前言
网架结构是由支撑、杆件、球节点及围护体系等组成的一种建筑结构类型,是发展最快、应用最为广泛的空间网架结构类型。与平面结构体系中构件间的主次关系不同,网架结构是由一个整体连续的空间体或由许多杆件延伸而成。其各构件均为结构整体的组成部分,按空间的几何特征分担荷载,内力传递简单,结构整体性好。因此,可以用较小的截面实现较大的跨度,减少结构自重,提高整体经济效果。
屋面格栅施工现场
网格结构深度设计4个部分的解读
支撑节点详细设计
支撑节点详细建模
网架通常设置在柱顶、梁顶等下部支撑结构上,支撑节点是指支撑结构上的网架节点钢结构网架工程,网架的详细设计从支撑节点开始,支撑节点的标高和位置决定着网架施工能否正常进行。
深化支撑节点需注意以下几点:
下部混凝土结构或钢结构顶面标高及预埋件位置必须准确。
需确定支撑节点形式,常见的有橡胶板支撑、盆式支撑等,需注意支撑的约束方向。
边缘支撑节点往往靠近女儿墙,因此应注意支撑节点与女儿墙之间的净距钢结构网架工程,一般应保持在50mm以上。
中间支撑承载力较大,基板尺寸往往较大,需注意下部混凝土柱或钢柱截面是否满足要求,若不满足要求,则需加大柱头节点。
对于上弦支撑桁架,支撑位置的杆件经常容易与下部支撑结构发生碰撞,需要认真检查。支撑球节点底部至支撑底板的距离应满足斜腹杆不与柱或连接梁发生碰撞的要求。
网格支架外侧需采取限位措施。
球窝接头设计
螺栓球接头模型
焊接球接头模型
格栅球节点类型分为焊接球和螺栓球两种,螺栓球采用高强度螺栓紧固,焊接球采用现场焊缝连接。
设计球窝接头时应注意以下几点:
螺栓球节点配件因生产厂家不同而有所差异,在深入工作前应先获取配件数据。
螺栓球接头中钢球、高强度螺栓、套筒、紧固螺钉、锥头或密封板的材质应符合设计和规范的要求。
螺栓球接头中高强度螺栓的等级应按规范要求选择。
螺栓球直径应保证球体内相邻螺栓不发生碰撞,并应满足套筒接触面的要求。
螺栓球接头中杆件端部的锥头或盖板采用焊接连接,连接焊缝的承载力不应低于连接钢管的承载力;锥头的截面和盖板的厚度应根据实际受力大小计算确定。
焊接球一般为两个半球焊接而成的空心球,是否设置加强筋,需根据受力的大小确定。
焊接球外径与壁厚比、球外径与主钢管外径比、球壁厚与主钢管壁厚比需满足规范的要求:球外径与壁厚比应为25~45,球外径与主钢管外径比应为2.4~3.0,球壁厚与主钢管壁厚比应为1.5~2.0且球壁厚不应小于4mm。
焊接球与钢管连接应采用坡口焊缝,钢管与球之间应留有间隙,保证焊缝焊透,并具有与钢管相同的强度。
当采用焊接球节点连接的杆件过多时,为了减小球直径,允许部分杆件相交叉,但必须符合规范规定的结构要求:所有相交叉杆件的轴线均必须通过球的中心线;两根杆件相交叉时,必须将截面积较大的杆件满焊在球上(当两杆件截面积相等时,采用受拉杆),另一根杆件焊接在相交叉杆件的坡口处,但必须保证3/4截面面积焊接在球上,并根据需要设置加强筋;对受力较大的杆件,可根据需要设置支撑板。
支撑节点详细设计
支持节点详细建模
支撑节点是网架结构与围护结构的连接件,通常布置在网架的上弦和侧面。
支撑节点详细设计需注意以下几点:
在满足受力要求的前提下,支架与球头连接应尽可能采用高强度螺栓,减少现场高空焊接量。
支架顶板应设置为圆形,保证支架能沿杆件轴线旋转360度定位安装。
当支撑高度较大时,应设置斜撑,保证支撑的侧向稳定性。
檩条天沟围护体系的深化设计
屋面檩条天沟围护系统深入建模
网架檩条围护体系常采用主次檩条连接形式,主檩条常采用工字钢、矩形管截面,次檩条常采用C型截面。
檩条围护系统深入设计时应注意以下几点:
主檩条与支撑、主檩条与次檩条之间的连接均应采用螺栓连接。
采用矩形管型材时应注意对檩条端部进行密封,避免因内部防腐处理不便而导致生锈。
完成上述工作后
电网的详细设计阶段现已完成。
网架结构形式多样,可呈现各种建筑平面造型,建筑造型轻盈美观,空间感充实,用钢量少,可满足大跨度要求,因此在车站、机场、展览馆等大型建筑中得到广泛应用。网架结构的深化设计与其他类型钢结构不同,需要结合Tekla、3D3S、MST等不同软件完成,要求设计人员综合能力强,能够将深化设计与不同工具软件无缝衔接。
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株洲大剧院网格
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