钢结构设计平板网架结构设计.pptx

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1、2023/3/22第五章 平板网架结构设计5.1 网架结构的特点第1页/共49页2023/3/225.1网架结构的特点1 空空间间网网架架及及网网壳壳是是一一种种空空间间网网格格结结构构，它它以以大大致致相相同同的的格格子子或或尺尺寸寸较较小小的的单单元元重重复复组组成成，实实质质为为一一种种空空间间受受力力的的桁桁架架结结构构，与与平平面面结结构构比比较较，由由于于在在荷荷载载作作用用下下三三向向受受力力，避避免免了了在在平平面面结结构构中中的的层层层层传传力力现现象，且结构的刚度也较平面结构大。象，且结构的刚度也较平面结构大。空间结构中以网架和网壳结构应用最广，分为：空间结构中以网架和网壳

2、结构应用最广，分为：平板网架平板网架平板型的空间网格结构；平板型的空间网格结构；网壳网壳曲面型的空间网格结构。曲面型的空间网格结构。第2页/共49页2023/3/225.1网架结构的特点2网架及网壳结构的特点网架及网壳结构的特点网架及网壳结构的特点网架及网壳结构的特点 （1 1 1 1）三维受力、能承受来至各个方向的荷载；）三维受力、能承受来至各个方向的荷载；（2 2 2 2）网架结构系高次超静定结构，整体性及稳定性）网架结构系高次超静定结构，整体性及稳定性 好、空间刚度大；好、空间刚度大；（3 3 3 3）体系稳定、抗震性能好，在）体系稳定、抗震性能好，在7 7 7 7度及度及7 7 7 7

3、度以下地区度以下地区 可不进行抗震验算；可不进行抗震验算；（4 4 4 4）结构高度小（约是平面桁架高度的）结构高度小（约是平面桁架高度的2/3)2/3)2/3)2/3)、自重、自重 轻、节约钢材；轻、节约钢材；（5 5 5 5）杆杆件件及及配配套套零零件件规规格格化化、便便于于工工业业化化生生产产，但但制制造精度要求高；造精度要求高；（6 6 6 6）适应性强、平面布置灵活。）适应性强、平面布置灵活。第3页/共49页2023/3/22第五章 平板网架结构设计5.2 网架结构的形式与设计特点第4页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点1 平板网架无论在设计、计算、构造还是施

4、工制作等方面均较为简便，可适用于大、中、小各种跨度的屋盖结构体系。网架结构的形式较多。按结构组成，通常分为双层或三层网架；按支承情况分，有周边支承、点支承、周边支承与点支承混合、三边支承一边开口等形式；按网架组成情况，可分为由两向或三向平面桁架组成的交叉桁架体系、由三角锥体或四角锥体组成的空间桁架角锥体系等等。网架结构的形式第5页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点2 按支承情况分类按支承情况分类按支承情况分类按支承情况分类 （1 1 1 1）周边支承网架）周边支承网架 网网架架的的所所有有节节点点均均搁搁置置在在柱柱或或梁梁上上，因因传传力力直直接接、受受力力均均匀匀，

5、是是采采用用较较多多的的一一种种形形式式。当当网网架架周周边边支支承承于于柱柱顶顶时时，网网格格宽度可与柱距一致。宽度可与柱距一致。网网架架周周边边支支承承于于圈圈梁梁时时，网网格格的的划划分分比比较较灵灵活活，可可不不受受柱柱距的约束。距的约束。第6页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点3 （2 2 2 2）点支承网架）点支承网架 点支承网架可置于四个或多个支承上。点支承网架可置于四个或多个支承上。aa图称图称为四点支承网架，为四点支承网架，b b b b 图称为多点支承网架。图称为多点支承网架。（a a）（b b）第7页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式

6、与设计特点4 点点支支承承网网架架主主要要用用于于大大柱柱距距工工业业厂厂房房、仓仓库库以以及及展展览览厅厅等等大大型型公公共共建建筑筑。由由于于支支承承点点较较少少，支支点点反反力力较较大大。为为了了使使通通过过支支点点的的主主桁桁架架及及支支点点附附近近的的杆杆件件内内力力不不致致过过大大，宜宜在在支支承承点点处处设设置置柱柱帽帽以以扩扩散散反反力力。点点支支承承网网架架周周边边应应有有适适当当悬悬挑挑以以减减少少网网架架跨跨中挠度与杆件的内力。中挠度与杆件的内力。第8页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点5 (3)(3)(3)(3)周边支承与点支承混合网架周边支承与

7、点支承混合网架 在点支承网架中，在点支承网架中，当周边设有维护结构当周边设有维护结构和抗风柱时，可采用和抗风柱时，可采用周边支承与点支承混周边支承与点支承混合的形式。这种支承合的形式。这种支承方式适用于工业厂房方式适用于工业厂房和展览厅等公共建筑。和展览厅等公共建筑。第9页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点6(4)(4)(4)(4)三边支承或两边支承网架三边支承或两边支承网架 由由于于建建筑筑功功能能的的要要求求，需需要要在在一一边边或或两两对对边边上上开开口口，因因而而使使网网架架仅仅在在三三边边或或两两对对边边上上支支承承，另另一一边边或或两两对对边边处处理理成成自

8、自由由边边。自自由由边边的的存存在在对对网网架架的的受受力是不利的力是不利的,为此一般应对自由边作出特殊处理。为此一般应对自由边作出特殊处理。第10页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点7 普遍的做法是，在自由边附近增加网架的层数普遍的做法是，在自由边附近增加网架的层数（见（见 a a图），或者在自由边加设托梁、托架（见图图），或者在自由边加设托梁、托架（见图b b b b）。对中、小型网架亦可选择增加网架高度或局）。对中、小型网架亦可选择增加网架高度或局部加大杆件截面等方法。部加大杆件截面等方法。第11页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点8 按网

9、格组成分类按网格组成分类 1 1 交叉桁架体系 这类网架由若干平这类网架由若干平面桁架相互交叉组成。面桁架相互交叉组成。竖向平面桁架的形式与竖向平面桁架的形式与一般平面桁架相似，根一般平面桁架相似，根据平面桁架布置方式及据平面桁架布置方式及交角的不同，可分为几交角的不同，可分为几种形式。种形式。（1 1 1 1）两向正交正放网架）两向正交正放网架第12页/共49页2023/3/22 两两向向正正交交正正放放网网架架的的构构成成特特点点是是：两两个个方方向向的的平平面面桁桁架架垂垂直直交交叉叉，且且分分别别与与边边界界方方向向平平行行。这这种种网网架架的的上上、下下弦弦平平面面呈呈正正方方形形，

10、基基本本单单元元为为六六面面体体，属属几几何何可可变变。为为保保证证结结构构的的几几何何不不变变性性以以及及增增加加空空间间刚刚度度，应适当设置水平支撑，以有效应适当设置水平支撑，以有效传递水平力。对周边支承网架，传递水平力。对周边支承网架，水平支撑宜在上弦或下弦网格水平支撑宜在上弦或下弦网格内沿周边设置；对点支承网架，内沿周边设置；对点支承网架，水平支撑则应在通过支承点的水平支撑则应在通过支承点的主桁架附近设置。主桁架附近设置。5.2网架结构的形式与设计特点9第13页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点10 两两向向正正交交正正放放网网架架的的受受力力状状况况取取决决于

11、于平平面面尺尺寸寸及及支支承承情情况况。对对于于周周边边支支承承、正正方方形形平平面面的的网网架架，其其受力类似于双向板。受力类似于双向板。两两向向正正交交正正放放网网架架沿沿两两个个方方向向的的杆杆件件内内力力差差别别不不大大，受受力力比比较较均均匀匀。但但随随着着边边长长比比的的变变化化，单单向向传传力力作作用用渐渐趋趋明明显显，两两方方向向杆杆件件内内力力差差别别也也随随之之加加大大。对对于于点点支支承承网网架架，支支承承附附近近的的杆杆件件及及主主桁桁架架跨跨中中弦弦杆杆的内力最大，其它部位杆件的内力很小。的内力最大，其它部位杆件的内力很小。两两向向正正交交正正放放网网架架适适用用于于

12、正正方方形形或或接接近近正正方方形形以以及狭长矩形的建筑平面。及狭长矩形的建筑平面。第14页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点11 （2 2 2 2）两向正交斜放网架）两向正交斜放网架 两两向向正正交交斜斜放放网网架架的的构构成成特特点点是是：两两个个方方向向的的竖竖向平面桁架垂直交叉，且与边界成向平面桁架垂直交叉，且与边界成45454545夹角。夹角。第15页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点12 两两向向正正交交斜斜放放网网架架中中平平面面桁桁架架与与边边界界斜斜交交，各各片片桁桁架架长长短短不不一一，靠靠近近角角部部的的短短桁桁架架相相对对

13、刚刚度度较较大大，对对与与其其垂垂直直的的长长桁桁架架有有一一定定的的弹弹性性支支承承作作用用，从从而而减减小小了了长长桁桁架架中中部部的的正正弯弯矩矩。在在周周边边支支承承情情况况下下，它它较较两两向向正正交交正正放放网网架架刚刚度度大大、用用料料省省。对对矩矩形形平平面面其其受受力力也也较较均均匀匀。当当长长桁桁架架直直通通角角柱柱时时，四四个个角角支支座座会会产产生生较较大大向向上上拉拉力力，设设计计中中应应予予注注意意。如如采采用用图图b b b b 所所示示布布置方式，拉力可由两榀桁架承受。置方式，拉力可由两榀桁架承受。适用于正方形和长方形的建筑平面。适用于正方形和长方形的建筑平面。

14、第16页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点13 （3）三向网架 三向网架的构成特点是：三个方向的竖向平面桁架互成6060角斜向交叉。在三向网架中，上、下弦平面的网格均为正三角形，因此这种网架是以若干稳定的三棱体作为基本单元所组成的几何不变体系。第17页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点14 2 2 四角锥体系 这类网架以四角锥为其组成单元。网架的上、下这类网架以四角锥为其组成单元。网架的上、下弦平面均为正方形网格，弦平面均为正方形网格，上、下弦网格相互错上、下弦网格相互错开半格使下弦平面正开半格使下弦平面正方形的四个顶点对应方形的四个顶点对应于上

15、弦平面正方形的于上弦平面正方形的形心，并以腹杆连接，形心，并以腹杆连接，即形成若干四角锥体。即形成若干四角锥体。第18页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点15 正放四角锥网架正放四角锥网架 正放四角锥网架的构成特点是：以倒四角锥体为组成单元，上、下弦杆均与相应边界平行。正放四角锥网架的上、下弦节点均分别连接八根杆件。第19页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点16 正放四角锥网架的杆件受力比较均匀，空间刚度较其它类型四角锥网架及两向网架为好。当采用钢筋混凝土板作屋面板时，板的规格单一，便于起拱，屋面排水相对容易处理。但因杆件数目较多其用钢量可能略高

16、些。正放四角锥网架一般适用于建筑平面呈正方形或接近于正方形的周边支承、点支承（有柱帽或无柱帽）大柱距、以及设有悬挂吊车的工业厂房与有较大屋面荷载的情况。第20页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点17正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架构成特点：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，使下弦网格尺寸比上弦网格尺寸大一倍。其受力与正交正放交叉梁系相似。第21页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点18正放抽空四角锥网架的杆件数目较少，构造简单，经济效果好，起拱比较方便。不过抽空以后，下弦杆内力的均匀性较差，刚度

17、比未抽空的正放四角锥网架小些，但能够满足工程要求。正放抽空四角锥网架适用于中、小跨度或屋面荷载较轻的周边支承、点支承以及周边支承与点支承混合等情况。第22页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点19斜放四角锥网架斜放四角锥网架 斜放四角锥网架的构成特点：以倒四角锥体为组成单元，由锥底构成的上弦杆与边界成4545夹角，而连接各锥顶的下弦杆则与相应边界平行。第23页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点20 斜放四角锥网架上弦杆长度比下弦杆长度小，在周边支承的情况下，通常是上弦杆受压，下弦杆受拉，因而杆件受力合理。此外，节点处汇交的杆件（上弦节点六根，下弦节

18、点八根）相对较少，用钢量较省。周边支承的斜放四角锥网架，在支承沿周边切向无约束时，四角锥体可能绕Z Z轴旋转而造成网架的几何可变，因此必须在网架周边布置刚性边梁；点支承的斜放四角锥网架，可在周边设置封闭的边桁架。第24页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点21 3 3 三角锥网架 三角锥网架的三角锥网架的构成特点是：以等构成特点是：以等腰三角锥体为组成腰三角锥体为组成单元，由于三角形单元，由于三角形的稳定性，因而整的稳定性，因而整体抗弯、抗扭刚度体抗弯、抗扭刚度好。好。第25页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点22抽空三角锥网架抽空三角锥网架构成特

19、点是：在三角锥网架的基础上，除周边网格不动外，适当抽掉一些三角锥单元中的腹杆和下弦杆。第26页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点23网架几何不变性分析网架几何不变性分析 网网架架结结构构在在外外力力作作用用下下必必须须是是几几何何不不变变体体系系，但但是是许许多多形形式式的的网网架架就就其其结结构构本本身身而而言言是是结结构构几几何何可可变变的的，只只有有加加上上适适当当的的支支座座约约束束后后才才成成为为几几何何不不变变体系。因此，对网架的机动分析非常重要。体系。因此，对网架的机动分析非常重要。第27页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点24网架

20、几何不变的必要条件网架几何不变的必要条件网架几何不变的必要条件网架几何不变的必要条件 网网架架的的力力学学模模型型是是一一个个铰铰接接的的空空间间杆杆系系结结构构，因因为为一一个个刚刚体体在在空空间间的的自自由由度度为为6 6 6 6，一一个个空空间间简简单单铰铰的的自自由由度度为为3 3 3 3，故故网网架架任任一一节节点点有有3 3 3 3个个自自由由度度。对对于于具具有有J J个个节节点点mm根根杆杆件件的的网网架架，支支承承于于有有r r根根连连杆杆的的支支座上时，其几何不变的必要条件可由下式计算：座上时，其几何不变的必要条件可由下式计算：m+r-3Jm+r-3J 00或或 mm 3J

21、-r3J-r 当当mm=3J3J-r r时时为为静静定定结结构构，当当 mm3J3J-r r时时为为超静定结构，超静定结构，m3J-rm3J-r时为几何可变体系。时为几何可变体系。第28页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点25 若若将将网网架架作作为为一一个个刚刚体体考考虑虑，则则最最少少的的支支座座约约束链杆数为束链杆数为6 6，即上式中的，即上式中的r r 6 6。如如网网架架不不与与支支座座连连接接，仅仅考考虑虑网网架架内内部部是是否否几几何何可变，则由下式计算：可变，则由下式计算：KK=3J-m-6=3J-m-6 当当K=K=0 0时时，网网架架杆杆件件数数恰恰

22、好好满满足足其其内内部部几几何何不不变变的的必必要要条条件件；当当KK0 0时，内部几何可变。时，内部几何可变。第29页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点26 网架几何不变的充分条件网架几何不变的充分条件网架几何不变的充分条件网架几何不变的充分条件 三三角角形形是是几几何何不不变变的的，因因此此，以以三三根根不不共共面面的的杆杆件件交交出出一一个个新新节节点点所所构构成成的的网网架架单单元元也也为为几几何何不不变变体体系系。当当网网架架杆杆系系组组成成的的形形体体是是由由三三角角形形界界面面组组成成的的多多面面体体时时，亦亦是是几几何何不不变变的的。故故对对网网架架结结

23、构构几几何不变问题的分析可变成平面问题进行。何不变问题的分析可变成平面问题进行。网网架架几几何何可可变变单单元元可可通通过过加加设设杆杆件件或或适适当当加加设设支支承链杆使其成为几何不变体系。承链杆使其成为几何不变体系。用用程程序序计计算算时时，如如出出现现挠挠度度特特别别大大等等不不合合理理情情况况，则该网架有可能为几何可变。则该网架有可能为几何可变。第30页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点27第31页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点28网架结构的设计特点网架结构的设计特点 （1 1 1 1）网架结构的选型）网架结构的选型）网架结构的选型）

24、网架结构的选型 根根据据建建筑筑的的造造型型、平平面面形形状状和和尺尺寸寸、支支承承情情况况、荷载大小、屋面材料等综合考虑。荷载大小、屋面材料等综合考虑。从材料用量考虑宜采用：从材料用量考虑宜采用：斜放四角锥斜放四角锥 正放四角锥正放四角锥 两向正交正放两向正交正放三向交叉梁系三向交叉梁系 以以上上型型式式当当跨跨度度及及荷荷载载都都大大时时较较合合理理，刚刚度度也也比比较较大大。当当平平面面为为矩矩形形时时两两向向正正交交斜斜放放与与斜斜放放四四角角锥锥网架最经济。网架最经济。第32页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点29 从平面形状和大小考虑，当为周边简支时建议：从

25、平面形状和大小考虑，当为周边简支时建议：平面为方形或接近方形、中小跨度（平面为方形或接近方形、中小跨度（60606060m)m)：两向正交斜放交叉桁架、正放四角锥、斜放四角锥两向正交斜放交叉桁架、正放四角锥、斜放四角锥 平面为矩形：平面为矩形：两向正交斜放交叉桁架或斜放四角锥两向正交斜放交叉桁架或斜放四角锥 平面为圆形、正多边形、扇形：平面为圆形、正多边形、扇形：三向交叉梁系或三角锥三向交叉梁系或三角锥 当为四点支承的连续网架：当为四点支承的连续网架：两向正交正放或正放四角锥。两向正交正放或正放四角锥。第33页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点30 （2 2 2 2）网

26、架结构的网格尺寸和高度）网架结构的网格尺寸和高度）网架结构的网格尺寸和高度）网架结构的网格尺寸和高度 网网格格大大小小直直接接影影响响网网架架的的经经济济性性，应应综综合合考考虑虑。网架高度应使腹杆与弦杆的夹角在网架高度应使腹杆与弦杆的夹角在45454545 左右。左右。网网格格尺尺寸寸影影响响因因素素:网网架架跨跨度度大大小小、柱柱距距模模数数、屋屋面面板种类，杆件材料。板种类，杆件材料。网网架架高高度度的的影影响响因因素素：网网架架跨跨度度、屋屋面面荷荷载载、节节点点形形式、平面形状、支撑条件。式、平面形状、支撑条件。第34页/共49页2023/3/22（3）网架结构的杆件设计 杆件截面：

27、圆钢管、角钢、方钢管、H型钢等。计算长度：螺栓球：1.0l 弦杆 0.9l 焊接球：腹杆 0.8l 长细比：压杆 180 拉杆 300（支座及附近）、400（一般）第35页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点31（4 4 4 4）网架节点设计与构造要点）网架节点设计与构造要点）网架节点设计与构造要点）网架节点设计与构造要点 网网架架杆杆件件通通过过节节点点（焊焊接接钢钢板板节节点点、焊焊接接空空心心球球节节点点、螺螺栓栓球球节节点点、焊焊接接短短钢钢管管节节点点等等）把把杆杆件件联联系系在在一一起起组组成成空空间间形形体体。节节点点上上汇汇交交的的杆杆件件数数量量随随网网

28、格格形形式式而而不不同同，一一般般8 8 8 8 12121212根根，至至少少有有6 6 6 6根根。且且节节点点的的重重量量一一般般为为网网架架总总重重量量的的2020202025%25%25%25%，所所占占用用钢钢量量的的比比重重较较大大，因因节节点点破破坏坏而而造造成成工工程程事事故故的的例例子子也也不不少少，所所以节点设计是关键。以节点设计是关键。第36页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点32 焊接空心球节点焊接空心球节点 空空心心球球可可分分为为不不加加肋肋和和加加肋肋两两种种，用用圆圆板板经经压压制制成成型型作作成成半半球球，再再由由两两个个半半球球对对

29、焊焊而而成成。这这种种节节点点适适用用于于连连接接钢钢管管杆杆件件。节节点点构构造造是是将将钢钢管管杆杆件件直直接接焊焊接接连接于空心球体上，具有自动对中和连接于空心球体上，具有自动对中和 万向万向 性质。性质。第37页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点33 直直径径D D为为120120500mm500mm的的焊焊接接空空心心球球其其抗抗压压承承载载力力设计值设计值N Nc c可按下式计算：可按下式计算：DD 空心球外径（空心球外径（空心球外径（空心球外径（mmmm）；）；）；）；t t t t 空心球壁厚（空心球壁厚（空心球壁厚（空心球壁厚（mmmm）；）；）；）；

30、d d d d 钢管外径（钢管外径（钢管外径（钢管外径（mmmm）；）；）；）；c c c c 受受受受压压压压空空空空心心心心球球球球加加加加肋肋肋肋承承承承载载载载力力力力提提提提高高高高系系系系数数数数，加加加加肋肋肋肋 c c=1.4=1.4=1.4=1.4，不加肋，不加肋，不加肋，不加肋 c c=1.0=1.0=1.0=1.0。第38页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点34 直径直径D D为为120120500mm500mm的焊接空心球其抗拉承的焊接空心球其抗拉承载力设计值载力设计值N Nt t可按下式计算：可按下式计算：N Nt t 受拉空心球轴向拉力设计值

31、（受拉空心球轴向拉力设计值（受拉空心球轴向拉力设计值（受拉空心球轴向拉力设计值（N N）；）；）；）；f f 钢管材料强度设计值钢管材料强度设计值钢管材料强度设计值钢管材料强度设计值（N/mmN/mm2 2）；t t 受受受受拉拉拉拉空空空空心心心心球球球球加加加加肋肋肋肋承承承承载载载载力力力力提提提提高高高高系系系系数数数数，加加加加肋肋肋肋 t t t t=1.1=1.1=1.1=1.1，不加肋，不加肋，不加肋，不加肋 t t t t=1.0=1.0=1.0=1.0。第39页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点35 一一般般空空心心球球外外径径D=D=（252545

32、45）t t；空空心心球球壁壁厚厚t t t t与与钢钢管管最最大大壁壁厚厚的的比比值值宜宜为为1.21.22.02.0；另另外外，空空心心球球壁厚壁厚t t t t不宜小于不宜小于4mm4mm。在在确确定定空空心心球球外外径径时时，球球面面上上网网架架相相连连接接杆杆件件与与杆杆件件之之间间的的缝缝隙隙a a不不宜宜小小于于10mm10mm。空空心心球球直直径径也也可可初步按下式估算：初步按下式估算：D=D=（d d1 1+d+d2 2+a+a）/汇集于空心球节点任意汇集于空心球节点任意 两钢管杆件间的夹角；两钢管杆件间的夹角；d d d d1 1 1 1、d d d d2 2 2 2 组成

33、组成角的钢管外径；角的钢管外径；第40页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点36 螺栓球节点螺栓球节点 由由螺螺栓栓、钢钢球球、销销子子（或或止止紧紧螺螺钉钉）、套套筒筒和和锥头或封板组成，适用于连接钢管杆件。锥头或封板组成，适用于连接钢管杆件。第41页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点37 螺螺栓栓球球节节点点的的套套筒筒、锥锥头头和和封封板板采采用用Q235Q235Q235Q235系系列列、Q345Q345Q345Q345系列钢材；钢系列钢材；钢球采用球采用45454545号钢；号钢；螺栓、销子或止螺栓、销子或止紧螺钉采用高强紧螺钉采用高强度钢

34、材如度钢材如45454545号钢、号钢、40B40B40B40B钢、钢、40Cr40Cr40Cr40Cr钢、钢、20MnTiB20MnTiB钢等。钢等。第42页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点38 螺螺栓栓直直径径一一般般由由网网架架中中最最大大受受拉拉杆杆件件的的内内力力控控制制，一个螺栓受拉承载力设计值按下式计算：一个螺栓受拉承载力设计值按下式计算：N Nt tb bAAe ef ft tb b N Nt tb b 高强度螺栓的拉力设计值（高强度螺栓的拉力设计值（N N）；）；螺栓直径对承载力影响系数；当螺栓直径小螺栓直径对承载力影响系数；当螺栓直径小 于于303

35、03030mmmm时，时，=1.0=1.0=1.0=1.0；当螺栓直径大于等于；当螺栓直径大于等于 30303030mmmm时，时，=0.93=0.93=0.93=0.93；A Ae e 高强度螺栓的有效截面面积（高强度螺栓的有效截面面积（mmmm2 2 2 2）；即）；即 螺栓螺纹处的截面积；螺栓螺纹处的截面积；f ft tb b 高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值。高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值。第43页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点39 钢钢球球的的加加工工成成型型分分为为锻锻压压球球和和铸铸钢钢球球两两种种。钢钢球球的的直直径径大大小小要要满满足足按

36、按要要求求拧拧入入球球体体的的任任意意相相邻邻两两个个螺螺栓栓不不相相碰碰条条件件。螺螺栓栓直直径径根根据据计计算算确确定定后后，钢钢球直径球直径D D取下面两式中的较大值：取下面两式中的较大值：第44页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点40 焊接钢板节点焊接钢板节点 焊焊接接钢钢板板节节点点一一般般由由十十字字节节点点板板 1 1和和盖盖板板 2 2组组成成，主主要要用用于于杆杆件件采采用用角角钢钢的的网网架架，杆杆件件与与节节点点板板的的连连接接可可以以用用焊焊接接，也也可可以以采采用用螺螺栓栓连连接接。其其受受力力情况与角钢桁架的节点板情况与角钢桁架的节点板类似。

37、类似。第45页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点41 支座节点支座节点 网网架架的的支支座座节节点点分分为为压压力力支支座座节节点点和和拉拉力力支支座座节节点两大类。压力支座中，点两大类。压力支座中，平板压力支座常用于较平板压力支座常用于较小跨度的情况；球铰压小跨度的情况；球铰压力支座可用于大跨度且力支座可用于大跨度且带悬伸的四支点或多支带悬伸的四支点或多支点网架。点网架。第46页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点42 单面弧形压力支座适用于中等跨度；双面弧形单面弧形压力支座适用于中等跨度；双面弧形压力支座适用于大跨度。拉力支座中，较常用的有压力

38、支座适用于大跨度。拉力支座中，较常用的有平板拉力支座和单面弧形拉力支座。支座出现拉力平板拉力支座和单面弧形拉力支座。支座出现拉力情况不多，但在越来越多地采用轻质屋面维护材料情况不多，但在越来越多地采用轻质屋面维护材料以后，反号荷载效应情况应予充分重视。以后，反号荷载效应情况应予充分重视。第47页/共49页2023/3/225.2网架结构的形式与设计特点43 板式橡胶支座不仅可以沿切向及法向位移，还板式橡胶支座不仅可以沿切向及法向位移，还可绕两向转动，较常用于大跨及中等跨度的网架。可绕两向转动，较常用于大跨及中等跨度的网架。当支座水平推力较大时，也可采用橡胶支座。当支座水平推力较大时，也可采用橡胶支座。第48页/共49页2023/3/22昆明理工大学 建工学院 土木系感谢您的观看。第49页/共49页