预应力网架结构优化分析
第27卷第5期 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 V ol.27l .5
2006年10月 Journal of
H arbin Eng ineering U niversity Oct.2006
预应力网架结构优化分析
张春玉1、2
,王振清1,韩玉来1,朱大雷1
(1.哈尔滨工程大学建筑工程学院,黑龙江哈尔滨 150001; 2.黑龙江科技学院建筑工程学院,黑龙江哈尔滨 158127)
摘 要:在空间网架结构中引入预应力,可以使其适用范围变得更加广泛、经济性变得更加合理.进行预应力网架结构优化研究,对于该种结构的推广和应用,具有积极的现实意义.文中以拉索张力和杆件截面为设计变量,提出了预应力网架结构的优化模型,并给出了具体的优化设计步骤.以一具体实例对网架结构进行了预应力优化分析,验证了模型的可行性,同时得出了一些有益的结论.关键词:预应力;网架结构;优化设计;拉索
中图分类号:T U 393.3 文献标识码:A 文章编号:1006-7043(2006)05-0718-04
Optimization design of pre -stress space truss structures
ZHANG Chun -yu 1.2,WANG Zhen -qing 1,H AN Yu -lai 1,ZHU Da -lei 1
(1.Colleg e o f Civ il Engineer ing,H arbin Eng ineer ing U niver sity ,Har bin 150001,China; 2.Scho ol o f Civ il Engineering ,H e-i longjiang Institute of Science and T echno lo gy ,H arbin 158127,China)
Abstract:Pre -stress space truss structures offer w ider applications and economy of use than conventional tr uss structures.With optim ization of pull cables and element sections as design variables,an optimization model and desig n appr oach fo r pre -stress space tress structures w ere obtained.T he pre -stress optimization analysis was car ried out by m eans of sam ple truss structures.The feasibility of this model w as proven and benefits are presented.
Keywords:pre -stress;space truss str uctures;optim ization design;pull cables 收稿日期:2005-06-27.
作者简介:张春玉(1971-),男,副教授,E _mail:hljkjxyz cy@163.
com ;
王振清(1962-),男,教授,博士生导师.
预应力网架结构属于预应力空间钢结构中的一
种传统结构型.传统结构型主要包括平板网架、双层网壳、双曲悬索、张弦结构等结构形式.由于平板网架结构适应性强、应用范围广,近20年来国内兴建了约3000座,建筑面积达400万m 2
,其中有代表性的有首都体育馆(99m @112.2m )、上海体育馆(直径110m)、首都机场四机位机库(90m @(153+153m))等等.但在已建网架工程中采用预应力技术的却寥寥无几.有资料表明,单次预应力钢结构与同类非预应力结构相比可以节约钢材10%~25%,多次预应力钢结构与同类非预应力结构相比可以节约钢材达20%~40%[1]
.
预应力网架结构的经济效果与很多因素有关,
因此其设计就存在优化问题,包括杆件截面优化、结构形状优化、拓扑优化以及拉索的最优布置和最优索力等内容.对于预应力桁架的优化设计,国内外已有较多的相关研究[2-5],网架结构的优化逐渐成为研究重点.在实际工程中,大多数情况下网架结构的形状、杆件的连接形式、布索方式选择性很小,因此,讨论在其他条件确定情况下的杆件截面、索力大小的优化问题.
1 优化模型及优化步骤
在已建的预应力网架结构中,引入预应力的大小多数采取试算的方法确定.因此,应用优化理论来确定预应力的大小尤为必要.根据工程实际,可以预应力值或杆件截面为变量进行单变量优化,也可以将其二者同时作为变量进行优化.文献[6]以预应力值和杆件截面尺寸为变量进行二级优化,求解效率高,但由于其分层处理,得到的是问题的局部最优
解.以预应力值和杆件截面尺寸为变量进行结构的同级优化,以试图得到问题的全场最优解.若在求解过程中产生病态矩阵或不收敛,可进行变量归一化处理[7].
以结构的自重为目标函数.空间网格结构的自重由杆件重量和结点重量组成,W=f(x i),x i为影响结构重量的变量,包括结构的截面尺寸、预应力大小、结点变量.因此目标函数为
min W=f(x i)=f(A1,A2,,,A i,F1,F2,,,F j),
(1)
s.t A-i[A i[A+i,(2)
R-i[R i[R+i,(3)
K i[[K i],(4)
X-i[X i[X+i,(5)
F-i[F i[F+i.(6)约束条件中,A i为空间网架结构中第i个杆件的截面面积;A-i、A+i为第i个截面面积变量A i的下限值和上限值;R i为结构在荷载或预应力作用下产生的第i个杆件的应力;R-i、R+i为结构第i个杆件材料的抗压及抗拉容许应力;K i、[K i]分别为第i 个杆件的长细比、容许长细比;X i为结构在荷载或预应力作用下产生的第i个节点的挠度;X-i、X+i为结构第i个节点所容许产生的最小、最大挠度;F i 为结构中拟施加的第i个预应力;F-i、F+i为结构中第i个预应力的最小及最大可能施加值.
考虑减少变量数量,简化模型,模型中忽略了结构节点的影响而未引入节点变量,节点的规格及自重可参考非预应力网架结构.在结构形式一定的前提下,网架结构的自重函数中变量应是离散的,非连续,但模型将结构的杆件截面几何参数作为优化变量,在最终的优化结果确定之前,可以认为其连续,优化结果确定之后,既可参照杆件规格确定杆件型号.
预应力网架结构的设计一般先确定结构布置及预应力施加方案,然后按优化模型优化杆件的截面尺寸及每级的预应力大小,具体方法和步骤如下:结合工程实际情况将结构所受荷载分成多次施加,每次施加的荷载分别为N1、N2、N3,并给出各杆件截面面积及预应力的初始值;计算N1作用下结构的最优截面面积A1i及所需最优预应力F1i,优化模型如前所述;计算N1和N2共同作用下结构所需的最优截面面积?A2i及最优预应力F2i,则结构所需杆件截面为A2i=max(A1i,?A2i),所需预应力增加值为$F i=F2i-F1i;计算结构在N1、N2、N3共同作用下的最优截面面积?A3i及所需最优预应力F3i,结构所需的杆件截面为A3i=max(A2i,?A3i),所需预应力增加值为$F i=F3i-F2i;,,;将结构所承受的多级荷载N1、N2、N3、,,全部作用在结构上,求得结构最优截面面积?A n i及所需最优预应力F n i.结构所需的杆件截面为A n i=max(A n-1
i,?A n i),所需预应力
增加值为$F i=F n i-F n-1
i.优化步骤框图及优化程序框图如图1、2所示
.
图1优化步骤框图
Fig.1O pt imization setp
通过以上的方法和步骤,最终可以确定结构的最优杆件截面及所需的每级预应力的大小.
对一具体工程,若其结构形式合理、布索适宜(即结构具有较好的加、卸荷系数),理论上来说施加预应力的次数越高,则经济效果越明显,但实际工程中,预应力的次数以2~3次为宜.
2模型验证
某工程采用27@27m的正放四角锥网架,网格尺寸3@3m,高度1.8m,周边点支撑,节点荷载设计值30kN.结构采用空心钢管,拟采用6种杆件类型,杆件截面限值10cm2[A i[168.39cm2[8].布索方式如图3,分别按直线布索Ⅰ、折线布索Ⅱ、折线布索Ⅲ3种情况对结构进行无预应力优化、单次预应力优化、二次预应力优化,优化数据如表1.
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第5期张春玉,等:预应力网架结构优化分析
表1优化结果
Table1Optimization results
无预应力
单次预应力二次预应力
直线布索Ⅰ折线布索Ⅱ折线布索Ⅲ直线布索Ⅰ折线布索Ⅱ折线布索Ⅲ
A1 A2 A3 A4 A5 A685.66
20.75
12.11
11.43
10.00
10.00
98.19
18.48
10.24
30.97
10.02
10.00
83.77
19.49
10.00
10.00
10.00
10.00
83.53
19.33
10.00
10.00
10.00
10.00
96.10
18.46
9.89
30.78
10.00
10.00
82.10
18.43
10.00
10.00
10.00
10.00
81.91
18.10
10.00
10.00
10.00
10.00
F62.3566.6769.2564.0068.7070.50 W22500219901949019450210701931019120百分比/%313.3813.56 6.3614.1815.02
注:1.表中结构自重未计入节点及焊缝重量;2.面积参数单位cm2,预应力单位kN,重量单位kg;3.表中数据为优化连续数据
.
图2优化程序框图
F ig.2Flo w chart of optimizat
ion
图3结构布置
Fig.3A rr ay of str uctur e
在该例中,最佳方案为二次预应力折线布索Ⅲ,
与无预应力情况相比,省钢率为15.02%.实际工程
中,方案的选择应考虑多次预应力引起的施工费用
增加与省钢率之间的关系.
3结论
通过应用文中的优化模型,对于预应力网架结
构的设计,可以得出一些有益结论:
1)将预应力和杆件截面放在同一层面对网架结
构进行优化,对于中小规模的结构是可行的,且得到
的是全场最优解.
2)预应力网架属于传统结构型钢结构,在网架
结构图形一定的条件下,若采用预应力工艺,必须进
行布索的多方案比较,以选择合理的布索方式.
(下转第727页)
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#哈尔滨工程大学学报第27卷
应不同.在信号捕获初始阶段,接收机无法确定信噪比高低,所以采用搜索速率较快的捕获判决算法,选择X=1,Y=4的T ong算法.一旦信号被捕获,若信噪比较高,则采用X=1,Y=4的T ong算法以保持较好的检测性能;若信噪比较低,则采用X=2, Y=4的T ong算法.
5结束语
大步进伪码快速捕获方法已经应用在实际的接收机系统中,理论分析和实践证明能够大幅度提高捕获时间.捕获检测量基于信号能量提取,所以这种捕获方案不仅具有捕获速度快,而且捕获灵敏度高,可在低信噪比条件下稳定工作.同时门限采用基于噪声和信号能量大小的自适应门限,相位证实采用了To ng算法,大大降低捕获判决的虚警概率,提高了捕获判决的检测概率.
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[责任编辑:郑可为]
(上接第720页)
3)在网架结构形式及布索方案一定的条件下,单纯提高预应力值的大小不仅无法得到较好的经济效果,反而会给现场的施工带来不便.
总之,在预应力网架结构的设计中,只有保证拉索的合理布置和预应力的合理施加,才可以有效地改善结构的受力性能,控制结构的刚度和内力分布,从而可以较大地节省用钢量,降低结构造价.
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[责任编辑:郑可为]
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第5期王伟,等:一种大步进伪码快速捕获方法的研究
网架结构设计与施工规程jgj7—91(1)
网架结构设计与施工规程JGJ7—91 主编单位：中国建筑科学研究院、浙江大学批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1992 年4 月1 日关于发布行业标准《网架结构设计与施工规程》的通知建标[ 1991] 648号 各省、自治区、直辖市建委（建设厅），计划单列市建委，国务院有关部门：根据原城乡建设环境保护部（86）城科字第263 号文的要求，由中国建筑科学研究院、浙江大学主编的《网架结构设计与施工规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号JGJ7—91，自1992 年4 月1 日起施行。原国家建筑工程总局批准的标准《网架结构设计与施工规定》JGJ7—80 同时废止。 本规程由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理和解释。由建设部标准定额研究所组织出版。在实施过程中如有问题和意见，请函告中国建筑科学研究院。中华人民共和国建设部1991年9 月29日 主要符号 Ab ――网架下弦杆截面面积； At ——网架上弦杆截面面积； Am——支承（上承或下承）平面弦杆截面面积的算术平均值； Aeff ――高强度螺栓有效截面面积； D ――网架的折算抗弯刚度；钢球直径； d 钢管外径； di, d2――组成B角的钢管外径；螺栓直径； ds――销子直径； E――弹性模量； Ec――柱子材料弹性模量； FEK ――网架结构的总水平地震作用标准值； FEVKi ――作用在网架第i节点上竖向地震作用标准值； Ft ――总起动牵引力； Ft1, Ft2 ――起重滑轮组的拉力标准值； f——钢材的强度设计值；――高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值；Gi ――网架第i节点的重力荷载代表值；Gk ――网架的永久荷载标准值；Gok ――网架总自重标准值；gok 网架自重标准值； He ――柱子高度； h――网架高度； I ――简化为交叉梁系的折算惯性矩； Ke ――悬臂柱的水平刚度； L1 ――网架的长向跨度； L2——网架的短向跨度； I ――杆件几何长度； M ——拟夹层板的弯矩设计值； Nb ――网架下弦杆轴向力设计值； Nc ——网架斜杆轴向力设计值，受压空心球的轴向压力设计值； Nt ----- 网架上弦杆轴向力设计值，受拉空心球的轴向拉力设计值; ――高强度螺栓的拉力设计值；
预应力钢结构的结构体系及节点设计
预应力钢结构的结构体系及节点设计 摘要预应力钢结构学科自诞生以来已经走过了60年历程。最近20年有较大的发展。尤其是近几年来的新材料、新工艺、新结构发展迅猛，且倍受国内建筑界重视和关注，对其研究越来越深入，技术越来越完善，应用也越来越广泛，新型的空间结构体系不断发展。，预应力钢结构的应用范围几乎已覆盖了全部钢结构领域。本文以综述的形式概述预应力钢结构的结构体系及节点设计。 关键词预应力钢结构结构体系节点设计 引言钢结构在设计、制造、施工、加固工程中，与外荷载应力符号相反的预应力被人为地在承重结构体系内引入，用来改善结构的承载特性，尽量利用材料强度幅值或者在主承重结构中引入预张力以使全部构件能够抗压或成型的，称为预应力加固钢结构或预应力钢结构。 预应力钢结构的结构体系可大致分为预应力平面结构体系和预应力空间结构体系。预应力平面结构体系包括预应力梁及楼盖系统、预应力钢桁架、预应力拱架、预应力框架结构、吊挂结构以及索绳结构体系。预应力空间结构体系包括预应力网架结构、预应力网壳结构、张弦结构、索穹顶结构、索膜(张拉膜)结构等等。 空间结构体系模型 一预应力钢结构设计原理和基本方法 1.1 预应力钢结构的工作机理 传统的钢结构引入预应力后受力机制受到改善，因为预应力调整为外部荷载与结构的内部抗力的关系，充分的挖掘了材料弹性强度的潜力，所以预应力钢结构的静，动力性能得到改善，刚度得到加强，众所皆知，在预应力作用下，任何结构的内力体系都是自相平衡的，预应力荷载及内力必须满足下列条件：
0X ∑= 0Y ∑= 0Z ∑= 0X M ∑= 0y M ∑= 0Z M ∑= 从预应力自平衡体系概念出发，除非结构的预应力体系与荷载作用系统完全吻合一致，否则在结构体系内总会产生杆件的卸载效应与增载效应，即某些杆件因预应力卸载的同时伴随着另外一些杆件的增载。因此，预应力的机理不是降低外部荷载力度，改变其作用状态或加固结构本身，而是利用材料弹性强度幅值的重复使用，内力的改性及转移来提高结构整体和杆件本身的承载能力和刚度。 预应力效应的几种主要的机制 图1-1 结构的承载力比较 a-非预应力结构 b-单次预应力结构 c-多次预应力结构 力的重复 图1-2 预应2.力梁的内力质变示意图
钢网架结构拼装施工实用工艺实用标准
第一节钢网架结构拼装施工工艺标准 541 基本规定 541.1 钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质，施工现场质 量管理应有相应的施工技术标准、质量管理体系，质量控制及检验制度，施工现场应 有经审批的施工组织设计、施工方案（或作业指导书）等技术文件。 钢结构工程施工质量的验收，必须采用经计量检定、校准合格的计量 钢结构工程应按下列规定进行施工质量控制： 采用的原材料及成品应进行进场验收；凡涉及安全、功能的材料及成品 应按本标准 规定进行复验，并应经监理工程师见证取样、送样。 （2） 各工序应按施工技术标准进行质量控制，每道工序完成后，应进行检查； （3） 相关各专业工种之间，应进行交接检验，并经监理工程师检查认可。 541.4 分项工程检验批质量标准应符合下列规定： （1） 主控项目必须符合本规范的要求； （2） 一般项目其检验结果应有80液以上的检查点（值）符合本规范的要求， 且最大 值不应超过其允许偏差值的1.2倍； （3） 质量检查记录、质量证明文件等资料应完整。 5.4.1.5 网架结构节点相当复杂时，应做1 : 1样板，无误后再正式投产。 5.4.1.6 网架结构杆件根据节点焊接形式，应考虑其长度尺寸因焊接收缩值。 5.4.2 施工准备 5.4.2.1 技术准备 （1） 拼装前编制施工组织设计或拼装方案并进行技术交底，保证网架焊接、 拼装质 量，必须认真执行。 （2） 拼装过程所用计量器具如钢尺、经纬仪、水平仪等，必须经计量检验合 格，并在 器具。 5.4.1.2 5.4.1.3 (1)
有效期内使用。土建、监理单位使用钢尺必须进行统一调整，方可使用。 (3)焊工必须有相应焊接形式的合格证。 (4)对焊接节点(空心球节点、钢板节点)的网架结构应选择合理的焊接工 艺及顺序，以减少焊接应力与变形。 (5)对小拼、中拼、大拼在拼装前宜进行试拼，检查无误，再正式拼装。 5.422 材料要求：钢材材质必须符合设计要求，如无出厂合格证或有怀疑时，必须按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001的规定进行机械性能试验和化学分项，经证明符合标准和设计要求后方可使用。 5.4.2.3 主要机具 参见表5.4.2.3 。
我国空间网架结构的发展现状pdf(DOC)
1997 年 12 月天津城市建设学院学报第3卷第4期D ec. 1997 JOU RNAL O F T IAN J IN IN ST ITU T E O F U RBAN CON STRU CT ION V o l. 3N o. 4 我国空间网架结构的发展现状 刘锡良X潘延东 (天津大学300072) 摘要论述网架结构(平板网架及网壳)在我国迅速发展的原因,并对其进行分析,然后按结构形式、网架连接、计算分析、施工检验以及质量等分别详述其发展情况,最后列举一些典型有代表性的实例,并浅谈曲面型网架(网壳)的展望。 关键词:网架结构,平板网架,网壳 THE PRESENT CO ND IT IO N O F THE D EVELO PM ENT O F SPACE FRAM EWO RK STRUCTURE IN CH INA L iu X ilang Pan Yandong (T ian jin U n iversity300072) Abstract In th is p ap er, the rea son s fo r rap id developm en t of sp ace fram ew o rk structu re (fla t sp ace fram ew o rk and reticu la ted shell) in ou r coun try a re discu ssed and ana lyzed. T he developm en t situa tion of sp ace fram ew o rk structu re is exp la ined in deta il acco rding to its structu ra l style, con nection typ e, ca lcu la ting ana lysis, con struction exam ina tion and qua lity resp ectively. F ina lly, som e typ ica l exam p les a re listed and an elem en ta ry in troduction to the p ro sp ect of the cu rved fram ew o rk ( reticu la ted shell) is m ade. Key words: fram ew o rk st ructu re, fla t sp ace fram ew o rk , ret icu la ted shell 2 空间结构主要是指薄壳、网架、网壳、折板和悬索结构。这五种结构在我国都有不同程度 的应用和发展,特别是网架应用范围最广,数量最多,近年来发展很快,从1990年在北京举行的第十一届亚运会的场馆建筑上就可看出网架结构的应用情况。亚运会新建的十三个场 馆中十一个采用了网架与网壳,其中焊接球节点占绝大多数,平板型网架占一半以上(表1)。如从全国各省、市、地区或县的体育馆来看, 几乎全部采用空间结构, 而且大部分采用网架结构。这主要是网架技术比较成熟,重量轻、工期短、造价低廉,当然还有抗震性能好、刚度 大等一些独特优点。另外由于重量轻,用于大跨度更是独占鳌头,非此莫属。目前我国已建 成的8000余座网架中,中小跨度占绝大多数,这又说明网架所适用的范围不仅限于大跨度X收稿日期: 19977年3月
大跨度预应力张弦网架结构主桁架
说明书摘要 本实用新型公开了一种大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，包括两套分别设置在所述主桁架端部上弦杆两端节点下方的组对微调机构；每套组对微调机构包括设置在所述主桁架端部上弦杆一端节点下方的稳定、限位机构，所述稳定、限位机构的下方设有千斤顶，所述千斤顶固接在钢架上，所述钢架固接在钢平台上，所述钢平台固接在与承重脚手架固接的木方上；所述两套组对微调机构的钢架之间通过交叉布置的斜拉筋连接。本实用新型造价低廉；加工制作工艺简单，可以直接现场制作，又便于安装就位和拆卸；拆卸后的材料、设备可以进行回收多次重复用于类似钢结构，适用性强，浪费相对较少，节约成本，具有良好的经济性。
摘要附图
权利要求书 1．一种大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，包括两套分别设置在所述主桁架端部上弦杆两端节点下方的组对微调机构；每套组对微调机构包括设置在所述主桁架端部上弦杆一端节点下方的稳定、限位机构，所述稳定、限位机构的下方设有千斤顶，所述千斤顶固接在钢架上，所述钢架固接在钢平台上，所述钢平台固接在与承重脚手架固接的木方上；所述两套组对微调机构的钢架之间通过交叉布置的斜拉筋连接。 2．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述每套组对微调机构的稳定、限位机构包括钢管，所述钢管的上端固接有与其对应千斤顶接触的钢盖板，所述钢管的外表面上固接有与其对应节点下表面接触的至少三个弧形钢板，所述至少三个弧形钢板的上表面形状与其对应节点的下表面形状适配。 3．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述千斤顶为螺旋式千斤顶。 4．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述钢架由角钢和钢板焊接而成。 5．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述钢平台由工字钢和钢板焊接而成。 6．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述斜拉筋采用角钢。
网架结构的种类及性能特点
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。壳型网架结构按壳面形式分主要有柱面壳型网架、球面壳型网架及双曲抛物面壳型网架。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。 网架结构根据外形不同，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。 按实际用途：钢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、双向大柱网架结构距车间等建筑的屋盖。 网架具有重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强等特点，目前对于网架的需求量也越来越大.结构屋顶全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成，钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造，有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响，增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。
网架结构设计说明
网架结构设计说明 一、设计概况： 1、工程名称：长丰南、淮南西十车道收费雨蓬网架工程 2、工程地点:安徽省准南市 3、网架结构:采用正放四角锥螺栓球节点 4、网架平面尺寸:见图;支承形式:见图。 5、建筑物使用基准期: 50 年 6、结构安全等级: 二级. 7、网架结构荷载： 上弦静载0.35KN/㎡ 下弦静载0.00KN/㎡ 上弦活载0.5KN/㎡ 基本风压：0.75KN/㎡ 风振系数取1.35，体型系数根据建筑结构荷载规范 GB50009-2012表8.3.1第22项取值。 地面粗糙度为B类。 抗震措施设防烈度为6度，建筑场地类别为Ⅱ 设计基本地震加速度为0.05g，设计分组一组 建筑抗震设防类别为丙类。 温差：±25℃ 设计容许挠度值：mm 附注：以上荷载不含网架自重。
二、设计依据： 1、依据甲方图纸。 2、依据现行国家规范规定： a、《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010 b、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 c、《钢结构设计规范》GB50017-2003 d、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 e、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 f、《钢网架螺栓球节点》JG/T 10-2009 g、《优质碳素结构钢》GB/T699-1999 h、《碳素结构钢》GB/T700-2006 i、《碳钢焊条》GB/T5117-95 j、《低合金钢焊条》GB5118-85 三、网架结构的计算和设计： 1、网架的计算采用同济大学编制的3D3S(V11.00)版网架网壳结构设计软件进行满应力优化设计，并符合《空间网格结构技术规程》 2、材料设计强度193N/m㎡，受压杆件长细比不大于180;在受拉杆件中，支座附近的长细比不大于250，直接承受动力荷载的长细比不大于250,一般杆件长细比300 3、网架结构的自重由计算机程序自动生成 4、荷载必须作用在球节点上，杆件不承受荷载。 5、网架平面布置图中标有"口"为支座位置，分Rx Ry Rz分别为横
某展览中心屋面网架结构设计与施工
某国际展览中心 屋盖网架结构设计与施工 一工程概况 某展馆屋盖纵向投影尺寸为３7９m,横向投影尺寸最大为１５４m，投影面积约为5.5万㎡，分A、B、Ｃ三个区,为目前国内最大的专业家具展览中心。 屋盖采用了出屋面的斜拉弧形网架结构,网架采用正放四角锥螺栓球节点形式,其纵向柱距A、Ｃ区为21m,B区为3０m，跨向柱距为90m。沿跨向设置钢管拉杆,纵向设置预应力拉索，并在跨向大悬挑端处设置垂直钢管锚杆与地下基础连接,网架通过钢管斜拉杆和预应力拉索悬挂在与下部钢筋混凝土柱相连的箱形钢柱上。 整个展馆由于跨度大，柱子少，有效使用面积大,使展览中心产生了较好的使用效果和经济效益。同时由于展览中心的建筑造型气势雄伟，建成之后，已成为当地的标志性建筑之一，图1为屋面网架平面布置及剖面图。
图1 屋面网架平面布置及剖面图 二结构设计 结合本工程的特点，作为一座大型展览馆，除考虑建筑结构的美观性外，还必须考虑其经济性与实用性。大空间却不增加很多的造价;展厅内柱点少有更多的使用面积；建筑造型要体现现代感。建筑师希望屋盖采用弧形变厚度结构，横向支承柱跨度要求为9０ｍ,柱外侧悬挑２１~3２m。按照上述要求，经过分析比较,决定采用出屋面的斜拉杆加网架的屋盖结构体系。因为一般的大跨度斜拉网架结构由于没有后平衡，必须把钢筋混凝土柱截面做得很大，往往不美观也不经济,而本工程可以采用两侧平衡的斜拉杆,且悬挑端（外墙边)可设垂直竖向拉锚杆，使得结构体系很合理。 网架采用正放四角锥弧形变厚度形式，由于有屋面斜拉杆,90m跨中处厚度可以做到仅３.5m，考虑到斜拉杆连接的方便性，支承柱上部采用钢结构,钢筋混凝土大柱伸至于网架内部，上部16m改用钢柱进行连接。钢柱和钢筋混凝土柱间设计成铰接,最大程度减少了屋盖对柱子的弯矩。斜拉杆的作用力很大,结构上不需要施加预应力,设计时考虑施工方便没有采用钢索而是采用了无缝钢管拉杆。由于高低跨交界处低跨网架无法设斜拉结构,在高低跨网架之间设置了垂直拉杆使A、Ｂ、C三区的网架起协同工作，避免了低跨网架出现开口端大跨度。钢柱、拉杆和屋面网架结构分析时整体计算,共有5５97个节点,2135０根杆件,采用SFCAD2000作优化设计。分析结果显示除与拉杆相连的节点的少量杆件外，网架结构的杆件受力不是很大，基本上都可用螺栓球节点连接。 拉杆与网架球节点的连接,因拉杆最大拉力达417０ｋN，焊接球也无法满足受力要求, 设计时考虑球内加穿透肋板进行力的传递。经研究，采用图2中的焊接球与钢管连接大样。焊接球选用材质为Q235B,型号为φ５00×20的两个半球分别与60mｍ厚的连接板连接。连接板与钢管的端头板通过φ1０0轴销（45#钢）连接。与钢柱相连拉杆截面分别为φ351×１4、φ35１×16与φ351×2０,与基础连接锚杆截面分别为φ４02×２0、φ351×14、φ3５1×16。拉(锚)杆长度均在20m以上,高跨处最长为３５m，全部采用无缝钢管。 出屋面钢柱高１6m,开始时设计考虑采用φ800×25圆钢管截面,因圆钢管截面各向同性,焊接连接节点处理简单,但此类钢管型号国内较少，且工期较紧,经设计分析计算，改用□800×60０×22箱形断面柱。在斜拉杆与箱形钢柱连接节点处及网架节点与箱形钢柱连接节点处的钢柱部份均加设肋板,防止钢柱在拉力作用下变形。其中拉杆与箱形钢柱连接节点处采用二块肋板，因为此处拉力最大达到4000kN以上。此外加肋板与钢柱的连接均为
钢网架结构高空安装工艺
钢网架结构高空安装工艺 1．本工艺标准适用于钢网架结构高空散装法，高空滑移法或地面拼装总体吊装（提升）等安装工艺。 2.1 材料 2.1.1 钢网架安装的钢材与连接材料，高强度螺栓、焊条、焊丝、焊剂等，应符合设计的要求，并应有出厂合格证。 2.1.2 钢网架安装用的空心焊接球、加肋焊接球、螺栓球。半成品小拼单元、杆件，以及橡胶支座等半成品，应符合设计要求及相应的国家标准的规定。 2.2 主要机具： 电焊机、氧-乙炔切割设备、砂轮锯、杆件切割车床、杆件切割动力头、钢卷尺、钢板尺、卡尺、水准仪、经纬仪、超声波探伤仪，磁粉探伤仪、提升设备、起重设备、铁锤、钢丝刷、液压千斤顶、倒链等工具。 2.3 作业条件： 2.3.1 安装前应对网架支座轴线与标高进行验线检查。网架轴线、标高位置必须符合设计要求和有关标准的规定。 2.3.2 安装前应对柱顶混凝土强度进行检查，柱顶混凝土强度必须符合设计要求和国家现行有关标准的规定以后，才能安装。 2.3.3 采用高空滑移法时，应对滑移轨道滑轮进行检查，滑移水平坡度应符合施工设计的要求。 2.3.4 采用条、块安装，工作台滑移法时，应对地面工作台、滑移设备进行检查，并进行试滑行试验。 2.3.5 采用整体吊装或局部吊装迭时，应对提升设备进行检查，对提升速度、提升吊点、高空合拢与调整等工作作好试验，必须符合施工组织设计的要求。 2.3.6 采用高空散装法时，应搭设满堂红脚手架，并放线布置好各支点位置与标高。采用螺栓球高空散装法时，应设计布置好临时支点，临时支点的位置、数量应经过验算确定。 2.3.7 高空散装的临时支点应选用千斤顶为宜，这样临时支点可以逐步调整网架高度。当安装结束拆卸临时支架时，可以在各支点间同步下降，分段卸荷。 3.1 螺栓球正方四角锥网架高空散装法： 3.1.1 工艺流程：
钢网架结构拼装施工工艺标准
SGBZ-0238钢网架结构拼装施工工艺标准 依据标准： 《建筑工程施工质量验收统一标准》 《钢结构工程施工质量验收规范》 1、范围 本工艺标准适用于钢网架螺栓球 节点、 程。 2、施工准备 2.1 材料： 2.1.1 钢网架拼装的钢材与连接材料、高强度螺栓、焊条等材料应符合设计要求，并应有出 厂合格证明。 2.1.2 螺栓球、空心焊接球、加肋焊接球、锥头、套筒、封板、网架杆件、焊接钢板节点等 半成品，应符合 设计要求及相应的国家标准的规定。 2.1.2.1 螺栓球 主控项目 螺栓球及制造螺栓球节点所采用的原材料，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准 和设计要求。 检查数量 : 全数检查。 检验方法 : 检查产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。 螺栓球不得有过烧、裂纹及褶皱。 检查数量 : 每种规格抽查 5%，且不应少于 5只。 检验方法 : 用 10倍放大镜观察和表面探伤。 一般项目 螺栓球螺纹尺寸应符合现行国家标准《普通螺纹基本尺寸》 GB19外粗牙螺纹的规定，螺纹 公差必须符合现行国家标准《普通螺纹公差与配合》 GB19冲6H 级精度的规定。 检查数量 : 每种规格抽查 5%，且不应少于 5只。 检验方法 : 用标准螺纹规。 螺栓球直径、 圆度、相邻两螺栓孔中心线夹角等尺寸及允许偏差应符合 检查数量 : 每一规格按数量抽查 5%，且不应少于 3个。 检验方法 : 用卡尺和分度头仪检查。 2.1.2.2 拼装用高强度螺栓 GB50300-2001 GB50205-2001 焊接球节点、 焊接钢板节点的钢网架结构地面拼装工 GB50205-2001 的规定。
常见网架结构型式与建模技巧
常见网架结构型式与建 模技巧 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
常见网架结构型式与建模技巧 建筑结构通常分平面结构和空间结构两大类。应用最广泛的空间结构是空间网格结构，根据组成形状分为网架结构和网壳结构。当网格结构为平板型时即为网架结构，当网格结构为曲面形状并具有网壳的结构特性时即为网壳结构。 网架结构，首先按网格单元分为平面桁架系网架，四角锥体系网架、三角锥体系网架。其次，按网架的支承情况分为周边支承网架、点支承网架、周边支承与点支承相结合的网架，三边支承或两边支承网架。实际工程中，我们常用的是四角锥和三角锥体系网架。 网壳结构有很多种分类方法和种类，仅介绍常用类型，首先按结构型式分球面网壳、柱面网壳、双面抛物面网壳、折板型网壳、应力表皮网壳。其次，按支承条件分无水平推力网壳、有水平推力网壳。按层数分单层网壳、双层网壳等，详见附表。 开始设计网架工程时，应综合比较选择一个优化的结构类型，然后开始建模。建模是将工程模型转化为数字模型的一个过程。首先，根据建筑造型选择网格组成单元，划分网格尺寸。然后根据跨度、支承方式、荷载大小等，确定网架厚度。完成几何形状后，再根据支承柱的刚度给支座赋值。最后调整荷载、进行结构分析和设计。这样，反复比较几个网架方案，最终确定一个优化设计方案作为设计方案。 网架建模关键步骤如下： 第一、网格单元：目前常用的组成单元中四角锥体应用最普遍。因为，四角锥网架造型整齐、美观、刚度大。当网架几何尺寸为正方形或接近正
方形时，多采用斜放类锥体网架。当几何尺寸为多边形即六边形或八边形时，可采用三角锥网架，它形成的结构单元和网架整体很有规律，传力途径简洁，受力合理。当网架几何尺寸为圆形、弧形，可采用三角锥体，也可采用四角锥体系。 第二、网格尺寸和厚度：首先根据网架跨度和荷载大小确定网格数和网格尺寸。通过周边支承平板网架工程计算结果，总结如下最优网格数与跨高比的经验公式： 注：L2为短向跨度，单位为m。 以上公式仅为参考数据，实际工程设中应上下浮动10％进行试算比较，确定一个较佳的网格数作为工程数据。 其次，网格尺寸还和屋面材料有关，当屋面为压型钢板时，网格一般不应大于3m。否则，一般压型钢板都要增加副檩条。当屋面夹芯板时，可以大于3m。当屋面为采光板时，应根据玻璃、阳光板规格确定，一般不大于2m。 第三、支座假定：支座约束可分为自由、弹性、固定和强迫位移等四种。弹性支承是网架结构中普遍存在的约束条件。如果能计算出网架下部支承结构在某自由度方向的刚度，这样可以近似地计算出网架与下部结构
钢网架结构地面拼装工艺
钢网架结构地面拼装工艺 本工艺标准适用于钢网架螺栓球节点、焊接球节点、焊接钢板节点的钢网架结构地面拼装工程。 2.1、材料： 2.1.1、钢网架拼装的钢材与连接材料、高强度螺栓、焊条等材料应符合设计要求，并应有出厂合格证明。 2.1.2、螺栓球、空心焊接球、加助焊接球、锥头、套筒、封板、网架杆件、焊接钢板节点等半成品，应符合设计要求及相应的国家标准的规定。 2.1.2.1、制造钢结构网架用的螺栓球的钢材，必须符合设计规定及相应材料的技术条件和标准。螺栓球严禁有过烧、裂纹及付种隐患，成品球必须对最大的螺孔进行抗拉强度检验。 2.1.2.3、拼装用的焊接球材料品种、规格质量，必须符合设计要求和有关标准的规定。焊接用的焊条、焊剂、焊丝、保护气体等应符合相应的技术要求和规定。焊接球应有出厂合格证和钢球承载力检验报告。 2.1.2.4、钢网架拼装封板、锥头、套筒的钢材，必须符合设计要求及相应的技术标准。封板、锥头、套筒外观木得有裂纹、过烧及氧化皮。 2.1.2.5、钢网架拼装焊接用钢板，必须符合设计要求及相应的
技术标准。焊接材料应有出厂合格证及相应的技术标准。钢板节点的拼装焊缝应达到设计要求。 2.1.2.6、钢网架拼装用杆件的钢材品种、规格、质量，必须符合设计规定及相应的技术标准。钢管杆件与封板、锥头的连接，必须符合设计要求，焊缝质量标准必须符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》中的二级质量标准。钢管杆件与封板或锥头的焊缝应进行强度检验，其承载能力应满足设计要求。 2.2、主要机具 电焊机、氧-乙炔设备、砂轮锯、钢管切割机床、钢卷尺、钢板尺、游标卡尺、测厚仪、超声波探伤仪、磁力探伤仪、铁锤、钢丝刷、卡钳、百分表等检测仪器。 2.3、作业条件： 2.3.1、拼装焊工必须有焊接考试合格证，有相应焊接材料与焊接工位的资格证明。 2.3.2、拼装前应对拼装场地做好安全设施、防火设施。拼装前应对拼装胎位进行检测，防止胎位移动和变形。拼装胎位应留出恰当的焊接变形余量，防止拼装杆件变形，角度变形。 2.3.3、拼装前杆件尺寸、坡口角度以及焊缝间隙应符合规定。 2.3.4、熟悉图纸，编制好拼装工艺，做好技术交底。 2.3.5、拼装前，对拼装用的高强螺栓应逐个进行硬度试验，达到标准值才能进行拼装。 3.1、工艺流程：
空间网架结构设计
空间网架结构设计
高福聚
石油大学建筑工程系 二○○四年六月
第四章
网架结构设计
4.1 网架结构的形式及种类
4.1.1 网架结构的基本单元及几何不变性
1．基本单元 网架结构可以看作是平面桁架的横向拓展、也可以看作是平板的格构 化。网架结构的起源，据说是仿照金刚钻石原子晶格的空间点阵排布，因 而是一种仿生的空间结构，具有很高强度和很大的跨越能力。 网架结构是由许多规则的几何体组合而成，这些几何体就是网架结构 的基本单元。常用的有：三角锥、四角锥、三棱体、正方棱柱体，此外还 有：六角锥、八面体、十面体等（图 4－1） 。
图 4-1
网架结构的基本单元
1
网架在任何外力作用下都必须是几何不变体系。因此，应该对网架进 行机动分析。 2．网架几何不变的必要条件 网架是一个铰接的空间结构，其任意一个节点有三个自由度。对于一 个具有 J 个节点，m 个杆件的网架，支撑于具有 r 根约束链杆的支座上时， 其几何不变的必要条件是： （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 ≥ 3 J ? r 时，为超静定结构的必要条件；当 m ＝ 3 J ? r 时，为静定结构的必要条件；当 m ≤ 3 J ? 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： ① 以一个几何不变的单元为基础， 通过三根不共面的杆件交出一个新 节点所构成的网架也为几何不变；如此延伸。 ② 列出考虑了边界约束条件的结构总刚度矩阵 0， [K ] 为非奇异矩阵，网架位移和杆力有唯一解，网架为几何不变体系； 如果 K ＝0， [K ] 为奇异矩阵，网架位移和杆力没有唯一解，网架为几何 可变体系。
m + r ? 3 J ≥0 或 m ≥ 3 J ? r
[K ] ,
如果 K ≠
4.1.2
网架结构的形式
在对网架结构分类时，采取不同的分类方法，可以划分出不同类型的 网架结构型式。一般地， 1．按结构组成分 1）双层网架 具有上下两层弦杆，是最常用的网架结构形式。 2） 三层网架 具有上中下三层弦杆， 强度和刚度都比双层网架提高很 大。在实际应用时，如果跨度 l＞50m，酌情考虑；当跨度 l＞80m 时，应
2
钢网架结构安装
钢网架结构安装 1 范围 本工艺标准适用于钢网架结构高空散装法，高空滑移法或地面拼装总体吊装（提升）等安装工艺。 2 施工准备 2.1 材料 2.1.1 钢网架安装的钢材与连接材料，高强度螺栓、焊条、焊丝、焊剂等，应符合设计的要求，并应有出厂合格证。 2.1.2 钢网架安装用的空心焊接球、加肋焊接球、螺栓球。半成品小拼单元、杆件，以及橡胶支座等半成品，应符合设计要求及相应的国家标准的规定。 2.2 主要机具： 电焊机、氧-乙炔切割设备、砂轮锯、杆件切割车床、杆件切割动力头、钢卷尺、钢板尺、卡尺、水准仪、经纬仪、超声波探伤仪，磁粉探伤仪、提升设备、起重设备、铁锤、钢丝刷、液压千斤顶、倒链等工具。 2.3 作业条件： 2.3.1 安装前应对网架支座轴线与标高进行验线检查。网架轴线、标高位置必须符合设计要求和有关标准的规定。 2.3.2 安装前应对柱顶混凝土强度进行检查，柱顶混凝土强度必须符合设计要求和国家现行有关标准的规定以后，才能安装。 2.3.3 采用高空滑移法时，应对滑移轨道滑轮进行检查，滑移水平坡度应符合施工设计的要求。 2.3.4 采用条、块安装，工作台滑移法时，应对地面工作台、滑移设备进行检查，并进行试滑行试验。 2.3.5 采用整体吊装或局部吊装迭时，应对提升设备进行检查，对提升速度、提升吊点、高空合拢与调整等工作作好试验，必须符合施工组织设计的要求。 2.3.6 采用高空散装法时，应搭设满堂红脚手架，并放线布置好各支点位置与标高。采用螺栓球高空散装法时，应设计布置好临时支点，临时支点的位置、数量应经过验算确定。 2.3.7 高空散装的临时支点应选用千斤顶为宜，这样临时支点可以逐步调整网架高度。当安装结束拆卸临时支架时，可以在各支点间同步下降，分段卸荷。 3 操作工艺 3.1 螺栓球正方四角锥网架高空散装法：
11钢网架结构拼装讲解
钢网架结构拼装 一、材料、半成品要求 1材料要求：钢材、铸钢件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。钢结构工程所采用的钢材，都应具有质量证明文件，当对钢材的质量有疑义时，必须按国家现行标准《钢结构工程施工质量验收规范》及其他有关标准的规定进行化学分析和力学性能试验，复验结果符合现行国家产品标准和设计要求后方可使用。 2焊接球、螺栓球、封板、锥头和套筒所采用的原材料，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。并有产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。逐一检验其质量，必须符合其他主控项目及一般项目的要求。 3连接材料：焊条、高强度螺栓等连接材料，应符合规范规定的主控项目和一般项目及设计要求，并有质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。 二、主要机具 见下表。 主要机具 续表 100
三、作业条件 1拼装前编制施工组织设计或拼装方案，保证网架焊接拼装质量，必须认真执行相关技术方案。 2拼装过程所用计量器具如钢尺、全站仪、经纬仪、水平仪等，经计量检验合格，并在检验有效期之内使用。土建、监理单位使用钢尺必须进行统一调整，方可使用。 3焊工必须有相应焊接形式的合格证。 4对焊接节点的（空心球节点、钢板节点）网架结构应选择合理的焊接工艺及顺序，以减少焊接应力与变形。 5网架结构应在专门胎具上小拼，以保证杆件和节点的精度和互换性。 6胎具在使用前必须进行尺寸检验，合格后再拼装。 7在整个拼装过程中，检测人员要随时对胎具位置和尺寸进行复核，如有变动，经调整后方可重新拼装。 8网架的片或条块应在平整的刚性平台上拼装，拼装前，必须在空心球表面用套模划出杆件定位线，做好定位记录，在平台上按1：1大样，搭设立体模来控制网架的外形尺寸和标高，拼装时应设调节支点来调节钢管与球的同心度。 9焊接球节点网架结构在拼装前应考虑焊接收缩，其收缩量可通过试验确定，试验时可参考下列数值： 钢管球节点加衬管时，每条焊缝的收缩量1.5～3.5mm; 钢管球节点不加衬管时，每条焊缝的收缩量为2～3mm: 焊接钢板节点，每个节点收缩量2～3mm。 10对供应的杆件、球及部件在拼装前严格检查其质量及各部尺寸，不符合规范规定的数值，要进行技术处理后方可拼装。 11对小拼、中拼、大拼在拼装前必须进行试拼，检查无误后再正式拼装。
预应力钢结构
什么是预应力钢结构？ 预应力技术的应用从上世纪三十年代开始，因其独特的结构受力体系，往往能达到让人惊叹 的建筑效果。 预应力结构分为预应力混凝土结构和预应力钢结构；本文主要介绍预应力钢结构； 预应力钢结构是结构工程领域的贵族，其结构选型与优化，布索方案经济分析，张拉阶次与 力度设计，结构计算与内力组合，构件与节点设计，施工工艺选择等设计内容中，任何一项 中的差错与失误都可导致预应力经济效益的下降甚至丧失。其设计、施工难度极大，国内只 有少数几家设计院能做大型预应力钢结构设计。 预应力钢结构（prestressed steel structure）：指在结构上施加荷载以前，对钢结构或构件用特 定的方法预加初应力，其应力符号与荷载引起的应力符号相反；当施加荷载时，以保证结构 的安全和正常使用。结构或构件先抵消初应力，而且还应考虑预应力的作用，然后再按照一 般受力情况工作的钢结构称为预应力钢结构。 生活中也有很多预应力。如撑起布伞（引入预应力）可以防雨挡风；木桶套箍（引入预应力）可以耐久防漏，自行车车轮那些拧紧的辐条可以保证车轮轻便、结实等，但在现代钢结构中 引入预应力却是近50年的事。 预应力钢结构的分类？ 从早期预应力吊车梁，撑杆梁的简单形式发展到目前张弦桁架、索弯顶、索膜结构、玻璃幕 墙等现代结构，预应力钢结构种类繁多，大致归纳为四类： 1、传统结构型：在传统的钢结构体系上，布置索系施加预应力以改善应力状态、降低自重 及成本。例如预应力桁架、网架、网壳等。例如天津宁河体育馆，攀枝花市体育馆的网架、 网壳屋盖。目前候机楼、会展中心广泛采用的张弦桁架亦归入此类。 另一种是工程中应用已久的悬索结构，如北京工人体育馆，浙江人民体育馆。其结构由承索 与稳定索两组索系组成，施加预应力的目的不是降低与调整内力，而是提高与保证刚度。 2、吊挂结构型：结构由竖向支承物（立柱、门架、拱架等）、吊索及屋盖三部分组成。支 承物高出屋面，于其顶部下垂钢索吊挂屋盖。对吊索施加预应力以调整屋盖内力，减小挠度 并形成屋盖结构的弹性支点。由于支承物及吊索暴露于大气之中，直指兰天所以又称暴露结构。例如江西体育馆、北京朝阳体育馆、杭州黄龙体育场等。 3、整体张拉型：属创新结构体系，跨度结构中摒弃了传统受弯构件，全部由受张索系及膜 面和受压撑杆组成。屋面结构极轻，设计构思新颖，是先进结构体系中的佼佼者，例如汉城 奥运主赛馆、慕尼黑奥运体育馆建筑群等。由于此体系属国外专利，国内尚无工程实例。
钢网架结构拼装工艺标准(506-1996)
钢网架结构拼装工艺标准 1范围 本工艺标准适用于钢网架螺栓球节点、焊接球节点、焊接钢板节点的钢网架结构地面拼装工程。 2施工准备 2.1 材料： 2.1.1 钢网架拼装的钢材与连接材料、高强度螺栓、焊条等材料应符合设计要求，并应有出厂合格证明。 2.1.2 螺栓球、空心焊接球、加助焊接球、锥头、套筒、封板、网架杆件、焊接钢板节点等半成品，应符合设计要求及相应的国家标准的规定。 2.1.2.1 制造钢结构网架用的螺栓球的钢材，必须符合设计规定及相应材料的技术条件和标准。螺栓球严禁有过烧、裂纹及付种隐患，成品球必须对最大的螺孔进行抗拉强度检验。螺栓球的质量要求以及检验方法应符合表5-14的规定。 螺栓球的允许偏差及检验方法表5-14 项次项目允许偏差(mm) 检查方法 D≤120 +2.0-1.0 D>120 +3.0 -1.5 D≤120 1.5 D>120 2.5 3 螺栓球螺孔端面与球心距±0.20 用游标卡尺、测量芯棒、高度尺检查 同一轴线上两螺D≤120 0.20 孔端面平行度 D>120 0.30 5 相邻两螺孔轴线间夹角±30′ 用测量芯棒、高度尺、分度头检查 6 螺孔端面与轴线的垂直度 0.5%r 用百分表 注：r为螺孔端面半径。 2.1.2.2 拼装用高强度螺栓的钢材必须符合设计规定及相应的技术标准。钢网架结构用高强度螺栓必须采用国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》规定的性能等级8.8S或10.9S，并应按相应等级要求来检查。检查高强度螺栓出厂合格证，检查试验报告，检查复验报告。在拼装前还应对每根高强度螺栓进行表面硬度试验，严禁有裂纹和损伤。高强度螺栓的允许偏差和检验方法应符合表5-15的规定。 高强度螺栓的允许偏差及检验方法表5-15 项次项目允许偏差(mm) 检查方法 1 螺纹长度(t椔菥? +2t 0 2 螺栓长度 +2t -0.8t 3 槽深±0.2 用钢尺、游标卡尺检查 4 键槽直线度 <0.2 5 位置度 <0.5 2.1.2.3 拼装用的焊接球材料品种、规格质量，必须符合设计要求和有关标准的规定。焊接用的焊条、焊剂、焊丝、保护气体等应符合相应的技术要求和规定。焊接球应有出厂合格证和钢球承载力检验报告。拼装用焊接球应符合表5-16的规定。 焊接球的允许偏差及检验方法表5-16 项次项目允许偏差(mm) 检查方法 1 球焊缝高度与球外表面平齐±0.5 用焊缝量规，沿焊缝周长等分取8个点检查 2 球直径D≤1.5 ±1.5 用卡钳及游标卡尺检查，每个球量测各向三个 3 球直径D>300 ±2.5 数值 4 球的圆度D≤300 ≤1. 5 用卡钳及游标卡尺检查，每个球测三对，每对互 5 球的圆度D>300 ≤2.5 成90°，以三对直径差的平均值计 6 两个半球对口错边量≤1.0 用套模及游标卡尺检查，每球取最大错边处一点 2.1.2.4 钢网架拼装封板、锥头、套筒的钢材，必须符合设计要求及相应的技术标准。封板、锥头、套筒外观木得有裂纹、过烧及氧化皮。封板、锥头、套筒的质量要求和检验方法应符合表5-17的规定。 封板、锥头、套筒的允许偏差及检验方法表5?7 项次项目允许偏差(mm) 检查方法
网架结构的种类及其性能特点
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。壳型网架结构按壳面形式分主要有柱面壳型网架、球面壳型网架及双曲抛物面壳型网架。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。 网架结构根据外形不同，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。 按实际用途：钢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、双向大柱网架结构距车间