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2 网 架 结 构 主要内容 网架结构概述 网架结构的荷载、作用与一般设计原则 网架结构的基本理论和分折方法 网架结构的有限元法——空间桁架位移法 网架结构的拟夹层板分析法 网架结构的抗震分析 网架结构杆件设计与节点构造 2.1 网架结构概述 2.1.1网格结构与网架结构定义 空间网格结构是由多根杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构。 空间网格结构通常可分为双层(多层)平板网格结构(网架结构或网架)，单层和双层的曲面网格结构(网壳)，网格结构是网架与网壳的总称。 2.1.2 网架结构的优越性 1.空间工作，传力途径简捷，是一种较好的大跨度、大柱网屋盖结构。 2.重量轻，经济指标好 。 3.刚度大，抗震性能好。 4.施工安装简便。 5.杆件和节点便于定型化、商品化，可在工厂中成批生产，有利于提高生产效率。 6.网架的平面布置灵活，屋盖平整，有利于吊顶、安装管道和设备。 2、由四角锥体组成的网架结构，它的基本单元是由4根弦杆、4根斜杆构成的正四角锥体。由这些四角锥体排列组成网架时，还要用上弦杆或下弦杆把相邻的锥顶连接起来。根据锥体的组合方式和连接锥顶弦杆的方向不同，这类四角锥体组成的网架又可分为六种： （1）正放四角锥网架；（2）正放抽空四角锥网架； （3）斜放四角锥网架；（4）棋盘形四角锥网架； （5）星形四角锥网架； （6）单向折线形网架，又称折板型网架。 （1） 三角锥网架：由顺置的错格排列的三角锥体与三向互成60o的上弦杆系连接而成。 （2）抽空三角锥网架I型：它可由三角锥网架跳格式地抽去锥体的3根斜杆和相应的6根下弦杆而成。 （3）抽空三角锥网架Ⅱ型：它可由三角锥网架采用另一种跳格方式，抽去锥体的3根斜杆和相应的6根下弦杆而成。 （4）蜂窝形三角锥网架：这是由倒置的三角锥体两两相连而成 。 4.由六角锥体组成的网架结构，它的基本单元体是由6根弦杆、6根斜杆构成的正六角锥体，即七面体。 2.1.5 网架结构的选型 影响网架选型的因素是多方面的，如网架制作、安装方法、用钢指标、跨度大小、刚度要求、平面形状、支承条件等都在一定程度上影响着确定采用哪一种网架形式。 1．如节点采用焊接，由平面桁架系组成的网架，其制作比由四角锥体组成的网架较为方便；两向正交网架又比两向斜交网架及三向网架方便；四角锥网架比三角锥网架方便。 2．安装方法不采用整体提升或吊装，采用分条或分块安装，或采用高空滑移法时，选用两向正交正放网架、正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架等三种正交正放类网架比选用斜放类网架有利。 3．用钢指标是衡量网架选型的一项重要标志。 4．计算表明，跨度大小对网架选型的影响不大。但大跨度网架一般都是重要的建筑，目前在我国用得较多的是两向正交正放网架、两向正交斜放网架和三向网架等一类平面格架系组成的网架结构。因为这几种大跨度网架的设计与施工经验比较丰富，技术比较熟练。三向网架、三角锥网架、六角锥网架、一般构造较为复杂，用钢量大，故在中小跨度中宜少采用。 5.网架的刚度比平面屋架好得多，但各种网架之间，不论是水平刚度还是垂直刚度，其差别是不小的。如斜放四角锥网架，它本身是几何可变的，在增设边缘构件或有强大的圈梁时才能保证其几何不变性。一般地说，节点数和杆件数较多的网架，如三角锥网架、六角锥网架、三向网架、正放四角锥网架，其刚度较大；反之，如斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、抽空三角锥网架I、II型、蜂窝形三角锥网架，其节点数和杆件致较少，则刚度也较小。 6．平面形状为圆形、正六边形和接近圆形的多边形网架，从平面布置及建筑造型看，比较适宜采用三向网架、六角锥网架、三角锥网架、抽空三角维网架 I、II型和蜂窝形三角锥网架。特别是当平面形状为正六边形时，这几种网架的网格规整，杆件类型少，施工方便；如采用其他类型网架，则边界附近网格不规整，比较零乱，杆件类型增多，施工制作不便。 7．多点支承的网架，选用正交正放类网架较为合适。多点支承时这种正交正放类网架的受力性能比斜放类网架合理，挠度也小。经过四点支承网架计算表明，在条件相同的情况下，两向正交正放网架与两向正交斜放网架的最大内力比约为5/7，挠度比约为6/7，而且斜放类网架在自由边界还要增设封边的边缘杆件，增加了杆件数量和材料用量。三边支承一边开口的网架，也宜选用正交正放类网架。周边支承和多点支承相结合的网架，则可采用正交正放类网架，也可选用斜放类网架，但一般不宜采用三向网架和三角锥体、六角锥体组成的网架。 8．对跨度不大于40m多层建筑的楼层及跨度不大于60m的屋盖，可以采用以钢筋泥凝土板代替钢上弦的组合网架；组合网架宜选用正放四角锥组合网架、正放抽空四角锥组合网架、两向正交正放组合网架、斜放四角锥组合网架及蜂窝形三