1、以 上两种大 注：图中为网格、荷载、支承均相同的比较结果。对大跨度建筑 ，此四种网架的单位面积用钢量接近。当跨度近百米时，由于刚 度的要求，三向网架和三角锥网架的用钢量反而较前两种的要小 28 网架结构的受力特点及其选型 周边支承网架 2.结构选型 B.刚度比较 正放四角锥最高斜放四角锥最少 星形四角锥高于棋盘形四角锥 周边支承的方形或矩形平 面的两向正交正放、两向 正交斜放、正放四角锥、 正放抽空四角锥、斜放四 角锥、棋盘形四角锥和星 形四角锥等七种网架结构 的刚度差别不大，但以图 中三种刚度最好。 双向桁架 29 网架结构的受力特点及其选型 周边支承网架 2.结构选型 B.刚度比较 三向桁
2、架 三向网架（左 ）和三角锥网 架（右）较大 （用钢量大刚 度大） 蜂窝形和抽空三角锥网架较小（用钢量小刚度小） 30 网架结构的受力特点及其选型 周边支承网架 2.结构选型 C.结构选型 斜放四角锥 棋盘形四角锥 星形四角锥 正方形或接近正方形的周 边支承网架应优先考虑右 图三种网架结构方案 31 网架结构的受力特点及其选型 周边支承网架 2.结构选型 C.结构选型 圆形或多边形的周边支 承网架，当荷载和跨度 较大时，应选用刚度较 好的右图两种方案 三角锥网架 三向网架 32 网架结构的受力特点及其选型 四点及多点支承网架 1.受力特点 正交正放方 案因传力路 径较短而受 力更佳 正交正放
3、正交斜放 2.结构选型 点支承宜选 用正交正放 方案 三边支承网架 可参照周边支承选型33 网架结构主要几何尺寸的确定 网格尺寸 1.限定范围 网格尺寸，主要是指上弦杆网格的 几何尺寸。 2.影响因素 跨度、柱距、屋面构造、杆件材料 、结构型式 3.与短跨的关系 见下表 4.一般原则 在可能情况下，尽量大些 5.具体实例 （1）与屋面材料的关系 A.钢筋混凝 土板：3m B.轻型屋面材料: 可为檩条间距的倍数 （2）与桁架杆件类型的关系 A.钢管：网格尺寸可大些； B.角钢或小规格钢材：网格尺寸应小些。 6.设计操作 先定网格数，后定网格尺寸 34 网架结构主要几何尺寸的确定 截面高度 1.截
4、面高度对网架性能的影响 截面高，刚度大，内力小，但腹杆 长度和围护高度大 2.影响因素 主要为跨度，还有荷载大小、节点 形式、平面形状、支承条件、起拱 因素、建筑功能与造型等 3.与短跨的关系 见下表 5.具体实例 （1）网架截面应高些的情况 A.屋面荷载较大或有悬挂式吊车时 B.采用螺栓球节点时 C.平面为长矩形时 （2）网架截面可小些的情况 A.平面接近方形时 B.有柱帽的点支承时 35 网架结构主要几何尺寸的确定 弦杆层数 1.何时需采用多层（弦杆）网架 A.屋盖跨度100m时 B.网架的整体刚度和变形难以满足要求时 C.工业厂房的悬挂吊车行走困难时 2. 多层（弦杆）网架优点 A.刚度
5、好，内力均匀 B.杆件短，钢材强度得到充分发挥 C.杆件细，球铰小，节约钢材 3. 多层（弦杆）网架缺点 A.杆件和节点数量增多，增加了安装工作量 B.交汇杆件增多，球铰变大，杆件交角变小 4. 克服多层（弦杆）网架缺点的办法 局部单元抽空，加大中间弦杆间距 5. 多层（弦杆）网架工程实例 见右图我国首都机场波音747机库 36 网架结构主要几何尺寸的确定 腹杆体系 1.倾角 以45为宜 2.布置 布成受拉腹杆受力较合理 斜杆受拉 斜杆受压 3.减小杆件计算长度或 跨中弯矩的措施 采用再分式腹杆，但要保证 其平面外稳定 平面桁架再分式腹杆 四角锥网架再分式腹杆 37 网架结构主要几何尺寸的确定
6、 悬臂长度 1.悬臂设计范围 点支承网架宜设计悬臂段 2.悬臂段长度 一般为跨度的1/3（单跨） 1/4（多跨） 单跨悬臂段长度 多跨悬臂段长度 38 网架结构的构造 杆件截面 1.型钢的定义 型钢是指有一定截面形式和 尺寸的条形钢材。 2.型钢的分类 型钢 普通型钢 优质型钢 大型 中型 小型 工字钢槽钢角钢扁钢圆钢方钢六角钢 工字钢槽钢角钢扁钢圆钢 角钢扁钢圆钢方钢 碳素结构钢 合金结构钢 冷弯型钢 是制作轻型钢结构的主要材料，采用钢板或 钢带冷弯成型制成。它的壁厚可以制得很薄 均可热轧 还可煅制、冷拉 按是否开口分 按截面形状分 开口 闭口 半闭口 槽钢 角钢 Z型钢 方管 矩形管 异型
7、管 39 网架结构的构造 杆件截面 3.补充知识钢材成型工艺 热 轧 煅 制 冷弯 冷 拉 冷拔（轧） 40 网架结构的构造 杆件截面 3.补充知识常见型钢 热轧工字钢 热轧槽钢 热轧 角钢 热轧扁钢 热轧圆钢 热 轧 方 钢 热轧六角钢 冷弯槽钢 冷弯C型钢 冷弯角钢 冷弯Z型钢 冷弯方、矩形钢 冷弯异型钢 无缝管（壁厚一般 5mm） 高频电焊管（壁厚 一般L503； 圆管：482。 单角钢和双角钢截面 角钢拼成的十字形截面角钢拼成的箱形截面 42 网架结构的构造 节点 1.焊接钢板节点 A.组成 十字节点板+盖板 十字节点板+盖板+中心加强钢管 B.应用特点适合于型钢体系 用于交叉桁架体系
8、用于四角锥体系 也可用于钢管四角锥体系 C.优点 刚度大，用钢少，造价低，易制作 D.缺点 焊接工作量大，且有仰焊和立焊等困难操 作，对焊接技术要求高 43 网架结构的构造 节点 2.焊接空心球节点 A.构成 不加肋 加肋 （可提高承载 力10%40%） 肋板 肋板挖空减轻 自重及用钢量 焊接空心球节点由两个半球对焊 而成，分为不加肋和加肋两种。 B.优点 构造简单，受力明确，连接方便 ，不易产生偏心，可任意方向连 接 C.应用 特别适用于连接钢管杆件 44 网架结构的构造 节点 3.螺栓球节点 A.组成 由螺栓、钢球、销子(或螺钉)、 套简和锥头(或封板)等零件组成 B.优点 适用性强（可用
9、于桁、塔、网架 壳等）；标准化程度高；运输 安装方便；无现场焊接，不产生 焊接形变和应力；无偏心。 C.缺点 构造复杂，机械加工量大 D.应用 适用于连接钢管杆件 45 网架结构的构造 支座形式 1.压力支座 A.类型 用于钢板节点 用于球节点 B.优点 构造简单，制作方便，用钢量少 C.缺点 支座不能转动或移动，反力分布不均匀，与计算假定相差较大 D.应用 一般只用于小跨度的网架 (1)平板压力支座 (2)单面弧形压力支座 A.构成 在平板压力支座的基础上 ，在支座底板与支承面顶 板之间加设一呈弧形的支 座垫块而成 B.优点 可以转动，反力均匀 C.类型 如右图 二螺栓连接四螺栓连接 D.应
10、用 用于中小跨度 转动灵活反力较大时使用 46 网架结构的构造 支座形式 1.压力支座 (3)双面弧形压力支座 A.构成 在支座底板与支承面顶板 间设置一块两面为弧形的 铸钢块，并在其两侧设有 从支座底板与支承面顶板 上分别焊出开有椭圆形孔 的梯形钢板，然后用螺栓 将它们连成一体（如右图 ） B.优点 可转动和一定侧移 D.应用 适用于跨度大且下部支承结 构刚度较大，或温度变化较 大、要求支座节点既能转动 又能滑移的网架 C.缺点 构造复杂，造价较高，只能 单向转动 侧视正视 (4)球铰压力支座 A.构成 由一个置于支承面上的凸形实心半球与一个连于节点支承 底板上的凹形半球相互嵌合，并以锚栓相
11、连而成 双面弧形 压力支座 B.优点 可沿各方向转动而无水平 位移，与理想铰支座吻合 较好，有利于抗震 C.缺点 构造复杂 D.应用 适用于点支承网架 球铰压力支座 47 网架结构的构造 支座形式 (5)板式橡胶支座 A.构成 在平板压力支座中增设一块由多层橡 胶片与薄钢片粘合、压制而成的橡胶 垫板，并以锚栓相连。 B.优点 可转动和一定侧移，可适应温度和 地震作用；构造简单、安装方便、 节省钢材、造价较低 C.缺点 橡胶易老化，节点构造须考虑以后更换的可能 性；橡胶垫块必须由专业工厂生产制作 D.应用 适于具有水平位移及转动要求的大中跨度网架 2.拉力支座 (1)平板拉力支座 A.构成 平板拉力支座的构造形式与平板压力支座相似 ，不同之处是平板拉力支座的锚栓承受拉力 用于钢板节点用于球节点 B.应用 适用于跨度和支座拉力较小的网架 48 网架结构的构造 支座形式 2.拉力支座 (2)单面弧形拉力支座 A.构成 在单面弧形压力支座的基础上，加设适 当的水平钢板和竖向加劲肋而成，拉力 也是靠受拉锚栓传递。 C.应用 适用于大中跨度 的网架。 B.优点 可满足节点转动要求 柱帽 1.作用 扩散点支承的
