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摘要：网架设计是钢结构设计里面比较普遍的一种结构设计形式，在实际工程中，主要依靠软件设计的成分比较大，本文主要探讨空间网架结构的设计要点。
关键词：空间网架结构；设计要点；措施
Abstract: network design is steel structure design in common a structure design form, in the actual project, the design of software relies mainly on the composition is bigger, this paper mainly discusses the design points of the space grid structure.
Keywords: space grid structure; Key points of the design; measures
中圖分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1空间网架的建筑设计
1.1网架选型
空间网架结构形式多种多样，按结构组成分类，有单层网壳、双层和多层网架；按支承情况分类，有周边支承网架、多点支承网架及周边和多点结合支承网架；按网格组成情况分类，有平面交叉桁架体系、空间桁架体系及表皮受力体系；按球节点形式分类，有螺栓球节点网架，焊接球节点网架等等。其中正放四角锥网架是目前应用最为广泛的空间网架形式。
空间网架结构之所以应用广、发展快，除了其受力合理性和经济实用型外，其多变的造型，能赋予建筑师丰富的想象力和广阔的设计空间。同样，置身于大型工业厂房中，屋面网架结构以其规则的网格，富有立体感的正放四角锥组合，能让人感到赏心悦目。这种屋面形式与功能的和谐统一，是普通钢结构屋面无法达到的，因此，空间网架结构形式越来越受到建筑师的亲睐。
1.2设计模型的建立
网架选型后，设计者还必须确定网架的计算单元，网格尺寸和矢高即网架高跨比、格跨比等基本参数，从而建立起计算模型。
一般形状较规则的中小型网架，温度影响不大。因此，网架可以作为一个计算单元。大型网架或平面形状很不规则的网架，考虑到温度变化对网架杆件及支座受力影响较大，安装累积误差不易调整，因为，应将整体网架划分成为多个相互独立工作的计算单元。
网架的高跨比、格跨比是确定网架尺寸的重要参数，它与网架跨度大小、柱网尺寸、屋面材料、构造要求及建筑功能有关。
1.3屋面材料
屋面材料的选择直接关系到网架结构的经济分析。不同的屋面板具有不同的自重及屋面活载荷，因而影响网架的用钢量。采暖地区的民用建筑屋面一般采用隔热保温效果好的复合夹芯板，工业厂房热车间屋面板一般采用彩色压型钢板等轻屋面形式。有特殊要求时，则采用其他的屋面板吗。
1.4屋面排水
网架结构屋面排水方式与普通钢屋架屋面一样，可分为内排水和外排水方式。
内排水方式可以减少屋面汇水面积及天沟尺寸，同时降低网架上弦支托的高度，这种排水方式在一些形状不规则的复杂网架结构中经常采用。
外排水方式构造简单，应用较广。特别是在大型工业厂房网架设计中，各种工艺管道较多，地下设备基础复杂，而且厂房柱上多设有桥式吊车，所有这些都极大地影响了内排水方式中排水管的行走路线。因此，宜优先采用外排水方式。
1.5天窗
对于网架结构屋面而言，天窗结构有两种形式，一种是普通钢天窗架形式，另一种是网架形式。前一种形式的天窗与网架屋面是独立的两部分。天窗只是作为网架荷载输入到网架屋面的计算中，此时，虽然网架安装要简单一些，但结构形式是不协调的，而后一种天窗形式中，天窗本身就是网架，与屋面网架练成一个整体结构，在局部形成了三层网架，这样，对于大型平板网架来说，网架天窗在局部形成强受力带，起到了加劲肋的作用。
1.6荷载和组合
一般来书荷载组合由计算机程序自动完成，特殊荷载组合可以人工干预，目前，较为优秀的网架设计软件是浙江大圩编制的MSTCAD空间网架结构设计软件。
1.7支座设计
支座设计时网架结构设计的重要环节，网架支座应保证传力可靠，构造简单，一般的网架可以选用平板支座或弧形板支座，支座处变形大的网架可以选用球铰支座或橡胶支座。计算时所选用的支座形式应力求与实际的支座工作性能相吻合，否则对网架结构极为不利。
1.8网架设计与生产使用功能相统一
一般民用或公共建筑网架设计应综合考虑建筑使用功能、照明布置、空调管道、吊顶、悬挂设施及检修通道等。
2网架结构计算及分析
在网架计算过程中，主要包括支座情况的设置，荷载的输入，工况的组合，以及计算结果的调整。可能会遇到的问题：
2.1风荷载的。特别是异形结构注意对风荷载各种参数的理解，准确输入，反映真实受力，看杆件在不同工况下内力是否反号。
2.2支座情况的模拟。需要注意的是支座构件是悬臂立柱时，需要设置为弹性支座会更加准确一些，其他支座只要有圈梁的支座构件，都可以设置为简支支座。
2.3工况组合的时候，主要注意重力荷载有利时候要考虑分项系数为1.0；
2.4计算结果的调整。一般有两种情况：杆件内力不过，主要通过调整网架厚度及增加杆件截面来调整，杆件内力过了，但是挠度不过，主要也是通过增加网架厚度和人为增大重要部位的杆件来减小挠度。所以建议在初期建模型的时候，网架网格划分的时候，尽量想的周全一些，多花一点时间，好的网格划分会很大程度上减少后续工作。
2.5出现结构几何可变。主要检查方法：消除多余杆件及节点、支座对分法判断，分层显示查找法判断。
2.6螺栓设计，球节点设计。注意螺栓大小应根据杆件轴力来设计，一般不用最大轴力控制螺栓大小。同时在球节点设计中，最小螺栓设定时候，一般软件默认的螺栓一般都偏小，需要认为调大一点，这样更容易在螺栓球验算中通过。
3出图部分
网架结构出图主要是螺栓球球图计算和加工图施工图的出图。需要注意以下问题：
3.1在出加工图前，复核现场的所有支座位置的准确坐标。即根据现有的支座坐标调整模型中的支座位置，计算满足后才能够出具加工图，没有经过现场复核支座尺寸的所有网架施工图、球图，都不具有加工的意义（一般作投标报价用）。
3.2在出施工图的时候，有可能会遇到出图程序死掉的情况，或者不能够出图等情况，一般只要把模型考到非安装程序所在盘符下，重新出图就可以了。
3.3在计算球图的时候，基准面的选取。一般上弦层工艺孔朝上，下弦层一般也朝上，要是需要吊顶则工艺空朝下。水平网架一般都选水平面为基准面，弧形网架一般都选用拟合平面比较好，但是多个弧线相交的位置最好重新用其他基准面来计算。
3.4关键一点是精确。就是网架模型在计算软件里面，平面所在的位置，一定要移动到基点零零零，不然出图时会产生很多微小的角度上的差别，甚至影响网架球的安装。
空间网架结构作为一种美观、经济合理的结构形式，越来越多地应用于建筑设计中。
关键词：空间网架结构；设计要点；措施
Abstract: network design is steel structure design in common a structure design form, in the actual project, the design of software relies mainly on the composition is bigger, this paper mainly discusses the design points of the space grid structure.
Keywords: space grid structure; Key points of the design; measures
中圖分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1空间网架的建筑设计
1.1网架选型
空间网架结构形式多种多样，按结构组成分类，有单层网壳、双层和多层网架；按支承情况分类，有周边支承网架、多点支承网架及周边和多点结合支承网架；按网格组成情况分类，有平面交叉桁架体系、空间桁架体系及表皮受力体系；按球节点形式分类，有螺栓球节点网架，焊接球节点网架等等。其中正放四角锥网架是目前应用最为广泛的空间网架形式。
空间网架结构之所以应用广、发展快，除了其受力合理性和经济实用型外，其多变的造型，能赋予建筑师丰富的想象力和广阔的设计空间。同样，置身于大型工业厂房中，屋面网架结构以其规则的网格，富有立体感的正放四角锥组合，能让人感到赏心悦目。这种屋面形式与功能的和谐统一，是普通钢结构屋面无法达到的，因此，空间网架结构形式越来越受到建筑师的亲睐。
1.2设计模型的建立
网架选型后，设计者还必须确定网架的计算单元，网格尺寸和矢高即网架高跨比、格跨比等基本参数，从而建立起计算模型。
一般形状较规则的中小型网架，温度影响不大。因此，网架可以作为一个计算单元。大型网架或平面形状很不规则的网架，考虑到温度变化对网架杆件及支座受力影响较大，安装累积误差不易调整，因为，应将整体网架划分成为多个相互独立工作的计算单元。
网架的高跨比、格跨比是确定网架尺寸的重要参数，它与网架跨度大小、柱网尺寸、屋面材料、构造要求及建筑功能有关。
1.3屋面材料
屋面材料的选择直接关系到网架结构的经济分析。不同的屋面板具有不同的自重及屋面活载荷，因而影响网架的用钢量。采暖地区的民用建筑屋面一般采用隔热保温效果好的复合夹芯板，工业厂房热车间屋面板一般采用彩色压型钢板等轻屋面形式。有特殊要求时，则采用其他的屋面板吗。
1.4屋面排水
网架结构屋面排水方式与普通钢屋架屋面一样，可分为内排水和外排水方式。
内排水方式可以减少屋面汇水面积及天沟尺寸，同时降低网架上弦支托的高度，这种排水方式在一些形状不规则的复杂网架结构中经常采用。
外排水方式构造简单，应用较广。特别是在大型工业厂房网架设计中，各种工艺管道较多，地下设备基础复杂，而且厂房柱上多设有桥式吊车，所有这些都极大地影响了内排水方式中排水管的行走路线。因此，宜优先采用外排水方式。
1.5天窗
对于网架结构屋面而言，天窗结构有两种形式，一种是普通钢天窗架形式，另一种是网架形式。前一种形式的天窗与网架屋面是独立的两部分。天窗只是作为网架荷载输入到网架屋面的计算中，此时，虽然网架安装要简单一些，但结构形式是不协调的，而后一种天窗形式中，天窗本身就是网架，与屋面网架练成一个整体结构，在局部形成了三层网架，这样，对于大型平板网架来说，网架天窗在局部形成强受力带，起到了加劲肋的作用。
1.6荷载和组合
一般来书荷载组合由计算机程序自动完成，特殊荷载组合可以人工干预，目前，较为优秀的网架设计软件是浙江大圩编制的MSTCAD空间网架结构设计软件。
1.7支座设计
支座设计时网架结构设计的重要环节，网架支座应保证传力可靠，构造简单，一般的网架可以选用平板支座或弧形板支座，支座处变形大的网架可以选用球铰支座或橡胶支座。计算时所选用的支座形式应力求与实际的支座工作性能相吻合，否则对网架结构极为不利。
1.8网架设计与生产使用功能相统一
一般民用或公共建筑网架设计应综合考虑建筑使用功能、照明布置、空调管道、吊顶、悬挂设施及检修通道等。
2网架结构计算及分析
在网架计算过程中，主要包括支座情况的设置，荷载的输入，工况的组合，以及计算结果的调整。可能会遇到的问题：
2.1风荷载的。特别是异形结构注意对风荷载各种参数的理解，准确输入，反映真实受力，看杆件在不同工况下内力是否反号。
2.2支座情况的模拟。需要注意的是支座构件是悬臂立柱时，需要设置为弹性支座会更加准确一些，其他支座只要有圈梁的支座构件，都可以设置为简支支座。
2.3工况组合的时候，主要注意重力荷载有利时候要考虑分项系数为1.0；
2.4计算结果的调整。一般有两种情况：杆件内力不过，主要通过调整网架厚度及增加杆件截面来调整，杆件内力过了，但是挠度不过，主要也是通过增加网架厚度和人为增大重要部位的杆件来减小挠度。所以建议在初期建模型的时候，网架网格划分的时候，尽量想的周全一些，多花一点时间，好的网格划分会很大程度上减少后续工作。
2.5出现结构几何可变。主要检查方法：消除多余杆件及节点、支座对分法判断，分层显示查找法判断。
2.6螺栓设计，球节点设计。注意螺栓大小应根据杆件轴力来设计，一般不用最大轴力控制螺栓大小。同时在球节点设计中，最小螺栓设定时候，一般软件默认的螺栓一般都偏小，需要认为调大一点，这样更容易在螺栓球验算中通过。
3出图部分
网架结构出图主要是螺栓球球图计算和加工图施工图的出图。需要注意以下问题：
3.1在出加工图前，复核现场的所有支座位置的准确坐标。即根据现有的支座坐标调整模型中的支座位置，计算满足后才能够出具加工图，没有经过现场复核支座尺寸的所有网架施工图、球图，都不具有加工的意义（一般作投标报价用）。
3.2在出施工图的时候，有可能会遇到出图程序死掉的情况，或者不能够出图等情况，一般只要把模型考到非安装程序所在盘符下，重新出图就可以了。
3.3在计算球图的时候，基准面的选取。一般上弦层工艺孔朝上，下弦层一般也朝上，要是需要吊顶则工艺空朝下。水平网架一般都选水平面为基准面，弧形网架一般都选用拟合平面比较好，但是多个弧线相交的位置最好重新用其他基准面来计算。
3.4关键一点是精确。就是网架模型在计算软件里面，平面所在的位置，一定要移动到基点零零零，不然出图时会产生很多微小的角度上的差别，甚至影响网架球的安装。
空间网架结构作为一种美观、经济合理的结构形式，越来越多地应用于建筑设计中。