大学精品课件：网架的形式.ppt

1、 网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层 网架。网架。 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间 结构结构( (图图3a)3a)，是最常用的网架形式。，是最常用的网架形式。 图图3a 3a 双层网架双层网架 3.2 3.2 网架的形式网架的形式 特点：特点： 三层网架是由上弦、中三层网架是由上弦、中 弦、下弦、上腹杆和下弦、下弦、上腹杆和下 腹杆组成的空间结构腹杆组成的空间结构 ( (图图 3b)3b)。 当网架跨度较大时，三当网架跨度较大时，三 层网架用钢量比双层网层网架用钢量比双层网 架用钢量省。但由于节架用钢量省。

2、但由于节 点和杆件数量增多，尤点和杆件数量增多，尤 其是中层节点所连杆件其是中层节点所连杆件 较多，使构造复杂，造较多，使构造复杂，造 价有所提高。价有所提高。 选用原则： 网架跨度较大 时，采用。 图图3b 3b 三层网架三层网架 3.2.13.2.1网架结构的几何不变性分析判别依据网架结构的几何不变性分析判别依据 网架为一空间铰接杆系结构，杆件布置必须网架为一空间铰接杆系结构，杆件布置必须 保证不出现结构几何可变性。保证不出现结构几何可变性。 网架结构几何不变的必要条件是：网架结构几何不变的必要条件是： 式中式中 J J网架点数；网架点数； m m网架的杆件数；网架的杆件数； r r支座约

3、束链杆数，支座约束链杆数，r6r6 03WrmJ 当当W0W0网架为几何可变体系；网架为几何可变体系； W=0W=0网架无多余杆件，如杆件布置合理，为静网架无多余杆件，如杆件布置合理，为静 定结构；定结构； W0W0网架有多余杆件，网架有多余杆件，如杆件布置合理如杆件布置合理，为超为超 静定结构。静定结构。 3.2.23.2.2双层网架的常见形式双层网架的常见形式 平面桁架系网架 平面桁架系网架 四角锥体系网架 四角锥体系网架 三角锥体系网架 三角锥体系网架 两向正交正放网架 两向正交正放网架 两向正交斜放网架两向正交斜放网架 三向网架三向网架 正放四角锥网架 正放四角锥网架 正放抽空四角锥网

4、架正放抽空四角锥网架 棋盘四角锥网架棋盘四角锥网架 斜放四角锥网架斜放四角锥网架 星形四角锥网架星形四角锥网架 三角锥网架三角锥网架 抽空三角锥网架抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架蜂窝形三角锥网架 图图3.43.4两向正交正放网架两向正交正放网架 水平斜撑杆水平斜撑杆 选用原则：选用原则：在矩在矩 形建筑平面中，形建筑平面中， 网架的弦杆垂直网架的弦杆垂直 于及平行于边界于及平行于边界。 图图3.5 3.5 周边支承网架水平斜撑布置方式之一周边支承网架水平斜撑布置方式之一 水平斜撑杆水平斜撑杆 水平斜撑杆水平斜撑杆 图图3.6 3.6 两向正交斜放网架两向正交斜放网架 两向正交斜放两向正交斜放

5、 短桁架对长桁架有嵌固作用，受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。力有利角部产生拔力，常取无角部形式。 两向斜交斜放两向斜交斜放 适用于两个方向网格尺寸不同的适用于两个方向网格尺寸不同的 情形受力性能欠佳，节点构造较复杂情形受力性能欠佳，节点构造较复杂 三向网架三向网架 三个方向的平面桁架三个方向的平面桁架 相互交角相互交角6060 比两向网架刚度大，比两向网架刚度大， 适合大跨度适合大跨度 常用于正三角形，正常用于正三角形，正 六三角形平面六三角形平面 节点构造复杂节点构造复杂 图图3.7 3.7 三向网架三向网架 图图3.8 3.8 正放四角锥网架正放四角锥网

6、架 正放四角锥网架空间刚度较好，但杆件数正放四角锥网架空间刚度较好，但杆件数 量较多，用钢量偏大。适用于接近方形的量较多，用钢量偏大。适用于接近方形的 中小跨度网架，宜采用周边支承中小跨度网架，宜采用周边支承。 20082008奥运会场馆（正放四角锥）奥运会场馆（正放四角锥） 运动场看台运动场看台 特点：特点：将正放四角锥将正放四角锥 网架适当抽掉一些网架适当抽掉一些 腹杆和下弦杆。腹杆和下弦杆。 图图3.103.10正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架 特点：特点： 保持正放四角锥网架保持正放四角锥网架 周边四角锥不变，中周边四角锥不变，中 间四角锥间隔抽空，间四角锥间隔抽空， 下弦杆呈正交

7、斜放，下弦杆呈正交斜放， 上弦杆呈正交正放。上弦杆呈正交正放。 克服了斜放四角锥网克服了斜放四角锥网 架屋面板类型多，屋架屋面板类型多，屋 面组织排水较困难的面组织排水较困难的 缺点。缺点。 图图3.11 3.11 棋盘形四角锥网架棋盘形四角锥网架 图图 3.12 3.12 斜放四角锥网架斜放四角锥网架 特点：特点： 上弦网格呈正交斜放，上弦网格呈正交斜放， 下弦网格为正交正放。下弦网格为正交正放。 网架上弦杆短，下弦网架上弦杆短，下弦 杆长，受力合理。杆长，受力合理。 适用于中小跨度周边适用于中小跨度周边 支承，或周边支承与支承，或周边支承与 点支承相结合的矩形点支承相结合的矩形 平面。平面

8、。 星形网架上弦杆比下弦杆短，受力合理。竖杆受压，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。边支承情况。 图图3.13 3.13 星形四角锥网架星形四角锥网架 三角锥网架上下弦平三角锥网架上下弦平 面均为正三角形网格，面均为正三角形网格， 上下弦节点各连上下弦节点各连9 9根根 杆件。杆件。 当网架高度为网格尺当网架高度为网格尺 寸的倍时，上下弦杆寸的倍时，上下弦杆 和腹杆等长。三角锥和腹杆等长。三角锥 网架受力均匀：整体网架受力均匀：整体 性和抗扭刚度好，适性和抗扭刚度好，适 用于平面

9、为多边形的用于平面为多边形的 大中跨度建筑。大中跨度建筑。 图图3.14 3.14 三角锥网架三角锥网架 图图3.15 3.15 抽空三角锥网架抽空三角锥网架 保持三角锥网架的上保持三角锥网架的上 弦网格不变，按一定弦网格不变，按一定 规律抽去部分腹杆和规律抽去部分腹杆和 下弦杆。下弦杆。 抽杆后，网架空间刚抽杆后，网架空间刚 度受到削弱。下弦杆度受到削弱。下弦杆 数量减少，内力较大。数量减少，内力较大。 抽空三角锥网架适用抽空三角锥网架适用 于平面为多边形的中于平面为多边形的中 小跨度建筑。小跨度建筑。 上弦网格为三角形和上弦网格为三角形和 六边形，下弦网格为六边形，下弦网格为 六边形。六边

10、形。 腹杆与下弦杆位于同腹杆与下弦杆位于同 一竖向平面内。节点、一竖向平面内。节点、 杆件数量都较少，适杆件数量都较少，适 用于周边支承，中小用于周边支承，中小 跨度屋盖。跨度屋盖。 蜂窝形三角锥网架本蜂窝形三角锥网架本 身是几何可变的：借身是几何可变的：借 助于支座水平约束来助于支座水平约束来 保证其几何不变。保证其几何不变。 图图3.16 3.16 蜂窝三角锥网架蜂窝三角锥网架 原则原则：网架的选型应结合工程的网架的选型应结合工程的平面形状平面形状、建建 筑要求筑要求、荷载和跨度的大小荷载和跨度的大小、支承情况支承情况和和造价造价 等因素综合分析确定。等因素综合分析确定。 按照按照网架结构

11、设计与施工规程网架结构设计与施工规程JGJ 7JGJ 79191的的 划分：划分：大跨度大跨度为为60m60m以上；以上；中跨度中跨度为为303060m60m； 小跨度小跨度为为30m30m以下。以下。 3.2.33.2.3网架的选型网架的选型 网架的支承方式： 周边支承周边支承 点支承点支承 周边支承与点支承相结合周边支承与点支承相结合 两边和三边支承两边和三边支承 网架结构的支承网架结构的支承 周边支承是在网架四周全部或部分边界节点设周边支承是在网架四周全部或部分边界节点设 置支座置支座( (图图3.17a3.17a，b)b)，支座可支承在柱顶或圈，支座可支承在柱顶或圈 梁上，网架受力类似

12、于四边支承板，是常用的梁上，网架受力类似于四边支承板，是常用的 支承方式。支承方式。 为了减小弯矩，也可将周边支座略为缩进，如为了减小弯矩，也可将周边支座略为缩进，如 图图17(c)17(c) 图图3.17 3.17 周边支承周边支承 点支承网架受力与钢筋混凝土无梁楼盖相似。点支承网架受力与钢筋混凝土无梁楼盖相似。 为减小跨中正弯矩及挠度，设计时应尽量带有为减小跨中正弯矩及挠度，设计时应尽量带有 悬挑，多点支承网架的悬挑长度可取跨度的悬挑，多点支承网架的悬挑长度可取跨度的1 1 4 41 13 (3 (图图3.18)3.18)。 图图3.18 3.18 点支承点支承 图图3.19 3.19 各

13、种柱帽形式各种柱帽形式 点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减小冲剪作用。点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减小冲剪作用。 柱帽可设置于下弦平面之下柱帽可设置于下弦平面之下( (图图3.19a)3.19a)，也可设置，也可设置 于上弦平面之上于上弦平面之上( (图图3.19b)3.19b)。 当柱子直接支承上弦节点时，也可在网架内设置伞当柱子直接支承上弦节点时，也可在网架内设置伞 形柱帽形柱帽( (图图3.19c)3.19c)，这种柱帽承载力较低，适用于，这种柱帽承载力较低，适用于 中小跨度网架。中小跨度网架。 图图3.20 3.20 周边支承与点支承结合周边支承与点支承结合 特点：特点： 平面尺寸很大

14、的建平面尺寸很大的建 筑物，除在网架周筑物，除在网架周 边设置支承外，可边设置支承外，可 在内部增设中间支在内部增设中间支 承，以减小网架杆承，以减小网架杆 件内力及挠度件内力及挠度( (图图 3.20)3.20) 网架高度确定原则网架高度确定原则 网架的高度与网架的高度与屋面荷载、跨度、平面形状屋面荷载、跨度、平面形状、支承、支承 条件及设备管道条件及设备管道等因素有关。等因素有关。 屋面荷载较大、跨度较大时，网架高度应选得大屋面荷载较大、跨度较大时，网架高度应选得大 一些。一些。 平面形状为圆形、正方形或接近正方形时，网架平面形状为圆形、正方形或接近正方形时，网架 高度可取得小一些，狭长平

15、面时，单向传力明显，高度可取得小一些，狭长平面时，单向传力明显， 网架高度应大一些。网架高度应大一些。 点支承网架比周边支承的网架高度要大一些。点支承网架比周边支承的网架高度要大一些。 当网架中有穿行管道时，网架高度要满足要求。当网架中有穿行管道时，网架高度要满足要求。 网架的网格尺寸与高度关系密切，斜腹杆与弦网架的网格尺寸与高度关系密切，斜腹杆与弦 杆夹角应控制在杆夹角应控制在40400 0- -55550 0之间为宜。如夹角过小，之间为宜。如夹角过小， 节点构造困难。节点构造困难。 网格尺寸要与屋面材料相适应，网架上直接铺网格尺寸要与屋面材料相适应，网架上直接铺 设钢筋混凝土板时，网格尺寸

16、不宜过大，一般设钢筋混凝土板时，网格尺寸不宜过大，一般 不超过不超过3m3m，否则安装困难。当屋面采用有檩体，否则安装困难。当屋面采用有檩体 系时，檩条长度一般不超过系时，檩条长度一般不超过6m6m。 对周边支承的各类网架高度及网格尺寸可按表对周边支承的各类网架高度及网格尺寸可按表 3 3- -1 1选用。选用。 网格尺寸确定原则网格尺寸确定原则 注：注：1 1L2L2为网架短向跨度，单位为米；为网架短向跨度，单位为米； 2 2当跨度在当跨度在18m18m以下时网格数可适当减少。以下时网格数可适当减少。 网架的挠度要求及屋面排水坡度网架的挠度要求及屋面排水坡度 网架结构的容许挠度不应超过下列数

17、值：用作网架结构的容许挠度不应超过下列数值：用作 屋盖屋盖L2L2250250；用作楼面；用作楼面L2L2300300。L2L2 为网架的短向跨度。为网架的短向跨度。 网架屋面排水坡度一般为网架屋面排水坡度一般为3 3- -5 5，可采用下列，可采用下列 办法找坡：办法找坡： (a)(a)在上弦节点上加设不同高度的小立柱在上弦节点上加设不同高度的小立柱( (图图 3.22a)3.22a)，当小立柱较高时，须注意小立柱自身，当小立柱较高时，须注意小立柱自身 的稳定性；的稳定性； 施工中的网架施工中的网架 (b)(b)对整个网架起拱对整个网架起拱( (图图3.22b)3.22b)； (c)(c)采用变高度网架，增大网架跨中高度，使上采用变高度网架，增大网架跨中高度，使上 弦杆形成坡度，下弦杆仍平行于地面，类似梯弦杆形成坡度，下弦杆仍平行于地面，类似梯 形桁架。形桁架。 (3)(3)有起拱要求的网架有起拱要求的网架( (为消除网架在使用阶段为消除网架在使用阶段 的挠度的挠度) )，其拱度可取不大于短向跨度的，其拱度可取不大于短向跨度的1 1300300。 图图3.22 3.22 网架屋面找坡网架屋面找坡 （a a）用小立柱）用小立柱 （b b）起坡）起坡