第2章网架结构PPT课件

1、陈贤川陈贤川 制作制作1由由杆件和节点按照一定规律连接起来构成的杆件和节点按照一定规律连接起来构成的空间结构空间结构。包括网架和。包括网架和网壳网壳陈贤川陈贤川 制作制作2网网架结构的优点：架结构的优点：（1）空间受力，传力途径简捷）空间受力，传力途径简捷（2）重量轻，经济指标好）重量轻，经济指标好 跨度越大跨度越大 节省用钢量越多节省用钢量越多（3）刚度大，抗震性能好）刚度大，抗震性能好 唐山地震唐山地震（4）施工安装简便）施工安装简便 不需大型起重设备不需大型起重设备（5）杆件和节点商品化，制作工厂化，有利于提高生成效率）杆件和节点商品化，制作工厂化，有利于提高生成效率陈贤川陈贤川 制作制

2、作3一、一、平面桁架系网架（四种）平面桁架系网架（四种） 由由相互交叉的平面桁架组成，斜腹杆与弦杆间的夹角宜相互交叉的平面桁架组成，斜腹杆与弦杆间的夹角宜40o60o陈贤川陈贤川 制作制作41、两、两向正交正放网架向正交正放网架 由由两组平面桁架互成两组平面桁架互成90度交叉组成，弦杆与边界平行或垂直。度交叉组成，弦杆与边界平行或垂直。 上上下弦网格尺寸相同，制作安装较为简便下弦网格尺寸相同，制作安装较为简便陈贤川陈贤川 制作制作5 应应适当设置水平支撑，以保证结构水平方向的几何不变性，有适当设置水平支撑，以保证结构水平方向的几何不变性，有效传递水平荷载。效传递水平荷载。陈贤川陈贤川 制作制作

3、6 例例1：建立一个两向正交正放网架，验证水平支撑的必要性：建立一个两向正交正放网架，验证水平支撑的必要性陈贤川陈贤川 制作制作7模型介绍：采用模型介绍：采用3D3S“网架与网壳结构网架与网壳结构”模块，利用模块，利用“新建网架新建网架网壳网壳”模板，建立两向正交正放网架，施加竖向荷载和竖向边界模板，建立两向正交正放网架，施加竖向荷载和竖向边界条件，变形如图，可见水平方向几何可变。条件，变形如图，可见水平方向几何可变。陈贤川陈贤川 制作制作8支座平面内施加图示水平支撑，变形如图，水平方向几何不变。支座平面内施加图示水平支撑，变形如图，水平方向几何不变。陈贤川陈贤川 制作制作9陈贤川陈贤川 制作

4、制作102、两、两向向正交斜放网正交斜放网架架 由由两组平面桁架互成两组平面桁架互成90度交叉组成，弦杆与边界成度交叉组成，弦杆与边界成45度角度角。 边界边界可靠，或设置刚性边梁时，水平方向也为几何不变体系可靠，或设置刚性边梁时，水平方向也为几何不变体系 比比正交正放网架空间刚度大，用钢省，跨度大时优越性更正交正放网架空间刚度大，用钢省，跨度大时优越性更显著显著陈贤川陈贤川 制作制作11例例2：验证：验证“边界边界可靠，或设置刚性边梁时，水平方向也为几何不可靠，或设置刚性边梁时，水平方向也为几何不变变体系体系”陈贤川陈贤川 制作制作12例例2：验证：验证“边界边界可靠，或设置刚性边梁时，水平

5、方向也为几何不可靠，或设置刚性边梁时，水平方向也为几何不变变体系体系”陈贤川陈贤川 制作制作13例例3：验证：验证“比比正交正放网架空间刚度大，用钢正交正放网架空间刚度大，用钢省。省。”模型简介：正交正放网架，模型简介：正交正放网架，跨度跨度3m14=42m，高度，高度2m 正交斜放网架，跨度正交斜放网架，跨度4.2m10=42m，高度，高度2m杆件截面均为杆件截面均为483.5，上弦面荷载均为，上弦面荷载均为1kN/m2陈贤川陈贤川 制作制作14两个模型的用钢量分别为两个模型的用钢量分别为15621.6kg和和16376.5kg，上弦中点位移，上弦中点位移分别为分别为432mm和和270mm

6、陈贤川陈贤川 制作制作15上弦杆轴力最大值分别为上弦杆轴力最大值分别为218.3kN和和154.5kN陈贤川陈贤川 制作制作16正交斜放网架角部支座反力为拉力正交斜放网架角部支座反力为拉力陈贤川陈贤川 制作制作17陈贤川陈贤川 制作制作18陈贤川陈贤川 制作制作193、两、两向斜交斜放网架向斜交斜放网架 两两组桁架夹角在组桁架夹角在60120度范围内度范围内陈贤川陈贤川 制作制作204、三、三向网架向网架 由由三组互成三组互成60度交角的平面桁架相交而成。度交角的平面桁架相交而成。 受受力均匀，空间刚度大。汇交于一个节点的杆件数量多。力均匀，空间刚度大。汇交于一个节点的杆件数量多。陈贤川陈贤川

7、 制作制作21陈贤川陈贤川 制作制作22二、四二、四角锥体系网架角锥体系网架 由倒置四角锥排列组成，并用下弦杆将相邻的锥顶连接起来由倒置四角锥排列组成，并用下弦杆将相邻的锥顶连接起来陈贤川陈贤川 制作制作231、正、正放四角锥网架放四角锥网架 上、下弦杆与边界正交上、下弦杆与边界正交.空间刚度大空间刚度大,杆件数量较多杆件数量较多陈贤川陈贤川 制作制作242、正、正放抽空四角锥网架放抽空四角锥网架 在正放四角锥网架的基础上，除周边网格不动外，间隔抽掉一在正放四角锥网架的基础上，除周边网格不动外，间隔抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆，使下弦网格尺寸扩大一倍，较些四角锥单元中的腹杆和下弦杆，使下

8、弦网格尺寸扩大一倍，较通透，节约用钢量；上弦网格无变化。通透，节约用钢量；上弦网格无变化。陈贤川陈贤川 制作制作25陈贤川陈贤川 制作制作263、棋盘、棋盘形四角锥网架形四角锥网架 在正放四角锥网架的基础上在正放四角锥网架的基础上,保持周边四角锥不变保持周边四角锥不变,中间四角锥中间四角锥间隔抽空，上弦正交正放，下弦正交斜放。短压杆、长拉杆，杆间隔抽空，上弦正交正放，下弦正交斜放。短压杆、长拉杆，杆件较少，用钢指标良好，腹杆与下弦杆投影重叠，较通透件较少，用钢指标良好，腹杆与下弦杆投影重叠，较通透陈贤川陈贤川 制作制作27陈贤川陈贤川 制作制作284、斜、斜放四角锥网架放四角锥网架 上弦杆与边

9、界成上弦杆与边界成45度角度角,下弦正放下弦正放,腹杆与下弦杆在同一垂直面腹杆与下弦杆在同一垂直面内内.上弦杆短上弦杆短,下弦杆长下弦杆长,节点汇交杆件较少节点汇交杆件较少,用钢量较省用钢量较省.陈贤川陈贤川 制作制作295、星形四角锥星形四角锥网架网架 由由星体单元组成星体单元组成.星体单元由两个倒置的三角形小桁架相互交星体单元由两个倒置的三角形小桁架相互交叉而成叉而成,在小桁架交汇处设有竖杆在小桁架交汇处设有竖杆.陈贤川陈贤川 制作制作30上弦正交斜放上弦正交斜放,下弦正交正放下弦正交正放,斜腹杆与上弦杆在同一竖向平面内斜腹杆与上弦杆在同一竖向平面内.上弦杆比下弦杆上弦杆比下弦杆短短.陈贤

10、川陈贤川 制作制作316、单向折线形网架（折板形网架）单向折线形网架（折板形网架） 将将正放四角锥网架取消纵向的上、下弦杆，保留周边一圈纵正放四角锥网架取消纵向的上、下弦杆，保留周边一圈纵向上向上弦杆弦杆.陈贤川陈贤川 制作制作32三、三角锥三、三角锥体系网架体系网架 由由倒置三角锥倒置三角锥排列组成，并用下弦杆将相邻的锥顶连接起来排列组成，并用下弦杆将相邻的锥顶连接起来陈贤川陈贤川 制作制作331 1、三、三角锥网架角锥网架 倒置倒置三角锥错格排列，下弦杆三向互成三角锥错格排列，下弦杆三向互成6060度角。上、下弦网度角。上、下弦网格均为正三角形，节点汇交杆件数较多格均为正三角形，节点汇交杆

11、件数较多陈贤川陈贤川 制作制作342 2、抽空、抽空三角锥三角锥I I型网架型网架 周边周边网格不动，内部网格间隔抽去下弦杆和腹杆。下弦由三网格不动，内部网格间隔抽去下弦杆和腹杆。下弦由三角形和六边形网格间隔组成，造型美观、通透，节约用钢量；上角形和六边形网格间隔组成，造型美观、通透，节约用钢量；上弦网格无弦网格无变化变化陈贤川陈贤川 制作制作353 3、抽空、抽空三角锥三角锥IIII型网架型网架 从从周边网格开始抽锥，间隔两个锥抽一个。下弦全为六边形周边网格开始抽锥，间隔两个锥抽一个。下弦全为六边形网格，造型美观、通透，节约用钢量；上弦网格无变化网格，造型美观、通透，节约用钢量；上弦网格无变

12、化陈贤川陈贤川 制作制作364 4、蜂窝、蜂窝形三角锥网架形三角锥网架 四四个倒置三角锥两两相连，个倒置三角锥两两相连，向两个方向排列组成。上弦向两个方向排列组成。上弦平面由正三角形和正六边形平面由正三角形和正六边形网格构成，下弦平面为正六网格构成，下弦平面为正六边形网格，腹杆与下弦杆在边形网格，腹杆与下弦杆在同一垂直面内。同一垂直面内。上弦杆短、下弦杆长，受力上弦杆短、下弦杆长，受力合理，每个节点只汇交合理，每个节点只汇交6 6根杆根杆件，杆件数和节点数最少件，杆件数和节点数最少陈贤川陈贤川 制作制作37 应结合制作安装方法、用钢指标、平面形状、建筑要求、跨应结合制作安装方法、用钢指标、平面

13、形状、建筑要求、跨度大小、刚度要求、支承情况等因素综合分析度大小、刚度要求、支承情况等因素综合分析确定。确定。陈贤川陈贤川 制作制作381 1、节点焊接时，平面桁架系比四角锥体系和三角锥体系方便、节点焊接时，平面桁架系比四角锥体系和三角锥体系方便陈贤川陈贤川 制作制作392 2、采用分条（分块）安装，或高空滑移法时，正交正放类网架、采用分条（分块）安装，或高空滑移法时，正交正放类网架比斜放类网架有利比斜放类网架有利陈贤川陈贤川 制作制作403 3、用钢指标、用钢指标陈贤川陈贤川 制作制作414 4、跨度大小、刚度要求、跨度大小、刚度要求陈贤川陈贤川 制作制作425 5、平面形状、平面形状陈贤川

14、陈贤川 制作制作436 6、建筑要求、建筑要求陈贤川陈贤川 制作制作447 7、支承支承情况：多情况：多点支承和三边支承、一边自由时，宜选用正交点支承和三边支承、一边自由时，宜选用正交正放类网架。周边支承和多点支承相结合的情况，不宜选用三向正放类网架。周边支承和多点支承相结合的情况，不宜选用三向网架和三角锥体系网架。网架和三角锥体系网架。陈贤川陈贤川 制作制作45一、网架结构几何尺寸选择一、网架结构几何尺寸选择 1、网架高度需要考虑的网架高度需要考虑的因素因素（1 1）建筑）建筑要求及刚度要求要求及刚度要求 设备等要求，跨度较大时，网架高度主要由相对挠度（刚度）设备等要求，跨度较大时，网架高度

15、主要由相对挠度（刚度）要求决定要求决定（2 2）网）网架的平面形状架的平面形状 当平面形状为圆形、正方形或接近正方形的矩形时，网架高度当平面形状为圆形、正方形或接近正方形的矩形时，网架高度可取得小些。当矩形平面越狭长时，单向作用越明显，刚度越小，可取得小些。当矩形平面越狭长时，单向作用越明显，刚度越小，网架高度应取大些。网架高度应取大些。陈贤川陈贤川 制作制作46（3 3）网）网架的支承条件架的支承条件 周边支承，网架高度可取小些；点支承，应取大些。周边支承，网架高度可取小些；点支承，应取大些。（4 4）节点）节点构造形式构造形式 焊接球网架刚度较大，网架高度可取小些；螺栓球网架，网架焊接球网

16、架刚度较大，网架高度可取小些；螺栓球网架，网架高度可取大些高度可取大些（5 5）起）起拱时，网架高度拱时，网架高度可取可取小些小些陈贤川陈贤川 制作制作472 2、网格、网格尺寸需要考虑的尺寸需要考虑的因素因素（1 1）屋面）屋面材料材料 屋面采用无檩体系时，网格尺寸一般为屋面采用无檩体系时，网格尺寸一般为2 24m4m，否则，屋面板，否则，屋面板重量大，增加了网架的荷载，而且屋面板的吊装发生困难重量大，增加了网架的荷载，而且屋面板的吊装发生困难 屋面采用钢檩条体系时，檩条长度不宜超过屋面采用钢檩条体系时，檩条长度不宜超过6m6m（2 2）网）网架高度架高度 斜腹杆与弦杆的夹角成斜腹杆与弦杆的夹角成45456060度度陈贤川陈贤川 制作制作48（3 3）钢材）钢材规格规格 采用角钢或较小规格钢材时，网格尺寸应小些采用角钢或较小规格钢材时，网格尺寸应小些（4 4）通风管道）通风管道等设备的尺寸等设备的尺寸 应容许设备通过应容许设备通过陈贤川陈贤川 制作制作493 3、周边支承的网架高度及网格尺寸的经验取值周边支承的网架高度及网格尺寸的经验取值网架短向跨度网架短向跨度网架高度网架高度上弦网格尺寸上弦网格尺寸2L30m30 60