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[分享]五大钢结构之三“网架”建筑如何深化设计？
作者丨杨勇
单位丨中建五局三公司钢构造事业部
前言
钢构造事业部成立至今累计完成网架构造项目约50万平方，积聚了丰厚的网架深化及施工经历，本文基于这些实践案例，引见网架构造深化设计的内容和要点。
株洲神农文化艺术中心网架——神农文化艺术中心由外墙以及屋盖钢网壳构成空间外型，内部为四层混凝土楼层构造。网壳最大投影面积约90m×87m，地上高度24m，整个网壳工程由2139个焊接球和6400余件钢管组成，钢构造总用钢量约3000吨。
株洲大剧院网架
赣州家居特征小镇展览馆屋面网架——一栋钢框架+屋面网架的展馆建筑，整个建筑呈椭圆形，外型新颖;屋面网架为双层+部分三层网架，屋盖中间位置有突起外型;网架用钢量约1300吨。
赣州家居特征小镇展览馆屋面网架
常德烟厂易地技术改造项目屋面网架——屋面网架由预处置车间等三个单体共16个分区组成，构造方式为正放四角锥平板网架;网架下部构造为混凝土框架;建筑总用钢量约4500吨，面积约13万平方米。
常德烟厂易地技术改造项目屋面网架(加料切烘区)
郴州烟厂易地技术改造项目屋面网架——郴州卷烟厂易地技术改造项目结合工房钢构造按构造分辨别为A1、A2、A3、B1四个区，主要柱距7.5m，主要跨度有30m、36m，屋面网架用钢量约2600吨，面积约6万平方米。
郴州烟厂易地技术改造项目屋面网架
郴州烟叶复烤厂屋面网架——建筑整体由屋面网架和下部混凝土支承构造组成，构造方式为正放四角锥平板网架，屋面设有通习尚楼，网架用钢量约2100吨，面积约5万平方米。
郴州烟叶复烤厂项目屋面网架
北汽滨州制造中心屋面网架——滨州经济开发区北汽海纳川零部件厂房位于山东省滨州市滨州经济技术开发区。由铸造中心车间、发起机车间、变速器壳体加工车间3个单体厂房组成，其中发起机车间、变速器壳体加工车间屋面为正放四角锥式空间网架构造，网架用钢量约1600吨，6万平方米。
北汽滨州制造中心屋面网架
网架构造是一种由支座、杆件、球节点以及围护系统组成的一种建筑构造方式。它属于空间网格构造中开展最快、应用最广的一种。与平面构造体系中构件之间呈现主次关系不同，网架构造是由一整块连续空间体构成或是由许多杆件扩展而成，它的每一构件均是整体构造的一局部，依照空间的几何特性分担接受荷载，内力传送简捷，构造整体性好，因而能用较小的截面完成大的跨度，减轻了却构自重进步整体经济效果。
屋面网架施工现场
解读网架构造深化设计的4局部内容
1、支座节点深化设计
支座节点深化建模
网架普通都放置在柱顶、梁顶等下部支撑构造上，支座节点指的就是支撑构造上的网架节点。网架的深化设计首先从支座节点开端，支座节点的标高、位置决议了网架施工能否能正常停止。
支座节点深化需求留意以下几点：
(1)下部混凝土构造或钢构造顶面标高及预埋件的位置请求精确。
(2)支座节点方式需肯定，常见的有橡胶平板支座、盆式支座，应留意支座的约束方向。
(3)边支座节点常常靠近女儿墙，需留意支座节点与女儿墙间的净距，普通坚持50mm以上。
(4)中间支座承载大，常常底板尺寸较大，需留意下部混凝土柱或钢柱截面能否满足请求，不满足请求状况下需采用扩展柱头节点。
(5)上弦支承式网架，支座位置杆件常常容易与下部支撑构造发作碰撞需求留意复核，支座球节点底部至支座底板间的间隔应满足斜腹杆与柱或连梁不相碰的请求。
(6)网架支座外侧需求采取限位措施。
2、球节点深化设计
螺栓球节点模型
焊接球节点模型
网架球节点方式分为焊接球和螺栓球两种，螺栓球采用高强螺栓紧固衔接，焊接球则采用的是现场焊缝衔接。
球节点深化设计时留意的主要有以下几点：
(1)螺栓球节点配件各消费厂家之间有所不同，在深化前应获得配件数据。
(2)螺栓球节点中钢球、高强螺栓、套筒、紧固螺钉、锥头或封板的资料应契合设计和标准的请求。
(3)螺栓球节点中高强螺栓的等级应依据规格分别选用。
(4)螺栓球的直径应保证相邻螺栓在球体内不相碰并应满足套筒接触面的请求。
(5)螺栓球节点中杆件端部的锥头或封板采用焊接衔接，衔接焊缝的承载力应不低于衔接钢管;锥头截面和封板厚度均应按实践受力大小计算肯定。
(6)焊接球普通是由两个半球焊接而成的空心球，需求依据受力大小肯定能否设置加劲肋。
(7)焊接球的外径与壁厚之比、球外径与主钢管外径之比、球壁厚与主钢管壁厚之比需求满足标准规则：球外径与壁厚之比宜取25~45，球外径与主钢管外径之比宜取2.4~3.0，球壁厚与主钢管壁厚之比宜取1.5~2.0且球壁厚不宜小于4mm。
(8)焊接球与钢管衔接应采用坡口焊缝，钢管与球之间应留有间隙以保证焊缝焊透到达与钢管等强。
(9)焊接球节点衔接杆件数量过多时，为减少球直径允许局部杆件交汇，但应契合标准规则的结构请求：一切汇交杆件的轴线必需经过球中心线;两杆汇交时，截面积大的杆件必需全截面焊在球上(两杆截面积相等时，取受拉杆)，另一杆坡口焊在相汇交杆上，但应保证有3/4截面焊在球上，并应按请求设置加劲肋;受力大的杆件，可按请求设置支托板。
3、支托节点深化设计
支托节点深化建模
支托节点是网架构造与围护构造衔接的纽带，常布置于网架上弦及侧面。
支托节点深化设计需求留意以下几点：
(1)在满足受力请求的前提下，支托与球间衔接尽量采用高强螺栓以减少现场高空焊接量。
(2)支托顶板宜设置成圆形，以保证支托沿杆轴心旋转360度均可定位装置。
(3)支托高度较大时，宜设置斜撑以保证支托的侧向稳定性。
4、檩条天沟围护系统深化设计
屋面檩条天沟围护系统深化建模
网架檩条围护系统常采用主次檩衔接的方式，主檩常采用工字钢、矩形管截面，次檩常采用C型截面。
檩条围护系统深化设计需求留意以下几点：
(1)主檩与支托、主檩与次檩衔接宜采用螺栓衔接。
(2)采用矩形管截面时，应留意檩条端部封堵，防止因内部不便于停止防腐处置而形成锈蚀。
经过以上几点工作
网架的深化设计阶段工作到此完成
网架构造方式多样，能呈现各种外形的建筑平面，而且建筑外型轻巧美观、空间感实足同时又能以较低的用钢量满足大的跨度请求，因而被普遍应用于车站、机场、展馆等大型建筑。网架构造的深化设计不同于其他钢构造类型，需求分离Tekla、3D3S、MST等不同软件来共同完成，请求设计人员愈加全面，能应用不同的工具软件对各细部的深化设计无缝对接。
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