空间网架结构设计全解共34页
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空间网架结构设计PPT课件
结构型式
•跨度在5060m时，常用双铰实腹式框架(常用工字形截面)
减轻基础负担；结构可外露；横梁高度可取跨度的1/201/12 设置预应力拉杆减少跨中弯矩，横梁高度可取跨度的1/401/30
第4页/共33页
框架结构(2)
•跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过100m时，宜采用无铰格构式框架
第5页/共33页
拱式结构(1)
特点
•拱式屋盖受力合理 •比梁式和框架式屋盖结构经济指标好(跨度超过80m时尤为显著)
结构布置
•跨度为4060m时，拱间距可取610m，无檩或型钢檩条
第7页/共33页
拱式结构(2)
•跨度达100m左右时，宜采用相距36m的拱对，拱对间距为915m
第8页/共33页
拱式结构(3)
第14页/共33页
正放抽空四角锥网架
网架和网壳结构(4)
斜放四角锥网架
斜放四角锥网架
受力合理，杆件数量少 屋面板类型多 屋面组织排水较困难
棋盘形四角锥网架
保持正放四角锥网架周边四角锥 不变，中间四角锥间隔抽空，下 弦杆呈正交斜放，上弦杆呈正交 正放。 克服了斜放四角锥网架屋面板类 型多，屋面组织排水较困难的缺 点。
网架形式
两向正交正放，正放四角锥 正放抽空四角锥
两向正交斜放，棋盘形四角锥 斜放四角锥，星形四角锥
钢筋混凝土屋面体系
网格数
跨高比(24)+0.22 1014 (68)+0.08L2
钢檩条屋面体系
网格数
跨高比
(68)+0.07L2 (1317)+0.03L2
注：L2 是以米计的网架短向跨度；跨度小于18米时网格数可适当减少。
大跨度房屋钢结构的类型
•跨度在5060m时，常用双铰实腹式框架(常用工字形截面)
减轻基础负担；结构可外露；横梁高度可取跨度的1/201/12 设置预应力拉杆减少跨中弯矩，横梁高度可取跨度的1/401/30
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框架结构(2)
•跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过100m时，宜采用无铰格构式框架
第5页/共33页
拱式结构(1)
特点
•拱式屋盖受力合理 •比梁式和框架式屋盖结构经济指标好(跨度超过80m时尤为显著)
结构布置
•跨度为4060m时，拱间距可取610m，无檩或型钢檩条
第7页/共33页
拱式结构(2)
•跨度达100m左右时，宜采用相距36m的拱对，拱对间距为915m
第8页/共33页
拱式结构(3)
第14页/共33页
正放抽空四角锥网架
网架和网壳结构(4)
斜放四角锥网架
斜放四角锥网架
受力合理，杆件数量少 屋面板类型多 屋面组织排水较困难
棋盘形四角锥网架
保持正放四角锥网架周边四角锥 不变，中间四角锥间隔抽空，下 弦杆呈正交斜放，上弦杆呈正交 正放。 克服了斜放四角锥网架屋面板类 型多，屋面组织排水较困难的缺 点。
网架形式
两向正交正放，正放四角锥 正放抽空四角锥
两向正交斜放，棋盘形四角锥 斜放四角锥，星形四角锥
钢筋混凝土屋面体系
网格数
跨高比(24)+0.22 1014 (68)+0.08L2
钢檩条屋面体系
网格数
跨高比
(68)+0.07L2 (1317)+0.03L2
注：L2 是以米计的网架短向跨度；跨度小于18米时网格数可适当减少。
大跨度房屋钢结构的类型
《网架结构简介》PPT课件
1.平面穿插桁架体系
平面穿插桁架体系由平面桁架相互穿插所组成，其上、下 弦杆长度相等，杆件类型少，且上、下弦杆和腹杆在同一 平面内。一般应使斜腹杆受拉，竖杆受压。斜腹杆与弦杆 间的夹角宜在40°～60°之间。
➢ 两向正交正放网架由两组分别与边界平行的平 面桁架互成90°穿插组成。同一方向的各平面
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。
按照网格组成划分 平面穿插桁架体系
网架
空间 桁架 体系
四角锥体系 三角锥体系
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
正方四角锥网架 斜放四角锥网架 星形四角锥网架 棋盘四角锥网架
抽空三角锥网架 蜂窝型三角锥网架 普通三角锥网架
支承方式
周 边 支 承
常用网架选型表
平面形状
跨度
网架形式
斜放四角锥网架、两向正交正放网架、两向正
≤60m
交斜放网架、正放四角锥网架、棋盘形四角锥网 架、正放抽空四角锥网架、蜂窝形三角锥网架、
L1/L2≤1.5 矩
星形四角锥网架
＞60m
两向正交正放网架、两向正交斜放网架、正放 四角锥网架、斜放四角锥网架
适用于建筑平面为矩形的情况。
➢ 两向斜交斜放网架 由两个方向桁架相 交◎角穿插而成， 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 不规那么杆件。
二、网架的形式
➢按网双照架层构的网造形架组式是成很由划多上分。弦按、照下构弦造和组腹成杆成组分成，的有空双间构 层和造三(层图网3a架)，；是按最照常网用格的组网成架情形况式，。可分为由两向或 三向平面桁架组成的穿插桁架体系和由三角锥体、四 角椎体组成的空间桁架体系。
空间网架结构设计
为点支承时，可在周边布置封闭的边桁架。适用于中、小跨度周边支承，
或周边支承与点支承相结合的方形或矩形平面情况。
上海体育馆练习馆（35×35m，周边支承）和北京某机库（48×54m，
三边支承，开口）采用了这种网架结构型式。
图 4－14 斜放四角锥网架
④ 星形四角锥网架
图 4－15 星形四角锥网架 7
这种网架的单元体形似星体，星体单元由两个倒置的三角形小桁架相 互交叉而成（图 4－15）。两个小桁架底边构成网架上弦，它们与边界成 45 º角。在两个小桁架交汇处设有竖杆，各单元顶点相连即为下弦杆。因此， 它的上弦为正交斜放，下弦为正交正放，斜腹杆与上弦杆在同一竖直平面 内。上弦杆比下弦杆短，受力合理。但在角部的上弦杆可能受拉。该处支 座可能出现拉力。网架的受力情况接近交叉梁系，刚度稍差于正放四角锥 网架。
4
两向正交正放网架是由两组平面桁架互成 90º交叉而成，弦杆与边界 平行或垂直。上、下弦网格尺寸相同，同一方向的各平面桁架长度一致， 制作、安装较为简便（图 4－8）。由于上、下弦为方形网格，属于几何可 变体系，应适当设置上下弦水平支撑，以保证结构的几何不变性，有效地 传递水平荷载。
平面
上弦
剖面
下弦
星形四角锥网架适用于中、小跨度周边支承的网架。 杭州起重机械厂食堂（28×36m）和中国计量学院风雨操场（27×36m） 采用了这种网架结构型式。 ⑤ 棋盘形四角锥网架 棋盘形四角锥网架是在斜放四角锥网架的基础上，将整个网架水平旋 转 45º角，并加设平行于边界的周边下弦（图 4－16）；也具有短压杆、长 拉杆的特点，受力合理；由于周边满锥，它的空间作用得到保证，受力均 匀。棋盘形四角锥网架的杆件较少，屋面板规格单一，用钢指标良好。适 用于小跨度周边支承的网架。 大同云岗矿井食堂（28×18m）采用了这种网架结构型式。
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
0 0 0 0 0 0
即单元刚度矩阵。和结构力学的矩阵位移法一致，只
是相应于剪力的各项均为零。
（2）坐标转换 y
l
cos
xj
xi
lij
m cos
yj lij
yi
n cos
z j zi lij
y
x
j
i
x
z
z
竖向抗震验算
设防烈度为8度或9度的地区，周边支承及多点支承和周边支承相 结合的网架
FEvki v Gi
v 为竖向地震作用系数。
竖向地震作用系数
场地类别
设防烈度
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ、Ⅳ
8
可不计算（0.10）
0.08（0.12）
0.10（0.15）
9
0.15
0.15
0.20
注：括号中数值用于设计基本地震加速度为 0.3g 地区
正放抽空四角锥网架
棋盘形四角锥网架
正放四角锥网架周边四角锥不变，中间四角锥间隔抽空，下弦杆呈 正交斜放，上弦杆呈正交正放。上弦杆比下弦杆短，受力合理。克服了 斜放四角锥网架屋面板类型多，屋面组织排水较困难的缺点。适用于中、 小跨度周边支承方形或接近方形平面的网架。
斜放四角锥网架
上弦杆比下弦杆短，受 力合理。杆件数量少，屋 面板类型多，屋面组织排 水较困难。适用于中、小 跨度周边支承，或周边支 承与点支承相结合的矩形 平面情况。
三向网架
特点：几何不变体系， 网架空间刚度大，受力 性能好，内力分布也较 均匀。杆件数量多，节 点构造比较复杂。三向 网架适用于大跨度且建 筑平面为三角形、六边 形、多边形和圆形的情 况。
网架结构简介PPT课件
角锥网架
棋盘形四角锥网架
保持正放四角锥网架 周边四角锥不变，中 间四角锥间隔抽空， 下弦杆呈正交斜放， 上弦杆呈正交正放。
克服了斜放四角锥网 架屋面板类型多，屋 面组织排水较困难的 缺点。
CHENLI
31
图 斜放四角锥网架
斜放四角锥网架
上弦网格呈正交斜放， 下弦 网格为正交 正放。网架上弦杆短， 下弦杆长，受力合 理。
CHENLI
34
图 星形四角锥网架
星形网架上弦杆比下弦杆短，受力合理。竖杆受压， 内力等于节点荷载。星形网架一般用于中小跨度周
边支承情况。
CHENLI
35
三角锥网架
CHENLI
36
三角锥网架上下弦平 面均为正三角形网格， 上下弦节点各连9根 杆件。
当网架高度为网格尺 寸的倍时，上下弦杆 和腹杆等长。三角锥 网架受力均匀：整体 性和抗扭刚度好，适 用于平面为多边形的
2
一、平面桁架网架（交叉桁架体系网架）
由平面桁架交叉组成。这类网架上下弦 长度相等，而且上下弦和腹杆位于同一垂 直面内，一般可计为斜腹杆受拉，竖杆受 压，斜腹杆与弦杆的角度在40-60之间，这 类网架有四种形式：
CHENLI
3
工程应用
CHENLI
4
两向正交正放网架
由两个方向的平面桁架 交叉而成，交叉角为 90度，故称正交。两 个方向的桁架分别平 行于建筑物平面的边 线，故称正放。
CHENLI
13
两向正交斜放网架
2）特点：
网架中各片桁架 长短不一。节间数 有多有少，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。
CHENLI
14
棋盘形四角锥网架
保持正放四角锥网架 周边四角锥不变，中 间四角锥间隔抽空， 下弦杆呈正交斜放， 上弦杆呈正交正放。
克服了斜放四角锥网 架屋面板类型多，屋 面组织排水较困难的 缺点。
CHENLI
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图 斜放四角锥网架
斜放四角锥网架
上弦网格呈正交斜放， 下弦 网格为正交 正放。网架上弦杆短， 下弦杆长，受力合 理。
CHENLI
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图 星形四角锥网架
星形网架上弦杆比下弦杆短，受力合理。竖杆受压， 内力等于节点荷载。星形网架一般用于中小跨度周
边支承情况。
CHENLI
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三角锥网架
CHENLI
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三角锥网架上下弦平 面均为正三角形网格， 上下弦节点各连9根 杆件。
当网架高度为网格尺 寸的倍时，上下弦杆 和腹杆等长。三角锥 网架受力均匀：整体 性和抗扭刚度好，适 用于平面为多边形的
2
一、平面桁架网架（交叉桁架体系网架）
由平面桁架交叉组成。这类网架上下弦 长度相等，而且上下弦和腹杆位于同一垂 直面内，一般可计为斜腹杆受拉，竖杆受 压，斜腹杆与弦杆的角度在40-60之间，这 类网架有四种形式：
CHENLI
3
工程应用
CHENLI
4
两向正交正放网架
由两个方向的平面桁架 交叉而成，交叉角为 90度，故称正交。两 个方向的桁架分别平 行于建筑物平面的边 线，故称正放。
CHENLI
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两向正交斜放网架
2）特点：
网架中各片桁架 长短不一。节间数 有多有少，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。
CHENLI
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《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。
感谢您的观看
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。
网架结构设计与施工规程概述(DOC 34页)
网架结构设计与施工规程概述(DOC 34页)第一章、编制依据1、福建华电永安发电有限公司2*300MW“上大压小”工程干煤棚技术规范书及汽车卸煤沟技术规范书；2、《网架结构设计与施工规程》（JGJ7-91）；《钢网架螺栓球节点》（JGJ5.1-91）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；《网架结构工程质量检验评定标准》（JGJ78-91）；国家现行《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）及其它相关技术规程；3、我公司的质量手册、程序文件、内部文件等管理制度。
第二章、工程概况和特点2．1、工程地点：福建省永安市燕北街道办事处兴平村，距市中心约5km；电厂北面约0.8km处为鹰厦铁路益口火车站；厂区东面是沙溪河(永安段亦称燕江)，出厂大门后向东过兴平公路大桥即可与国道205线连接；沿205国道向西南5km可到达永安市区；向东北45km可直达三明市区。
厂区西面紧靠鹰厦铁路线；北面紧临一条至安砂镇的公路，其路北为兴平村和兴平水泥厂。
2．2、福建华电永安发电有限公司2*200MW“上大压小”工程干煤棚网架工程为筒壳式螺栓球网架结构，其平面尺寸（投影）为95m×92m，网架投影面积为8740㎡，网架跨度为92m，根据我单位组织网架设计骨干精英对该网架进行初步设计分析，在矢高为32m，长度方向分格数为25格，跨度方向分格数为26格，筒格厚度为3m时，用钢量最小，总重约306T。
2．3、福建华电永安发电有限公司2*200MW“上大压小”工程汽车卸煤沟网架工程为平板式螺栓球网架结构，其平面尺寸（投影）为19m×50.8m，网架投影面积为965.2㎡，网架跨度为10.6m，最大悬挑5.5m，根据我单位组织网架设计骨干对该网架进行设计分析，网架矢高为1.9m时，用钢量最小，总重约30T。
2．4、网架采用下弦支座支撑，支座为双向铰支座（干煤棚支座基础为条形基础的混凝土连续梁，汽车卸煤沟网架混凝土框架柱），以抵抗竖向力及水平力；2．5、网架型式为正放四角锥螺栓球结构；2．6、网架按相关规范除锈防腐要求：喷砂除锈，红丹防锈漆两道，面漆两道；防火要求：二级防火，耐火等级1.5小时，采用超薄型防火涂；2．7、屋面采用C型钢檩条，主檩条C200×70×20×2.5,次檩条C120×50×20×2.5,屋面板为0.476mm厚830型彩色压型钢板。
《网架结构》课件
承载能力测试
在规定的荷载下测试网架 结构的承载能力，确保其 满足设计要求。
网架结构的加固与修复
损伤评估
对网架结构进行详细检查，评估其损 伤程度和影响范围。
加固方案制定
施工与验收
按照加固方案进行施工，完成后进行 验收，确保网架结构的安全性和稳定 性。
根据评估结果，制定合理的加固和修 复方案。
05
网架结构的发展趋 势与展望
根据施工需要，采购合格的原材料和 设备，并进行严格的质量检验。
网架结构的拼装
网架拼装前的准备
根据施工图纸和工艺要求，准备拼装所需的 材料和设备。
网架拼装精度控制
采用高精度的测量仪器和工具，确保拼装的 精度和稳定性。
网架拼装顺序
按照一定的顺序进行拼装，确保拼装质量和 进度。
拼装过程中的质量检查
对拼装过程中的关键节点进行质量检查，及 时发现并处理问题。
网架结构的应用场景
总结词
网架结构广泛应用于各种建筑和桥梁工程中，如体育 场馆、会展中心、工业厂房、高速公路桥梁等。
详细描述
由于网架结构具有受力性能好、承载能力高、结构自 重轻、抗震性能好等特点，因此被广泛应用于各种建 筑和桥梁工程中。例如，体育场馆的屋顶、会展中心 的展厅、工业厂房的屋顶和墙体、高速公路桥梁等都 可以采用网架结构作为主要承重结构。此外，在民用 建筑中，网架结构也可以用于大跨度跨越的桥梁和大 型工业厂房的承重体系中。
网架结构的日常维护
01
02
03
日常清洁
定期清理网架结构表面， 保持其外观整洁。
检查紧固件
确保所有连接螺栓、铆钉 等紧固件紧固，无松动现 象。
防腐处理
对网架结构进行防锈、防 腐蚀处理，延长其使用寿 命。