网架结构设计总结

高久旺2012年11月网架结构设计总结目录网架选型基本规定

结构计算节点计算与构造支座一、网架选型交叉桁架体系四角锥体系三角锥体系二、基本规定基本规定网架的最优高跨比则主要取决于屋面体系（采用钢筋混凝土屋面时为1/10~1/14，采用轻屋面时为1/13~1/18）网架二相邻杆件间夹角不宜小于30度，以免杆件相碰或节点尺寸过大要合并的数据文件名；网架屋面排水找坡可采用下列方式：上弦节点设置小立柱找坡网架变高度网架结构起坡容许挠度：网架为屋盖短向跨度的1/250三、结构计算结构计算网架结构整体以承受弯曲内力为主，支承条件应提供竖向约束（结构计算时水平约束可以放松，只是应加局部水平约束处理以保证不出现刚体位移，或直接采用下部结构的水平刚度），网架计算时节点可采用铰接模型，并在网架设计与制作中可采用接近铰接的螺栓球节点。空间网格结构的外荷载可按静力等效原则将节点所辖区域内的荷载集中作用在该节点上。当杆件上作用有局部荷载时，应另行考虑局部弯曲内力的影响。大跨度结构中风荷载往往非常关键，特别强调风荷载作用下的计算。结构计算空间网格结构构分析时，应应考虑上部空间网格格结构与下部部支承结构的的相互影响。。空间网格结构构的协同分析析可把下部支支承结构折算算等效刚度和和等效质量作作为上部空间间网格结构分分析时的条件件；也可把上上部空间网格格结构折算等等效刚度和等等效质量作为为下部支承结结构分析时的的条件；也可可将上、下部部结构整体分分析。分析空间网格格结构时，应应根据结构形形式、支座节节点的位置、、数量和构造造情况以及支支承结构的刚刚度，确定合合理的边界约束条件件。支座节点的的边界约束条条件，对于网网架应按实际际构造采用两两向或一向可可侧移、无侧侧移的铰接支支座或弹性支支座。空间网格结构构的支承条件件对结构的计计算结果有较较大的影响，，支座节点在在哪些方向有有约束或为弹弹性约束应根根据支承结构构的刚度和支支座节点的连连接构造来确确定。结构计算网架结构一般般下部为独立立柱或框架柱柱支承，柱的的水平侧向刚刚度较小，并并由于网架受受力为类似于于板的弯曲型型，因此对于于网架支座的的约束可采用用两向或一向向可侧移铰接接支座或弹性性支座空间网格结构构施工安装阶阶段与使用阶阶段支承情况况不一致时，，应区别不同同支承条件分分析计算施工工安装阶段和和使用阶段在在相应荷载作作用下的结构构位移和内力力空间网格结构构应经过位移移、内力计算算后进行杆件件截面设计，，如杆件截面面需要调整应应重新进行计计算，使其满满足设计要求求。空间网格格结构设计后后，杆件不宜宜替换，如必必须替换时，，应根据截面面及刚度等效效的原则进行行结构计算当网架结构构符合下列列条件之一一时，可不不考虑温度度而引起的的内力：支座节点的的构造允许许网架侧移移，且允许许侧移值大大于或等于于网架结构构的温度变变形值；网架周边支支承、验算算方向的跨跨度小于40m，且支承结结构为独立立柱；在单位力作作用下，柱柱顶水平位位移大于或或等于下式式的计算值值结构计算对用作屋盖盖的网架结结构，其抗抗震验算应应符合下列列规定：在抗震设防防烈度为8度的地区，，对于周边边支承的中中小跨度网网架结构应应进行竖向向抗震验算算，对于其其他网架结结构均应进进行竖向和和水平抗震震验算；在抗震设防防烈度为9度的地区，，对各种网网架结构应应进行竖向向和水平抗抗震验算《抗规》10.2.6下列屋盖结结构可不进进行地震作作用计算，，但应符合合本节有关关的抗震措措施要求：：7度时，矢跨跨比小于1/5的单向平面面桁架和单单向立体桁桁架结构可可不进行沿沿桁架的水水平向以及及竖向地震震作用计算算；7度时，网架架可不进行行地震作用用计算。结构计算在抗震分析析时，应考考虑支承体体系对空间间网格结构构受力的影影响。此时时宜将空间间网格结构构与支承体体系共同考考虑，按整整体分析模模型计算；；亦可把支支承体系简简化为空间间网格结构构的弹性支支座，按弹弹性支承模模型进行计计算在进行结构构地震效应应分析时，，对于周边边落地的空空间网格结结构，阻尼尼比值可取取0.02；对设有混凝凝土结构支支承体系的的空间网格格结构，阻阻尼比可取取0.03.四、节点设设计与构造造节点设计与与构造确定杆件的的长细比时时，其计算算长度注：l为杆件的几几何长度（（即节点中中心间距离离）杆件的长细细比要求节点设计与与构造空间网格结结构杆件分分布应保证证刚度的连连续性，受受力方向相相邻的弦杆杆其杆件截截面面积之之比不宜超超过1.8倍，多点支承的的网架结构其反反弯点处的上、、下弦杆宜按构构造要求加大截截面。网架设计按满应应力设计，将会会造成沿受力方方向相邻杆件规规格过于悬殊，，而造成杆件截截面刚度的突变变，故从构造要求考虑，其受受力方向相连续续的杆件截面面面积之比不宜超超过1.8倍。(相邻杆件相差悬悬殊应人工加以以调整，以内力力重分布)对于低应力、小小规格的受拉杆杆件其长细比宜宜按受压杆件控控制节点设计与构造造焊接空心球节点点国内大跨度结构构中采用较多，，设计简单，规规格不需统一，，球加工制作也也简单，有优越越性，不足之处：现场场工作量大，质质量检验工作量量大。国内人工工便宜尚有市场场，而螺栓球节节点内力受到限限制，因此尚有有一定的使用价价值节点设计与构造造螺栓球节点越来越为工程师师接受，发展迅迅速节点精度高，工工厂化生产，现现场安装方便，，工作量小，速速度快高强螺栓质量的的重要性五、支座边界条件：与支座节点和支承结构的刚度有关（当支承结构刚刚度很大可忽略略其变形时，边边界条件完全取取决于支座构造造）支座空间网格结构的的支座节点应根根据其主要受力力特点，分别选选用压力支座节节点、拉力支座座节点、可滑移移与转动的弹性性支座节点以及及兼受轴力、弯弯矩与剪力的刚刚性支座节点。。节点构构造简简单、、加工工方便便，但但支座座底板板下应应力分分布不不均匀匀，与与计算算假定定相差差较大大。一一般仅仅适用用于较较小跨跨度的的网架架支座座。支座支座支座能较好好地承承受水水平力力又能能自由由转动动，比比较不不符合合不动动球铰铰支承承的约约束条条件且且有利利于抗抗震。。但构构造复复杂，，一般般用于于多点点支承承的大大跨度度空间间网格格结构构支座支座支座假假定：：可滑动动铰支支座节节点、、板式式橡胶胶支座座节点点可按按有侧侧移铰铰支座座计算算。常常用压压力支支座节节点可可按相相对于于节点点球体体中心心的铰接支支座计算，，但应考考虑下下部结结构的的侧向向刚度度。支座支座节节点的的设计计与构构造应应符合合下列列规定定：支座竖竖向支支承板板中心心线应应与竖竖向反反力作作用线线一致致，并并与支支座节节点连连接的的杆件件汇交交于节节点中中心；；支座球球节点点底部部至支支座底底板间间的距距离应应满足足支座座斜腹腹杆与与柱或或边梁梁不相相碰的的要求求其他空间结结构设设计中中，应应重视视概念念设计计的重重要性性，不不能只只依靠靠理论论计算算的精精确性性来指指导设设计采用3D3S软件设设计网网架需需注意意的几几个问问题：：采用满满应