大跨与空间钢结构施工(2)
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正放抽空四角锥网架适用于中、小跨度或屋面 荷载较轻的周边支承、点支承以及周边支承与点支 承混合等情况。
正放四角锥网架的杆件受力比较均匀，空间刚度 较其它类型四角锥网架及两向网架为好。当采用钢筋 混凝土板作屋面板时，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可 能略高些。
正放四角锥网架一般适用于建筑平面呈正方形或 接近于正方形的周边支承、点支承（有柱帽或无柱帽 ）大柱距、以及设有悬挂吊车的工业厂房与有较大屋 面荷载的情况。
（a）
（b）
点支承网架主要用于大柱距工业厂房、仓库以 及展览厅等大型公共建筑。由于支承点较少，支点 反力较大。为了使通过支点的主桁架及支点附近的 杆件内力不致过大，宜在支承点处设置柱帽以扩散 反力。点支承网架周边应有适当悬挑以减少网架跨 中挠度与杆件的内力。
(3) 周边支承与点支承混合网架 在点支承网架中， 当周边设有维护结构 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 方式适用于工业厂房 和展览厅等公共建筑。
1.2 平板式空间网架的形式
平板网架无论在设计、计算、构造还是施工制 作等方面均较为简便，可适用于大、中、小各种跨 度的屋盖结构体系。
网架结构的形式较多。按结构组成，通常分为 双层或三层网架；按支承情况分，有周边支承、点 支承、周边支承与点支承混合、三边支承一边开口 等形式；按网架组成情况，可分为由两向或三向平 面桁架组成的交叉桁架体系、由三角锥体或四角锥 体组成的空间桁架角锥体系等等。
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Leabharlann Baidu寸大一倍。 其受力与正交正放交叉梁 系相似。
正放抽空四角锥网架的杆件数目较少，构造简 单，经济效果好，起拱比较方便。不过抽空以后， 下弦杆内力的均匀性较差，刚度比未抽空的正放四 角锥网架小些，但能够满足工程要求。
按结构组成分类
（1）双层网架 由上、下两个平放的平面桁架作弦杆层，上、
下两弦杆层间设有腹杆层相互联系。上、下层的杆 件称为网架的上弦杆、下弦杆，位于两层之间的杆 件称为腹杆。网架通常采用双层。
（2）三层网架 由三个弦杆层以及层间的两层腹杆杆件组成。
一般用于跨度及荷载较大时，也可用于局部加强。
按支承情况分类
两向正交正放网架适用于正方形或接近正方形以 及狭长矩形的建筑平面。
（2）两向正交斜放网架 两向正交斜放网架的构成特点是：两个方向的竖 向平面桁架垂直交叉，且与边界成45°夹角。
两向正交斜放网架中平面桁架与边界斜交，各片 桁架长短不一，靠近角部的短桁架相对刚度较大，对 与其垂直的长桁架有一定的弹性支承作用，从而减小 了长桁架中部的正弯矩。在周边支承情况下，它较两 向正交正放网架刚度大、用料省。对矩形平面其受力 也较均匀。当长桁架直通角柱时，四个角支座会产生
（1）周边支承网架
网架的所有节点均搁置在柱或梁上，因传力直接、 受力均匀，是采用较多的一种形式。当网架周边支承 于柱顶时，网格宽度可与柱距一致。
网架周边支承于圈梁时，网格的划分比较灵活，可 不受柱距的约束。
（2）点支承网架 点支承网架可置于四个或多个支承上。a 图称
为四点支承网架，b 图称为多点支承网架。
2 四角锥体系 这类网架以四角锥为其组成单元。网架的上、下 弦平面均为正方形网格， 上、下弦网格相互错 开半格使下弦平面正 方形的四个顶点对应 于上弦平面正方形的 形心，并以腹杆连接， 即形成若干四角锥体。
正放四角锥网架 正放四角锥网架
的构成特点是：以倒 四角锥体为组成单元， 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。
两向正交正放网架的受力状况取决于平面尺寸 及支承情况。对于周边支承、正方形平面的网架，其 受力类似于双向板。
两向正交正放网架沿两个方向的杆件内力差别 不大，受力比较均匀。但随着边长比的变化，单向传 力作用渐趋明显，两方向杆件内力差别也随之加大。 对于点支承网架，支承附近的杆件及主桁架跨中弦杆 的内力最大，其它部位杆件的内力很小。
较大向上拉力，设计中应予注意。如采用图b 所示布
置方式，拉力可由两榀桁架承受。 适用于正方形和长方形的建筑平面。
（3） 三向网架 三向网架的构成特点是：三个方向的竖向平面 桁架互成60°角斜向交 叉。在三向网架中，上、 下弦平面的网格均为正 三角形，因此这种网架 是以若干稳定的三棱体 作为基本单元所组成的 几何不变体系。
大跨与空间钢结构施工（2）
1.1 网架及网壳结构的特点
（1）三维受力、能承受来至各个方向的荷载； （2）网架结构系高次超静定结构，整体性及稳定性
好、空间刚度大； （3）体系稳定、抗震性能好，在7度及7度以下地区
可不进行抗震验算； （4）结构高度小（约是平面桁架高度的2/3、自重
轻、节约钢材； （5）杆件及配套零件规格化、便于工业化生产，但 制造精度要求高； （6）适应性强、平面布置灵活。
(4) 三边支承或两边支承网架 由于建筑功能的要求，需要在一边或两对边上 开口，因而使网架仅在三边或两对边上支承，另一 边或两对边处理成自由边。自由边的存在对网架的 受力是不利的,为此一般应对自由边作出特殊处理。
普遍的做法是，在自由边附近增加网架的层数 （见 a 图），或者在自由边加设托梁、托架（见图
b）。对中、小型网架亦可选择增加网架高度或局
部加大杆件截面等方法。
按网格组成分类
1 交叉桁架体系 这类网架由若干平
面桁架相互交叉组成。 竖向平面桁架的形式与 一般平面桁架相似，根 据平面桁架布置方式及 交角的不同，可分为几 种形式。
（1）两向正交正放网架
两向正交正放网架的构成特点是：两个方向的平 面桁架垂直交叉，且分别与边界方向平行。这种网架 的上、下弦平面呈正方形，基本单元为六面体，属几 何可变。为保证结构的几何不变性以及增加空间刚度， 应适当设置水平支撑，以有效 传递水平力。对周边支承网架， 水平支撑宜在上弦或下弦网格 内沿周边设置；对点支承网架， 水平支撑则应在通过支承点的 主桁架附近设置。
正放四角锥网架的杆件受力比较均匀，空间刚度 较其它类型四角锥网架及两向网架为好。当采用钢筋 混凝土板作屋面板时，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可 能略高些。
正放四角锥网架一般适用于建筑平面呈正方形或 接近于正方形的周边支承、点支承（有柱帽或无柱帽 ）大柱距、以及设有悬挂吊车的工业厂房与有较大屋 面荷载的情况。
（a）
（b）
点支承网架主要用于大柱距工业厂房、仓库以 及展览厅等大型公共建筑。由于支承点较少，支点 反力较大。为了使通过支点的主桁架及支点附近的 杆件内力不致过大，宜在支承点处设置柱帽以扩散 反力。点支承网架周边应有适当悬挑以减少网架跨 中挠度与杆件的内力。
(3) 周边支承与点支承混合网架 在点支承网架中， 当周边设有维护结构 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 方式适用于工业厂房 和展览厅等公共建筑。
1.2 平板式空间网架的形式
平板网架无论在设计、计算、构造还是施工制 作等方面均较为简便，可适用于大、中、小各种跨 度的屋盖结构体系。
网架结构的形式较多。按结构组成，通常分为 双层或三层网架；按支承情况分，有周边支承、点 支承、周边支承与点支承混合、三边支承一边开口 等形式；按网架组成情况，可分为由两向或三向平 面桁架组成的交叉桁架体系、由三角锥体或四角锥 体组成的空间桁架角锥体系等等。
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Leabharlann Baidu寸大一倍。 其受力与正交正放交叉梁 系相似。
正放抽空四角锥网架的杆件数目较少，构造简 单，经济效果好，起拱比较方便。不过抽空以后， 下弦杆内力的均匀性较差，刚度比未抽空的正放四 角锥网架小些，但能够满足工程要求。
按结构组成分类
（1）双层网架 由上、下两个平放的平面桁架作弦杆层，上、
下两弦杆层间设有腹杆层相互联系。上、下层的杆 件称为网架的上弦杆、下弦杆，位于两层之间的杆 件称为腹杆。网架通常采用双层。
（2）三层网架 由三个弦杆层以及层间的两层腹杆杆件组成。
一般用于跨度及荷载较大时，也可用于局部加强。
按支承情况分类
两向正交正放网架适用于正方形或接近正方形以 及狭长矩形的建筑平面。
（2）两向正交斜放网架 两向正交斜放网架的构成特点是：两个方向的竖 向平面桁架垂直交叉，且与边界成45°夹角。
两向正交斜放网架中平面桁架与边界斜交，各片 桁架长短不一，靠近角部的短桁架相对刚度较大，对 与其垂直的长桁架有一定的弹性支承作用，从而减小 了长桁架中部的正弯矩。在周边支承情况下，它较两 向正交正放网架刚度大、用料省。对矩形平面其受力 也较均匀。当长桁架直通角柱时，四个角支座会产生
（1）周边支承网架
网架的所有节点均搁置在柱或梁上，因传力直接、 受力均匀，是采用较多的一种形式。当网架周边支承 于柱顶时，网格宽度可与柱距一致。
网架周边支承于圈梁时，网格的划分比较灵活，可 不受柱距的约束。
（2）点支承网架 点支承网架可置于四个或多个支承上。a 图称
为四点支承网架，b 图称为多点支承网架。
2 四角锥体系 这类网架以四角锥为其组成单元。网架的上、下 弦平面均为正方形网格， 上、下弦网格相互错 开半格使下弦平面正 方形的四个顶点对应 于上弦平面正方形的 形心，并以腹杆连接， 即形成若干四角锥体。
正放四角锥网架 正放四角锥网架
的构成特点是：以倒 四角锥体为组成单元， 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。
两向正交正放网架的受力状况取决于平面尺寸 及支承情况。对于周边支承、正方形平面的网架，其 受力类似于双向板。
两向正交正放网架沿两个方向的杆件内力差别 不大，受力比较均匀。但随着边长比的变化，单向传 力作用渐趋明显，两方向杆件内力差别也随之加大。 对于点支承网架，支承附近的杆件及主桁架跨中弦杆 的内力最大，其它部位杆件的内力很小。
较大向上拉力，设计中应予注意。如采用图b 所示布
置方式，拉力可由两榀桁架承受。 适用于正方形和长方形的建筑平面。
（3） 三向网架 三向网架的构成特点是：三个方向的竖向平面 桁架互成60°角斜向交 叉。在三向网架中，上、 下弦平面的网格均为正 三角形，因此这种网架 是以若干稳定的三棱体 作为基本单元所组成的 几何不变体系。
大跨与空间钢结构施工（2）
1.1 网架及网壳结构的特点
（1）三维受力、能承受来至各个方向的荷载； （2）网架结构系高次超静定结构，整体性及稳定性
好、空间刚度大； （3）体系稳定、抗震性能好，在7度及7度以下地区
可不进行抗震验算； （4）结构高度小（约是平面桁架高度的2/3、自重
轻、节约钢材； （5）杆件及配套零件规格化、便于工业化生产，但 制造精度要求高； （6）适应性强、平面布置灵活。
(4) 三边支承或两边支承网架 由于建筑功能的要求，需要在一边或两对边上 开口，因而使网架仅在三边或两对边上支承，另一 边或两对边处理成自由边。自由边的存在对网架的 受力是不利的,为此一般应对自由边作出特殊处理。
普遍的做法是，在自由边附近增加网架的层数 （见 a 图），或者在自由边加设托梁、托架（见图
b）。对中、小型网架亦可选择增加网架高度或局
部加大杆件截面等方法。
按网格组成分类
1 交叉桁架体系 这类网架由若干平
面桁架相互交叉组成。 竖向平面桁架的形式与 一般平面桁架相似，根 据平面桁架布置方式及 交角的不同，可分为几 种形式。
（1）两向正交正放网架
两向正交正放网架的构成特点是：两个方向的平 面桁架垂直交叉，且分别与边界方向平行。这种网架 的上、下弦平面呈正方形，基本单元为六面体，属几 何可变。为保证结构的几何不变性以及增加空间刚度， 应适当设置水平支撑，以有效 传递水平力。对周边支承网架， 水平支撑宜在上弦或下弦网格 内沿周边设置；对点支承网架， 水平支撑则应在通过支承点的 主桁架附近设置。