网架结构有几种类型
网架结构简介
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。 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。
三向网架 三个方向的平面桁架相 互交角60; 常用于正三角形,正六 三角形平面; 在某些平面形状会出现 不规则杆件。 适合大跨度,比两向网架刚度大。
网格结构是将杆件按照一定规律布置,通过节点连接 而成的一种空间杆系结构。外形可以呈平板状,也可 以呈曲面状。前者称为平板网架(简称网架),后者 为曲面网架(简称网壳)。
网壳
网架
网架
网壳
2.网架的特点 网架具有以下特点: ①经济性。网架是一种空间杆系结构,杆件主要承 受轴力作用,截面尺寸较小;这些杆件又互为支 撑,将受力杆件与支撑系统有机地结合起来,因 而用料经济。 ②安全性。由于网架是高次超静定结构,具有多向 受力的性能,固空间刚度大、整体性强、稳定性 好,具有良好的抗震性。
下弦杆
网架高度
上弦杆
网格尺寸
腹杆
节点
2.网架几何尺寸 网架的几何尺寸包括网格尺寸和网架高度。可以根 据跨度的大小、柱网尺寸、屋面材料以及构造要求和 建筑功能等因素确定。 网格尺寸与跨度有关,在很大程度上还取决于屋 面板的选用。 网格尺寸还与 网架高度有关 。 网格尺寸也应考虑通风管道等设备的设置问题。在一般 情况下,可以参照下表采用。
网架高度通常根据建筑要求、相对挠度和经济要求 确定。当跨度较小时,其高度由建筑要求和管道设备 决定;当跨度较大时,高度根据相对挠度来确定;其 次,网架高跨比增大时,弦杆用钢梁减小,而腹杆用 钢量增加;反之相反。因此在相同荷载下,以网架用 钢量最省为目标确定最经济高跨比。一般按照上表采 用。 网架的节点构造形式很多,国内常用的有焊接空心 球节点和螺栓球节点。 腹杆的布置应尽可能做到拉杆多压杆少,而且长杆 受拉短杆受压,使杆件受力合理。
建筑结构选型-网架结构
集中荷载
施工时不同步提升
2.整体性好,适用性强
可适应的荷载类型
非对称荷载
动荷载 局部超载
地基不均匀沉降
概述
5.易于标准化生产和现场拆装
• 平板网架结构的优点
2.整体性好,适用性强
可适应的荷载类型
3.无水平推或拉力, 支承构造简单
地震荷载
4.平面布置灵活,应 用广泛
可适用圆、扇、方、矩、 多边形平面以及工业、公 共、体育、场馆类建筑
6.设计操作
先定网格数,后定网格尺寸
网架结构主要几何尺寸的确定
• 截面高度
1.截面高度对网架性能的影响
截面高,刚度大,内力小,但腹杆 长度和围护高度大
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
3.与短跨的关系
见下表
5.具体实例
(1)网架截面应高些的情况 A.屋面荷载较大或有悬挂式吊车时 B.采用螺栓球节点时 C.平面为长矩形时 (2)网架截面可小些的情况 A.平面接近方形时 B.有柱帽的点支承时
蜂窝形三角锥最少
抽空三角锥第二少
注:图中为网格、荷载、支承均相同的比较结果。对大跨度建筑, 此四种网架的单位面积用钢量接近。当跨度近百米时,由于刚度 的要求,三向网架和三角锥网架的用钢量反而较前两种的要小
三向网架和三 角锥网架比以 上两种大
网架结构的受力特点及其选型
• 周边支承网架
2.结构选型
B.刚度比较 双向桁架
• 空间网格结构的特点
1.在节点荷载作用下杆件以轴压为
主,材料强度得到充分发挥;
网架
2.各向受力,各杆相互支撑,整体
性较好。
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
大跨空间结构第二章网架结构
A.平面桁架系网架 (五种) B.四角锥体系网架 (五种) C.三角锥体系网架 (三种)
2.2.2 网架结构的支承 2.2.3 网架结构的选型 2.2.4 网架结构的主要几何尺寸
2.3 网架结构的计算与分析
2.3.1 基本假定
网架是一种空间杆系结构,杆件之间通过节点连接。 仅承受节点集中荷载。
(1)节点为铰接,杆件只承受轴向力 忽略节点刚度的影响,不计次应力对杆件内力所引起的 变化,引起的误差可忽略不计。荷载仅作用于节点上。
(2)按小变形理论计算 挠度远小于网架的尺寸(高度),不考虑几何非线性
(3)按弹性方法分析 不考虑材料的非线性 (当研究网架的极限承载能力时要考虑弹塑性)
2.3 网架结构的计算与分析
L ij cox ˆs Z ˆ)(( w jw i)
2.3.8网架结构温度应力
4)网架杆件的温度应力 由杆件固端内力与由节点不平衡力引起的杆件内力叠加得:
Ni jNti jPti j (12)
N i jEiA j
cox ˆX ˆs)(u(jui)cox ˆY ˆs)v ((jvi)cox ˆZ ˆs)w ((jw i)ta (1)3
网架的节点自重一般占网架杆件总重的15%~25%。如果网架节点的 连接形式已定,可根据具体的节点规格计算出其节点自重。
2.4 网架结构的研究及发展趋势
1、铸钢球节点
厦门太古机库四期采用巨大的铸钢球节点, 超过20t。
传统节点改进:如螺栓球节点“假拧” 焊接球节点超大等
2.4 网架结构的研究及发展趋势
C)最后,将杆件固端内力与由节点不平衡力引起的杆件 内力叠加,即求得网架的杆件温度应力
2.3.8网架结构温度应力
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。
第十章 平板网架结构
正放四角锥体网架 特点: (1)杆件内力均匀,点支承时除支座处杆件内 力较大,其他杆件内力均匀 (2)屋面板规格比较统一,上下弦杆等长,构 造简单 适用范围: (1)平面接近于正方形的中小跨度周边支承的 建筑 (2)大柱距的点支承、有悬挂吊车的工业厂房
四角锥体网架
2、斜放四角锥体网架:锥的底边与相应的建 筑平面周边夹角45度
第五节 工程实例
4、网架弦杆层数
多层网架适用于大跨度及复杂荷载时 L>100m时宜采用多层网架。 结构刚度好,内力均匀,L>50m时三层用钢量<二层 用钢量 5、悬臂长度 四点及多点支承悬臂长度宜为(1/4~1/3)L 单跨网架取1/3,多跨网架取1/4
首都机场机库
二、构造
1.杆件截面:圆形截面钢管形式最合理? <5mm厚的高频电焊钢管好。 2.节点:钢板节点,空心球节点,螺栓球节点p106~108 3.支座:压力支座、拉力支座 4.柱帽: 5.屋面: 上弦节点上加立柱找坡 网架变高度找坡 网架起坡 支承变高度找坡
厦门国际会展中心
81×81米有柱展厅,屋盖采用双向空间钢桁架结构。 桁架下弦标高为10.55米,桁架高度H=4.0米,钢桁架 沿纵向间距为27米,沿横向间距为9米,均支承在钢 筋正交斜放网架
正交:两个方向桁架互相垂直 斜放:两个方向桁架都与建筑平面的边线成45度角
四角锥体网架
1、正放四角锥体网架:锥的底边与相应的建筑平面周边平行 A、倒四角锥体(锥尖向下):锥的底边相连为上弦杆,锥尖 的连杆为下弦杆,上下弦错开半格
四角锥体网架
1、正放四角锥体网架 B、正四角锥体(锥尖向上)
四角锥体网架 1、正放四角锥体网架 C、正放抽空四角锥体(减少用材)
四角锥体网架
四、锥体网架
网架结构设计
(4-1)
如果将网架作为刚体考虑,则最少的支座约束链杆数为 6,故 r ≥6。
由此可知,当 m ≥ 3J − r 时,为超静定结构的必要条件;当 m =
3J − r 时,为静定结构的必要条件;当 m ≤ 3J − r 时,为几何可变体系。
3.网架几何不变的充分条件 分析网架结构几何不变的充分条件时,应先对组成网架的基本单元进 行分析,进而对网架的整体作出评价。 三角形是几何不变的。如果网架基本单元的外表面是由三角形所组 成,则此基本单元也将是几何不变的。在对组成网架的基本单元进行分析 时,一般有以下两种类型和两种分析方法。 1)两种类型: 自约结构体系 自身就为几何不变体系; 它约结构体系 需要加设支承链杆,才能成为几何不变体系。 2)两种分析方法:
图 4-16 棋盘形四角锥网架
图 4-17 三角锥网架
3)三角锥体系 这类网架的基本单元是一倒置的三角锥体。锥底的正三角形的三边为 网架的上弦杆,其棱为网架的腹杆。随着三角锥单元体布置的不同,上下 弦网格可为正三角形或六边形,从而构成不同的三角锥网架。 ① 三角锥网架 三角锥网架上下弦平面均为三角形网格,下弦三角形网格的顶点对着 上弦三角形网格的形心(图 4-17)。三角锥网架受力均匀,整体抗扭、抗 弯刚度好;节点构造复杂,上下弦节点交汇杆件数均为 9 根。适用于建筑 平面为三角形、六边形和圆形的情况。 上海徐汇区工人俱乐部剧场(六边形,外接圆直径 24m)采用了这种 网架结构型式。
的平面桁架相交而成(图 4-11)。
这类网架受力均匀,空间刚度大。
但也存在一定的不足,即在构造上
汇交于一个节点的杆件数量多,最
多可达 13 根,节点构造比较复杂,
宜采用圆钢管杆件及球节点。
三向网架适用于大跨度 (L>60m),而且建筑平面为三角形、
建筑结构选型知识点
建筑结构选型知识点一、填空部分:1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.曲面网架又称“网壳",可以是单层曲面网格,也可以是双层曲面网格。
平面网架又称“平板网架" ,是双层平面网格.2、平板网架的结构形式:平板网架通常由平行弦桁架交叉组成,根据桁架交叉方式的不同有下述几种型式.两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向交叉网架、锥体网架。
前面三种网架都是由平行弦桁架相互交叉组成,故属于交叉桁架体系网架。
锥体网架是由三角锥、四角锥或六角锥的锥体单元组成的空间网架结构,故属于角锥体系网架。
3、筒体结构的类型:(1)筒体-框架结构(2)框筒结构(3)筒中筒结构(4)多筒体结构4、薄壳结构:薄壳必须具备两个条件:一是“曲面的",二是“刚性的”。
薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。
薄壳的结构组成一般包括曲面的壳板和周边的边缘构件两部分。
薄壳的型式很多,诸如球面壳、圆柱壳、双曲扁壳、幕结构、折结构等,都是由曲面变化而创造出的各种型式。
薄壳的型式是可以千变万化的。
不过,其基本曲面形式的几何形成不外乎下述几类而已。
旋转曲面、平移曲面、直纹曲面、复杂曲面。
在上述的基本几何曲面上任意切取一部分,或将曲面进行不同的组合,便可得到各种各样复杂的曲面.实际常用的薄壳型式是下面讨论的:圆顶薄壳型式、圆柱形薄壳、双曲扁壳5、折板的型式:折板结构的型式主要分为有边梁和无边梁的两种。
分别讨论如下.(一)无边梁的折板——预制v形板无边梁的折板结构由V形折板和横隔构件组成。
(二)有边梁的析板—筒壳式析板结构有边梁的折板结构由折板、边梁和横隔构件三部分组成,是现浇结构,型式与筒壳相似.二、名词解释部分:建筑结构:是形成一定空间及造型,并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用,使建筑物得以安全使用的骨架。
结构选型:在建筑设计中,空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案,即结构选型.基础:基础是建筑物与地基相联系的部分,承受建筑物的全部荷载并传至地基.砖混结构:又称墙体结构,是以墙体作为支撑水平构件及承担水平力的结构.框架结构:由梁和柱刚性连接的骨架结构。
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。
网架结构可以分为哪几种及性能特点
网架结构可以分为哪几种及性能特点网架结构可分为双层的板型网架结构、单层和双层的壳型网架结构。
板型网架和双层壳型网架的杆件分为上弦杆、下弦杆和腹杆,主要承受拉力和压力。
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。
单层壳型网架的杆件,除承受拉力和压力外,还承受弯矩及切力。
目前中国的网架结构绝大部分采用板型网架结构。
网架结构是空间网格结构的一种。
所谓“空间结构”是相对“平面结构”而言,它具有三维作用的特性。
空间结构问世以来,以其高效的受力性能、新颖美观的形式和快速方便的施工受到人们的欢迎。
空间结构也可以看作平面结构的扩展和深化。
网架结构是空间杆系结构,杆件主要承受轴力作用,截面尺寸相对较小。
网架结构已成为现代世界应用较普遍的新型结构之一。
我国从20世纪60年代开始研究和采用,近年来,由于电子计算技术的迅速发展,解决了网架结构高次超静定结构的计算问题,促使网架结构无论在型式方面以及实际工程应用方面,发展都很快。
网架在需要大跨度、大空间的体育场馆、会展中心、文化设施、交通枢纽乃至工业厂房,无不见到空间结构的踪影。
网架结构的优点是用钢量小、整体性好、制作安装快捷,可用于复杂的平面形式。
适用于各种跨度的结构,尤其适用于复杂平面形状。
这些空间交汇的杆件又互为支撑,将受力杆件与支撑系统有机结合起来,因而用料经济。
网架主要用于大、中跨度的公共建筑中,例如体育馆、飞机库、俱乐部、展览馆和候车大厅等,中小型工业厂房也开始推广应用。
跨度越大,采用此种结构的优越性和经济效果也就越显著。
网架结构板型网架结构按组成形式主要分三类: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;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;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。
网架结构的形式与选型
一、网架结构的形式与分类目前,常见的网架形式主要有4大类共15种。
1、第一类,平面桁架系组成的网架,根据平面桁架系的数量和设置方位不同,分为4种:a)两向正交正放网架b)两向正交斜放网架c)两向斜交斜放网架d)三向网架平面桁架系组成的网架2、第二类,四角锥体组成的网架结构,根据椎体的组合方式和连接锥顶弦杆的方向不同,分为6种:a)正放四角锥网架b)正放抽空四角锥网架c)斜放四角锥网架d)棋盘形四角锥网架e)星形四角锥网架f)单向折线形网架,又称折板形网架四角锥体组成的网架3、第三类,三角锥体组成的网架结构,根据三角锥体的组合方式和连接锥顶弦杆的方法不同,分为4种:a)三角锥网架b)抽空三角锥Ⅰ型网架c)抽空三角锥Ⅱ型网架d)蜂窝形三角锥网架三角椎体组成的网架4、第四类,六角锥体组成的网架结构。
六角锥体组成的网架5、除了上述4大类15种网架结构形式外,还派生了许多新的网架结构。
如:组合网架结构、杂交网架结构(预应力网架结构、斜拉网架结构、悬挂网架结构)、其他新型网架结构(空腹网架结构、折板形网架结构、三层与多层网架结构、鸟巢形网架结构)。
二、网架结构的选型影响网架选型的因素主要有网架制作、安装方法、用钢指标、跨度大小、刚度要求、平面形状、支承条件等。
1、如节点采用焊接,由平面桁架系组成的网架,其制作比由四角锥体组成的网架较为方便;两向正交网架又比两向斜交网架及三向网架方便;四角锥网架比三角锥网架方便。
2、当网架的安装方法不是采用整体提升或吊装,而是采用分条或分块安装,或采用高空滑移法时,则选用两向正交正放网架、正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架等三种正交正放类网架比选用斜放类网架有利。
因为后者在分条或分块吊装时,往往因刚度不足或儿何可变性而要增设临时支撑,这是不合算的。
3、网架本身的用钢指标是衡量网架选型的一项重要标志。
如周边支承且平面接近方形的网架,通过满应力优化设计比较,斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架的用钢量较省。
《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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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。
网架结构有几种类型
(一)网架结构有几种类型?1.平面桁架系网架2.四角锥体系网架3.三角锥体系网架(二)网架结构是如何选型的?网架的选型应根据建筑平面形状和跨度大小、网架的支撑方式、荷载大小、屋面构造和材料、制作安装方法等,结合实用与经济的原则综合分析确定。
一般情况应选择几个方案经优化设计而确定。
(三)网架结构屋面排水有哪几种方式?1.整个网架起拱2.网架变高度3.上弦节点上加小立柱4.支承柱变高度(A:空间桁架位移法是以网架的杆件为基本单元,以节点位移为基本未知量,首先建立杆件单元的内力与位移关系,形成单元刚度矩阵;然后根据节点的变形协调条件和静力平衡条件,求解节点的位移值。
求得节点位移后,即可根据杆件单元的内力与位移关系求出全部杆件内力.B:网板法一种以空间桁架系为计算模型的差分分析法,适用于正放四角锥网架计算。
分析时以网架某一方向的上、下弦杆内力及上弦节点挠度为未知数,基本方程为四阶的差分方程。
当考虑剪切变形和变刚度影响时,可求得较精确的计算结果。
(五)网架结点一般有哪几种类型?各有何特点?1.焊接空心球节点:这种节点的优点是构造和制造均较简单、球体外形美观、具有万向性,可以连接任意方向的杆件。
其缺点是由于球节点有等厚钢板制成,因此,在与钢管交接处应力集中明显,形成应力尖峰值使球体受力不均匀,由于钢管与球正交连接,焊缝长等于钢管周长,没有余量,要求焊缝必须与钢管等强,而且在多数情况下,焊接时工件不能翻身,就造成一圈焊缝中俯、侧、仰焊均有的全位置焊接,因此对焊接要求高而难度大。
2.螺栓球节点:这种节点的优点是制作精度由工厂保证,现场装配快捷工期短,有利于房屋建造周期的缩短;其制作费用比焊接空心球节点高而拼装费用低。
这种节点可用于以建造临时设施便于拆装。
其缺点为组成节点的零件较多,增加了制造成本,高强螺栓上开槽对其受力不利,安装时有否拧紧不易检查。
安装时应特别注意对结合面处的密封防腐处理,特别在湿度较高的南方地区应重视防腐措施。
(七)网架结构13
注意小立柱自身的稳定性;
(b)对整个网架起拱(图b); (c)采用变高度网架,增大网架跨中高度,使上弦杆形成坡度,
下弦杆仍平行于地面,类似梯形桁架。
有起拱要求的网架(为消除网架在使用阶段的挠度),其拱度可
取不大于短向跨度的1/300。
(a)用小立柱 网架屋面找坡
(b)起拱
施工中的网架
蜂窝形三角锥网架本
身是几何可变的:借 助于支座水平约束来 保证其几何不变。
蜂窝三角锥网架
角锥体网架
网架结构的支承方式与节点
一、网架的支承方式: 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
周边支承
周边支承是在网架四周全部或部分边界节点设
置支座(图a,b),支座可支承在柱顶或圈梁上, 网架受力类似于四边支承板,是常用的支承方 式。
芜湖体育中心屋盖
成都国际机场航站楼,为三角空间曲线行桁架
网架节点构造
(1)焊接空心球节点
上弦节点
下弦节点
焊接空心球节点
(2)螺栓球节点
螺栓球节点
(3)支座节点
平板压力支座
平板压力支座
平板压力支座
平板压力支座
(4)屋顶节点
(5)悬挂吊车节点
网架特点及适用范围
一、网架特点 1 网架结构是高次超静定空间结构。空间刚度大、整体性好、抗震能力强,而且能够 承受由于地基不均匀沉降带来的不利影响。 2网架结构的自重轻,用钢量省; 3应用范围广既适用于中小跨度,也适用于大跨度的房屋; 4同时也适用于各种平面形式的建筑,如:矩形、圆形、扇形及多边形。 5适用于大柱网的建筑,使结构具有足够大的使用空间,便于按照不同的功能要求分 配空间 6通风采光好,但是不适用对声音要求特别高的建筑 7上下弦之间由规律的杆件组成,在不增加层高的基础上,满足管道铺设要求。 8结构表现形式直接体现造型美的需求,更好体现理性设计的思想 9 网架结构取材方便,一般采用 Q235 钢或 Q345 钢,杆件截面形式有钢管和角钢两类, 以钢管采用较多,并可用小规格的杆件截面建造大跨度的建筑(因为网架结构能 充分发挥材料的强度,节省钢材)。 10另外,网架结构其杆件规格统一,适宜工厂化生产,为提高工程进度提供了有利的 条件和保证。
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(一)网架结构有几种类型?
1.平面桁架系网架
2.四角锥体系网架
3.三角锥体系网架
(二)网架结构是如何选型的?
网架的选型应根据建筑平面形状和跨度大小、网架的支撑方式、荷载大小、屋面构造和材料、制作安装方法等,结合实用与经济的原则综合分析确定。
一般情况应选择几个方案经优化设计而确定。
(三)网架结构屋面排水有哪几种方式?
1.整个网架起拱
2.网架变高度
3.上弦节点上加小立柱
4.支承柱变高度
(
A:空间桁架位移法是以网架的杆件为基本单元,以节点位移为基本未知量,首先建立杆件单元的内力与位移关系,形成单元刚度矩阵;然后根据节点的变形协调条件和静力平衡条件,求解节点的位移值。
求得节点位移后,即可根据杆件单元的内力与位移关系求出全部杆件内力.
B:网板法一种以空间桁架系为计算模型的差分分析法,适用于正放四角锥网架计算。
分析时以网架某一方向的上、下弦杆内力及上弦节点挠度为未知数,基本方程为四阶的差分方程。
当考虑剪切变形和变刚度影响时,可求得较精确的计算结果。
(五)网架结点一般有哪几种类型?各有何特点?
1.焊接空心球节点:这种节点的优点是构造和制造均较简单、球体外形美观、具有万向性,
可以连接任意方向的杆件。
其缺点是由于球节点有等厚钢板制成,因此,在与钢管交接处应力集中明显,形成应力尖峰值使球体受力不均匀,由于钢管与球正交连接,焊缝长等于钢管周长,没有余量,要求焊缝必须与钢管等强,而且在多数情况下,焊接时工件不能翻身,就造成一圈焊缝中俯、侧、仰焊均有的全位置焊接,因此对焊接要求高而难度大。
2.螺栓球节点:这种节点的优点是制作精度由工厂保证,现场装配快捷工期短,有利于房
屋建造周期的缩短;其制作费用比焊接空心球节点高而拼装费用低。
这种节点可用于以建造临时设施便于拆装。
其缺点为组成节点的零件较多,增加了制造成本,高强螺栓上开槽对其受力不利,安装时有否拧紧不易检查。
安装时应特别注意对结合面处的密封防腐处理,特别在湿度较高的南方地区应重视防腐措施。
3.焊接钢板节点:
这种节点的优点是制造费用低,不需要大量机加工,构造上简单。
其缺点为现场焊接工作量太大。
最适用于角钢杆件的两向桁架系网架的连接,也可用于四角锥系网架的连接。
4.支座节点:可直接支撑于柱顶上或支撑于圈梁、砖墙上。
(六)支座节点各有哪几种?各有何特点?
1.平板压力支座节点:这种节点构造简单加工方便,但支撑板下的摩擦力较大,支座
不能转动或移动,和计算假定差距较大,适用于中小跨度网架。
2.单面弧形压力支座节点:这种支座节点适用于中小跨度网架。
3.双面弧形压力支座节点:这种节点比较符合不动铰支座的假定。
缺点为构造较复杂,
造价较高,只能在一个方向转动,适用于大跨度,且下部支撑结构刚度较大的网架。
4.球铰压力支座节点:这种节点比较符合不动铰支座的假定,构造较为复杂,抗震性
好,适合于四点及多点支撑的大跨度网架。
5.单面弧形拉力支座节点:这种节点可用于大中跨度的网架。
6.板式橡胶支座节点:这种支座不仅可以沿切向及法向位移,还可绕两向转动,这种
节点构造简单、安装方便、节省钢材、造价低,可构成系列产品,工厂化大量生产。
(七)网架结构研究有哪几种发展趋势?
1.网架结构的水平抗震性能研究
2.网架结构的疲劳性能研究
3.网架结构的新体系
4.网架结构的塑形设计
5.网架结构的新型节点
(八)网壳按外形分为哪几种?
1.球面网壳
2.双曲扁网壳
3.柱面网壳
4.圆锥面网壳
5.扭曲面网壳
6.单块扭网壳
7.双曲抛物面网壳
8.切割或组合形成曲面网壳
(九)网壳结构分析用什么方法?
1.空间钢架位移法
2.温度应力和装配应力计算
3.网壳结构抗震分析
4.网壳结构的荷载、作用与效应组合
(十)网壳结构研究的发展的发展趋势有哪些?
1.网壳结构的抗震性能研究
2.网壳结构的稳定性能研究
3.网壳结构的抗风性能研究
4.新型网壳结构体系的力学性能研究
(十一)悬索结构有哪几种类型?
1.单层悬索体系
2.预应力双层悬索体系
3.预应力鞍形索网
4.含劲性构件的悬索结构
5.组合悬索结构
21题::(1)对称性(2)奇异性;(3)稀疏性;(4)非零元素呈带状分布。