《空间网架结构》PPT课件.ppt
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1、10 空间网架结构,本章提要:1、空间网架结构的特点、类型、组成2、网架结构的杆件、节点3、网架结构的支承方式、支座节点4、网架结构的屋面做法,10.1 网架结构的特点、适用范围,1、定义 由多根杆件根据建筑体型的要求,按照一定规律进行布置,通过节点连接起来的三维空间杆系结构。网架结构根据外形可分为平板网架和曲面网架。,10.1 网架结构的特点、适用范围,平板网架称为网架 曲面网架称为网壳,10.1 网架结构的特点、适用范围,2、特点多向受力的空间结构,跨度大刚度大,稳定性好杆件主要承受轴向力,能充分发挥 材料的强度高次超静定,安全度高,10.1 网架结构的特点、适用范围,2、特点应用范围广,
2、对建筑的适应性强。对于各种跨度的公共建筑、工业建筑、体育建筑,平面无论是方形、矩形、多边形、圆形、扇形等都能进行合理的结构布置。它既适用于周边支承,也适用于三边支承一边开口,或两边支承两边开口、或四点及不规则多点支承的情况。,10.1 网架结构的特点、适用范围,2、特点结构高度小,不仅可以有效地利用建筑空间,而且能够利用较小的杆件建造大跨度结构杆件类型划一,适用于工业化生产、地面拼装的整体吊装平板网架无水平推力或拉力,一般简支在支座上,使边梁大为简化,也便于下部承重结构的布置,构造简单,节省材料。,10.1 网架结构的特点、适用范围,2、特点平板网架无水平推力或拉力,一般简支在支座上,使边梁大
3、为简化,也便于下部承重结构的布置,构造简单,节省材料。占用空间小,并可利用上、下弦之间的空间布置各种设备及管道,从而降低层高,降低造价,获得良好的经济效果。,10.1 网架结构的特点、适用范围,2、特点采光方便,可设置点式采光、块式采光或井式采光,采光的方式可设置升起的平天窗或侧天窗,采光材料一般用玻璃钢制品或玻璃制品。网架结构的屋盖通风方便,既可采用侧窗通风,也可在屋面上开洞设轴流风机。,9/24,3、网架结构的应用范围(1)体育建筑(2)公共建筑(3)单层工业厂房(4)飞机库(5)加油站(6)收费站,10.1 网架结构的特点、适用范围,10/24,10.2 网架的结构形式及选型,网架的结构
4、形式,按照杆件的布置规律及网格的格构原理1、交叉桁架体系 交叉桁架体系由两向或三向交叉的平面桁架组成2、角锥体系 角锥体系则分别由四角锥、三角锥、六角锥组成。,网架结构的基本单元体,b、e、g几何可变体系;a、c、d、f、h几何不变体系,12/24,10.2 网架的结构形式及选型,网架的结构形式,1、交叉桁架体系,交叉桁架体系网架结构是由许多上、下弦平行的平面桁架相互交叉联成一体的网状结构。网架的结点构造与平面桁架类似。整个网架可由两向或三向的平面桁架交叉而成。两向相交的桁架的夹角可为任意角度,一般90;三向相交的桁架的夹角一般为60。,13/24,10.2 网架的结构形式及选型,网架的结构形
5、式,1、交叉桁架体系,分类两向正交正放网架(井字形网架)两向正交斜放网架两向斜交斜放网架三向交叉网架,两向正交正放网架,定义两向正交由两个相互交叉成90方向的桁架组成。正放两个方向的桁架分别平行于建筑平面边线。,两向正交正放网架,水平斜撑杆,选用原则:在矩形建筑平面中,网架的弦杆垂直于及平行于边界。,两向正交斜放网架,定义两向正交由两个方向相互交叉成90的桁架组成,斜放两个方向的桁架与其相应的建筑平面边线的交角为45。,两向正交斜放网架,两向正交斜放 短桁架对长桁架有嵌固作用,受力有利,角部产生拔力,常取无角部形式。两向斜交斜放 适用于两个方向网格尺寸不同的情形,受力性能欠佳,节点构造较复杂,
6、两向正交斜放网架,特点不仅适用于正方形建筑平面,而且也适用于任意尺寸的矩形建筑平面。使用范围较广泛。桁架长度不等,从受力角度看,短桁架对长桁架其支承作用,从而降低长桁架的内力。在周边支承的情况下,与正交正放网架相比,不仅空间刚度较大,而且用钢量也较省。特别在大跨度时,其优越性更为明显。,两向正交斜放网架,结构布置两向正交斜放网架用于较长的矩形建筑平而时,布置方法如图所示。其平面桁架长度为其相应的直角边的 倍,桁架最大的长度为建筑短边长度 l1的倍。,两向斜交斜放网架,定义两向斜交由两个方向的桁架斜向相交组成,斜放桁架弦杆与其相应的建筑平面边线成斜角。特点这类网架在网格布置、构造、计算分析和制作
7、安装上都比较复杂,而且受力性能也比较差,除了特殊情况外,一般不宜使用。,三向交叉网架,定义由三个方向的桁架互相交叉夹角60而成的,上下弦网格均为三角形。特点空间刚度比两向网架好,杆件内力比较均匀。但结点汇交的杆件较多,结点构造比较复杂。适用于大跨度建筑,特别是平面为三角形、六边形和圆形时最为合适。,三向交叉网架,结构布置,2 角锥体系,定义由三角锥、四角锥或六角锥的锥体单元组成的空间网架结构。特点锥体网架因为不是桁架交叉组成,故网架的上下层网格之间设有竖向腹杆。上下网格之间的腹杆也就是锥体的棱角斜杆。,(1)三角锥体系,定义网架的基本单元是一倒置的三角锥体。组成锥底的正三角形的三边为 网架的上
8、弦杆,其棱为网架的腹杆。,上、下弦平面均为三角形网格。杆件受力均匀,本身为几何不变体,整体抗扭、抗弯刚度好。适用于大中跨度及重屋盖建筑物,当建筑平面为三角形、六边形和圆形时最为适宜。,抽空三角锥网架,特点杆件数量减少,用钢量省,但空间刚度也较三角锥网架小。上弦网格较密,便于铺设屋面板,下弦网格较疏,以节省钢材。适用于荷载较小、跨度较小的三角形、六边形和圆形平面的建筑。,蜂窝形三角锥网架,定义由一系列的三角锥组成。上弦平面为正三角形和正 六边形网格,下弦平面为正六边形网格,腹杆与下弦杆在同一垂直平面内。特点上弦杆短、下弦杆长,受力合理,每个节点只汇交 6 根杆件。是常用网架中杆件数和节点数最少的
9、一种。上弦平面的六边形网格增加了屋面板布置与屋面找坡的困难。适用于中、小跨度周边支承的情况,可用于六边形、圆形或矩形平面。,(2)四角锥体系,一般四角锥体网架的上下弦平面均为方形网格,上、下弦错开半格,用斜腹杆连接上、下弦的网格交点,形成一个个相连的四角锥体。四角锥体网架上弦不另设置再分杆。网格尺寸受限制,不宜太大。适用于中、小跨度。常用的四角锥体网架有两种正放四角锥网架斜放四角锥体网架,正四角锥放网架,定义正放指锥的底边与相应的建筑平面周边平行。,组成正放四角锥网架可以由倒四角锥(锥尖向下)单元组成。锥的底边相连成为网架的上弦杆,锥尖的连杆成为下弦杆,上、下弦杆平面错开半个网格,锥体的棱角杆
10、件为腹杆,正放抽空四角锥网架,定义在正放四角锥网架的基础上,除周边网格不动 外,适当抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆,使下弦网格尺寸扩大一 倍。特点杆件数目较少,降低了用钢量,下弦内力较正放四角锥约放大一倍,内力均匀性、刚度有所下降,仍能 满足工程要求。适用于屋面荷载较轻的中、小跨度网架。,斜放四角锥体网架,定义斜放四角锥单元的底边与建筑物周边夹角为45。特点比正放三角锥体网架受力更为合理。因为四角锥体斜放以后,上弦杆短对受压有利,下弦杆虽长但为受拉杆件,这样可以充分发挥材料的强度。形式新颖,经济指标好,结点汇集的杆件数目少,构造简单,因此近年来用的较多。适用于中小跨度和矩形平面的建筑。,棋
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