兰州理工大学土木工程学院房屋建筑钢结构设计课件第三章第二节 网架结构.ppt

3. 2 网架结构 内容提示： 概述 网架结构选型 网架结构的计算与分析 网架结构的设计与构造 3.1 概 述 网架结构通常指的是平板网架，它是由按一定规律布置的杆件，通过节点连接而形成平板状的空间桁架（Space Truss）结构。 网架结构具有如下特点： （1）可实现的跨度大;（2）经济;（3）安全可靠;（4）抗震性能好;（5）适应性强;（6）制作、安装方便。 网架结构的缺点：节点耗钢量大，网架屋面材料的选用还受到某些条件的限制，制造、施工费用较高等。 3.2.2 网架结构选型 3.2.2.1 网架结构的分类 按网架本身的构造分类 按建造材料分类 按支承情况分类 按组成方式不同分类：交叉桁架体系网架、三角锥体系网架、四角锥体系网架和六角锥体系网架。 3.2.2 .2 网架结构的形式 1．交叉桁架系网架 2．三角锥体系网架 3．四角锥体系网架 4．六角锥体系网架 2.2.3 网架结构的选型 1．周边支承网架的 结构选型与工程实例 2．三边支承网架的结构选型与工程实例 3．点支承网架的结构选型与工程实例 4．网架结构的主要几何尺寸 （1）网架高度（h） 跨高比 (10~14) (混凝土) (13~17)-0.03L （2）上弦平面网格尺寸（s） 重屋面: (2~4)+0.2L [(6~8)+0.08L] 轻屋面: (6~8)+0.07L (3) 挠度要求和屋面排水 L/250~L/300 (屋面排水3~5%) 3.2.3 网架结构的计算要点 3.2.3.1 荷载与作用 1．永久荷载 （1）自重（2）屋面（3）吊顶 (4) 设备管道 2．可变荷载 （1）屋面活载（2）屋面雪荷载（3）风荷载 (4) 积灰荷载 (5) 吊车荷载 3.地震作用 水平,竖向 4. 温度应力 3.2.4网架内力计算方法 计算模型---结点为铰接 1. 空间桁架位移法 2. 交叉梁系差分法 3. 拟夹层板法 4. 假想弯矩法 3.2.5 网架结构的设计与构造 3.2.5.1 网架结构的杆件设计 1．杆件材料和截面形式 钢材品种: Q235钢和Q345钢。 截面形式: 圆钢管、单角钢、双角钢、H型钢和方钢管等。 2．杆件截面尺寸 截面的最小尺寸: 角钢: L50×3 钢管: φ48×2。 常用钢管规格: φ48×3.5、φ60×3.5、φ75.5×3.75、φ89×4、φ108×6、φ114×4、φ133×8、φ159×10、φ168×12、φ180×14 选杆 规格统一的问题 小跨度网架:2～3种 大中跨度网架: 6～7种,一般不超过8种。 3．杆件的计算长度和长细比限值 （1）网架杆件的计算长度l0 （2）网架杆件的长细比限值 1）受压杆件 180 2）受拉杆件 ①一般杆件 400 ②支座附近杆件 300 ③直接承受动力荷载杆件 250 3.2.5.2 网架结构的节点设计及构造 1．焊接钢板节点 焊接钢板节点是在平面桁架钢板节点的基础上发展起来的一种网架节点形式。其主要优点是刚度较大，造价较低，制作时不需要大量机械加工，是一种便于就地制作的节点型式。缺点是现场焊接量大，且仰焊、立焊占一定的比例，需要采取措施控制焊接变形和节点偏心。它主要用于网架杆件为两个角钢组成的T形截面或十字形截面的两向交叉网架或四角锥体网架。 2．焊接空心球节点 （1）特点和适用范围 焊接空心球节点（Hollow spherical nodes）是目前在国内得到广泛应用的一种节点形式，约占已建成网架工程50%左右。这种节点是一种空心球体,它是将两块圆钢板经热压或冷压（常用前者）成两个半球壳后再对焊而成。空心球的钢材品种宜采用Q235钢和Q345钢制作。 由于球体为各向同性，钢管杆件与空心球的配合不会产生偏心，因此,焊接空心球节点适应性强，尤其对三向网架、三角锥网架和六角锥网架更加适宜。 （2）焊接空心球的构造 焊接空心球按构造可分为两类： 不加肋空心球和加肋空心球。 当球直径≥300mm，且杆件内力较大需要提高空心球承载能力要求时，可采用加肋空心球。加肋空心球的承载力比不加肋空心球高约15%～30%。 加肋空心球的肋板厚度不应小于球壁厚度，通常可取为与空心球壁厚相同。