浅议网架结构设计中问题

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1、浅议网架结构设计中问题摘要：网架结构以其适用性、美观性、可靠性、安全性和经济性为世人所公认。随着我国经济建设的飞速发展，基建规模的不断扩大，网架结构在大型屋面结构中得到广泛的应用。关键词：网架结构；加固；设计；有限元分析中图分类号：S611文献标识码：A引言网架结构具有重量轻、空间刚度大、抗震性能好、用材经济、施工方便等优点而得到广泛应用。网架结构是复杂的三维空间结构，只有通过合理的设计才能保证网架的安全使用。一、网架结构的特点网架结构之所以得到如此广泛的应用，是因为网架结构主要有一下优点：(1)结构形式灵活多样，能够满足

2、各种建筑结构的要求；(2)节点连接简便，一般用螺栓球连接，能够工厂定制,施工快速,具有良好的受力性能，质量可靠；(3)计算方法和计算机计算软件己经非常成熟，能够满足工程设计的需要，目前我国已经开发出大量的网格设计软件,大大提高了工程设计周期；(1)加固制作机械化，很多杆件可以定制，以供设计人员选择使用；(2)用料经济，造价低，能用较少的材料制作大跨度的空间结构。但是，网架结构也有不足，目前主要问题是网架结构节点用钢量大，加工制作费用较高。二、网架结构的形式网架结构按弦杆层数不同分为三层网架和网架。网架由上弦杆、下弦杆和腹杆

3、组成，是最为常见的网格结构。网架结构是空间结构，在外力作用下时刻保持为几何不变体系，网架的形式很多，目前主要分为3类［8］：1、平面析架系网架平面析架系网架是由平面析架组成，网架上下弦杆位于同一个平面内并且上下弦杆长度相等，按照设计一般为上弦杆受压，斜腹杆受拉，斜腹杆与弦杆夹角通常在40。到60°之间。主要包括以下五种：两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向交叉网架、单向折线形网架。2、四角锥体系网架四角锥体系网架是由很多的四角锥网格单元按照一定的规律排列组成，其基本单元为倒置的四角锥。网架的上平面为矩

4、形，由于对称性，下平面和上平面形状大致相同。3、三角锥体系网架三角锥体系网架基本单元为三角锥，由倒置的三角锥组成，如图1-5所示。锥底的三条边(网架的上弦杆)长度相等,组成正三角形，棱边为网架腹杆，用杆件把锥顶相连成为网架下弦杆。网架的最小几何单元为三角锥。三、网架的选型由于正放四角锥网架杆件标准化程度比其它网架好，结构的整体刚度及网架外观效果好，故网架采用正放四角锥网架的较多，但正放四角锥网架耗钢量较其他网架高，考虑经济性可采用其他类型的网架。网架的类型按网格单元的组成分为：(1)平面桁架系网架，包括两向正交正放网架、两

5、向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架单折线形网架；(2)四角锥体网架，包括正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星形四角锥网架；(3)三角锥体系网架，包括三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架。网架按支承情况分为周边支承网架、点支承网架和三边或两边支承网架。在网架设计时可根据网架的支承条件、平面形状、跨度等选择相应的网架类型。表1给出了各种支承情况及平面形状下适宜的网架类型。四、网架检测中发现的问题及设计对策1、材料选择大多数网架所用的材料均为钢材，可采用Q235钢或Q345钢，

6、其中Q345钢强度高，宜用在大距度网架结构中，一般的网架结构采用Q235钢的为碳含量的合格保证。不论是焊接球网架还是螺栓球网架都存在焊缝，所以采用Q235钢时最低应为Q235B级钢。在检查网架时发现有一螺栓球网架结构采用Q235A级钢，杆件与封板连接焊缝超声波探伤结果表明，多数杆件的焊缝质量未达到设计要求。为保证网架的质量，当采用Q235钢时，应在图纸中注明钢材的质量等级。高强螺栓宜采用40Cr钢，其淬透性好，而40B钢性能不稳定，当直径大于M30时淬透性差。螺栓球采用45号钢、焊接球采用Q235B钢或Q345钢。封板、锥

7、头可采用Q235B钢或Q345钢，宜与杆件一致。2、杆件设计网架结构的杆件截面形式很多，主要有圆钢管、方钢管、轧制型钢、冷弯薄壁型钢等。圆钢管由于各方向惯性矩相同,截面封闭，回转半径大，对受压受扭有利，端部封闭之后内部不易锈蚀，具有较好的防腐性，在网架中大量采用。圆钢管有高频焊管和无缝钢管2种，由于高频焊管造价便宜而且管壁较薄，壁厚在5mm以下，在设计中应优先采用。无缝钢管多为壁厚5mm以上的厚壁管。钢管在出厂时一般均有负公差及其它结构缺陷，所以在选择杆件截面时应适当留有余地，同时考虑结构的其他缺陷，通常在设计时将钢材的设

8、计强度乘以018^019的折减系数。网架杆件通常按轴心受力构件计算，当网架下弦设有吊顶或马道时，应将吊顶或马道的荷载直接传到网架的节点上，否则在设计时下弦杆要按拉弯构件计算，同时要计算高强螺栓的抗剪承载力。网架结构为高次超静定结构，当杆件代换时要对网架结构重新复核，否则可能出现代换杆附近的杆件超载，网架