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三角锥及四角锥钢结构网架的常用形式
发布时间:2014-07-15
一、三角锥体系网架三角锥体系钢结构网架的基本单元是锥底为正三角形的倒置三角锥。锥底三条边为网架上弦杆,棱边为网架的腹杆,连接锥顶的杆件为网架下弦杆。三角锥网架主要有三种形式。
(1)三角锥钢结构网架
三角锥网架上下弦平面均为正三角形网格,上下弦节点各连9根杆件。当网架高度为网格尺寸的2/3倍时,上下弦杆和腹杆等长。三角锥网架受力均匀,整体性和抗扭刚度好,适用于平面为多边形的大中跨度建筑。
(2)抽空三角锥钢结构网架
保持三角锥网架的上弦网格不变,按一定规律抽去部分腹杆和下弦杆,可得到抽空三角锥网架。抽杆方法是沿网格周边一圈的网格不抽杆,内部从第二圈开始沿三个方向每间隔一个网格抽掉部分杆,则下弦网格成为多边形的组合。抽杆后,网架空间刚度受到削弱。下弦杆数量减少,内力较大。抽空的三角锥网架适用于平面内为多边形的中小跨度建筑。
(3)蜂窝形三角锥钢结构网架
蜂窝形三角锥网架。上弦网格为三角形和六边形,下弦网格为六边形。腹杆与下弦杆位于同一竖向平面内。节点、杆件数量都较少,适用于周边支承,中小跨度屋盖。蜂窝形三角锥网架本身是几何可变的,借助于支座水平约束来保证其几何不变。
二、四角锥体系钢结构网架
钢结构工程中四角锥体系网架是由若干个倒置的四角锥按一定规律组成。钢结构网架上下弦平面均为方形网格,下弦节点均在上弦网格形心的投影线上,与上弦网格四个节点用斜腹杆相连。通过改变上下弦的位置、方向,并适当地抽去一些弦杆和腹杆,可得到各种形式的四角锥钢结构网架。
(1)正放四角锥钢结构网架
建筑平面为矩形时,正放四角锥体钢结构网架上下弦杆均与边界平行或垂直。上下弦节点个连接8根杆件,构造较统一。如果网格两个方向尺寸相等且腹杆与下弦平面夹角为45°。上下弦杆和腹杆长度均相等。正放四角锥体网架空间刚度较好,但杆件数量较多,用钢量偏大。适用于接近方形的中小跨度网架,宜采用周边支承。
(2)正放抽空四角锥钢结构网架
将正放四角锥钢结构网架适当抽掉一些腹杆和下弦杆,如每隔一个网格抽去斜腹杆和下弦杆,使下弦网格的宽度等于上弦网格的二倍,从而减小杆件数量,降低了用钢量,但刚度较正放四角锥网架弱一些。在抽空部位可设置采光或通风天窗。由于周边网格不宜抽杆,两个方向网格数宜取奇数。
(3)棋盘形四角锥钢结构网架
在正放四角锥网架基础上,保持周边四角锥不变,中间四角锥间隔抽空,上弦杆为正交正放,下弦杆与边界成45°角,为正交斜放。这种钢结构网架上弦短杆受压,下弦长杆受拉,节点汇交杆件少。适用于小跨度周边支承情况。
(4)斜放四角锥钢结构网架
将正放四角锥上弦杆相对于边界转动45°放置,则得到斜放四角锥钢结构网架。上弦网格呈正交斜放,下弦网格为正交正放。钢结构网架上弦杆短,下弦杆长,受力合理。下弦节点连接8根杆,上弦节点只连6根杆。适用于中小跨度周边支承,或周边支承与点支承相结合的矩形平面。
(5)星形四角锥钢结构网架
星形四角锥钢结构网架的组成单元形似一星体。将四角锥底面的四根杆用位于对角线上的十字交叉杆代替,并在中心加设竖杆,即组成星形四角锥。十字交叉杆与边界成45°角,构成网架上弦,呈正交斜放。下弦杆呈正交正放。腹杆与上弦杆在同一竖向平面内。星形网架上弦杆长度时,上弦杆与竖杆等长,斜腹杆与下弦杆等长。星形钢结构网架一般用于中小跨度周边支承情况。
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