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钢结构网架设计详细介绍

发布时间:2021-01-07 浏览次数:2

网架结构具有自重轻、刚度大、抗震性能优异、便于工厂化生产、安装便利、能承受地基不均匀沉降等优点;网架结构适应性强,适用于大中小各种跨度的建筑;网架支承灵活,既可以采用四周周边支承与三边支承,也可以采用四点或多点支承,还可以采用周边支承与点支承混合支承。


网架结构在我国广泛应用,既可以用于体育馆、剧院、食堂、餐厅等公共建筑,也可用于工业厂房车间屋盖等工业建筑。细数网架结构优点一二三,本文基于钢结构的网架基本形式与选型,给入门初学者提供一些参考和帮助。



网架的选型应该结合建筑的平面形状、要求、荷载和跨度的大小、支承情况和经济等因素综合考虑。通常我们按跨度大小划分为:60m跨度以上为大跨度;30m至60m为中跨度;30m以下为小跨度。




一、平面桁架体系




1.双向正交正放网架


结构特点:平面内为几何可变。为增加其空间刚度并有效地传递水平荷载,应沿网架支承周边的上(下)弦平面内设置附加斜杆。周边支承接近正方形平面,受力均匀,杆件内力差别不大。随边长比加大,单向受力特征明显,对于点支承网架,支承附近的杆件及主桁架跨中弦杆内力大,其他部位内力小。

适用情况:矩形平面,周边支承,边长比小于1.5,各种跨度均可使用。



2.双向正交斜放网架


结构特点:由于网架为等高,故角部短桁架刚度较大,并对与它。垂直的长桁架起一定的弹性支承作用,从而减少了桁架中部的弯矩。刚度较两向正交正放网架为大。矩形平面时,受力较均匀。网架四角支座处有向上的拉力。

适用情况:矩形平面,周边支承,边长比小于1.5,各种跨度均可使用。



3.单向折线形网架

结构特点:类似于立体桁架,但不需布置支撑体系。只有沿跨度方向上、下弦杆,呈单向受力状态。为加强其空间刚度,应在其周边增设部分上弦杆件。


适用情况:矩形平面,周边支承,边长比大于2。



4.三向网架


结构特点:基本单元为几何不变。整个网架的空间刚度大于两向网架。能均匀地把力传至支承系统,受力性能较好。杆件数和节点数多,节点构造复杂(多一个节点汇交13根杆件)。

适用情况:适用于圆形或多边形平面,周边有规则网格,适合于大跨度工程。




二、四角锥体系




1.正放四角锥网架

结构特点:空间刚度比其他四角锥网架及两向网架为大。受力比较均匀。


适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比小于1.5,大跨度工程。



2.正放抽空四角锥网架

结构特点:空间刚度较正放四角锥网架为小,下弦杆内力增大。


适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比大于1.5。



3.棋盘形四角锥网架


结构特点:空间刚度较正放四角锥网架为小,下弦杆内力增大。当周边布置成满锥时,刚度较好。这种网架受压上弦杆短,受拉下弦杆长,能充分发挥杆件截面的作用,受力合理。

适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比大于1.5,中小跨度。



4.斜放四角锥网架


结构特点:空间刚度较正放四角锥网架为小。

适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比大于1.5。



5.星形四角锥网架

结构特点:其刚度较差,不如正放四角锥网架。其竖杆受压,内力等于上弦节点荷载。


适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比小于等于1.5,中小跨度。




三、三角锥体系




1.三角锥网架

结构特点:基本单元为几何不变体系,整体抗扭和抗弯刚度较好,受力比较均匀。


适用情况:适用于平面形状为圆形、多边形的周边支承网架,边长比大于1.5,大跨度工程。



2.抽空三角锥网架

结构特点:下弦杆内力增大且均匀性稍差,刚度较三角锥网架差。


适用情况:适用于平面形状为圆形、六边形的周边支承网架,边长比大于1.5。



3.蜂窝形三角锥网架


结构特点:这种网架受压上弦杆短,受拉下弦杆长,能充分发挥杆件截面的作用,受力合理,刚度较三角锥网架差。


适用情况:适用于平面形状为圆形、六边形的周边支承网架,中小跨度。



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空间网架结构作为一种复杂的高次超静定结构,出了问题极难加固,导致工程实际中发生了许多事故,为空间网架结构工程质量,降低施工危险系数,都有哪些空间结构施工技术?我们一起来看一下。1.高空散装法适用范围:适用于螺栓连接的网架,超重运输较困难的地区;适用于小拼单元用起重机吊至设计位置的拼装方法。工艺特点:① 网架结构对预埋件的预埋施工质量要求高,结构构件多、节点多,在高空组装施工难度高;② 不需要搭设脚手架或只搭设简单的移动式脚手架,对机械的要求不高,可以节约工程成本; ③ 施工速度相对较快;④ 技术难度大,安全防护难。2.分条分块安装法适用范围:适用于中小型网架的安装。工艺特点:① 大部分焊接拼装工作是在地面进行,有利于提高工程质量,并可省去大部分拼装支架;② 分条或分块大小应按当地起重设备而定,有利于降低成本。3.高空滑移法适用范围:① 建筑平面为矩形,梯形或多边形等平面,支承情况可为周边简支或点支承与周边支承相结合等情况;② 现场狭窄、山区等地区施工;③跨越施工;如车间屋盖的更换、轧钢、机械等厂房内设备基础、设备与屋面结构平行施工。工艺特点:① 对建筑物内部施工没有影响,网架安装与下部土建施工可以平立体作业,大大加快了工期; ② 施工方便。对起重设备、牵引设备要求不高,可用小型起重机或卷扬机,甚至不用;而且只需搭设局部的拼装支架,如建筑物端部有平台可利用,可搭设脚手架。4.整体吊装法适用范围:适用于各种类型的网架结构。工艺特点:① 施工速度快,拼装质量有;② 不需要任何周转材料,节约成本;③人员施工方便,作业安全;④ 施工受场地限制,网架的重量不能太重;⑤吊装时可在高空平移或旋转就位。5.整体提升法适用范围:大跨度网架的重型屋盖系统周边支承或点支承网架的安装。工艺特点:① 使用的提升设备一般较小,利用小机群安装大网架; ② 提升阶段网架支承情况不变,除用专用支架外,其他提升方法均利用结构柱,提升阶段网架的支承情况与使用阶段相同;③ 由于提升设备能力较大,尽可能多安装屋面结构后再提升,减少高空作业,降低成本; ④ 网架整体提升法只能在设计坐标垂直上升,如需将网架移动或转动另行采取滑移措施,整体提升法适宜于施工现场狭窄时施工。6.整体顶升法适用范围:大跨度网架、重型屋盖系统和支点较少的点支承网架的安装。工艺特点:① 网架在起重设备的上面,使用的顶升设备一般较小,是利用小机群安装大网架;② 顶升过程,除用专用支架外,一般均利用结构柱,顶升阶段网架的支承情况与使用阶段相同,不需考虑顶升阶段的加固措施;③由于顶升能力较大,应尽可能多地安装屋面结构后再顶升,这样能减少高空作业,降低成本。 门式钢架 门式钢架 管桁架 门式钢架 管桁架 管桁架 网架 网架 网架 钢结构框架