网架与桁架在实际工程中的应用__期刊目录网,论文发表,发表论文,职
分类：农业工程论文发表
时间：2011-02-25 16:41
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摘要：本文以深圳文锦渡客运站屋盖大跨度空间钢管桁架结构为工程背景将理论研究与设计计算相结合，从多方面对网架与桁架结构进行分析研究，以达到优化结构设计的目的。
关键词：大跨度，桁架，结构设计
深圳文锦渡客运站坐落于深圳市罗湖区文锦南路，该工程占地11480㎡，建筑面积38000m2，一层地下室，主楼为钢筋混土框筒结构，客运站为大开间钢结构，外墙为铝单板幕墙。候车厅空间为斜碗形，上大下小，原方案设计屋架为钢桁架，周边用18条箱型钢柱支撑，中部有两组大N柱支撑。在进行施工图设计时，考虑其整体性、施工因素、屋架与钢柱的共同作用等因素，网架改为桁架结构设计。
一、网架与桁架
1.1网架结构
网架结构由处在两个平面内的杆件组成，形成上弦与下弦，其间以腹杆相连而成的网格状结构体系。其具有空间受力的性能，是高次静定的空间结构。网架的受力特点是杆件均为铰接，不能承受弯矩或扭矩，所有杆件只受拉或受压。网架结构的整体性能好，易于制作、施工。
网架结构是利用三角形结构的特点以及金属杆件之间相互支撑的作用形成整体；其空间刚度大，适于大的跨度，可组成平板网架或圆形弯顶；其中平板网架可出六个杆件组成三角形角锥，再由几个角锥结成矩形多向受力的平面网；除三角形角锥外也可用四边形、六边形角锥组成连续的无间隙的体系。圆形穹顶结构是利用圆球可由许多相似三角形或六边形组合而成的概念，利用三角的结构特性，由单层或双层网架组成1/4、1/2、3/4等不同大小的圆。这种结构可用铝等轻质材料建造，重量轻、挠度小，以最少材料获得最大的空间与刚度。图1为常见网架结构。
图1：常见网架结构
1.2桁架结构
桁架结构是常见的受弯梁式体系，桁架的设计、制作与安装都比较简单，构成桁架的上弦、下弦、腹杆与竖杆只承受拉力或压力，其对支座不会产生推力。
立体桁架，是由平面桁架演变而来，常用的做法是把单根的上弦或下弦分成两根，使桁架的截面成为正三角形或倒三角形。结构最大优点是桁架本身是立体的，平面外刚度大，自成一稳定体系，有利于吊装，因而可以简化平面桁架需要设置的支撑。
一个直线拱如果用联系杆抵消水平推力将构成最简单的三角桁架，其构件中的力将只是拉力或压力，实心矩形梁的受力状况表明上端所受压力与下端所受拉力都最大，剪力引起了对角线方向的拉力与压力。如果设想将该梁改由不同的构件联结组成的桁架取代将是十分有利的，上弦杆为受压构件，下弦杆为受拉构件，中间的斜杆或竖杆受拉或受压，当荷载位于接点处时，构件将不会产生弯曲形成一个整体的桁架结构。桁架由于其有利的结构特性可用于较大跨度，如桥梁、屋架等，形式有三角形、矩形、拱形、梯形。图2与3分别为是文锦渡客运站屋顶平面图和屋面主桁架图。
图2：文锦渡客运站屋顶平面图
图3：文锦渡客运站屋面主桁架
二、网架与桁架设计
2.1网架设计
网架结构形式：一般将跨度超过60m的网架称为大跨度网架，而30m以下跨度的称为小跨度网架，介于两者之间的称为中跨度网架。
按网架节点的结构形式区分，常见的有：焊接空心球节点网架、螺栓球节点网架、焊接钢板节点网架、焊接钢管节点网架和杆件直接交汇节点网架。
网架有双层和三层之分。按照几何构成方式，通常将网架分为三个体系：将若干平面桁架用杆件连接构成的网架称为平面桁架体系；以倒置四角锥为单元按一定规则构成的网架称为四角锥体系；以倒置三角锥为单元按一定规则构成的网架称三角锥体系。各体系常见的类型如下：
网架结构选型原则：应综合考虑建筑要求、荷载和造价等因素来决定。从结构设计的角度讲，一般应选择空间作用好、受力合理、节点交汇杆
