钢结构原理与设计教程_第9章 网架结构设计与安装.pptx

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1、9.1 网架结构的特点和形式9.2 网架结构的计算9.3 网架结构的杆件和节点设计9.4 网架结构的安装要点,本章目录,基本要求,1.了解网架结构的特点和 形式2. 网架结构的计算方法3. 了解网架结构的杆件和 节点设计要求4. 网架结构的安装要点,第9.1节 网架结构的特点和形式,1. 网架结构的特点2. 网架结构的形式3. 网架结构的选型4. 网架结构几何尺寸的确定5. 网架结构的支撑6. 网架结构的起拱及屋面找坡构造,本节目录,基本要求,1. 了解网架结构的特点、形式、选型2. 了解网架结构几何尺寸的确定、起拱及屋面找坡构造,9.1.1 网架结构的特点,（1）网架结构系三维空间结构，高次

2、超静定（2）整体性好，空间刚度大，结构体系稳定（3）能承受各个方向的荷载，抗震性好，受支座不均匀 沉降影响较少（4）网架结构的杆件以轴向受压为主，受力简单（5）自重较轻，节约材料。（6）网架结构的杆件和节点规格划一，适用于生产。（7）建筑平面布置灵活，适应性好。（8）计算简便。,9.1.2 网架结构的形式,9.1.2.1 交叉平面桁架体系网架（1）两向正交正放平面桁架体系网架（2）两向正交斜放平面桁架体系网架（3）两向斜交斜放平面桁架体系网架 （4） 三向交叉平面桁架体系网架9.1.2.2 交叉空间桁架体系网架（1） 四角锥体系网架（2） 三角锥体系网架,9.1.3 网架结构的选型,网架结构的

3、类型很多，实际工程的设计所遇到的具体情况又不尽相同，故结构的选型应根据满足使用要求和经济要求两大原则，同时结合工程的平面形状、跨度大小、支撑情况、荷载大小、屋面构造、建筑设计等要求综合分析确定。,9.1.4 网架结构几何尺寸的确定,网架结构的几何尺寸主要包括网架结构的网格尺寸以及网架结构的高度。网架结构的网格尺寸和高度可根据网架形式、跨度大小、屋面材料以及构造要求和建筑功能等因素确定。,9.1.5 网架结构的支撑,9.1.5.1 按网架结构搁置方式的不同分类（1）周边支撑（2）点支撑（3）周边支撑与点支撑相结合（4）三边支撑一边自由或两边支撑两边自由9.1.5.2 按支撑能否约束网架侧移分类（

4、1）刚性支撑（2）弹性支撑,9.1.6 网架结构的起拱及屋面找坡构造,9.1.6.1 网架起拱9.1.6.2 屋面找坡构造9.1.6.3 网架挠度要求,第9.2节 网架结构的计算,1. 网架结构的荷载、作用及组合2. 网架结构的静力计算3. 网架结构的杆件和节点设计4. 网架结构的安装要点,本节目录,基本要求,1. 了解网架结构的荷载、作用及组合2. 了解网架结构的静力计算和安装要点,9.2.1 网架结构的荷载、作用及组合9.2.1.1 永久荷载9.2.1.2 可变荷载9.2.1.3 作用9.2.1.4 荷载组合,9.2.1.1 永久荷载,（1）网架结构自重 ：除网架自重以外的屋面荷载或楼盖荷

5、载的标注值 ：网架的短向跨度 ：对钢管网架取1.0，对型钢网架取1.2 （2）楼面或屋面材料（3）吊顶自重（4）悬挂设备、管道及马道自重,9.2.1.2 可变荷载,（1）楼面或屋面活荷载（2） 屋面雪荷载 ：雪荷载标准值 ：屋面积雪分布系数，按规范确定 ：基本雪压，按规范确定,（3） 风荷载 ：风荷载标准值 ：高度Z处的风振系数 ：风荷载体型系数 ：风压高度变化系数 ：基本风压（4） 积灰荷载（5） 吊车荷载,9.2.1.3 作用,（1） 竖向地震作用 ：作用在网架第 i节点上竖向地震作用标准值 ：网架第i节点的重力荷载代表值 ：竖向地震作用系数（2） 水平地震作用 ：第i节点上作用的水平地震

6、力 ：第i节点的重力荷载代表值 ：网架总的重力荷载代表值 ：作用在网架结构上的总水平地震力，按规范计算,9.2.2 网架结构的静力计算,9.2.2.1 网架结构的一般计算原则（1）网架结构应进行在荷载作用下的内力、位移计算，并根据实际情况对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等作用下的内力、位移进行计算（2）网架结构的内力和位移计算可按弹性阶段进行。（3）网架结构的外荷载按静力等效原则，将节点所辖区域内的荷载集中作用在该节点上。（4）结构分析时可忽略节点刚度的影响，假定节点为铰接，杆件只承受轴向力。当杆件上作用有局部荷载时，应该考虑杆件受弯的影响。（5）网架结构的支座可根据支撑条件假定为铰接

7、支座或弹性支座。,9.2.2.2 网架结构内力计算方法,（1）单元刚度矩阵的形成杆件单元ij的每个节点有三个杆端力和杆端位移，方向以和坐标轴同向为正。,杆端力向量为：杆端位移向量为：,杆件ij的轴向力与位移间的关系服从虎克定律：N：杆件的轴向力E:杆件材料弹性模量A:杆件截面面积故杆件ij的杆端力与杆端位移之间的关系可写成矩阵式：,或写成：,其中：,以上即空间桁架杆件单元在局部坐标系下的单元刚度矩阵,第9.3节 网架结构的杆件和节点设计,1. 网架结构杆件设计2. 网架结构节点设计,本节目录,基本要求,1. 了解网架结构杆件设计2. 了解网架结构节点设计,9.3 网架结构的杆件和节点设计,9.

8、3.1.1 网架杆件的材料及截面形式 网架杆件所用材料为钢材，可采用规范推荐的Q235钢和Q345钢。截面形式可采用热轧型钢截面、冷弯薄壁型钢截面和组合截面，其中管材截面是最普遍的截面形式。钢管端部封闭后，内部不易锈蚀，表面也难以积灰和积水，具有较好的使用功能。,9.3.1.2 网架杆件计算长度及允许长细比网架杆件计算长度L0,网架杆件允许长细比,9.3.1.3 网架杆件设计计算和构造要求,网架构件主要受轴力作用，其界面设计计算按轴心受力构件根据规范的规定进行强度、刚度和稳定计算杆件截面的最小尺寸应根据网架跨度及网格大小确定，普通型钢不宜小于L503。钢管不宜小于482。杆件在构造设计时，宜避

9、免难于检查、清洁、油漆以及积灰的死角或凹槽，对于管型截面，应将两端封闭。,9.3.2 网架结构节点设计,9.3.2.1 焊接钢板节点当网架杆件采用角钢或薄壁型钢，为了方便连接，节点可采用焊接钢板节点，这种节点由十字板和盖板组成,9.3.2.2 焊接钢板节点,9.3.2.2 焊接空心球节点,空心球外径D根据节点构造要求确定 ：组成 的钢管外径 a ：钢管之间的缝隙，不宜小于10mm ：汇交于空心球节点任意两钢管杆件之间的夹角,9.3.2.3 螺栓球节点,9.3.2.3螺栓球节点,钢球的直径可取下列两式计算结果较大的值：,D：钢球直径 ：两个螺栓之间的夹角d ：螺栓直径 ：螺栓拧入球体长度与螺栓直径的比值，一般取1.1 ：套筒外接圆直径与螺栓直径的比值，一般取1.8,9.3.2.4 支点节点,平板支座节点设计 ：单个锚栓净截面面积 ：支座拉力，N1.25 ：多个锚栓受力不均匀的增大系数 ：锚栓的抗拉强度设计值,9.3.2.4 支点节点,第9.4节 网架结构的安装要点,1. 现场调研，制定网架施工方案2. 网架拼装方法,本节目录,基本要求,1. 了解现场调研，制定网架施工方案2. 了解网架拼装方法,9.4.2 网架拼装方法（1）测量放线（2）搭设拼装平台（3）网架杆件分类（4）网架拼装（5）网架的吊装（6）网架结构拼装质量控制,