第六章 空间网格结构.pdf
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空间网格结构
空间网格结构
第六章 网架结构
第六章 网架结构
空间网架(格)结构是由许多杆件根据建筑
形体要求,按照一定的规律进行布置,通过节点连
接组成的一种网状的三维杆系结构,它具有三向受
力的性能,故也称三向网架。其各杆件之间相互支
撑,具有较好的空间整体性,是一种高次超静定的
空间结构,在节点荷载作用下,各杆件主要承受轴
力,因而能够充分发挥材料强度,结构的技术经济
指标较好。
空间网格结构的外形可以为平板状,也可以呈
曲线状。前者称为平板网架,常简称为网架;后者
称为曲面网架或壳形网架结构,常简称为网壳。
6.1 概述
网架结构在最近30年来得到了很大的发展,在国内
外得到了广泛的应用。网架结构平面布置灵活,空间造
型美,便于建筑造型处理和装饰、装修,能适应不同跨
度、不同平面形状、不同支承条件、不同功能需要的建
筑物。
特别是在大、中跨度的屋盖结构中网架结构更显示
出其优越性,被大量应用于大型体育建筑、公共建筑、
工业建筑中,同时在一些小型建筑的屋盖中应用也比较
广泛,如门厅、加油站、收费站、大型雨篷。
近年来,随着电子计算机的广泛应用和计算技术的
发展,使网架结构的设计效率大大提高。网架结构的施
工安装和质量检测技术也日益提高,出现了许多专业生
产厂家和公司,实现了设计、制作、安装一体化。为网
架结构推广普及提高了物质上和技术上的保证。
网架(平板)结构具有以下优点:
1.网架为三向受力空间结构,比平面结构自
重轻、节省钢材。
2.网架结构整体刚度大、稳定性好、安全储
备高,能够有效地承受各种非对称荷载、集中荷
载、动荷载的作用,对局部超载、施工时不同步
提升和地基不均匀沉降等有较强的适应能力,并
有良好的抗震整体性。通过适当的连接构造,还
能承受悬挂吊车及由于柱上吊车引起的水平总横
向的刹车力作用。
网架(平板)结构具有以下优点:
3.网架是一种无水平推力或拉力的空间结构,
一般简支在制作上,这能使边梁大为简化,也便于下
部承重结构的布置,构造简单,节省材料。
4.网架结构应用范围广泛,平面布置灵活,对
于各种宽度的工业建筑、体育建筑、公共建筑,平面
上不论是方形、矩形、多边形、圆形、扇形等都能进
行合理的布置。近年来厂房建筑中较多地考虑工艺布
置灵活、便于产品更新、设备调整,因而大柱网、大
面积的工业厂房采用网架结构的日益增多。
网架(平板)结构具有以下优点:
5.网架结构易于实现制作安装的工厂化、标准
化。若采用螺栓连接,网架的杆件和节点都可以在工
厂生产,现场仅需进行简单的拼装,技术简单,工作
量小。且网架可拆可装、便于建筑物的扩建改造或移
动搬迁。
6.网架结构占有的空间小,并可利用网架上下弦
之间的空间布置各种设备及管道等,能更有效地利用
空间,使用方便,经济合理。
7.网架结构的建筑造型新颖、壮观、轻巧、大
方,并能直接利用网架上下弦杆件及腹杆的布置形成
一些美丽的天花图案,因而为建筑师和业主所乐于采
用。
6.2 平板网架的结构体系及其形式
网架结构一般为双层的,有时也有三层的,按照杆
件的布置规律及网格的格构原理分类,网架结构可分成
交叉桁架体系和角锥体系两类。
交叉桁架体系由两向、三向相互交叉平面桁架组成;
角锥体系则分别由四角锥、三角锥、六角锥等组成。
在网架结构应用的早期,交叉桁架体系网架在制作与安
装方面比角锥体系网架易于推广,因为交叉桁架体系网
架可先拼装成平面桁架,然后进行总拼,而平面桁架的
制作为施工单位所熟悉的。
但在网架构件制造越来越专业化的时候,角锥体系因
其良好的受力性能和优美的艺术效果而更具竞争力。
为了便于说明网架
结构各杆件的布置,网
架平面杆件的表示方法
如图所示,平面图中分
为四个区,左上角为平
面总图;
右上角为上弦杆的
布置;
左下角为下弦杆的
布置;
右下角为腹杆及上
下节点的布置。
6.2.1、交叉桁架体系网架
交叉桁架体系网架是由一片片平面桁架相互交叉
组合而成。网架中每片桁架的上下弦杆及腹杆位
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