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1、第十章 网架结构第一节 网架结构的特点、优点和适用范围第二节 网架结构的分类第三节 平板网架结构的结构形式第四节 平板网架的主要尺寸第五节 平板网架的受力特点第六节 网架的杆件与结点第七节 网架的支承方式第八节 网架结构的屋面材料与屋面坡度第九节 网架结构建筑实例第一节 网架结构的特点、优点和适用范围*.与桁架结构相比，网架结构有什么优点？支承跨度比桁架增大，而材料消耗却比桁架减少。*.与双向楼盖网格梁相比，网架有什么优点？网架跨度更大。*.网架结构的杆件和节点采有什么材料？1）杆件多采用钢管和角钢。2）结点多为空心球结点或钢板焊接结点。3)材料一般采用16Mn钢或3号钢。*.网架结构的优点是
2、什么？1）整体性强，稳定性好，空间刚度大，是一种良好的抗震结构型式。2）网架杆件主要受轴力，能充分发挥材料的强度，因此比较节省钢材。3)网架的结构高度较小，不仅可以有效地利用建筑空间，而且能够利用较小规格的杆件建造大跨度的结构。4)它还具有杆件类型划一，适合于工厂化生产，可地面拼装后整体吊装等优点.适用范围不仅适用于中小跨度的工业与民用建筑，而且适用于大跨度的体育馆、展览馆、影剧院、大会堂等屋盖结构。第二节 网架结构的分类*.如何对网架结构进行分类？按结构外形不同，可分为曲面网架和平面网架。*.如何对曲面网架进行分类？可分为单曲面和双曲面网架*.曲面网架的缺点是什么？1）多余的上凸增加了建筑容
3、积、建造费用，增加了采暖、通风、照明等费用。2）施工比较困难。3）存在水平推力，从而消耗大量材料。*.平面网架（平板网架）的特点是什么？它是无推力的空间结构。第三节 平板网架结构的结构形式*.平板网架通常有几种形式？1）交叉桁架体系（由平行弦桁架交叉组成）（1）两向正交正放网架。（2）两向正交斜放网架。（3）三向交叉网架。2）角锥体系网架（由锥体单元组成，无竖向腹杆，只有锥体的棱角斜杆）（1）三角锥体网架。（2）四角锥体网架a)正放四角锥网架b)斜放四角锥网架（3）六角锥网架*。什么是“正交”和“正放”？1）“正交”就是两个方向的桁架交叉成直角。2)“正放”就是两个方向的桁架都与其相应的建筑平
4、面边线平行。*.两向正交正放网架的适用范围是什么？两个方向的桁架跨度相等或接近时，两向桁架的受力才比较均匀。适用于正方形的建筑平面，跨度以30-60米的中等跨度为宜。*.如何保证两向正交正放网架的刚度？网架平面图形是几何可变的体型，所以刚度较差，为了保证网架的刚度，常需适当设置斜撑以维持网架的几何不变形。*.什么是两向正交斜放网架？*.与两向正交正放网架相比，两向正交斜放网架有什么不同点？1）适合于任意尺寸的矩形建筑平面。2）是几何不变体系。3）空间刚度比正交正放网架好，跨度更大。4）经济效果比前一种更明显，应用范围比前一种更广泛。5）四角可能翘起，需拉力支座。*.什么是三向交叉网架，其适用范
5、围是什么？这种网架是由三个方向的桁架相互交叉夹角60度而成的。上海体育馆的圆形平面的三向网架，是我国目前最大跨度的网架结构，其圆形直径达110米，用钢量仅每平米47公斤。*.三向网架与两向网架的不同点是什么？1）空间刚度比两向网架好，而且杆件内力比较均匀。2）节点汇交的杆件较多，节点构造比较复杂。*.如何对锥体网架进行分类？1）三角锥体网架2）四角锥体网架（1）正放四角锥体网架（2）斜放四角锥体网架3）六角锥体网架*.三角锥体网架的优点及适用范围是什么？三角锥体网架是由三角锥单元组成。这种网架受力均匀，刚度较好。它适合于矩形、三角形、梯形、六边形和圆形等建筑平面。*.三角锥体网架的两种形式是什
6、么？1.上、下弦平面均为三角形的网格。2.跳格三角锥体网格，其上弦为三角形网格，下弦为三角形和六角形网格。跳格三角锥体网格用料较省，构造也较简单，但空间刚度不如前者。跳格三角锥体网架1）优点：用料较省，杆件减少，构造比较简单。2）缺点：空间刚度不如无跳格的三角锥网架。*.什么是四角锥体网架，其应用范围是什么？四角锥网架的上弦和下弦平面均为方形网格，上、下弦错开半格，用斜复杆连接上、下弦的网格交点，形成一个个相连的四角锥体。上弦不另设置分杆，网格尺寸受限制，不宜太大，适用于中、小跨度。*.什么是正放四角锥网架？*.正放四角锥网架的优点是什么？1）杆件内力比较均匀。2）屋面板规格比较统一，上下弦杆
7、件等长，无竖杆，构造比较简单。*.四角锥体网架的适用范围是什么？四角锥体网架适用于平面接近正方形的中、小跨度周边支承的建筑，也适用于大柱网的点支承，有悬挂吊车的工业厂房和屋面荷载较大的建筑。*.什么情况下可采用跳格布置四角锥体网架？为了降低用钢量，使构造简单以及便于屋面设置采光、通风天窗。*.什么是斜放四角锥体网架，其适用范围是什么？斜放四角锥体比正放更为合理，因为四角锥体斜放后，上弦杆短对受压有利，下弦杆虽然长但为受拉杆件，这样可以充分发挥材料的强度。斜放四角锥体网架形式新颖，经济指标较好，结点汇集的杆件数目少，构造简单，适用于中小跨度和矩形平面的建筑。*.什么是六角锥体网架，其特点是什么？
8、这种网架由六角锥单元组成。当锥尖向下时，上弦为正六边形网格，下弦为正三角形网格。这种型式的网架，结点构造复杂，屋面板为三角形或六角形，施工也较困难。第四节 平板网架的主要尺寸*.如何确定网格的尺寸？*.如何确定网格的高度？*.网架腹杆布置方面的要求有哪些？第五节 平板网架的受力特点*.计算网架内力的基本假定是什么？1.网架中双向交叉桁架分别用刚度相当的梁来代替。桁架的上、下弦共同承担弯矩，腹杆承担剪力。2.两个方向的桁架在交点处位移应相等。*.网架内力计算的基本思路是什么？将空间问题简化为平面问题进行求解*.如何求解平面网架各个杆件的内力1）将网架看成是交叉梁系。2）结点的荷载由两个方向的荷载
9、平均分担。3)将空间网架化为静定的平面桁架来计算弯矩、剪力和挠度。第六节 网架的杆件与结点*.为何网架杆件采用16Mn薄臂钢管比较合理？1）采用钢管对受力有利，钢管杆件的结点连接比较简单，节省材料。2）采用16Mn钢强度高，塑性好，性能稳定，能满足焊接要求。*.网架的节点型式有哪些？1）杆件为角钢时，应用钢板连接2）杆件为钢管时，结点宜用钢球来连接。*.采用球节点的优点是什么？1）有利于各向钢管杆件的连接。2）构造简单，连接方便，形式美观。3）钢球是空心的，用钢量少。第七节 网架的支承方式*.网架的支撑方式有哪些？1）网架周边直接支撑于柱，适用于大跨度和中等跨度的网架。2）网架周边支承于圈梁，
10、圈梁支撑于若干边柱（或砖墙），适用于中小跨度的网架。3）四点支承或多点支撑，特别适用于大柱距的厂房和仓库。第八节 网架结构的屋面材料与屋面坡度*.屋面形成的方法有哪些？1.网架本身起拱2.网架上弦结点上面加焊短钢杆撑高。3.支承网的柱变高度第九节 网架结构建筑实例*.上海游泳馆游泳馆平面呈长六角形。屋面为比坡，中间低，东西两面随观众席升高。*.亚运会石景山体育馆组合双曲抛物面网壳*.国家奥林匹克体育中心综合体育馆屋盖结构*.广州白云飞机场80米跨高低整体式折线形网架哈尔滨梦幻乐园建筑师建筑师 梅季魁、刘德明等梅季魁、刘德明等屋盖结构采用钢空间网架，为与建筑空间的安排相统一，在普通平板网架的基础
11、上采取了斜置和弯折的布置办法。同时，根据平面布置进行剪裁和组合，使其既符合扇形平面空间的需要，又兼顾了结构网格的布置。法国巴黎贝西体育馆建建 筑筑 师师 米谢尔安德罗屋盖结构采用了常用的钢网架结构，但通过综合运用平面形状的剪裁、网格的展示和悬挑等多种设计手段，使通常看似简单的平板网架获得十分理想的建筑效果。为减小其巨大体量对公园环境景观的破坏，除采取把车库、训练房、机房等大量附属空间设于地下外，体育馆外露部分的外墙及支承结构一反常规办法，处理成从上到下向外呈45度倾斜的坡形墙面，植上草皮，与公园的草坪绿树连成一片，浑然一体。在不觉体量过大的情况下争取了尽可能多的建筑面积。由于建筑较高，近处总是
12、只能看到屋盖的局部悬挑部分，在草皮侧墙的金字塔形体量及公园绿化的映衬下，体育馆反倒显得轻灵活泼。法国巴黎贝西体育馆巴赛罗那圣约迪体育馆建筑师矶崎新设计室圣乔地奥运体育馆屋盖采用空间网壳结构。按攀达穹顶结构法的原理沿水平向的铰线及纵向的临时分割线把网壳分为五个部分，中央为双曲扁壳，周圈为四片弯曲的筒壳，整体形成微微起伏的外轮廓，与所在山坡相呼应。巴赛罗那圣约迪体育馆建筑师矶崎新设计室建筑空间和形象处理都以表达屋盖所采用的攀达穹顶结构逻辑为出发点。利用地势高差把比赛厅下沉，使支撑结构部分只露出安排出入口所必要的高度，并以波浪形的檐口与屋面过渡。巴赛罗那圣约迪体育馆建筑师矶崎新设计室拱起的屋盖在建筑立面上占据了主导地位，五块屋盖单元之间的连接部分处理成天窗，用于采光通风，形成的光影效果和质地变化清楚地表达了屋盖的结构逻辑和攀达穹顶顶升过程中的运动状态。