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钢结构网架设计入门篇

2020-09-29 14:44:01 佛山市昊顺商贸有限公司 阅读

网架结构具有自重轻、刚度大、抗震性能优异、便于工厂化生产、安装便利、能承受地基不均匀沉降等优点;网架结构适应性强,适用于大中小各种跨度的建筑;网架支承灵活,既可以采用四周周边支承与三边支承,也可以采用四点或多点支承,还可以采用周边支承与点支承混合支承。

网架结构在我国广泛应用,既可以用于体育馆、剧院、食堂、餐厅等公共建筑,也可用于工业厂房车间屋盖等工业建筑。细数网架结构优点一二三,本文基于钢结构的网架基本形式与选型,给入门初学者提供一些参考和帮助。


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        天府国际机场货运区网架                                                                               赣州展览馆网架

网架的选型应该结合建筑的平面形状、要求、荷载和跨度的大小、支承情况和经济等因素综合考虑。通常我们按跨度大小划分为:60m跨度以上为大跨度;30m至60m为中跨度;30m以下为小跨度。



一、平面桁架体系

1、双向正交正放网架

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结构特点:平面内为几何可变。为增加其空间刚度并有效地传递水平荷载,应沿网架支承周边的上(下)弦平面内设置附加斜杆。周边支承接近正方形平面,受力均匀,杆件内力差别不大。随边长比加大,单向受力特征明显,对于点支承网架,支承附近的杆件及主桁架跨中弦杆内力大,其他部位内力小。

适用情况:矩形平面,周边支承,边长比小于1.5,各种跨度均可使用。


2、双向正交斜放网架

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结构特点:由于网架为等高,故角部短桁架刚度较大,并对与它。垂直的长桁架起一定的弹性支承作用,从而减少了桁架中部的弯矩。刚度较两向正交正放网架为大。矩形平面时,受力较均匀。网架四角支座处有向上的拉力。

适用情况:矩形平面,周边支承,边长比小于1.5,各种跨度均可使用。


3、单向折线形网架

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结构特点:类似于立体桁架,但不需布置支撑体系。只有沿跨度方向上、下弦杆,呈单向受力状态。为加强其空间刚度,应在其周边增设部分上弦杆件。

适用情况:矩形平面,周边支承,边长比大于2。



4、三向网架

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结构特点:基本单元为几何不变。整个网架的空间刚度大于两向网架。能均匀地把力传至支承系统,受力性能较好。杆件数和节点数多,节点构造复杂(最多一个节点汇交13根杆件)。

适用情况:适用于圆形或多边形平面,周边有规则网格,适合于大跨度工程。


二、四角锥体系

1、正放四角锥网架


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结构特点:空间刚度比其他四角锥网架及两向网架为大。受力比较均匀。

适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比小于1.5,大跨度工程。


2、正放抽空四角锥网架

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结构特点:空间刚度较正放四角锥网架为小,下弦杆内力增大。

适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比大于1.5。



3、棋盘形四角锥网架

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结构特点:空间刚度较正放四角锥网架为小,下弦杆内力增大。当周边布置成满锥时,刚度较好。这种网架受压上弦杆短,受拉下弦杆长,能充分发挥杆件截面的作用,受力合理。

适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比大于1.5,中小跨度。


4、斜放四角锥网架

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结构特点:空间刚度较正放四角锥网架为小。

适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比大于1.5。


5、星形四角锥网架

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结构特点:其刚度较差,不如正放四角锥网架。其竖杆受压,内力等于上弦节点荷载。

适用情况:适用于平面形状为矩形的周边支承网架,边长比小于等于1.5,中小跨度。



三、三角锥体系

1、三角锥网架

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结构特点:基本单元为几何不变体系,整体抗扭和抗弯刚度较好,受力比较均匀。

适用情况:适用于平面形状为圆形、多边形的周边支承网架,边长比大于1.5,大跨度工程。


2、抽空三角锥网架

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结构特点:下弦杆内力增大且均匀性稍差,刚度较三角锥网架差。

适用情况:适用于平面形状为圆形、六边形的周边支承网架,边长比大于1.5。


3、蜂窝形三角锥网架

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结构特点:这种网架受压上弦杆短,受拉下弦杆长,能充分发挥杆件截面的作用,受力合理,刚度较三角锥网架差。

适用情况:适用于平面形状为圆形、六边形的周边支承网架,中小跨度。


总结综合以上各形网架特点,将网架选型总结见下表:


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