网架结构设计分析

1、网格尺寸及网架高度的确定

衡量一个网架几何尺寸的优劣，其主要指标：一是网架的内力是否均匀，二是网架的用钢量在同样跨度及荷载下是否最省。一般网架设计时，建筑方案已定，这样，直接影响网架设计优劣的因素，主要是网格尺寸的大小和网架高度两个指标。

网架高度直接影响杆件内力大小，特别是上、下弦杆。当网架高度变大时，上下弦杆内力明显减小，部分腹杆内力也有所减少。网架高度与网架的跨度、荷载大小、节点形式、平面形状、支承情况及起拱等因素有关。

2、网架结构构造

网架结构的构造包括屋面排水坡度，多点支承网架的柱帽设计，再分式腹杆设计，网架的起拱度等。网架结构跨度大，屋面排水坡度应予以重视。通常有在上弦节点上加小立柱找坡、网架变高度找坡及整个网架起坡三种起坡形式。多点支承网架一般受力最大的是柱帽部分，设计施工时，应注意柱帽的处理。

3、网架结构计算方法

(1)计算中对称性的利用

空间网架结构为高次超静定体系，但其节点位移和杆件内力都是由最终的荷载状态控制。如果结构体系及所承受的荷载都是对称的，为减少计算工作量，可以取整个网架的1／2n(n为对称面数量 行分析。此时，对称面上所有被截断的杆件，应进行边界处理。

(2)网架节点构造

节点构造的好坏将直接影响网架的工作性能、安装质量及工程造价等。目前我国最常用的是钢板节点和球节点，球节点又分为焊接空心球节点和螺栓球节点。

a．钢板节点

钢板节点的特点是受力复杂，零件多，焊缝多，费钢材。尤其是弦杆的内力较大时，因不能另加盖板连接，只能靠节点板传力。这就增加了节点板内力分布的复杂性。在焊接钢板节点中，当角焊缝强度不足时，可采用槽焊与角焊缝为主的连接设计节点时应保证各汇交杆件的重心线交与一点，同时也应保证杆件连接焊缝的中心与杆件截面中心重合，避免产生偏心力。节点板厚度的选择与平面析架相同，一般根据相交杆的最大内力确定，应比连接杆件厚度~II2mm，且不小于6ram。

b．焊接空心球节点

它适用于采用钢管杆件的各种网架。其优点是：球体无方向性，可和任意方向的杆件相连，把钢管垂直于本身轴线切断，与空心球节点对接相连就自然对中，不产生偏心，节点受力明确。焊接空心球节点分加肋和不加肋两种。近年来这种节点已渐渐被螺栓球节点所取代。

c．螺栓球节点

螺栓球节点由于杆件端部缩小，使节点也缩小了，重量轻，形状轻巧美观。每个节点最多可连十八根杆件。节点处的焊接工作量大大减少，安装极为方便，可以拆卸，甚至部需要脚手架就可以在高空逐杆拼装。可用于各类网架，尤以用于四角锥和三角锥组成的网架为好，用钢量约占网架用钢量的1／10，比焊接球节点省钢50％。但是这种节点的缺点使球体加工复杂，价格高，同时钢管端部开孔(放人螺栓用)，不利于防锈，要内外镀锌，而且螺栓球节点属于铰接。

来源：湖南银河钢结构