网架工程是一种采用由许多小型构件组成的大型框架结构的建筑工程,主要用于大跨度、大空间的建筑物,如体育馆、展览馆、机场候机楼等。网架工程具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,可以减少建筑物的自重,从而减小建筑物的荷载,提高建筑物的使用寿命。网架工程的施工工艺相对简单,主要包括构件制作、节点制作、组装和安装等步骤。在设计过程中,需要考虑建筑物的使用要求、环境条件、荷载情况等因素,以确保网架工程的安全性和可靠性。网架工程已经广泛应用于各种建筑物中,成为了城市建筑的标志性建筑。
一、网架结构支承方式、结构形式介绍(按不同的标准可对网架进行不同的分类)
1.按照结构空间几何形态:可分为平面网架结构、空间网架结构。
平面网架结构指所有杆件的轴线基本位于同一平面内,结构受力具有显著的平面内受力的特点。空间网架结构指所有杆件的轴线不在同一平面内,属于空间结构,结构受力具有空间复杂受力的特点。
2.按网架本身的构造可分为:单层网架、双层网架、多层网架。
单层网架结构是指网架结构的基本单元分布在一个标高区域的情况。主要适用于跨度很小的情况,一般不大于30米。双层和多层网架指网架结构的基本单元分布在两至三个标高区域的情况。适用于跨度特别大的情况,一般指大于100米的情况。
3.按支承情况可分为:周边支承、四点支承、多点支承、三边支承、对边支承以及混合支承形式。
按照支承形式划分的网架结构
3.1周边支承:网架结构的周边边界上网架交汇节点处均为支座节点,支座节点可支承在柱顶上,也可以支承于联系梁上,即所有周边节点均受到支承的网架结构成为周边支承网架。这种支承,传力直接、受力均匀,是采用最普遍的一种结构形式。
3.2三边支承:网架结构同一侧的四条边中,将三条边上的所有网架交汇节点作为支座节点,将其支撑在柱顶或联系梁上。形成有三边支承的网架结构。
3.3对边支承:网架结构同一侧的四条边中,将两对边上的所有网架交汇节点作为支座节点,将其支撑在柱顶或联系梁上。形成有两对边支承的网架结构。
3.4四点支承:网架结构的周边边界中,选取最适宜位置的网架交汇点作为支座节点,这四个支座节点支撑在柱顶。形成只有四个节点支承的网架结构。在常见的小跨径结构中,这是最常见的一种结构形式。
3.5多点支承:网架结构的周边边界中,选取网架交汇点中的多个节点作为支座节点,将其支撑在柱顶。形成有多个节点支承的网架结构。
3.6混合支承:实际的网架结构的周边边界,可能支承载在柱顶、横系梁等不同结构上,因而部分采用点支承、部分采用边支承的形式,从而结合起来,进而形成混合支承的形式。这样可以满足大柱网工业厂房、仓库、展览馆等多种形式的工业民用建筑与公共建筑。
4.按网架结构单元的组成方式不同,可将网架分为四大类:交叉桁架体系网架、三角锥体系网架、四角锥体系网架、六角锥体系网架等。
4.1交叉桁架体系网架:由两组或三组平面桁架在空间的两个方向上汇交组成的网架结构,称之为交叉桁架体系网架。是在交叉梁的基础上发展和演变而来。这类网架的上、下弦杆等长。交叉桁架体系又分为:两向网架和三向网架。
4.2三角锥体系网架:其基本单元是由4根杆件空间围合成一个倒置的正四面体(也即三角锥体),锥底的正三角形的三边为网架的上弦杆,其棱为网架的腹杆。随着三角锥单元体布置的不同,上下弦网格可为正三角形或六边形,从而构成不同的三角锥网架。多个正四面体围合形成平面任意形状的网架结构,通常又可细分为:普通三角锥、抽空三角锥、蜂窝三角锥等几种形式。
三角锥网架体系及其分类
4.3四角锥体系网架:此类网架的上下弦均为正方形(或接近正方形的矩形)网格,相互错开半个,使下弦网格的角点对准上弦网格的形心,再在上下弦节点间用腹杆连接起来,即形成四角锥体系网架。此类网架又可细分为五种形式:正方四角锥网架、正方抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、星形四角锥网架。棋盘形四角锥网架等。
四角锥体系网架
4.4六角锥网架:由六角锥单元和连接锥顶的杆件组成。六角锥单元可以正放,也可以倒置。网架的上下弦网格呈三角形或六边形。由于节点汇交杆件较多,构造复杂,应用较少。
六角锥网架
二、网架结构內力分析(网架工程结构受力分析方法)
网架结构是高次超静定结构体系。板型网架分析时,一般假定节点为铰接,将外荷载按静力等效原则作用在节点上,可按空间桁架位移法,即铰接杆系有限元法进行计算。也可采用简化计算法,诸如交叉梁系差分分析法、拟板法等进行内力、位移计算。单层壳型网架的节点一般假定为刚接,应按刚接杆系有限元法进行计算;双层壳型网架可按铰接杆系有限元法进行计算。单层和双层壳型网架也都可采用拟壳法简化计算(见杆系结构的静力分析)。
三、网架工程施工安装(网架施工的主要安装方法)
由于网架结构由众多杆件组成,故施工安装方法分两类:一类是在地面拼装的整体顶升法、整体提升法和整体吊装法;另一类是高空就位的散装、分条分块就位组装和高空滑移就位组装等方法。
四、网架工程质量检验及验收技术规程(网架结构工程质量检验评定标准)
第1.0.1条为加强对网架结构制造及安装质量的管理,开展对网架结构工程质量的检验及评定,特制定本标准。
第1.0.2条本标准适用于工业与民用建筑网架结构工程中各分项工程的质量检验评定。本标准包括节点与杆件的制作、网架安装及油漆、防腐、防火涂装等分项工程。分项工程的检验评定结果参与主体分部工程的质量等级评定。
第1.0.3条本标准是根据国家标准《建筑安装工程质量检验评定统一标准》GBJ 300—88、行业标准《网架结构设计与施工规程》JGJ7—91制定的。在进行网架结构 质量检验评定时尚应遵守国家标准《建筑工程质量检验评定标准》GBJ301—88、现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GBJ205、行业标准《螺栓球节点网架》 JGJ75.1—91、《焊接球节点网架》JGJ75.2—91及其它有关标准的规定。
五、网架工程视频(什么是网架结构)