大跨结构 网架结构.ppt

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1、大跨结构 网架结构 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用1、结构特点、结构特点 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，属空间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，属空间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，属空间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，属空间结构体系结构体系结构体系结构体系；二力杆结构，空间刚度大，整体性好，

2、具有良好的抗震性能二力杆结构，空间刚度大，整体性好，具有良好的抗震性能二力杆结构，空间刚度大，整体性好，具有良好的抗震性能二力杆结构，空间刚度大，整体性好，具有良好的抗震性能；用小规格、短杆件构成大跨用小规格、短杆件构成大跨用小规格、短杆件构成大跨用小规格、短杆件构成大跨度结构，节点连接简便（度结构，节点连接简便（度结构，节点连接简便（度结构，节点连接简便（2 2 2 24 4 4 4种）种）种）种），建筑造型灵活多样，分析计算，建筑造型灵活多样，分析计算，建筑造型灵活多样，分析计算，建筑造型灵活多样，分析计算成熟，制造和安装定型化、标准成熟，制造和安装定型化、标准成熟，制造和安装定型化、标准

3、成熟，制造和安装定型化、标准化。化。化。化。结构内力分布不均匀，边缘杆结构内力分布不均匀，边缘杆结构内力分布不均匀，边缘杆结构内力分布不均匀，边缘杆件件件件“强度过剩强度过剩强度过剩强度过剩”；节点用钢量大。；节点用钢量大。；节点用钢量大。；节点用钢量大。第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用2、发展过程、发展过程 国外开始于国外开始于国外开始于国外开始于20202020世纪初，世纪初，世纪初，世纪初，40404040年代开发出年代开发出年代开发出年代开发出MEROMEROMEROMERO体系，标志着网架结构商品体系，标志着网架结构商品体系，标志着网架结

4、构商品体系，标志着网架结构商品化的开始。化的开始。化的开始。化的开始。我国网架结构的研究与应用开始于我国网架结构的研究与应用开始于我国网架结构的研究与应用开始于我国网架结构的研究与应用开始于60606060年代，但发展很快，后来居上。年代，但发展很快，后来居上。年代，但发展很快，后来居上。年代，但发展很快，后来居上。标志性事件有：标志性事件有：标志性事件有：标志性事件有：1964196419641964年上海师范学院球类房（年上海师范学院球类房（年上海师范学院球类房（年上海师范学院球类房（31.540.5m31.540.5m31.540.5m31.540.5m，角钢，板节点）；，角钢，板节点）

5、；，角钢，板节点）；，角钢，板节点）；1966196619661966年天津科学宫，第一座焊接球节点网架，年天津科学宫，第一座焊接球节点网架，年天津科学宫，第一座焊接球节点网架，年天津科学宫，第一座焊接球节点网架，14.8x23.3m;14.8x23.3m;14.8x23.3m;14.8x23.3m;1981198119811981年建工总局网架结构设计与施工规定（年建工总局网架结构设计与施工规定（年建工总局网架结构设计与施工规定（年建工总局网架结构设计与施工规定（JGJ7-80JGJ7-80JGJ7-80JGJ7-80）；）；）；）；1991199119911991年建设部网架结构设计与施工

6、规程（年建设部网架结构设计与施工规程（年建设部网架结构设计与施工规程（年建设部网架结构设计与施工规程（JGJ7-91JGJ7-91JGJ7-91JGJ7-91），网），网），网），网架结构工程质量检验评定标准（架结构工程质量检验评定标准（架结构工程质量检验评定标准（架结构工程质量检验评定标准（JGJ78-91JGJ78-91JGJ78-91JGJ78-91）；）；）；）；第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用2、发展过程、发展过程材料：材料：材料：材料：碳素钢、低合金钢、不锈钢、铝合金结构、组合结构；碳素钢、低合金钢、不锈钢、铝合金结构、组合结构；碳素钢

7、、低合金钢、不锈钢、铝合金结构、组合结构；碳素钢、低合金钢、不锈钢、铝合金结构、组合结构；节点：焊接球、螺栓球、板节点；节点：焊接球、螺栓球、板节点；节点：焊接球、螺栓球、板节点；节点：焊接球、螺栓球、板节点；杆件：角钢、钢管、工字钢；杆件：角钢、钢管、工字钢；杆件：角钢、钢管、工字钢；杆件：角钢、钢管、工字钢；结构类型：十二种结构体系；结构类型：十二种结构体系；结构类型：十二种结构体系；结构类型：十二种结构体系；应用领域：大型公共建筑，工业厂房，塔架廊栈、装饰、改扩建应用领域：大型公共建筑，工业厂房，塔架廊栈、装饰、改扩建应用领域：大型公共建筑，工业厂房，塔架廊栈、装饰、改扩建应用领域：大型

8、公共建筑，工业厂房，塔架廊栈、装饰、改扩建。第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用3、工程应用、工程应用首都体育馆（首都体育馆（19671967）：矩形平面，）：矩形平面，122122996m996m，平行弦桁架，用钢量，平行弦桁架，用钢量65kg/m65kg/m2 2；第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用3、工程应用、工程应用上海体育馆（上海体育馆（19731973）：圆形平面，）：圆形平面，1101106m6m，平行弦桁架，用钢量，平行弦桁架，用钢量47kg/m47kg/m2 2；第三章第三章 网架结构网架结

9、构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用3、工程应用、工程应用天津无缝钢管厂（天津无缝钢管厂（19921992）：）：6 6万万m m2 2（108108564m564m），柱网），柱网363618m18m，用用钢量钢量32kg/m32kg/m2 2；一汽大众轿车厂（一汽大众轿车厂（19911991）：）：8 8万万m m2 2(189.4(189.4421.6m)421.6m)，柱网，柱网212112m12m，用用钢量钢量31kg/m31kg/m2 2；第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用3、工程应用、工程应用首都机场四机位机库首都机场四机

10、位机库(1996)(1996)：（153+153153+153）90m90m，四，四角锥网架角锥网架厦门机场太古机库厦门机场太古机库(1999)：15570m第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用3、工程应用、工程应用首都机场四机位机库（首都机场四机位机库（153+153）90m第三章第三章 网架结构网架结构第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的特点与应用3、工程应用、工程应用首都机场空客首都机场空客A380机库（在机库（在建建):（176+176）110m第三章第三章 网架结构网架结构一、网架结构的特点与应用一、网架结构的

11、特点与应用3、工程应用、工程应用第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式结构组成结构组成:双层网架双层网架双层网架双层网架(上弦杆、下弦杆、腹杆上弦杆、下弦杆、腹杆上弦杆、下弦杆、腹杆上弦杆、下弦杆、腹杆)三三三三层层层层网网网网架架架架(上上上上弦弦弦弦杆杆杆杆、中中中中弦弦弦弦杆杆杆杆、下下下下弦弦弦弦杆杆杆杆、腹腹腹腹杆杆杆杆)，减减减减小小小小杆杆杆杆件件件件长长长长度度度度，降低内力，增加高度，大跨降低内力，增加高度，大跨降低内力，增加高度，大跨降低内力，增加高度，大跨(L80)L80)组合组合组合组合网架网架网架网架(钢筋混凝土板代替上弦杆钢筋混凝土板代替上弦

12、杆钢筋混凝土板代替上弦杆钢筋混凝土板代替上弦杆)1、分类、分类第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式1、分类、分类 支承方式支承方式 多跨多跨多跨多跨，单跨单跨单跨单跨 四点支承，多点支承四点支承，多点支承四点支承，多点支承四点支承，多点支承 周边支承，混合支承周边支承，混合支承周边支承，混合支承周边支承，混合支承 支承条件不同，会改变网架内力分布状态，总体看支承条件不同，会改变网架内力分布状态，总体看支承条件不同，会改变网架内力分布状态，总体看支承条件不同，会改变网架内力分布状态，总体看平板网架具有平板的受力状态。平板网架具有平板的受力状态。平板网架具有平板的受力状态

13、。平板网架具有平板的受力状态。第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式1、分类、分类 网格形式网格形式 空间桁架体系空间桁架体系空间桁架体系空间桁架体系：由角锥体系形成的空间桁架组成：由角锥体系形成的空间桁架组成：由角锥体系形成的空间桁架组成：由角锥体系形成的空间桁架组成，杆，杆，杆，杆件较小，用钢经济，刚度也较大，可抽去部分杆件，件较小，用钢经济，刚度也较大，可抽去部分杆件，件较小，用钢经济，刚度也较大，可抽去部分杆件，件较小，用钢经济，刚度也较大，可抽去部分杆件，杆件更少。杆件更少。杆件更少。杆件更少。平面桁架体系平面桁架体系平面桁架体系平面桁架体系：由平行弦桁架组成

14、，杆件较多，刚度由平行弦桁架组成，杆件较多，刚度由平行弦桁架组成，杆件较多，刚度由平行弦桁架组成，杆件较多，刚度较大，适用于各种跨度；较大，适用于各种跨度；较大，适用于各种跨度；较大，适用于各种跨度；第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式2、交叉桁架体系、交叉桁架体系平行弦桁架相互交叉组成平行弦桁架相互交叉组成平行弦桁架相互交叉组成平行弦桁架相互交叉组成；较较较较长长长长的的的的斜斜斜斜腹腹腹腹杆杆杆杆受受受受拉拉拉拉，较较较较短短短短的的的的竖竖竖竖杆杆杆杆受受受受压压压压，上上上上下下下下弦杆等长；弦杆等长；弦杆等长；弦杆等长；斜腹杆与弦杆间的夹角宜取斜腹杆与弦杆间

15、的夹角宜取斜腹杆与弦杆间的夹角宜取斜腹杆与弦杆间的夹角宜取40-6040-60；桁架的节间长度即为网格尺寸。桁架的节间长度即为网格尺寸。桁架的节间长度即为网格尺寸。桁架的节间长度即为网格尺寸。结构组成结构组成第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式2、交叉桁架体系、交叉桁架体系两组平面桁架互相垂直，与边界平行两组平面桁架互相垂直，与边界平行两组平面桁架互相垂直，与边界平行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，上下弦杆网格尺寸相同，桁架长度，上下弦杆网格尺寸相同，桁架长度，上下弦杆网格尺寸相同，桁架长度相同，几何可变，应设支撑，正方形相同，几何

16、可变，应设支撑，正方形相同，几何可变，应设支撑，正方形相同，几何可变，应设支撑，正方形平面内力分布均匀。平面内力分布均匀。平面内力分布均匀。平面内力分布均匀。两向正交正放网架两向正交正放网架两向正交正放网架两向正交正放网架第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式2、交叉桁架体系、交叉桁架体系桁架垂直相交，弦杆与边界成桁架垂直相交，弦杆与边界成桁架垂直相交，弦杆与边界成桁架垂直相交，弦杆与边界成4545，各榀桁架各榀桁架各榀桁架各榀桁架长度不同，刚度大，对角桁架支座受拉长度不同，刚度大，对角桁架支座受拉长度不同，刚度大，对角桁架支座受拉长度不同，刚度大，对角桁架支座受拉 两

17、向正交斜放网架两向正交斜放网架两向正交斜放网架两向正交斜放网架桁架斜向相交，构造复杂，受力性能不好桁架斜向相交，构造复杂，受力性能不好桁架斜向相交，构造复杂，受力性能不好桁架斜向相交，构造复杂，受力性能不好 两向斜交斜放网架两向斜交斜放网架两向斜交斜放网架两向斜交斜放网架第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式2、交叉桁架体系、交叉桁架体系三组桁架三组桁架三组桁架三组桁架6060 相交，受力均匀，相交，受力均匀，相交，受力均匀，相交，受力均匀，节点交汇杆多（节点交汇杆多（节点交汇杆多（节点交汇杆多（1313根），构造复根），构造复根），构造复根），构造复杂，大跨度，圆形，

18、三角形或多杂，大跨度，圆形，三角形或多杂，大跨度，圆形，三角形或多杂，大跨度，圆形，三角形或多边形平面边形平面边形平面边形平面 三向网架三向网架三向网架三向网架第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式2、交叉桁架体系、交叉桁架体系单向折线形网架单向折线形网架单向折线形网架单向折线形网架由平面桁架互相倾斜交成由平面桁架互相倾斜交成由平面桁架互相倾斜交成由平面桁架互相倾斜交成V V形面构形面构形面构形面构成，呈单向受力状态，较单纯的成，呈单向受力状态，较单纯的成，呈单向受力状态，较单纯的成，呈单向受力状态，较单纯的平面刚架刚度大，不需支撑体系平面刚架刚度大，不需支撑体系平面刚

19、架刚度大，不需支撑体系平面刚架刚度大，不需支撑体系第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式3、四角锥体系、四角锥体系上下弦为正方形网格，相互错开上下弦为正方形网格，相互错开上下弦为正方形网格，相互错开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半格，下弦网格节点对准上弦正半格，下弦网格节点对准上弦正半格，下弦网格节点对准上弦正方形中心，上下弦网格节点用腹方形中心，上下弦网格节点用腹方形中心，上下弦网格节点用腹方形中心，上下弦网格节点用腹杆相连杆相连杆相连杆相连结构组成结构组成第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式3、四角锥体系、四角锥体

20、系上下弦杆等长，受力均匀，刚度大，用钢量大，适合于周边支承上下弦杆等长，受力均匀，刚度大，用钢量大，适合于周边支承上下弦杆等长，受力均匀，刚度大，用钢量大，适合于周边支承上下弦杆等长，受力均匀，刚度大，用钢量大，适合于周边支承 正放四角锥网架正放四角锥网架正放四角锥网架正放四角锥网架第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式3、四角锥体系、四角锥体系正放四角锥网架局部抽空，形成交叉梁，用钢量省，中小跨度正放四角锥网架局部抽空，形成交叉梁，用钢量省，中小跨度正放四角锥网架局部抽空，形成交叉梁，用钢量省，中小跨度正放四角锥网架局部抽空，形成交叉梁，用钢量省，中小跨度 正放抽空四

21、角锥网架正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式3、四角锥体系、四角锥体系上弦斜放，与边界成上弦斜放，与边界成上弦斜放，与边界成上弦斜放，与边界成4545，下弦正放，上弦短，下弦长，节点交汇，下弦正放，上弦短，下弦长，节点交汇，下弦正放，上弦短，下弦长，节点交汇，下弦正放，上弦短，下弦长，节点交汇杆件少，用钢量省，加刚性边框杆件少，用钢量省，加刚性边框杆件少，用钢量省，加刚性边框杆件少，用钢量省，加刚性边框 斜放四角锥网架斜放四角锥网架斜放四角锥网架斜放四角锥网架第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结

22、构形式3、四角锥体系、四角锥体系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，与边界成放，与边界成放，与边界成放，与边界成4545，下弦正放，上弦短，下弦长，中小跨度，用，下弦正放，上弦短，下弦长，中小跨度，用，下弦正放，上弦短，下弦长，中小跨度，用，下弦正放，上弦短，下弦长，中小跨度，用钢量省，周边支承钢量省，周边支承钢量省，周边支承钢量省，周边支承 星形四角锥网架星形四角锥网架星形四角锥网架星形四角锥网架第三章

23、第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式3、四角锥体系、四角锥体系上弦正放，下弦斜放，与边界成上弦正放，下弦斜放，与边界成上弦正放，下弦斜放，与边界成上弦正放，下弦斜放，与边界成4545，上弦短，下弦长，中小跨度，上弦短，下弦长，中小跨度，上弦短，下弦长，中小跨度，上弦短，下弦长，中小跨度，用钢量省用钢量省用钢量省用钢量省 棋盘形四角锥网架棋盘形四角锥网架棋盘形四角锥网架棋盘形四角锥网架第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式4、三角锥体系、三角锥体系结构组成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上弦下弦为三角形网格，下弦节点对准上弦三角

24、形中心上弦下弦为三角形网格，下弦节点对准上弦三角形中心上弦下弦为三角形网格，下弦节点对准上弦三角形中心第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式4、三角锥体系、三角锥体系三角锥网架三角锥网架三角锥网架三角锥网架上下弦杆等长，三角形，每个节点上下弦杆等长，三角形，每个节点上下弦杆等长，三角形，每个节点上下弦杆等长，三角形，每个节点9 9根杆，受力均匀，刚度大，适根杆，受力均匀，刚度大，适根杆，受力均匀，刚度大，适根杆，受力均匀，刚度大，适合于多边形平面合于多边形平面合于多边形平面合于多边形平面第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式4、三角锥体系、三角锥

25、体系 抽空三角锥网架抽空三角锥网架抽空三角锥网架抽空三角锥网架局部抽空，上弦三角形，下弦六边形，刚度小，中小跨局部抽空，上弦三角形，下弦六边形，刚度小，中小跨局部抽空，上弦三角形，下弦六边形，刚度小，中小跨局部抽空，上弦三角形，下弦六边形，刚度小，中小跨度，省钢度，省钢度，省钢度，省钢第三章第三章 网架结构网架结构二、网架结构形式二、网架结构形式4、三角锥体系、三角锥体系 蜂窝形三角锥网架蜂窝形三角锥网架蜂窝形三角锥网架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，上弦三角形和六边形，下弦六边形，节点杆件交汇少，刚度小，上弦三角形和六边形，下弦六边形，节点杆件交汇少，

26、刚度小，上弦三角形和六边形，下弦六边形，节点杆件交汇少，刚度小，中小跨度中小跨度中小跨度中小跨度第三章第三章 网架结构网架结构三、网架结构形式选择三、网架结构形式选择 建筑物的平面形状和尺寸，支承方式，荷载大小，屋面构造，建建筑物的平面形状和尺寸，支承方式，荷载大小，屋面构造，建建筑物的平面形状和尺寸，支承方式，荷载大小，屋面构造，建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，制造和安装方法，材料供应情况筑要求，制造和安装方法，材料供应情况筑要求，制造和安装方法，材料供应情况筑要求，制造和安装方法，材料供应情况1、考虑因素考虑因素第三章第三章 网架结构网架结构三、网架结构形

27、式选择三、网架结构形式选择四角锥网架，两向正交网架：四角锥网架，两向正交网架：四角锥网架，两向正交网架：四角锥网架，两向正交网架：平面形状为矩形，周边支承边长比平面形状为矩形，周边支承边长比平面形状为矩形，周边支承边长比平面形状为矩形，周边支承边长比1.51.5的网架的网架的网架的网架;平面形状为矩形，周边支承边长比平面形状为矩形，周边支承边长比平面形状为矩形，周边支承边长比平面形状为矩形，周边支承边长比1.51.5的网架的网架的网架的网架;平面形状为矩形，三边支承一边开口网架平面形状为矩形，三边支承一边开口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，三边支承一边开口网架;平面形状

28、为矩形，多点和点边混合支承网架平面形状为矩形，多点和点边混合支承网架平面形状为矩形，多点和点边混合支承网架平面形状为矩形，多点和点边混合支承网架;2、选型原则：选型原则：(参照网架结构设计与施工规范参照网架结构设计与施工规范)第三章第三章 网架结构网架结构三、网架结构形式选择三、网架结构形式选择2、选型原则：选型原则：(参照网架结构设计与施工规范参照网架结构设计与施工规范)三角锥网架，三向网架三角锥网架，三向网架三角锥网架，三向网架三角锥网架，三向网架：平面形状为圆形，正六边形及接近正六边形，周边支承网架平面形状为圆形，正六边形及接近正六边形，周边支承网架;多多层层建建筑筑的的楼楼层层或或L5

29、0m的的屋屋盖盖，以以及及钢钢筋筋砼砼板板代代替替上上弦弦的的组组合合网架；网架；第三章第三章 网架结构网架结构三、网架结构形式选择三、网架结构形式选择（1）网格尺寸网格尺寸 网格尺寸：网格尺寸：网格尺寸：网格尺寸：直接影响网架的经济性直接影响网架的经济性直接影响网架的经济性直接影响网架的经济性，网格大，节点少，但砼面，网格大，节点少，但砼面，网格大，节点少，但砼面，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，但檩条长度宜板重量大；网格上加檩条可采用大网格，但檩条长度宜板重量大；网格上加檩条可采用大网格，但檩条长度宜板重量大；网格上加檩条可采用大网格，但檩条长度宜66m;m;确定

30、因素：柱网尺寸，屋面材料，建筑和构造要求，施工条件确定因素：柱网尺寸，屋面材料，建筑和构造要求，施工条件确定因素：柱网尺寸，屋面材料，建筑和构造要求，施工条件确定因素：柱网尺寸，屋面材料，建筑和构造要求，施工条件等；等；等；等；网格数网格数网格数网格数n n的确定：的确定：的确定：的确定：钢砼板屋面体系：钢砼板屋面体系：钢砼板屋面体系：钢砼板屋面体系：n=(2-4)+0.2L2n=(2-4)+0.2L2（两向正交正放，正放四角锥，两向正交正放，正放四角锥，两向正交正放，正放四角锥，两向正交正放，正放四角锥，正放抽空四角锥正放抽空四角锥正放抽空四角锥正放抽空四角锥)；n=(6-8)+0.08L2

31、n=(6-8)+0.08L2（两向正交斜放，棋盘形四角锥，两向正交斜放，棋盘形四角锥，两向正交斜放，棋盘形四角锥，两向正交斜放，棋盘形四角锥，斜放四角锥，星形四角锥斜放四角锥，星形四角锥斜放四角锥，星形四角锥斜放四角锥，星形四角锥)钢檩条屋面体系：钢檩条屋面体系：钢檩条屋面体系：钢檩条屋面体系：n=(6-8)+0.07L2n=(6-8)+0.07L2，其中其中其中其中L2L2为网架短向跨度。为网架短向跨度。为网架短向跨度。为网架短向跨度。3、网架的主要尺寸及构造网架的主要尺寸及构造第三章第三章 网架结构网架结构三、网架结构形式选择三、网架结构形式选择3、网架的主要尺寸及构造网架的主要尺寸及构造

32、（2）网架高度网架高度 网架高度：影响刚度，上、下弦杆的内力和腹杆的经济性；网架高度：影响刚度，上、下弦杆的内力和腹杆的经济性；网架高度：影响刚度，上、下弦杆的内力和腹杆的经济性；网架高度：影响刚度，上、下弦杆的内力和腹杆的经济性；确定原则：一般使腹杆与弦杆的夹角为确定原则：一般使腹杆与弦杆的夹角为确定原则：一般使腹杆与弦杆的夹角为确定原则：一般使腹杆与弦杆的夹角为40-6040-60；高跨比：钢砼板屋面体系高跨比：钢砼板屋面体系高跨比：钢砼板屋面体系高跨比：钢砼板屋面体系 10-14,10-14,钢檩条屋面体系钢檩条屋面体系钢檩条屋面体系钢檩条屋面体系 (13-17)-0.03 (13-17

33、)-0.03L2L2第三章第三章 网架结构网架结构三、网架结构形式选择三、网架结构形式选择3、网架的主要尺寸及构造网架的主要尺寸及构造（3）屋面起拱和排水屋面起拱和排水 一般情况下，网架刚度大，不需起拱；一般情况下，网架刚度大，不需起拱；一般情况下，网架刚度大，不需起拱；一般情况下，网架刚度大，不需起拱；当当当当L260mL260m时，采用不大于时，采用不大于时，采用不大于时，采用不大于1/3001/300的起拱度；的起拱度；的起拱度；的起拱度；屋面排水坡度的做法：屋面排水坡度的做法：屋面排水坡度的做法：屋面排水坡度的做法：(一般取一般取一般取一般取1-4%)1-4%)上弦节点加小立柱找坡；上

34、弦节点加小立柱找坡；上弦节点加小立柱找坡；上弦节点加小立柱找坡；网架变高度；网架变高度；网架变高度；网架变高度；整个网架起坡；整个网架起坡；整个网架起坡；整个网架起坡；支承柱变高度；支承柱变高度；支承柱变高度；支承柱变高度；第三章第三章 网架结构网架结构四、网架结构内力分析四、网架结构内力分析 精精精精确确确确计计计计算算算算法法法法：空空空空间间间间杆杆杆杆系系系系有有有有限限限限元元元元法法法法，弹弹弹弹性性性性分分分分析析析析，小小小小变变变变形形形形理理理理论论论论，铰铰铰铰接接接接，可考虑支承结构影响；可考虑支承结构影响；可考虑支承结构影响；可考虑支承结构影响；单元平衡方程单元平衡方

35、程单元平衡方程单元平衡方程 kkd d d d=F=F 整体平衡方程整体平衡方程整体平衡方程整体平衡方程 KKd d d d=P=P K K稀疏矩阵，稀疏矩阵，稀疏矩阵，稀疏矩阵，3n3n3n3n对称正定，矩阵存储与方程组解法对称正定，矩阵存储与方程组解法对称正定，矩阵存储与方程组解法对称正定，矩阵存储与方程组解法1、内力分析方法内力分析方法第三章第三章 网架结构网架结构四、网架结构内力分析四、网架结构内力分析1、内力分析方法内力分析方法简简简简化化化化计计计计算算算算法法法法：交交交交叉叉叉叉梁梁梁梁系系系系分分分分析析析析法法法法；拟拟拟拟板板板板法法法法(拟拟拟拟夹夹夹夹层层层层板板板板

36、法法法法)；假假假假想想想想弯弯弯弯矩矩矩矩法法法法等。等。等。等。专专专专用用用用软软软软件件件件，设设设设计计计计参参参参数数数数输输输输入入入入，网网网网格格格格自自自自动动动动生生生生成成成成，节节节节点点点点坐坐坐坐标标标标、节节节节点点点点荷荷荷荷载载载载自自自自动动动动计计计计算算算算，优优优优化化化化计计计计算算算算，减减减减少少少少截截截截面面面面种种种种类类类类。（天天天天大大大大、浙浙浙浙大大大大、同同同同济济济济、哈哈哈哈工工工工大大大大、建研院、海军局、航空院等）建研院、海军局、航空院等）建研院、海军局、航空院等）建研院、海军局、航空院等）容许挠度容许挠度容许挠度容许

37、挠度1/250(1/250(屋盖屋盖屋盖屋盖)或或或或1/3001/300（楼盖）。（楼盖）。（楼盖）。（楼盖）。第三章第三章 网架结构网架结构四、网架结构内力分析四、网架结构内力分析2、荷载和特殊作用荷载和特殊作用 自重估算：自重估算：自重估算：自重估算：3060kg/m3060kg/m2 2，温度应力：高次超静定，空间桁架位移法；温度应力：高次超静定，空间桁架位移法；温度应力：高次超静定，空间桁架位移法；温度应力：高次超静定，空间桁架位移法；竖向地震作用：简化计算竖向地震作用：简化计算竖向地震作用：简化计算竖向地震作用：简化计算，振型分解，时程分析；振型分解，时程分析；振型分解，时程分析；

38、振型分解，时程分析；安装荷载：验算内力、挠度和动力效应；安装荷载：验算内力、挠度和动力效应；安装荷载：验算内力、挠度和动力效应；安装荷载：验算内力、挠度和动力效应；支座沉降和位移。支座沉降和位移。支座沉降和位移。支座沉降和位移。第三章第三章 网架结构网架结构四、网架结构内力分析四、网架结构内力分析3、温度应力计算温度应力计算 不用计算温度应力不用计算温度应力 支座节点构造允许侧移；支座节点构造允许侧移；支座节点构造允许侧移；支座节点构造允许侧移；周边柱支承，跨度小于周边柱支承，跨度小于周边柱支承，跨度小于周边柱支承，跨度小于40m40m；柱顶侧移较限定值大。柱顶侧移较限定值大。柱顶侧移较限定值

39、大。柱顶侧移较限定值大。第三章第三章 网架结构网架结构四、网架结构内力分析四、网架结构内力分析3、温度应力计算温度应力计算 温度应力计算方法温度应力计算方法A A 计算杆件温度变化产生的固端力计算杆件温度变化产生的固端力计算杆件温度变化产生的固端力计算杆件温度变化产生的固端力N Noijoij=-E=-ED D D Dt ta a a aA Aij ijB B 计算节点不平衡力计算节点不平衡力计算节点不平衡力计算节点不平衡力P Pixix=-=-S S S SE ED D D Dt ta a a aA Aikikcoscosa a a aikik,P Piyiy=-=-S S S SE ED

40、D D Dt ta a a aA Aikikcoscosb b b bikik,P Piz iz=-=-S S S SE ED D D Dt ta a a aA Aikikcoscosg g g gikikC C 不平衡力反向加在节点上，计算位移不平衡力反向加在节点上，计算位移不平衡力反向加在节点上，计算位移不平衡力反向加在节点上，计算位移 D D D Dt=-Kt=-K-1-1PPD D 计算杆件内力计算杆件内力计算杆件内力计算杆件内力N N1ij1ijE E 叠加得温度内力叠加得温度内力叠加得温度内力叠加得温度内力N Ntijtij=N=Noijoij+N+N1ij1ij第三章第三章 网架

41、结构网架结构五、网架结构抗震分析五、网架结构抗震分析1 1 1 1、计算假定计算假定计算假定计算假定：节点集中质量：节点集中质量：节点集中质量：节点集中质量(3n(3n自由度自由度自由度自由度)，考虑支承结构刚度；，考虑支承结构刚度；，考虑支承结构刚度；，考虑支承结构刚度；2 2 2 2、自振周期、自振周期、自振周期、自振周期：网架基本周期为竖向振型：网架基本周期为竖向振型：网架基本周期为竖向振型：网架基本周期为竖向振型0.30.7s0.30.7s。3 3 3 3、8 8度度度度和和和和9 9度度度度进进进进行行行行竖竖竖竖向向向向抗抗抗抗震震震震验验验验算算算算，9 9度度度度进进进进行行行

42、行水水水水平平平平抗抗抗抗震震震震验验验验算算算算，周周周周边边边边支支支支承承承承和中小跨度和中小跨度和中小跨度和中小跨度8 8度不不必水平抗震验算。度不不必水平抗震验算。度不不必水平抗震验算。度不不必水平抗震验算。4 4 4 4、竖向地震作用简化计算竖向地震作用简化计算竖向地震作用简化计算竖向地震作用简化计算 i i节点竖向地震作用节点竖向地震作用节点竖向地震作用节点竖向地震作用标准值标准值标准值标准值F Fvivi=v vGGi i第三章第三章 网架结构网架结构五、网架结构抗震分析五、网架结构抗震分析5 5 5 5、振型分解反应谱法、振型分解反应谱法、振型分解反应谱法、振型分解反应谱法

43、3n 3n个振型，第个振型，第个振型，第个振型，第j j振振振振型型型型FFFFT T T Tj j=X=Xj1j1,Y,Yj1j1,Z,Zj1j1，X Xjnjn,Y,Yjnjn,Z,Zjnjn 第第第第j j振振振振型型型型参与系数参与系数参与系数参与系数第三章第三章 网架结构网架结构五、网架结构抗震分析五、网架结构抗震分析5 5、振型分解反应谱法、振型分解反应谱法水平地震作用水平地震作用(i节点，节点，j振型振型)Fxji=a ajg gxjXjiGi,Fyji=a ajg gxjYjiGi,Fzji=a ajg gxjZjiGi竖向地震作用竖向地震作用(i节点，节点，j振型振型)Fxji=ca ajg gzjXjiGi,Fyji=ca ajg gzjYjiGi,Fzji=ca ajg gzjZjiGi,c=0.65由由j振振型杆件内力型杆件内力Nj，振型组合振型组合(一般取一般取1010个振型个振型)内力标准值内力标准值第三章第三章 网架结构网架结构思考题：思考题：平板网架结构形式及其特点？平板网架结构形式及其特点？平板网架结构抗震设计方法。平板网架结构抗震设计方法。