网格结构（一）

为加强自己对工程设计文件编制工作，保证设计文件的质量和完整性，提高设计制图水平和质量，给预算和施工提供准确依据。在设计工程施工图时一定要有据可依切不可闭门造车，必须在国家现行有关文件深度规范规定的基础上，结合工程的实际情况，才可作深度优化。做好学习笔记。

网格结构设计要点

空间结构的分类

按组成基本单元

建筑材料分类

1、石材：石拱桥，城门，窑洞

2、砖结构：圆柱面砖薄壳结构

3、钢筋混凝土结构：混凝土薄壳

4、木结构：应县木塔，网壳

5、竹结构

6、钢结构：网架，网壳，索网，索杆张拉

7、铝合金结构：轻质高强，耐腐蚀，易加工

8、膜结构：聚氯乙烯，聚四氟乙烯

9、塑料结构

10、碳纤维等

现在常用的是钢结构、也有些建筑小品用铝合金结构、膜结构；其次是城市公共资源里使用塑料结构和碳纤维等

应用：体育馆、挑蓬、会展中心、干煤棚

应用：飞机库、航站楼、建筑楼层、工业厂房

应用：幕墙、收费站、加油站、高耸塔架塔楼

应用：塑像骨架、建筑小品

网架高跨比、格跨比

跨度小——上限

跨度大——下限

悬臂长度

对多点支承网架设有合适的悬臂长度，可市跨中弦杆内力和绕度减少，使网架内力分布均匀。悬臂长度1/3~1/4.

网架结构的形式与分类

平面桁架系组成的网架

四角椎体组成的网架

三角椎体组成的网架

六角椎体组成的网架

平面桁架系组成的网架

两项正交正放网架（a）

两项正交斜放网架(b)

两向斜交斜放网架（c）

三向网架（d）

以上几类现实中运用的不多。

四角椎体组成的网架

正放四角锥网架（a）

正放抽空四角锥网架（b）

斜放四角锥网架（c）

棋盘型四角锥网架（d）

星形四角锥网架（e）

单向折线形网架（f）

常用的是四角锥体，设计受力比较合理。

网架结构的选型

选型要综合考虑以下几种因素：

跨度大小

用钢量

网架制作、安装方法

平面形状

支撑条件

吊车、屋面檩条

跨度大小

60m以上；

30m~60m;

30m以下；

四角椎体应用广泛；

用钢量

上下弦杆长短；

抽空；

正放与斜放；

支承方式

多点支承、三边支承—正交正放；

刚度大小

杆件越多刚度越大；

平面形状

圆形、正六边形—六角锥、三角锥

安装方法

正交正放类利于斜放类

焊接球

正交比斜交方便；

四角锥比三角锥方便

三边支撑一边开口

开口边增加网架高度层数

网架挠度

加大网架高度、增大杆件截面、改变网架形式、三层或局部三层网架等方式可减少挠度。

起拱与起坡

1、上弦节点加小立柱；

超过500mm注意稳定性

2、网架变高度；

3、网架起坡；

4、支撑柱变高度；

永久荷载

1、网架杆件自重和节点自重

估算：

节点自重为杆件的15%~25%

节点自重有焊接球形式也有螺栓球的形式，因此计算时要把节点自重考虑进去

2、楼面或屋面覆盖材料

钢筋混凝土:1~1.5KN/m2;

轻质板/复合板：0.3~0.7KN/m2

3、吊顶材料

4、设备材料

可变荷载

在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载。

1、屋面活荷载

不上人屋面取0.5KN/m2

2、雪荷载

与屋面活荷不同时考虑，取大值；注意分区；组合值按规范取值

3、风荷载

组合值按规范取值

4、积灰荷载：

工艺专业提出或参考规范与屋面坡度有关；与雪荷、或活荷取大值考虑

在大型的工业厂房要考虑积灰荷载

5、吊车荷载：

悬挂吊车（作用网架下弦节点）

和桥式吊车（作用柱子）

竖向荷载

水平荷载

硬钩吊车

软钩吊车

温度作用

网架是超静定结构，温度变化使杆件产生应力。

温度场变化是指网架施工安装完毕（网架支座与下部结构连接牢固）时的气温与当地常年最高或最低气温之差。

地震作用

网架是空间结构，动力特性复杂。地震反应大小不仅与外来干扰作用（地震波）的大小及其随时间的变化有关，还取决于自身的动力特性，及网架的自振周期和阻尼。地震计算假定：

1、结构可离散为多个集中质量的弹性体系

2、结构振动属于微幅震荡，仍属于小变形范畴，线性叠加原理可以适用，

3、振动时结构的地基部分作同一运动，不考虑地面运动相位差

4、结构阻尼小，可以忽略结构各振型之间的偶联影响

规范规定，对用作屋盖的网架结构

在抗震设防烈度为8度的地区对于周边中小支承的中小跨度网架结构应进行竖向抗震验算，对于其他网架均应进行竖向和水平抗震验算

在抗震设防烈度为9度的地区，对于各种网架结构应进行竖向和水平抗震验算

在抗震设防烈度为7度及以下的地区，可不进行水平抗震验算

反应普法——时程分析法

荷载组合

荷载类型应包括使用和施工过程中可能出现的不利情况

永久荷载设计值

可变荷载设计值

无吊车梁、风、地震、应考虑：

1、永久+可变

2、永久+边跨可变

3、网架自重+板跨屋面板自重+施工荷载

吊车荷载移动荷载复杂，精确计算或简化均布荷载

内力计算基本假定

1、节点铰接，杆件只受轴力；

2、小挠度理论计算；

3、弹性方法分析；

计算模型

1、铰接杆件计算模型；

2、桁架系计算模型；

3、梁系计算模型；

4、平板计算模型；

计算模型间可相互沟通

离散型模型——离散代数方程

连续化模型——微分方程

分析方法

1、有限元法

2、力法

3、差分法

4、微分方程解析解法；

5、微分方程近似解法；

目前软件主流的是有限元方法

网架结构计算方法比较

现在软件用的方法是空间桁架位移法，其他是以前在软件还不发达时依据编制图表手算的

网架结构的有限元法——空间桁架位移法

基本假定

1、节点为铰接，杆件只受轴力

2、按小挠度理论进行计算

3、材料符合虎克定律，按弹性方法分析

4、网架只作用有节点荷载

（未完待续）

说明：钢结构设计与实例所有文章仅作为个人学习笔记复习资料备用，日后会有更多加补备注。

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