什么是钢结构网架?
钢网架结构是由很多杆件通过节点 , 按照一定规律组成的空间杆系结构 。
本文插图
网架结构根据外形可分为平板网架和曲面网架 。 通常情况下 , 平板网架称为网架;曲面网架称为网壳 。 网壳结构是曲面型的网格结构 , 兼有杆系结构和薄壳结构的特性 , 受力合理 , 覆盖跨度大 , 是一种颇受国内外关注、半个世纪以来发展最快、有着广阔发展前景的空间结构 。 网壳结构具有优美的建筑造型 , 无论是建筑平面、外形和形体都能给设计师以充分的创作自由 。 建筑平面上 , 可以适应多种形状 , 如圆形、矩形、多边形、三角形、扇形以及各种不规则的平面;建筑外观方面 , 可以形成多种曲面 , 如球面、椭圆面、旋转抛物面屋面 , 建筑的各种形体可通过曲面的切割和组合得到;结构上 , 网壳受力合理 , 可以实现较大的跨度 , 由于网壳曲面的多样化 , 结构设计人员可以通过精心的曲面设计使网壳受力均匀;施工上采用较小的构件在工厂预制 , 实现工业化生产 , 现场安装简便快速 , 不需要大型设备 , 综合技术经济指标较好 。 本部分仅介绍平板网架和网壳结构 。
网架、网壳结构为一种空间杆系结构 , 具有三维受力特点 , 能承受各方向的作用 , 并且网架结构一般为高次超静定结构 , 倘若一杆局部失效 , 超静定次数仅减少一次 , 内力可重新调整和分布 , 整个结构一般并不失效 , 具有较高的安全储备 。
网架、网壳结构中的杆件 , 既为受力杆件 , 又互为支撑杆件 , 协同工作 , 整体性和稳定性好 , 空间刚度大 , 能有效承受非对称荷载、集中荷载和动荷载的作用 , 具有较好的抗震性能 。
在节点荷载作用下 , 各杆件主要承受轴向的拉力和压力 , 能充分发挥材料的强度 , 节省钢材 。
平板网架与网壳相比 , 它是一种无水平推力或拉力的空间结构 , 支座构造较为简单 , 一般简支支座即可 , 便于下部支承结构处理 , 而网壳结构由于其结构型式 , 受力更趋于合理 , 且可以实现更美观的建筑外形 。
网壳结构的主要缺点在于:杆件和节点几何尺寸的偏差以及曲面的偏离对网壳的内力、整体稳定性和施工精度影响较大 , 给结构设计和施工带来了一定的困难 。 为减小网壳结构初始缺陷 , 对于杆件和节点的加工精度要求较高 , 加工难度大 。 此外 , 网壳的矢高很大时 , 增加了屋面面积和不必要的建筑内部空间 , 增加建筑材料和能源的消耗 。 这些问题在大跨度网壳中显得更加突出 。
由于网架、网壳结构组合有规律 , 大量杆件和节点的形状、尺寸相同 , 并且杆件和节点规格少 , 便于工厂成批生产 , 产品质量高 , 现场进行拼装较容易 , 施工速度快 。
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