引言
近些年來，伴隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在建筑工程中的運用日益廣泛�？臻g結(jié)構(gòu)具有受力合理、總量輕、造價低以及形式活潑新穎、能夠突出人類藝術創(chuàng)造力等優(yōu)點，能夠充分利用不同材料的特性，以適應各種變化的建筑造型的需要。但空間結(jié)構(gòu)具有三維結(jié)構(gòu)形體，在荷載作用下為三向受力，結(jié)構(gòu)成形和受力分析都極為復雜。近年來，計算機的普及使得大跨度空間結(jié)構(gòu)以異乎尋常的速度發(fā)展起來，對現(xiàn)代建筑產(chǎn)生了重大的影響。
為滿足現(xiàn)代社會生活和居住環(huán)境的需要，人們需要更大的覆蓋空間，如大型會場、體育館、飛機庫、展覽館和候車室等。這些建筑物的跨度要求越來越大，幾十米甚至更大，滿足這種大跨度要求的屋蓋體系只能是空間結(jié)構(gòu)，因而空間結(jié)構(gòu)成為一種備受關注的結(jié)構(gòu)形式。
一 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢體現(xiàn)在大中跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)，這時采用網(wǎng)架比采用門式剛架及鋼屋架更經(jīng)濟合理。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最大的特點是由于桿件之間互相支撐作用，剛度大，整體陛好，抗震能力強，而且能夠承受由于地基不均勻沉降所帶來的不利影響；即使在個別桿件受到損傷的情況下，也能自動調(diào)節(jié)桿件內(nèi)力，保持結(jié)構(gòu)的安全。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的適應性大，既適用于中小跨度的建筑，也適用于大跨度的房屋，而且從建筑平面形式來說，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也可以適應于各種平面形式的建筑：如矩形，圓形，扇形及各種多邊形的平面建筑形式。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)取材方便，一般多采用Q235鋼或16Mn鋼，桿件截面形式多采用鋼管或型鋼(型鋼以角鋼為主)，并且可以用小規(guī)格的桿件截面建造大跨度的建筑。另外，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由于它的桿件規(guī)格劃一，適宜工廠化生產(chǎn)，為加速工程進度提供了有利條件和保證。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可用通用的計算程序進行分析，制圖簡便，加上網(wǎng)架本身所具有的特點和優(yōu)越性，給網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了有利的條件。
二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形式
常用的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式有：
1、由平面析架系組成的兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架镢向斜交斜放網(wǎng)架)三向網(wǎng)架；
2、由四角錐體組成的正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、星型四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架；
3、由三角錐體組成的三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架、蜂窩形三角錐網(wǎng)架。各種形式的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的組成方式、幾何特征、剛度特征、受力特征及施工特點。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型
網(wǎng)架的網(wǎng)格單元分為三大類：
1)交叉桁架體系：常見有兩向正交正放、兩向正交斜放、兩向斜交斜放、三向、單向折線形。
2)四角錐體系：常見有正放四角錐、正放抽空四角錐、棋盤形四角錐、斜放四角錐、星形四角錐。
3)三角錐體系：常見有三角錐、抽空三角錐、蜂窩形三角錐。網(wǎng)架的支承情況一般有周邊支承、點支承、三邊或兩邊支承等形式。
網(wǎng)架的選型主要根據(jù)工程平面形狀、尺寸、屋面荷載及構(gòu)造以及材料供應情況等綜合分析確定。表1給出了各種支撐情況及平面形狀下適宜的網(wǎng)架類型。
三 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設計分析
1、網(wǎng)格尺寸及網(wǎng)架高度的確定
衡量一個網(wǎng)架幾何尺寸的優(yōu)劣，其主要指標：一是網(wǎng)架的內(nèi)力是否均勻，二是網(wǎng)架的用鋼量在同樣跨度及荷載下是否最省。一般網(wǎng)架設計時，建筑方案已定，這樣，直接影響網(wǎng)架設計優(yōu)劣的因素，主要是網(wǎng)格尺寸的大小和網(wǎng)架高度兩個指標。
網(wǎng)架高度直接影響桿件內(nèi)力大小，特別是上、下弦桿。當網(wǎng)架高度變大時，上下弦桿內(nèi)力明顯減小，部分腹桿內(nèi)力也有所減少。網(wǎng)架高度與網(wǎng)架的跨度、荷載大小、節(jié)點形式、平面形狀、支承情況及起拱等因素有關。
2、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)造
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造包括屋面排水坡度，多點支承網(wǎng)架的柱帽設計，再分式腹桿設計，網(wǎng)架的起拱度等。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)跨度大，屋面排水坡度應予以重視。通常有在上弦節(jié)點上加小立柱找坡、網(wǎng)架變高度找坡及整個網(wǎng)架起坡三種起坡形式。多點支承網(wǎng)架一般受力最大的是柱帽部分，設計施工時，應注意柱帽的處理。
3、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計算方法
(1)計算中對稱性的利用
空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為高次超靜定體系，但其節(jié)點位移和桿件內(nèi)力都是由最終的荷載狀態(tài)控制。如果結(jié)構(gòu)體系及所承受的荷載都是對稱的，為減少計算工作量，可以取整個網(wǎng)架的1／2n(n為對稱面數(shù)量 行分析。此時，對稱面上所有被截斷的桿件，應進行邊界處理。
(2)網(wǎng)架節(jié)點構(gòu)造
節(jié)點構(gòu)造的好壞將直接影響網(wǎng)架的工作性能、安裝質(zhì)量及工程造價等。目前我國最常用的是鋼板節(jié)點和球節(jié)點，球節(jié)點又分為焊接空心球節(jié)點和螺栓球節(jié)點。
a．鋼板節(jié)點
鋼板節(jié)點的特點是受力復雜，零件多，焊縫多，費鋼材。尤其是弦桿的內(nèi)力較大時，因不能另加蓋板連接，只能靠節(jié)點板傳力。這就增加了節(jié)點板內(nèi)力分布的復雜性。在焊接鋼板節(jié)點中，當角焊縫強度不足時，可采用槽焊與角焊縫為主的連接設計節(jié)點時應保證各匯交桿件的重心線交與一點，同時也應保證桿件連接焊縫的中心與桿件截面中心重合，避免產(chǎn)生偏心力。節(jié)點板厚度的選擇與平面析架相同，一般根據(jù)相交桿的最大內(nèi)力確定，應比連接桿件厚度~II2mm，且不小于6ram。
b．焊接空心球節(jié)點
它適用于采用鋼管桿件的各種網(wǎng)架。其優(yōu)點是：球體無方向性，可和任意方向的桿件相連，把鋼管垂直于本身軸線切斷，與空心球節(jié)點對接相連就自然對中，不產(chǎn)生偏心，節(jié)點受力明確。焊接空心球節(jié)點分加肋和不加肋兩種。近年來這種節(jié)點已漸漸被螺栓球節(jié)點所取代。
c．螺栓球節(jié)點
螺栓球節(jié)點由于桿件端部縮小，使節(jié)點也縮小了，重量輕，形狀輕巧美觀。每個節(jié)點最多可連十八根桿件。節(jié)點處的焊接工作量大大減少，安裝極為方便，可以拆卸，甚至部需要腳手架就可以在高空逐桿拼裝�？捎糜诟黝惥W(wǎng)架，尤以用于四角錐和三角錐組成的網(wǎng)架為好，用鋼量約占網(wǎng)架用鋼量的1／10，比焊接球節(jié)點省鋼50％。但是這種節(jié)點的缺點使球體加工復雜，價格高，同時鋼管端部開孔(放人螺栓用)，不利于防銹，要內(nèi)外鍍鋅，而且螺栓球節(jié)點屬于鉸接。
四、結(jié)論
大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的組成形式，對各種網(wǎng)架形式進行了比較，分析了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點、計算方法及節(jié)點構(gòu)造等內(nèi)容。網(wǎng)架節(jié)點構(gòu)造的好壞將直接影響網(wǎng)架的作性能、安裝質(zhì)量及工程造價。在進行網(wǎng)架設計時，應在滿足工作可靠，構(gòu)造簡單，加工核安裝方便，且節(jié)約鋼材的條件下選擇合適的節(jié)點。
參考文獻：
【l】藍天，張毅剛．大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)抗震設計．北京：中國建筑工業(yè)出版社，
2000．
【2】李國強，李杰，蘇小卒．建筑結(jié)構(gòu)抗震設計．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002
