按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的平板型或微曲面型空间杆系结构,主要承受整体弯曲内力。
分 类
四角锥体系:正放四角锥网架;正放抽空四角锥网架;棋盘形四角锥网架;斜放四角锥网架;
三角锥体系:三角锥网架;抽空三角锥网架;蜂窝形三角锥网架。
交叉桁架体系:正交正放网架;正交斜放网架;单向折线形网架;三向网架。
网架设计要点
A.当采用两向正交正放网架时应在支承平面沿网架周边网格设置水平支撑(支承平面指与支承结构相连弦杆组成的上弦或下弦平面)。
B.网架可采用上弦或下弦支承方式:
上弦支承时应注意避免支座附近杆件与支承柱相碰。
下弦支承时应在支座边形成竖直或倾斜的边桁架。
C.网架结构整体和杆件设计原则:
1)网架相邻杆件夹角宜大于45度,不宜小于30度。
2)网架屋面找坡:
a)上弦节点设置小立柱;b)网架结构起坡。
3)网架节点用钢量约占整个网架用钢量的20%~25%。
4)网架结构经济适用跨度:30~100m。
5)对于上弦杆件的网格尺寸进行布置时,网架屋盖的高度宜在短向跨度的1/12~1/16倍之间,上弦杆件的网格尺寸大小宜在短向跨度的1/10~1/16倍之间。
6)对于设有轻质屋面板的大跨度网架屋盖而言,上弦杆件的网格尺寸可布置在3~6m之间。
7)网架杆件截面选择原则:
8)网架截面规格:一般小跨度网架以3~5种截面为宜;
9)大中跨度网架也不宜超过10种规格;
10)杆件宜选用壁厚较薄的截面。11)宜选用市场常供应的管径。
12)单向折线形网架设计
a.单向折线形网架:由一系列平面桁架相互斜交成V形而成,呈单向受力状态。
b.单向折线形桁架比单纯平面桁架刚度大,不需要设置支撑体系。
c.为加强整体高度,周边增设部分上弦杆件。
d.单向折线形网架单向受力状态明显,适宜在较狭长的建筑平面中采用。
D.网架计算原则
1)静力分析;
2)当网架符合下列条件之一时,可不考虑温度变化而引起的内力:
a)支座节点的构造允许网架侧移,且允许侧移值大于或等于网架结构的温度变形值;
b)网架周边支承、网架验算方向跨度小于40m,且支承结构为独立柱;
c)在单位力作用下,柱顶水平位移大于或等于下式的计算值:
3)地震作用下内力计算
a)在抗震设防烈度为6、7度时,网架结构可不进行抗震验算。
b)抗震设防烈度为8度,对于周边支承的中小跨度网架应进行竖向抗震验算;其他网架结构应进行竖向和水平向抗震验算。
c)抗震设防烈度为9度,各种网架结构应进行竖向和水平抗震验算。
网架结构建模常见问题
A.杆件与十字板相碰,出现该提示的原因是支座位置或方位不合理,无法通过调整十字板高度使之不想碰,可以通过增大支座球、改变支座方位等措施解决。
B.十字板厚度过大,焊脚尺寸hf2 过大。主要原因是只做存在较大水平力,焊缝hf2 受力过大,根据焊缝构造要求导致十字板厚度过大。解决该问题的最有效措施:改变支座水平刚度、释放水平力。
C.焊脚尺寸hf1 过大。主要原因有两个:存在较大水平力;过小的夹角α导致焊缝长度较短。解决措施:改变支座水平刚度、释放水平力;增大支座球使焊缝长度增加。
D.需要着重强调的是:网架支座节点设计不合理和失败的最常见原因是支座存在较大的水平力。实际上,软件的十字板支座是不能承担过大水平力的,由于水平力作用于球心处,除了对支座产生剪力外,还会使十字板、焊缝等承担较大的弯矩。存在较大水平力的原因,对于大跨度结构主要因为温度作用造成,此时需要设置容许支座产生一定位移来释放温度作用而产生的支座水平力,如平板橡胶支座、弹性支座(盆式橡胶支座、抗震球型支座)等。
优/人/堂
王海刚
思同道荣誉专家
同圆设计集团(原济南市建筑设计院)设计三院钢结构研究所所长,山东省钢结构学会会员,精通各种钢结构形式(工业轻钢、普钢和重钢,民用和公共建筑钢结构、景观钢结构造型等)和结构bim设计。曾荣获山东省优秀工程勘察设计成果二等奖两次、济南市优秀工程勘察设计三等奖一次。发表技术论文十余篇。
思同道以“成本控制”“设计优化”为核心聚焦内容,联合各机构、高校聚焦技术创新链、技术产业链、价值创造链、专业服务链、地产资金链,整合各方资源,共建优化行业服务新生态,形成技术全方位、高质量、多梯度的一体化资讯服务加速体系,由此孵化和建设在“新建筑”“新技术”“新材料”“新城乡”“新咨询”方面的子服务企业梯队,建立技术研发及应用的培育库和蓄水池。