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　　1、直接作用（荷载）和间接作用 网架结构应对使用阶段荷载作用下的内力 和位移进行计算，并应根据具体情况对地 震作用、温度变化、支座沉降等间接作用 及施工安装荷载引起的内力和位移进行计 算 3.3 网架的计算要点 网架结构设计应满足行业标准网架结构设计与 施工规程JGJ7-91的要求 3.3.1网架荷载计算 直接作用 永久荷 载 网架自重(双层网架的自重可按经验公式估算 见教材P120公式（3-2）) 屋面（楼面）自重 吊顶材料的重量 设备管道材料的重量 永久荷载 可变荷载 屋面 (或楼面)活荷载 雪荷载 (雪荷载不应与屋面活荷载同时组合) 风荷载。由于网架刚度较大，自振周期较小 计算风载时可不考虑

　　2、风振系数的影响 积灰荷载 吊车荷载 (工业建筑有吊车时考虑)。 可变荷 载 地震作用（竖向） 在抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋盖结构可 不进行竖向抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的 地区，网架屋盖结构应进行竖向抗震验算。 地震作用（水平） 在抗震设防烈度为7度的地区，可不进行网架结构水平抗 震验算；在抗震设防烈度为8度的地区，对于周边支承的 中小跨度网架可不进行水平抗震验算；在抗震设防烈度 为9度的地区，对各种网架结构均应进行水平抗震验算。 水平地震作用下网架的内力、位移可采用空间桁架位移 法计算。网架的支承结构应按有关规范的规定进行抗震 验算。 温度作用 网架结构符合下列条件之一

　　3、者，可不考虑由于 温度变化而引起的内力: 支座节点的构造允许网架侧移，且侧移值不小 于下式的计算值： 周边支承的网架，当网架验算方向跨度小于 40m，且支承结构为独立柱或砖壁柱； 在单位力作用下，柱顶位移大于或等于上式的 计算值 教材P120公式(3-3) 如果需要考虑温度变化引起的网架内力，可采用 空间桁架位移法，或近似计算方法。 对非抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合应按 国家标准建筑结构荷载规范GB 50009-2001的 规定进行计算。 抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合尚应符合 国家标准建筑抗震设计规范GB 50011-2001的 规定。 荷载效应组合或见教材P121-122 3.3

　　4、.2网架内力分析方法 网架结构的外荷载按静力等效原则，将节点从属面积 内的荷载集中作用在该节点上。PP电子 分析结构内力时，可忽略节点刚度的影响，假定节点 为铰接，杆件只承受轴力，当杆件上作用有节间荷载 时，应同时考虑弯矩的影响。 网架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。根据网 架类型、跨度大小按下列规定选用不同的计算方法。 (1)空间桁架位移法，计算精度最高的一种方法，适用于 各种类型、各种平面、各种支承条件的网架计算。 (2)交叉梁系差分法，简化计算方法，用于跨度在40m以下 的由平面桁架系组成的网架或正放四角锥网架的计算。 (3)拟夹层板法，简化计算方法，用于跨度在40m以下，由 平面桁架系或

　　5、角锥体组成的网架计算。 (4)假想弯矩法，简化计算方法，可用于斜放四角锥网架 ，棋盘形四角锥网架的估算。 空间杆系有限元法也称空间桁架位移法。 空间杆系有限元法是目前杆系结构计算精度最高 的一种方法，适用于各种类型、各种平面形状、 不同边界条件的网架，静力荷载、地震作用、温 度应力等工况均可计算。 能考虑网架与下部支承结构的共同工作 。 计算程序见下图： 3.4空间杆系有限元法-空间桁架位移法 网架杆件节点位移 单元刚度矩阵 总刚度矩阵总刚度方程 节点位移值 杆件内力 单元内力与节点位移间关系 引入边界条件 各节点平衡及变形协调条件 基本单元基本未知量 结构的节点荷载和 节点位移间关系 对杆件

　　6、单元进行分析,由虎克定律建立 单元杆件内力与节点位移之间的关系, 形成单元刚度矩阵 网架计算基本假定: 网架的节点为空间铰接节点，杆件只承受轴力； 结构材料为完全弹性，在荷载作用下网架变形很 小，符合小变形理论; 结构材料为完全弹性，符合虎克定律。 目前国内网架计算程序很多，功能也很齐全，但 应选用经过技术鉴定认可的、实践证明行之有效的 程序。 网架杆件可采用钢管、热轧型钢和冷弯薄壁型 钢。 在截面积相同的条件下，钢管截面具有回转半 径大，截面特性无方向性，抗压屈承载力高等 优点，钢管端部封闭后，内部不易锈蚀，是目 前网架杆件常用的截面形式。 管材可采用高频焊管或无缝钢管，有条件时也 可采用薄

　　7、壁管形截面。材质主要有Q235钢及 Q345钢。 3.5 网架杆件设计 u网架杆件的长细比不宜超过下列数值 受压杆件：180 受拉杆件： (1)一般杆件400 (2)支座附近处杆件300 (3)直接承受动力荷载的杆件250 网架杆件主要受轴力作用，截面强度及稳定 计算应满足钢结构设计规范的要求。普通角 钢截面杆件的最小截面尺寸不宜小于 50mm3mm。钢管不宜小于482mm。 无缝圆管和焊接圆管压杆在稳定计算中分别 属于a类和b类截面。 网架节点数量多，节点用钢量约占整个网架用 钢量的2025，节点构造的好坏，对结构 性能、制造安装、耗钢量和工程造价都有相当 大的影响。网架的节点形式很多，目前

　　8、国内常 用的节点形式主要有： v节点： (1)焊接空心球节点 (2)螺栓球节点； (3)焊接钢板节点； (4)焊接钢管节点 (5)杆件直接汇交节点 3.6节点设计 焊接空心球节点 焊接空心球 螺栓球连接节点 螺栓球 焊接钢板节点 焊接钢管节点管件直接汇交节点 u网架的节点构造应满足下列要求 (1)受力合理，传力明确； (2)保证杆件汇交于一点，不产生附加弯矩 ； (3)构造简单，制作安装方便，耗钢量小； (4)避免难于检查、清刷、涂漆和容易积留 湿 气或灰尘的死角或凹槽，管形截 面应在两端封闭。 3.6.1焊接空心球节点 焊接空心球节点构 造简单，适用于连 接钢管杆件，球面 与管件接时，只需

　　9、将钢管沿正截面切 断，施工方便。 焊接空心球节点 焊接空心球是由两块钢板经加热压成两个半球， 然后相焊而成。分加肋、不加肋。 （a） 无肋 （b ）有肋 空心球径等于或大于300，且杆件内力较大，需 要提高承载力时，球内可加环肋。 钢管杆件与空心球 连接处，管端应开 坡口，并在钢管内 加衬管，在管端与 空心球之间焊缝可 按对接焊缝考虑， 焊缝质量应达到二 级要求,否则只能按 斜角角焊缝计算 。 加衬管连接 3.6.2螺栓球节点 螺栓球节点的构造 螺栓球结点由钢球、螺栓、套筒、销钉（或 螺钉）和锥头（或封板）等零件组成，适用 于连接钢管杆件。 螺栓球连接节点示意图 锥头封板 高强螺栓杆件 当杆件

　　10、管径较大时采用锥头连接，管 径较小时采用封板连接。 高强度螺栓应符合8.8或10.9级的要求。 3.6.3 焊接钢板节点 焊接钢板节点可由十字节点板和盖板组成十 字节点板，宜由两块带企口的钢板对插而成 （图a）,也可由三块板正交焊成（图b） 焊接钢板节点 焊接钢板节点可 用于两向网架和 由四角锥体组成 的网架。常用焊 接形式如右图和 下页图所示。 网架弦杆应同时 与盖板和十字节 点板连接，使角 钢两肢都能直接 传力。 两向网架节点构造 四角锥体组成的网架节点构造 焊接钢板节点各杆件形心线在节点板处宜交 于一点，杆件与节点连接焊缝的分布应使焊 缝截面的形心与杆件形心相重合。 节点板厚度可根据网架

　　11、最大杆件内力由下表 确定 杆件内 力 （kN） 15 0 160 250 260 390 400 590 600 880 890 1275 节点板 厚度（ ） 61618 节点板厚度选用表 3.6.4支座节点 支座节点的构造 形式应受力明确 、传力简捷、安 全可靠，并应符 合计算假定。 常用支座节点有 以下几种构造形 式： 平板压力或拉力 支座，只适用于 较小跨度网架,如 右图所示。 平板压力或拉力支座 a 角钢杆件b 钢管杆件 （角位移受到很大的约束） 单面弧形压力支座，适用于中小跨度网架 单面弧形压力支座 a 两个螺栓连接b 四个螺栓连接 （角位移未受约束）

　　12、单面弧形拉力支 座适用于较大跨 度网架。 适用于有些在角 部支座处产生垂 直拉力的网架。 如两向正交斜放 网架。 单面弧形拉力支座 双面弧形压力支 座，在支座和底 板间设有弧形块 ，上下面都是弧 形面，支座既可 转动又可平移 符合计算假定 ，但构造复杂， 加工难度大。 用于网架跨度大 且周边支承的情 况。 双面弧形压力支座 球铰压力支座， 只能转动而不能 平移，抗震比较 有利，适用于多 支点支承的大跨 度网架。 球铰压力支座 板式橡胶支座 在支座底板和柱顶板 间加设一块板式橡胶支 座垫板。 适用于大中跨度网架。 通过橡胶垫的压缩和剪 切变形，支座既可转动 又可平移。如果在一个 方向加限制，支座为单 向可侧移式，否则为两 向可侧移式。构造简单 、造价较低，安装方便 。 板式橡胶支座 橡胶垫板上的螺孔直径应大于螺栓直径10mm。 设计时宜考虑长期使用后因橡胶老化而需更换 的条件。在橡胶垫板四周可涂以防止老化的酚 醛树脂，并粘结泡沫塑料。 橡胶垫板在安装、使用过程中应避免与油脂等 油类物质以及其他对橡胶有害的物质接触。 支座节点加工

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