【PPT课件】网架(完海鹰)

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1、2017年5月29日,1/113,第2章 网架结构,网架结构定义,a 网架 b 单层网壳 c 双层网壳,平板网架结构（简称之网架结构），是以多根杆件按照一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构。,2017年5月29日,2/113,北京机场四机位库 Beijing Airport Hangar,2017年5月29日,3/113,北京纸箱厂 An Example of Industrial Building,2017年5月29日,4/113,哈尔滨水上世界 Harbin Water World,2017年5月29日,5/113,网架结构的优越性,1.空间工作，传力途径简捷。 2.重量轻，经济指标

2、好。 3.刚度大，抗震性能好。 4.施工安装简便。 5.网架杆件和节点定型化、商品化生产 6.网架的平面布置灵活。 发展迅速的原因还有： 1.社会发展和工程建设的需要。 2.标准化、工厂化生产。 3.电子计算技术的应用。,第2章 网架结构,2017年5月29日,6/113,第2章 网架结构,2.1.1 网架结构的基本单元及几何不变性,1 网架结构的基本单元,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。常用的基本单元有三角锥、四角锥、三棱体、正方棱柱体。此外，还有六角锥、八面体、十面体等构成的单元。,网架结构在任何外力作用下必须是几何不变体系。,因此，应该对网架结构进

3、行机动分析,2017年5月29日,7/113,第2章 网架结构,2 网架几何不变的条件,网架是一个铰接的空间杆系结构，其任一节点有三个自由度。对于具有J个节点，m个杆件的网架，支承于具有r根约束链杆的支座上时，其几何不变的必要条件是：m+r-3J0且r6,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，进而对整体作出评价。, 用三个不在一个平面上的杆件汇交于一点，该点为空间不动点，即为几何不变。 三角锥是组成空间结构几何不变的最小单元 由三角形图形的平面组成的空间结构，其节点至少为三平面交汇点，该结构为几何不变,2017年5月29日,8/113,第2章 网架结构,2017年

4、5月29日,9/113,平面桁架系网架,第2章 网架结构,2.1.2 网架结构的类型,按网格形式分类，目前国内外常用的网格结构可分为平面桁架系网架和角锥体系网架。,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 e 网片,2017年5月29日,10/113,一、平面桁架系网架,两向正交正放网架,桁架交角为90度,两个方向的桁架平行于建筑平面的边线,设置水平支撑，保证几何不变性,适用于正方形或近似正方形的建筑平面，中等跨度3060m为宜,若两边长比值大，荷载沿短向传力， 空间作用减弱,2017年5月29日,11/113,支 撑,2017年5月29日,12/113,两

5、向正交斜放网架,桁架交角为90度,桁架与建筑平面边线的交角为45度,最长桁架长度不变，若矩形平面长宽比大，仍两向受力,周边区格为三角形，刚度比正交正放大大提高,适用：平面为正方形或长方形的中大跨度,2017年5月29日,13/113,两向斜交斜放网架,桁架斜交；桁架与建筑边界成斜角,适用：建筑平面两方向柱矩不等,特点：构造复杂，受力欠佳,2017年5月29日,14/113,三向交叉网架,由三组互成60度夹角的平面桁架相交而成,特点：空间刚度大、受力性能好；,节点构造复杂,2017年5月29日,15/113,二、角锥体系网架,由四角锥、三角锥、六角锥单元组成的空间网架结构,比交叉桁架网架刚度大，

6、受力性能好；预制标准锥体单元，安装、运输、存放方便,2017年5月29日,16/113,四角锥网架,上弦杆红色下弦杆蓝色 腹 杆 绿色,2017年5月29日,17/113,正放四角锥网架,网架的上弦、下弦杆件均与建筑平面边界平行,上弦杆红色下弦杆蓝色 腹 杆 绿色,特点:受力均匀，空间刚度大； 上下弦杆长度相同，制作构造简单； 杆件数量多，用钢量大；,锥底的边与边相连,适用：建筑平面接近正方形的中、小跨度周边支承； 大柱网、点支撑等。,四角锥网架,2017年5月29日,18/113,锥尖向下,锥尖向上,2017年5月29日,19/113,正放抽空四角锥网架,四角锥网架,上弦杆红色下弦杆蓝色 腹

7、 杆 绿色,2017年5月29日,20/113,斜放四角锥网架,难形成屋面排水坡,特点：,适用：中小跨度和矩形平面,受力合理上弦杆短，下弦杆长,构造简单节点汇集的杆件数目少,正放四角锥网架：锥底的边与边相连,锥底的角与角相连,四角锥网架,2017年5月29日,21/113,棋盘型四角锥网架,斜放四角锥网架水平转动45度，上弦与建筑边界垂直或平行,斜放四角锥,四角锥网架,2017年5月29日,22/113,星形四角锥网架,受力合理上弦杆短，下弦杆长,刚度稍差、适用于中小跨度的周边支承,四角锥网架,2017年5月29日,23/113,三角锥网架,三角锥单元,刚度大，适用于大跨度工程,上弦杆红色下弦

8、杆蓝色 腹 杆 绿色,2017年5月29日,24/113,三角锥网架,上弦杆红色下弦杆蓝色 腹 杆 绿色,锥底的角与角相连,三角锥网架,2017年5月29日,25/113,抽空三角锥网架,上弦三角形下弦三角形、六边形、多边形,杆件、节点数少，用料省，整体刚度差适用于中小跨度的轻屋面的建筑物,三角锥网架,2017年5月29日,26/113,三角锥网架,蜂窝三角锥网架,节点汇交6根，简化节点构造适用于中小跨度的周边支承网架，用于六边形、圆形和矩形平面,2017年5月29日,27/113,六角锥网架,六角锥单元,杆件多，节点构造复杂，很少采用,上弦六边形下弦三角形,上弦三边形下弦六角形,2017年5

9、月29日,28/113,2.1.3 网架结构的支承,网架结构搁置在柱、梁、桁架等下部结构上，由于搁置方式不同，可分为周边支承、点支承、周边支承与点支承相结合、三边或两边支承、单边支承等情况。,周边支承网架传力直接，受力均匀，是最常用的支承方式。点支承的网架与无梁楼盖受力有相似之处，应尽可能设计成带有一定长度的悬挑网格，这样能使跨中正弯矩和挠度减少，并使整个网架内力趋于均匀。周边支承与点支承相结合的网架适用于大柱网工业厂房、仓库、展览馆的建筑。,第2章 网架结构,2017年5月29日,29/113,满足建筑平面布置和建筑使用功能的要求,无竖向位移，可有水平位移,直接搁置在柱上、墙上、梁上,周边支

10、承网架,支承在柱顶联系梁上,砖墙承重,所有周边上都设置支座节点,支承在周边柱上,柱布置较多，传力明确，网架受力均匀，适用大中跨度的网架,柱数量少，柱距布置灵活，便于建筑设计，网架受力均匀，适用大中跨度的网架,承重方式经济，适用中小跨度,2017年5月29日,30/113,三边支承网架,三个边上设置支座节点，一边自由,适用：飞机库、影剧院、工业厂房、干煤棚等中应用,两对边上设置支座节点，其余两边自由,两边支承网架,2017年5月29日,31/113,点支承网架,支承点多对称布置在周边设置悬臂段，平衡一部分跨中弯矩，减少跨中挠度适用：体育馆、展览厅,2017年5月29日,32/113,周边支承与点

11、支承结合的网架,缩短网架的跨度，减少网架杆件的内力和网架的挠度；节约钢材,适用于大柱网工业厂房、仓库、展览馆等,2017年5月29日,33/113,一、周边支承网架,1. 周边支承网架受力特点,2.1.4 网架结构的选型,2017年5月29日,34/113,1. 周边支承网架受力特点,正交斜放交叉桁架,桁架C-D、E-F刚度大，对桁架A-H弹性支承作用,避免角支座拉力过大，采用无角柱,2017年5月29日,35/113,2. 周边支承网架选型,单位面积用钢量：,刚度：,刚度都很大,正方形、接近正方形的周边支承网架优先考虑斜放、棋盘、星形四角锥,方形、矩形平面,2017年5月29日,36/113

12、,2. 周边支承网架选型,斜放、棋盘、星形四角锥用钢量省、刚度好原因？,空间作用好，杆件受力合理,节点交汇杆件少，节点构造简单,正放四角锥,斜放四角锥,* 正方形、接近正方形的周边支承网架优先考虑斜放、棋盘、星形四角锥,2017年5月29日,37/113,2. 周边支承网架选型,圆形、多边形平面,* 大跨度、荷载较大应选三向网架、三角锥网架,* 中小跨度圆形、多边形优先考虑蜂窝形、抽空三角锥,2017年5月29日,38/113,二、四点及多点支承网架,1. 四点支承网架受力特点,正交正放比正交斜放网架受力合理,正放：柱上桁架为主桁架，缩短次桁架荷载传递路线,斜放：柱上悬臂桁架为主桁架；对角线各

13、桁架为次桁架，荷载传递路线长，刚度差,2017年5月29日,39/113,四点支承网架选型,* 四点、多点支承的网架宜选用正放网格类型的网架,三、三边支承网架,* 与周边支承网架相同,2017年5月29日,40/113,2.1.4 网架结构的选型,可查阅网架结构设计与施工规程JGJ7-91，里面推荐了一些选型规定。（1）平面形状为矩形的周边支承网架，当其边长比（长边比短边）小于或等于1.5时，宜选用斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交斜放网架、两向正交正放网架、正放四角锥网架。对中小跨度，也可选,第2章 网架结构,影响因素： 网架制作、安装方法、用钢指标、跨度大小、刚

14、度要求、平面形状、支承条件。 实用与经济的原则，多方案比较确定。主要考虑施工制作和用钢指标两个因素。,2017年5月29日,41/113,用星形四角锥网架。当建筑要求长宽两个方向支承距离不等时，可选用两向斜交斜放网架。（2）平面形状为矩形的周边支承网架，当其边长比大于1.5时，宜选用两向正交正放网架，正放四角锥网架或正放抽空四角锥网架。当边长比小于2时，也可采用斜放四角锥网架。当平面狭长时，可采用单向折线形网架。（3）平面形状为矩形，三边支承一边开口的网架可按上述（1）条进行选型，其开口边可采取增加网架层数或适当增加整个网架高度等办法，网架开口边必须形成竖直的或倾斜的边桁架。（4）平面形状为矩

15、形，多点支承网架，可根据具体情况选用：正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交正放网架。对多点支承和周边支承相结合的多跨网架，还可选用两向正交斜放网架或斜放四角锥网架。,第2章 网架结构,2017年5月29日,42/113,（5）平面形状为圆形、正六边形及接近正六边形且为多边支承网架，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，也可选用蜂窝型三角锥网架。（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。 从

16、屋面构造来看，正放类网架的屋面板规格常只有一种，而斜放类网架屋面板规格却有两、三种。斜放四角锥网架上弦网格较小，屋面板规格也较小，而正放四角锥网架上弦网格相对较大，屋面板规格也大。,第2章 网架结构,2017年5月29日,43/113,从网架制作和施工来说，交叉平面桁架体系较角锥体系简便，两向比三向简便。而对安装来说，特别是采用分条或分块吊装的方法施工时，选用正放类网架比斜放类网架有利。,第2章 网架结构,2.2 网架结构的一般问题,1 网架高度,2.2.1 网架结构主要几何尺寸的确定, 建筑要求及刚度要求 与平面形状有关 与支承条件有关,(4) 节点构造形式,2017年5月29日,44/113,2 网格尺寸,第2章 网架结构, 与屋面材料有关。网格尺寸应和屋面材料相适应。 与网架高度有一定比例关系斜腹杆与弦杆的夹角应为45-60较好,