《建筑結(jié)構(gòu)選型》（第二版）課件第十章

1、第十章 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)第一節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和適用范圍第二節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的分類第三節(jié) 平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第四節(jié) 平板網(wǎng)架的主要尺寸第五節(jié) 平板網(wǎng)架的受力特點(diǎn)第六節(jié) 網(wǎng)架的桿件與結(jié)點(diǎn)第七節(jié) 網(wǎng)架的支承方式第八節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋面材料與屋面坡度第九節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例第一節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和適用范圍*.與桁架結(jié)構(gòu)相比，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)？支承跨度比桁架增大，而材料消耗卻比桁架減少。*.與雙向樓蓋網(wǎng)格梁相比，網(wǎng)架有什么優(yōu)點(diǎn)？網(wǎng)架跨度更大。*.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是什么？1）整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，空間剛度大，是一種良好的抗震結(jié)構(gòu)型式。2）網(wǎng)架桿件主要受軸力，能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，因此比較節(jié)省鋼材。3)

2、網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)高度較小，不僅可以有效地利用建筑空間，而且能夠利用較小規(guī)格的桿件建造大跨度的結(jié)構(gòu)。4) 它還具有桿件類型劃一，適合于工廠化生產(chǎn)，可地面拼裝后整體吊裝等優(yōu)點(diǎn).適用范圍不僅適用于中小跨度的工業(yè)與民用建筑，而且適用于大跨度的體育館、展覽館、影劇院、大會(huì)堂等屋蓋結(jié)構(gòu)。第二節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的分類*.如何對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類？按結(jié)構(gòu)外形不同，可分為曲面網(wǎng)架和平面網(wǎng)架。*.如何對(duì)曲面網(wǎng)架進(jìn)行分類？可分為單曲面和雙曲面網(wǎng)架*.曲面網(wǎng)架的缺點(diǎn)是什么？1）多余的上凸增加了建筑容積、建造費(fèi)用，增加了采暖、通風(fēng)、照明等費(fèi)用。2）施工比較困難。3）存在水平推力，從而消耗大量材料。*.平面網(wǎng)架（平板網(wǎng)架）的特點(diǎn)是什么

3、？它是無推力的空間結(jié)構(gòu)。第三節(jié) 平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式*.平板網(wǎng)架通常有幾種形式？1）交叉桁架體系（由平行弦桁架交叉組成）（1）兩向正交正放網(wǎng)架。（2）兩向正交斜放網(wǎng)架。（3）三向交叉網(wǎng)架。2）角錐體系網(wǎng)架（由錐體單元組成，無豎向腹桿，只有錐體的棱角斜桿）（1）三角錐體網(wǎng)架。（2）四角錐體網(wǎng)架a)正放四角錐網(wǎng)架b)斜放四角錐網(wǎng)架（3）六角錐網(wǎng)架*。什么是“正交”和“正放”？1）“正交”就是兩個(gè)方向的桁架交叉成直角。2)“正放”就是兩個(gè)方向的桁架都與其相應(yīng)的建筑平面邊線平行。*.兩向正交正放網(wǎng)架的適用范圍是什么？?jī)蓚€(gè)方向的桁架跨度相等或接近時(shí)，兩向桁架的受力才比較均勻。適用于正方形的建筑平面，跨

4、度以30-60米的中等跨度為宜。*.如何保證兩向正交正放網(wǎng)架的剛度？網(wǎng)架平面圖形是幾何可變的體型，所以剛度較差，為了保證網(wǎng)架的剛度，常需適當(dāng)設(shè)置斜撐以維持網(wǎng)架的幾何不變形。*.什么是兩向正交斜放網(wǎng)架？*.與兩向正交正放網(wǎng)架相比，兩向正交斜放網(wǎng)架有什么不同點(diǎn)？1）適合于任意尺寸的矩形建筑平面。2）是幾何不變體系。3）空間剛度比正交正放網(wǎng)架好，跨度更大。4）經(jīng)濟(jì)效果比前一種更明顯，應(yīng)用范圍比前一種更廣泛。5）四角可能翹起，需拉力支座。*.什么是三向交叉網(wǎng)架，其適用范圍是什么？這種網(wǎng)架是由三個(gè)方向的桁架相互交叉夾角60度而成的。上海體育館的圓形平面的三向網(wǎng)架，是我國(guó)目前最大跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其圓形直徑

5、達(dá)110米，用鋼量?jī)H每平米47公斤。*.三向網(wǎng)架與兩向網(wǎng)架的不同點(diǎn)是什么？1）空間剛度比兩向網(wǎng)架好，而且桿件內(nèi)力比較均勻。2）節(jié)點(diǎn)匯交的桿件較多，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造比較復(fù)雜。*.如何對(duì)錐體網(wǎng)架進(jìn)行分類？1）三角錐體網(wǎng)架2）四角錐體網(wǎng)架（1）正放四角錐體網(wǎng)架（2）斜放四角錐體網(wǎng)架3）六角錐體網(wǎng)架*.三角錐體網(wǎng)架的優(yōu)點(diǎn)及適用范圍是什么？三角錐體網(wǎng)架是由三角錐單元組成。這種網(wǎng)架受力均勻，剛度較好。它適合于矩形、三角形、梯形、六邊形和圓形等建筑平面。*.三角錐體網(wǎng)架的兩種形式是什么？1. 上、下弦平面均為三角形的網(wǎng)格。2. 跳格三角錐體網(wǎng)格，其上弦為三角形網(wǎng)格，下弦為三角形和六角形網(wǎng)格。跳格三角錐體網(wǎng)格用料較省

6、，構(gòu)造也較簡(jiǎn)單，但空間剛度不如前者。跳格三角錐體網(wǎng)架1）優(yōu)點(diǎn)：用料較省，桿件減少，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。2）缺點(diǎn)：空間剛度不如無跳格的三角錐網(wǎng)架。*.什么是四角錐體網(wǎng)架，其應(yīng)用范圍是什么？四角錐網(wǎng)架的上弦和下弦平面均為方形網(wǎng)格，上、下弦錯(cuò)開半格，用斜復(fù)桿連接上、下弦的網(wǎng)格交點(diǎn)，形成一個(gè)個(gè)相連的四角錐體。上弦不另設(shè)置分桿，網(wǎng)格尺寸受限制，不宜太大，適用于中、小跨度。*.什么是正放四角錐網(wǎng)架？*.正放四角錐網(wǎng)架的優(yōu)點(diǎn)是什么？1）桿件內(nèi)力比較均勻。2）屋面板規(guī)格比較統(tǒng)一，上下弦桿件等長(zhǎng)，無豎桿，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。*.四角錐體網(wǎng)架的適用范圍是什么？四角錐體網(wǎng)架適用于平面接近正方形的中、小跨度周邊支承的建筑，也適用

7、于大柱網(wǎng)的點(diǎn)支承，有懸掛吊車的工業(yè)廠房和屋面荷載較大的建筑。*.什么情況下可采用跳格布置四角錐體網(wǎng)架？為了降低用鋼量，使構(gòu)造簡(jiǎn)單以及便于屋面設(shè)置采光、通風(fēng)天窗。*.什么是斜放四角錐體網(wǎng)架，其適用范圍是什么？斜放四角錐體比正放更為合理，因?yàn)樗慕清F體斜放后，上弦桿短對(duì)受壓有利，下弦桿雖然長(zhǎng)但為受拉桿件，這樣可以充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。斜放四角錐體網(wǎng)架形式新穎，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，結(jié)點(diǎn)匯集的桿件數(shù)目少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用于中小跨度和矩形平面的建筑。*.什么是六角錐體網(wǎng)架，其特點(diǎn)是什么？這種網(wǎng)架由六角錐單元組成。當(dāng)錐尖向下時(shí)，上弦為正六邊形網(wǎng)格，下弦為正三角形網(wǎng)格。這種型式的網(wǎng)架，結(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，屋面板為三角形或六角

8、形，施工也較困難。第四節(jié) 平板網(wǎng)架的主要尺寸*.如何確定網(wǎng)格的尺寸？*.如何確定網(wǎng)格的高度？*.網(wǎng)架腹桿布置方面的要求有哪些？第五節(jié) 平板網(wǎng)架的受力特點(diǎn)*.計(jì)算網(wǎng)架內(nèi)力的基本假定是什么？1. 網(wǎng)架中雙向交叉桁架分別用剛度相當(dāng)?shù)牧簛泶妗ｈ旒艿纳?、下弦共同承?dān)彎矩，腹桿承擔(dān)剪力。2. 兩個(gè)方向的桁架在交點(diǎn)處位移應(yīng)相等。*.網(wǎng)架內(nèi)力計(jì)算的基本思路是什么？將空間問題簡(jiǎn)化為平面問題進(jìn)行求解*. 如何求解平面網(wǎng)架各個(gè)桿件的內(nèi)力1）將網(wǎng)架看成是交叉梁系。2）結(jié)點(diǎn)的荷載由兩個(gè)方向的荷載平均分擔(dān)。3) 將空間網(wǎng)架化為靜定的平面桁架來計(jì)算彎矩、剪力和撓度。第六節(jié) 網(wǎng)架的桿件與結(jié)點(diǎn)*. 為何網(wǎng)架桿件采用16Mn薄

9、臂鋼管比較合理？1）采用鋼管對(duì)受力有利，鋼管桿件的結(jié)點(diǎn)連接比較簡(jiǎn)單，節(jié)省材料。2）采用16Mn鋼強(qiáng)度高，塑性好，性能穩(wěn)定，能滿足焊接要求。*.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件和節(jié)點(diǎn)采有什么材料？1）桿件多采用鋼管和角鋼。2）結(jié)點(diǎn)多為空心球結(jié)點(diǎn)或鋼板焊接結(jié)點(diǎn)。3) 材料一般采用16Mn鋼或3號(hào)鋼。*.網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)型式有哪些？1）桿件為角鋼時(shí)，應(yīng)用鋼板連接2）桿件為鋼管時(shí)，結(jié)點(diǎn)宜用鋼球來連接。*.采用球節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是什么？1）有利于各向鋼管桿件的連接。2）構(gòu)造簡(jiǎn)單，連接方便，形式美觀。3）鋼球是空心的，用鋼量少。第七節(jié) 網(wǎng)架的支承方式*.網(wǎng)架的支撐方式有哪些？1）網(wǎng)架周邊直接支撐于柱，適用于大跨度和中等跨度的網(wǎng)架。2）

10、網(wǎng)架周邊支承于圈梁，圈梁支撐于若干邊柱（或磚墻），適用于中小跨度的網(wǎng)架。3）四點(diǎn)支承或多點(diǎn)支撐，特別適用于大柱距的廠房和倉(cāng)庫(kù)。第八節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋面材料與屋面坡度*. 屋面形成的方法有哪些？1. 網(wǎng)架本身起拱2. 網(wǎng)架上弦結(jié)點(diǎn)上面加焊短鋼桿撐高。3. 支承網(wǎng)的柱變高度第九節(jié) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例*.上海游泳館游泳館平面呈長(zhǎng)六角形。屋面為比坡，中間低，東西兩面隨觀眾席升高。*.亞運(yùn)會(huì)石景山體育館組合雙曲拋物面網(wǎng)殼*.國(guó)家奧林匹克體育中心綜合體育館屋蓋結(jié)構(gòu)*. 廣州白云飛機(jī)場(chǎng)80米跨高低整體式折線形網(wǎng)架上海體育館哈爾濱夢(mèng)幻樂園建筑師梅季魁、劉德明等屋蓋結(jié)構(gòu)采用鋼空間網(wǎng)架，為與建筑空間的安排相統(tǒng)一，在普

11、通平板網(wǎng)架的基礎(chǔ)上采取了斜置和彎折的布置辦法。同時(shí)，根據(jù)平面布置進(jìn)行剪裁和組合，使其既符合扇形平面空間的需要，又兼顧了結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的布置。 法國(guó)巴黎貝西體育館建 筑 師米謝爾安德羅屋蓋結(jié)構(gòu)采用了常用的鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，但通過綜合運(yùn)用平面形狀的剪裁、網(wǎng)格的展示和懸挑等多種設(shè)計(jì)手段，使通?？此坪?jiǎn)單的平板網(wǎng)架獲得十分理想的建筑效果。為減小其巨大體量對(duì)公園環(huán)境景觀的破壞，除采取把車庫(kù)、訓(xùn)練房、機(jī)房等大量附屬空間設(shè)于地下外，體育館外露部分的外墻及支承結(jié)構(gòu)一反常規(guī)辦法，處理成從上到下向外呈45度傾斜的坡形墻面，植上草皮，與公園的草坪綠樹連成一片，渾然一體。在不覺體量過大的情況下爭(zhēng)取了盡可能多的建筑面積。由于建筑較高，近處總是只能看到屋蓋的局部懸挑部分，在草皮側(cè)墻的金字塔形體量及公園綠化的映襯下，體育館反倒顯得輕靈活潑 。法國(guó)巴黎貝西體育館巴賽羅那圣約迪體育館建筑師磯崎新設(shè)計(jì)室圣喬地奧運(yùn)體育館屋蓋采用空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。按攀達(dá)穹頂結(jié)構(gòu)法的原理沿水平向的鉸線及縱向的臨時(shí)分割線把網(wǎng)殼分為五個(gè)部分，中央為雙曲扁殼，周圈為四片彎曲的筒殼，整體形成微微起伏的外輪廓，與所在山坡相呼應(yīng)。巴賽羅那圣約迪體育館巴賽羅那圣約迪體育館巴賽羅那圣約迪體育館建筑師磯崎新設(shè)計(jì)室建筑空間和形