交叉桁架体系

一、网架结构的特点1）多杆件从两个或几个方向有规律地组成的高次超静定结构，空间三维受力，属空间结构体系；2）二力杆结构，空间刚度大，整体性好，具有良好的抗震性能；3）建筑造型灵活多样，节点连接简便（2～4种），分析计算成熟，制造和安装定型化、标准化，节点用钢量大。便于制造定型化，网格可做成少数几种标准尺寸的组合单元，节点和零件，在工厂大量生产。组合单元若采用螺栓连接，网架可装可拆，也可任意加长或缩短，灵活性更大。1、优点第2章网架结构第2章网架结构4）应用范围广。平板网架不仅可适用于中小跨度的工业、民用建筑，更宜于覆盖大跨度的中间无支柱的公共建筑和飞机库。沈阳博展中心室内足球场：144m×204m，正交正放桁架第2章网架结构首都机场四机位机库(1996)：（153+153）×90m，四角锥网架厦门机场太古机库(1999)：（155+157）×70m2、存在问题节点用钢量较大，加工制作费用仍较平面桁架高。二、结构形式1．分类（1）结构组成:双层网架(上弦杆、下弦杆、腹杆)三层网架(上弦杆、中弦杆、下弦杆、腹杆)，减小杆件长度，降低内力，增加高度，大跨(L80)组合网架(钢筋混凝土板代替上弦杆)第2章网架结构下弦层下弦层腹杆层上弦层下腹杆层中弦层上腹杆层上弦层上弦层上腹杆层下弦层图2.2三层网架1．分类（2）支承方式多跨，单跨四点支承，多点支承，周边支承第2章网架结构第2章网架结构1）柱帽设置在网架下弦平面下，就是在支点处向下延伸一个网架高度；2）柱帽设置在网架上弦平面之上，就是在支点处向上延伸一个网架高度，形成局部加高网格区域；3）柱帽布置在网架内，将上弦节点直接搁置于柱顶，使柱帽呈伞形。三边支承和两边支承混合支承开口边第2章网架结构1．分类•空间桁架体系-由角锥体系形成的空间桁架组成，杆件较小，用钢经济，刚度也较大，可抽去分杆件，杆件更少。（3）网格形式•平面桁架体系-由平行弦桁架组成，杆件较多，刚度较大，适用于各种跨度第2章网架结构2．交叉桁架体系（1）结构组成平行弦桁架相互交叉组成；较长的斜腹杆受拉，较短的竖杆受压，上下弦杆等长；斜腹杆与弦杆间的夹角宜取40-60°；桁架的节间长度即为网格尺寸。第2章网架结构（2）两向正交正放网架两组平面桁架互相垂直，与边界平行，上下弦杆网格尺寸相同，桁架长度相同，几何可变，应设支撑，正方形平面内力分布均匀2．交叉桁架体系第2章网架结构由于上下弦杆组成的网格为矩形，腹杆又在上下弦平面内，属几何可变。一般可在上下弦平面周边区格范围内增设附加斜杆（3）两向正交斜放网架桁架垂直相交，弦杆与边界成45°，各榀桁架长度不同，刚度大，对角桁架支座受拉2．交叉桁架体系第2章网架结构(a)有角柱(b)无角柱（4）两向斜交斜放网架桁架斜向相交，构造复杂，受力性能不好2．交叉桁架体系第2章网架结构（5）三向网架三组桁架60°相交，受力均匀，节点交汇杆多（13根），构造复杂，大跨度，圆形，三角形或多边形平面（1）结构组成上下弦为正方形网格，相互错开半格，下弦网格节点对准上弦正方形中心，上下弦网格节点用腹杆相连3．四角锥体系第2章网架结构4根弦杆，4根腹杆组成组成的基本单元为倒置四角锥（2）正放四角锥网架上下弦杆等长，受力均匀，刚度大，用钢量大，适合于周边支承3．四角锥体系第2章网架结构（3）正放抽空四角锥网架正放四角锥网架局部抽空，形成交叉梁，用钢量省，中小跨度3．四角锥体系第2章网架结构（4）斜放四角锥网架上弦斜放，与边界成45°，下弦正放，上弦短，下弦长，节点交汇杆件少，用钢量省，加刚性边框3．四角锥体系第2章网架结构（5）星形四角锥网架两个倒三角桁架相互交叉，三角桁架顶点相连为下弦杆，上弦斜放，与边界成45°，下弦正放，上弦短，下弦长，中小跨度，用钢量省，周边支承3．四角锥体系第2章网架结构（a）平面图(6)棋盘形四角锥网架上弦正放，下弦斜放，与边界成45°，上弦短，下弦长，中小跨度，用钢量省3．四角锥体系第2章网架结构(1)结构组成上弦下弦为三角形网格，下弦节点对准上弦三角形中心4．三角锥体系第2章网架结构(2)三角锥网架上下弦杆等长，三角形，每个节点9根杆，受力均匀，刚度大，适合于多边形平面4．三角锥体系第2章网架结构(3)抽空三角锥网架局部抽空，上弦三角形，下弦六边形，刚度小，中小跨度，省钢4．三角锥体系第2章网架结构(4)蜂窝形三角锥网架上弦三角形和六边形，下弦六边形，节点杆件交汇少，刚度小，中小跨度4．三角锥体系第2章网架结构1、考虑因素建筑物的平面形状和尺寸，支承方式，荷载大小，屋面构造，建筑要求，节点构造，制造和安装方法，材料供应情况三、网架形式的选择第2章网架结构从节点构造要求来说，焊接空心球节点可以适用于各类网架；至于螺栓球节点，则要求网架相邻杆件的内力不要相差太大。2、选型原则：参照《网架结构设计与施工规范》四角锥，两向正交：平面形状为矩形，周边支承边长比≤1.5的网架;平面形状为矩形，周边支承边长比＞1.5的网架;平面形状为矩形，三边支承一边开口网架;平面形状为矩形，多点和点边混合支承网架;三、网架形式的选择第2章网架结构三角锥，三向：平面形状为圆形，正六边形及接近正六边形，周边支承网架;多层建筑的楼层或L≤50m的屋盖，以及钢筋砼板代替上弦的组合网架；三、网架形式的选择第2章网架结构①网格尺寸--直接影响网架的经济性，网格大，节点少，但砼面板重量大；网格上加檩条可采用大网格，但檩条长度宜≤6m;②确定因素--柱网尺寸，屋面材料，建筑和构造要求，施工条件等；③网格数n的确定：钢砼板屋面体系：n=(2-4)+0.2L2（两向正交正放，正放四角锥，正放抽空四角锥)；n=(6-8)+0.08L2（两向正交斜放，棋盘形四角锥，斜放四角锥，星形四角锥)钢檩条屋面体系n=(6-8)+0.07L2，其中L2为网架短向跨度。四、网架的整体构造第2章网架结构1、网格尺寸①网架高度：影响刚度，上、下弦杆的内力和腹杆的经济性；②确定原则：一般使腹杆与弦杆的夹角为40-60°；③高跨比：钢砼板屋面体系10-14,钢檩条屋面体系(13-17)-0.03L2第2章网架结构2、网架高度①一般情况下，网架刚度大，不需起拱；当L2≥60m时，采用不大于1/300的起拱度；②屋面排水坡度的做法：(一般取1-4%)上弦节点加小立柱找坡；网架变高度；整个网架起坡；支承柱变高度；（a）（b）3、屋面起拱和排水第2章网架结构2L2L网架结构的容许挠度不应超过下列数值：用作屋盖为/250用作楼盖为/300——为网架的短向跨度4.网架结构的容许挠度2L其中第2章网架结构