点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减小冲剪作用。
(3)周边支承与点支撑混合网架:是指在点支承网架中，当周边没有 维护结构和抗风柱时，可采用周边支承与点支承混合的形式。这种 支承方式适用于厂房和展览厅等公共建筑。（图5-20）。
(4)三边支承或两边支承网架（图5.1.21） 在矩形平面建筑中，由于考虑扩建的可能性或由于建筑功能的要
网架结构受力简化计算公式
网架结构受力简化计算公式一、引言。
在工程结构设计中，网架结构是一种常见的结构形式，它具有结构简洁、承载能力大、自重轻等优点，因此被广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域。
在设计网架结构时，需要对其受力进行分析和计算，以保证结构的安全可靠。
本文将介绍网架结构受力简化计算公式，帮助工程师更好地理解和应用这一重要的计算方法。
二、网架结构受力分析。
网架结构是由许多杆件和节点组成的空间结构，其受力分析相对复杂。
在实际工程中，为了简化受力分析，常常采用简化计算模型，将网架结构简化为杆件和节点的受力分析问题。
在这种简化模型下，网架结构可以看作是由许多杆件组成的刚性框架，每个节点上的受力可以通过平衡方程进行计算。
三、网架结构受力简化计算公式。
1. 杆件受力分析。
在网架结构中，杆件是主要承载受力的构件，其受力分析是网架结构受力计算的关键。
对于一般的杆件，其受力可以通过以下简化计算公式进行计算：拉力，T = Pcosθ。
其中，T为杆件的拉力，P为节点上的外力，θ为杆件与水平方向的夹角。
这个公式表明，杆件的拉力与节点上的外力及杆件的夹角有关，可以通过这个公式计算得到。
压力，N = P/sinθ。
其中，N为杆件的压力，P为节点上的外力，θ为杆件与水平方向的夹角。
这个公式表明，杆件的压力与节点上的外力及杆件的夹角有关，可以通过这个公式计算得到。
2. 节点受力分析。
在网架结构中，节点是连接杆件的重要部分，其受力分析是网架结构受力计算的关键。
对于一般的节点，其受力可以通过以下简化计算公式进行计算：水平方向受力平衡，ΣFx = 0。
垂直方向受力平衡，ΣFy = 0。
这两个公式表明，节点在水平和垂直方向上的受力之和为零，可以通过这两个公式计算得到节点上的受力。
四、应用举例。
为了更好地理解网架结构受力简化计算公式的应用，我们举一个简单的应用例子。
假设有一个简单的网架结构，由两根杆件和一个节点组成，节点上受到一个外力P的作用。
我们可以通过上述的简化计算公式，计算出杆件的拉力和压力，以及节点上的受力。
网架结构设计的一般规定
网架结构设计的一般规定1.模块化设计：将系统划分为多个独立的模块，每个模块负责特定的功能。
模块之间应该松耦合、高内聚，便于维护、测试和扩展。
2.分层架构：将系统划分为多个层次，每个层次负责特定的功能。
常见的分层架构包括三层架构（界面层、业务逻辑层和数据访问层）和MVC （模型-视图-控制器）架构。
3.分布式架构：将系统的不同组件部署在多个物理或虚拟机上，以提高系统的性能和可扩展性。
常见的分布式架构包括分布式计算、分布式存储和分布式数据库。
4.缓存设计：使用缓存来提高系统的性能和响应时间。
常见的缓存技术包括内存缓存、分布式缓存和页面缓存。
5.异步处理：将耗时的操作放入消息队列中异步处理，以提高系统的并发性和可扩展性。
6.容灾设计：保障系统的高可用性和容错性，采用冗余设计、负载均衡、故障转移等技术。
7.安全设计：保障系统的数据安全和用户隐私，采取合适的身份验证、访问控制、数据加密等措施。
8.性能优化：通过合理的系统设计和优化调整，使系统具备较好的性能。
包括代码优化、数据库优化、网络优化等方面。
9.日志与监控：设计适当的日志记录和监控系统，以便于及时发现系统的问题和异常，并进行及时处理。
10.可扩展性和可维护性：在设计时考虑系统的可扩展性和可维护性，使系统能够方便地进行功能扩展和代码维护。
11.标准化设计：遵循一定的设计规范和标准，使系统具有良好的一致性和可读性。
12.代码复用：通过合理的模块划分和接口设计，实现代码的复用，减少冗余代码。
13.抽象和封装：将复杂的功能进行抽象和封装，隐藏细节，减少模块之间的依赖，提高系统的灵活性和可维护性。
14.单元测试和集成测试：在开发过程中进行合理的单元测试和集成测试，保证系统的质量和稳定性。
15. 持续集成和持续交付：采用持续集成和持续交付的方式，实现频繁地发布新功能和修复bug。
总结起来，网架结构设计的规定包括模块化设计、分层架构、分布式架构、缓存设计、异步处理、容灾设计、安全设计、性能优化、日志与监控、可扩展性和可维护性、标准化设计、代码复用、抽象和封装、单元测试和集成测试、持续集成和持续交付等方面。
网架典型结构形式
网架典型结构形式1、交叉桁架体系：如两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架（图1）。
2、四角椎体系：如正放四角椎网架（图2）、正放抽空四角椎网架、斜放四角椎网架、星形四角椎网架、棋盘形四角椎网架等。
3、三角椎体系：如三角椎网架（图3）、抽空三角椎网架、蜂窝形三角椎网架等。
4、曲面网架体系：如球壳（图4）、筒壳、扭壳、锥体等。
5、其它体系：如六角锥网架、蛛网式网架、折板型网架、组合网架、斜拉网架（图5）等。
网架支承方式1、周边支承网架（图6）：该形式传力直接，受力均匀，是采用最普通的一种支承形式。
2、点支承网架（图7）：可置于4个或多个支点上，采用上弦、下弦或柱帽支承（图8）。
3、周边与中间点支承相结合的网架（图9）：该形式特别适用于大面积的工业厂房或其它类似建筑。
4、三边支承一边开口（图10）或两边开口的网架（图11）：一般应对非支承边（即自由边）作特殊处理，如在自由边附近境加网架层次，加设托梁或托架，增加网架高度等方法。
按结构形式可分为：1、普通网架与网壳结构2、斜拉网架与网壳结构斜拉网架与网壳结构通常由塔柱、拉索、网架与网壳结构组合而成，是大中跨度建筑一种形式新颖、协同工作的杂交空间结构体系，它具有增加结构支点、减小结构挠度、降低杆件内力、发挥高强拉索优势等特点，也是一种内部空间宽广、造型新奇、颇有景点特色的大跨度建筑。
3、预应力网架与网壳结构把现代预应力技术引用到网架与网壳结构中去，可起到提高整个结构的刚度、减小结构挠度、改善内力分布、压低应力峰值的作用，从而可降低材料耗量，具有明显的技术经济效果。
因此，预应力网架与网壳结构是一种新型的有广阔发展前景的空间结构。
4、组台网壳、网架结构当在单层钢网壳结构上敷设的预制带肋混凝土面板在连接灌缝形成整体后不仅起围护作用，而且起承重作用，从而形成由钢网壳与钢筋混凝土带助壳两种不同材料与不同结构形式组合而成的新型空间结构——组合网壳。
网架结构
(8).斜放四角锥网架
斜放四角锥网架也是由倒置四角锥组成 , 上弦网格 呈正交斜放,下弦网格呈正交正放;也就是下弦杆与 边界垂直 ( 或平行 ), 上弦杆与边界成 45 度夹角。这 种网架的上弦杆长度等于下弦杆长度的 0.7 倍。在 周边支承情况下,上弦杆受压,下弦杆受拉,该网架体 现了长杆受拉,短杆受压,因而杆件受力合理。此外, 节点处汇交的杆件相对较少 ( 上弦节点 6 根 , 下弦节 点 8 根 ) 。当网架高度为下弦杆长度一半时 , 上弦杆 与斜腹杆等长。这种网架适合于周边支承的情况 , 节点构造简单,杆件受力合理,用钢量较省,也是国内 工程中应用较多的一种形式。
(13).蜂窝型网架
蜂窝形三角锥网架是倒置三角锥按一定规律排 列组成,上弦网格为三角形和六边形,下弦网格 为六边形。这种网架的上弦杆较短,下弦较长, 受力合理。每个节点均只汇交6根杆件,节点构 造统一,用钢量省。蜂窝形三角锥网架从本身来 讲是几何可变的,它需借助于支座水平约束来保 证其几何不变,在施工安装时应引起注意。分析 表明,这种网架的下弦杆和腹杆内力以及支座的 竖向反力均可由静力平衡条件求得,根据支座水 平约束情况决定上弦杆的内力。这种网架适用 于周边支承的中小跨度屋盖。
(5)平面形状为圆形、正六边形及接近正六 边形且为周边支承的网架,可根据具体情况 选用:三向网架、三角锥网架或抽空三角锥 网架。对中小跨度,也可选用蜂窝形三角锥 网架。 (6)对跨度不大于40m多层建筑的楼层及跨 度不大于60m的屋盖,可采用以钢筋混凝土 板代替上弦的组合网架结构。组合网架宜 选用正放四角锥网架、正放抽空四角锥网 架、两向正交正放网架、斜放四角锥网架 和蜂窝形三角锥网架。
(6)、正放抽空四角锥网架
网架结构质量评定标准
网架结构质量评定标准一、引言。
网架结构是指由钢材或其他材料制成的支撑结构，用于支撑建筑物或其他设施的重量和荷载。
网架结构的质量评定标准对于保障建筑物的安全和稳定具有重要意义。
本文将围绕网架结构的质量评定标准展开讨论，以期为相关领域的从业人员提供参考。
二、网架结构的材料选择。
网架结构的材料选择是影响其质量的重要因素。
一般来说，网架结构的材料应具有足够的强度和刚度，能够承受设计荷载并保持稳定。
常见的网架结构材料包括碳素钢、不锈钢、铝合金等。
在选择材料时，需要考虑其耐腐蚀性、抗拉强度、抗压强度等指标，以确保网架结构在使用过程中具有良好的性能。
三、网架结构的制造工艺。
网架结构的制造工艺直接影响其质量和稳定性。
制造工艺包括材料的切割、焊接、热处理等过程。
在制造过程中，需要严格控制各个环节，确保焊接接头的质量、热处理工艺的稳定性等。
此外，还需要对制造过程中的各项参数进行监控和记录，以便进行质量评定和追溯。
四、网架结构的安装和验收。
网架结构的安装和验收是保证其质量的最后一道关口。
在安装过程中，需要严格按照设计要求进行操作，确保每个连接点的紧固和稳固。
同时，还需要对安装过程中的各项参数进行监测和记录，以便后续的质量评定和验收工作。
验收过程中，需要对网架结构的各项性能指标进行测试，包括承载能力、稳定性等，以确保其符合设计要求。
五、网架结构的质量评定标准。
网架结构的质量评定标准应包括材料质量、制造工艺、安装质量等多个方面。
具体包括材料的力学性能指标、焊接接头的质量要求、热处理工艺的稳定性要求、安装工艺的要求等。
同时，还应对网架结构的使用寿命、维护保养等方面进行评定，以确保其在使用过程中具有良好的性能和稳定性。
六、结论。
网架结构的质量评定标准对于保障建筑物的安全和稳定具有重要意义。
在实际工作中，需要严格按照相关标准和规范进行操作，确保网架结构的质量和稳定性。
同时，还需要加强对网架结构的质量评定和监控工作，及时发现和解决问题，确保建筑物的安全使用。
《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。
网架结构
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9 0°，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。
网架结构
网架结构由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。
缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。
网架结构种类甚多，可按不同的标准对其进行分类。
网架结构一、按网架本身的构造可分为：单层网架结构、双层网架结构；、三层网架。
其中，单层网架和三层网架分别适用于跨度很小（不大于30m）和跨度特别大（大于100m）的情况，在国内的工程应用极少。
二、按建造材料分为：钢网架、铝网架、木网架、塑料网架、钢筋混凝土网架和组合网架（如钢网架与钢筋混凝土板共同作用的组合网架等），其中钢网架在我国得到了广泛的应用，组合网架还可以用作楼板层结构。
三、按支承情况可分为：周边支承、四点支承、多点支承、三边支承、对边支承以及混合支承形式。
四、按组成方式不同，又可将网架分为四大类：1、交叉桁架体系网架；2、三角锥体系网架；3、四角锥体系网架；4、六角锥体系网架。
其中第四中分类方法是目前国内较为流行的一种分类方法。
[1]2内力分析编辑网架结构是高次超静定结构体系。
板型网架分析时，一般假定节点为铰接，将外荷载按静力等效原则作用在节点上，可按空间桁架位移法，即铰接杆系有限元法进行计算。
也网架结构可采用简化计算法，诸如交叉梁系差分分析法、拟板法等进行内力、位移计算。
单层壳型网架的节点一般假定为刚接，应按刚接杆系有限元法进行计算；双层壳型网架可按铰接杆系有限元法进行计算。
单层和双层壳型网架也都可采用拟壳法简化计算。
3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。
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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
到弹性支承作用
当长桁架直通角柱时，角柱会受到
较大上拔力，设计中应予注意。
在周边支承情况下，较两向正交正 放网架刚度大、用料省。
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（3）三向网架
(Nmax=13)
网格呈正三角形，属几何
不变体系
适用于三角形、六边形、 多边形和圆形平面 空间刚度大、受力性能好 节点汇交杆件多，构造复
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2. 点支承
受力与无梁楼盖相似，应尽可能设计成悬挑形式 单跨多点支承网架，悬挑长度宜取中间跨度的1/3； 悬挑网格可使跨中弯矩和挠度减少，网架内力趋于均匀 多点支承连续跨网架，悬挑长度宜取中间跨度的1/4
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为使支承点附近的杆件内力不致过大，宜在 支承点处设置柱帽以扩散反力。
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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：
（1）两向正交正放网架
注意：应通过设置水平支撑保 证结构的几何不变性，增加空 间刚度。
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两向正交正放网架适用于正方形或接近正方形的建筑
平面，此时其受力类似于双向板。 当边长比 >2 后，单向传力作用明显，两方向杆件内 力差别较大，受力类似于单向板。
L1
L2
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（2）两向正交斜放网架
（4）积灰荷载（5）吊车荷载
3. 温度应力
4. 地震作用 （水平，竖向）
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★ 补充说明
1）双层网架自重估算
G (kg/m )
100 80
•
网架自重（kg/m2）
2
qw=2.0kN/m
60 40 20 0 20
2 2
L G qw 1.5
qw — 除网架自重外的荷载标准值 （kN/m2） L— 网架的短向跨度（m）
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水立方网格结构示意
3、切割形成平板状 空间网格结构 2、由空心多面体 单元构成的空间网 格 1、由多面体单元 构成的完整空间
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§2 网架结构选型
2.1 网架结构的基本类型 2.2 网架结构的支承设置
2.3 网架结构选型原则
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§2.1 网架结构的基本类型
•按结构组成： 双层网架、三层网架
斜放四角锥网架水平转动45度（上正下斜）
上弦杆短、下弦杆长，受力合理，屋面构造简单
周边满锥时，刚度较好
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3.三角锥体系网架
以等腰三角锥体为组成 单元，由于三角形的稳定 性，因而整体抗弯、抗扭 刚度好。
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（1）三角锥网架
h 2 3s
受力均匀，空间刚度大 适用于三角形、六边形
《大跨空间结构》之
网架结构 (上)
Plate-like Space Truss
内容
1 网架结构概述 2 网架结构选型 3 网架结构分析
4 网架结构设计
5 网架结构施工
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§1 网架结构概述
网架是由多根杆件按一定的网格形式通过节点 连结而成的平板型或微曲面型空间杆系结构。
杆 件
节 点
网架
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2. 第一批有影响的网架 1967年，首都体育馆； 1973年，上海万人体育馆 3. 1981年，《网架结构设计与施工规定》颁布 2010年，《空间网格结构技术规程》颁布 4. 80年代初，专业网架厂家出现；90年代后期，年建 设网架100万平方米以上，成为“网架王国”
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工程实例——首都体育馆
正放四角锥
正放抽空四角锥
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3）矩形平面、点支承 • 不应采用斜放体系。 4）圆形、多边形平面
尽管正放四角锥网 架用钢量略高，但其 标准化程度好，适用 性广，目前采用较多
• 宜采用三向桁架系或三角锥系。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ三向网架
三角锥网架
抽空三角锥网架
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2. 网架高度确定 （1）荷载和设备尺寸（挠度和设备穿行空间） （2）平面形状（空间作用是否显著） （3）支承条件（周边支承优于点支承） （4）建筑尺寸要求（建筑高度） 一般宜取跨度的1/10—1/18，跨度大取小值。
网架结构的优点
属高次超静定结构，空间受力，刚度大,整 体工作性能好,抗倒塌性能好
自重轻、节约钢材 制作安装方便、工业化程度高 形状适应性强、支承布置灵活 结构高度低，便于管道穿越
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管道穿越网架
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网架结构的缺点
杆件密集，视觉上略显“繁杂”
表面积大，防火、防腐问题突出 弯矩抵抗型体系，工作效率不高。
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3. 网格尺寸确定
•
屋面材料 无檩体系，不宜超过4m 有檩体系，不宜超过6m 网架在短向跨度的网格数不宜小于5 相邻杆件间夹角宜大于 45度，不宜小于30度
• •
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4.网架屋面排水方案
• 设短柱支托构造简单，是采用 较多的找坡方法 • 当中间屋脊处小立柱较高时， 应验算其自身稳定性 • 对于大跨度网架可采取变高度 与小立柱相结合的方法
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3. 周边支承与点支承结合
可有效减少网架杆件
的内力峰值和挠度
适用于大柱网工业厂
房、仓库、展览馆等
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4. 三边或两边支承
在飞机库、影剧院、工业厂房、干煤棚等中应用
自由边的存在对网架内力分布和挠度都不利，应对其 做特殊处理。
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1)在自由边附近增加网架层数，或加设托梁、托架 2)增加网架高度或局部杆件截面加大(中、小型网架)
矩形平面
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§2.2 网架结构的支承设置
• 网架支承位置
(A)上弦支承
(B)下弦支承
• 网架支承布置
1. 周边支承；2. 点支承；3. 周边支承与点支承结合； 4. 三边或两边支承；5. 单边支承
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1. 周边支承
传力直接、受力均匀，较为常用
当支承于柱顶时，网格宽度要与柱距一致。 当支承于圈梁时，网格的划分可不受柱距的约束。
下弦网格尺寸比上弦网格 尺寸大一倍。 杆件数目少、构造简单、 经济效果好
受力与正交正放交叉梁系
相似 下弦杆件受力不均匀，刚 度略小，适用于中小跨度
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（3）斜放四角锥网架
上弦杆短、下弦杆长 节点构造简单，用钢 量较省（上6下8） 网架周边应布置刚性
边梁
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（4）棋盘形四角锥网架
《大跨空间结构》之
网架结构 (下)
Plate-like Space Truss
§3 网架结构分析
3.1 荷载作用 3.2 有限元分析方法
3.3 几何不变性分析
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§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
广州白云机场机库 (78X70m)1988
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工程实例——深圳市民中心
（曲面网架，2004）
三层网架，486×154m，网格6×6m，厚9m，焊接球 节点，最大球直径900mm；屋顶面积6.3万平米，重约 9000吨 。
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工程实例——水立方
（异形网格网架，2008）
1887年Kelvin提出：如果将三维空间用等体积单元填 充且接触面积要最小，这些单元应是什么形状？ 1993年Weaire和Phelan提出由 14 面体和12 面体组 合模型，被认为是Kelvin问题的最佳解决方案。