钢结构网架结构,作为一种高效、大跨度的空间结构形式,在现代建筑领域中扮演着越来越重要的角色。它由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而成,具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好、造型美观、施工安装方便等优点。在成都及其周边地区,钢结构网架的生产和应用也日益广泛,满足了不同建筑功能和工业需求。了解钢结构网架产品的常见类型,有助于项目方根据具体需求进行选择。
钢结构网架产品根据其网格形式、节点连接方式、受力特点以及应用场景的不同,可以划分为多种类型。以下是一些在成都地区常见的钢结构网架产品类型:
一、 平面桁架结构
虽然严格意义上不属于“网架”(空间网格),但平面桁架是钢结构体系中与网架密切相关的常见形式,常被用于大型屋盖或作为网架的组成单元。
特点: 由上弦杆、下弦杆和腹杆通过节点连接,构成多个三角形稳定单元,主要承受平面内的荷载。结构清晰,传力路径明确。
应用: 广泛应用于单层厂房的屋架、大型公共建筑的屋盖、桥梁、塔架等。在成都,许多工业厂房的屋顶、体育场馆的局部覆盖等会采用平面桁架结构。
二、 空间网架结构(广义)
这是通常意义上所指的“网架”,是真正意义上的空间结构,能够三维受力。
1. 角锥体系网架:
斜放角锥网架: 上、下弦节点均呈正方形或矩形网格,腹杆主要沿45度方向布置,形成斜放的角锥单元。这种网架材料用量较省,空间刚度好,但周边支承时,上弦杆内力较大。适用于中小跨度,尤其适合周边支承。
正放角锥网架(正放四角锥、正放抽空四角锥): 上、下弦节点均呈正方形网格,腹杆与弦杆方向一致。正放四角锥网架刚度好,上、下弦杆件数量多,用料相对较多。正放抽空四角锥网架是在正放四角锥基础上,适当抽掉部分锥体的腹杆和下弦杆,减少了杆件数量,较为经济,但刚度有所降低。适用于点支承、周边支承或周边支承与点支承相结合的场合。
三角锥网架: 上弦为三角形网格,下弦为三角形或六边形网格,腹杆连接上、下弦节点,形成倒置的三角锥体。这种网架受力均匀,空间刚度好,适用于矩形、三角形、多边形建筑平面,尤其适用于大跨度、点支承等情况。
2. 交叉桁架体系网架:
两向正交正放网架: 两个方向的桁架垂直交叉,上、下弦网格均为正方形。构造简单,适用于矩形建筑平面,尤其是周边支承的情况。
两向正交斜放网架: 两个方向的桁架垂直交叉,但与建筑边界成一定角度(通常为45度)。刚度较大,适用于方形或接近方形建筑平面。
三向网架: 三个方向的桁架互成120度交叉。刚度好,下弦杆件内力均匀,但节点构造复杂,适用于大跨度、平面为三角形、六边形或圆形的建筑,常用于体育馆、飞机库等。
蜂窝梁式网架: 上、下弦杆件呈蜂窝状排列,腹杆连接上、下弦。形式独特,但应用相对较少。
三、 网壳结构
网壳结构是曲面形的网格结构,其外形如同薄壳,因而得名。它具有优美的造型和良好的受力性能。
圆柱面网壳: 表面为圆柱形曲面,类似于筒壳。可沿纵向或横向布置支撑。适用于体育场馆、工业厂房、仓库等。
球面网壳(穹顶): 表面为球形或部分球形曲面。造型优美,受力合理。适用于体育馆、展览馆、候机楼大厅等。
双曲抛物面网壳(扭壳): 表面为双曲抛物面,常用于马鞍形屋顶。适用于悬索结构的边缘构件或独立的马鞍形屋盖。
锥形网壳、折板网壳等: 根据建筑造型需求设计的其他形式的网壳。
四、 张弦梁结构
张弦梁结构是由上部的刚性受压构件(通常是梁或拱)和下部的柔性拉索,通过下部的撑杆连接而成的一种混合结构体系。
特点: 利用拉索的预张力来平衡部分荷载,提高结构的整体刚度,减小刚性构件的截面尺寸。形式灵活,可以是大跨度的单跨形式,也可以是多跨连续形式。
应用: 广泛应用于体育场馆、会展中心、车站候车大厅、大型商场等的屋盖结构。
五、 索穹顶结构
索穹顶是一种高效、轻型的预应力张弦结构,主要由拉索(径向索、环索)、压杆(立柱)和薄膜或金属板屋面组成。
特点: 材料利用效率极高,自重非常轻,跨度能力巨大。完全依赖预应力来维持结构的形状和刚度。
应用: 主要用于超大跨度的体育场馆、表演艺术中心等对跨度要求极高的建筑。
六、 其他组合与变体
梁-柱-网架组合结构: 在大型空间结构中,常将网架或网壳与传统的梁、柱结构相结合,形成混合结构体系,以满足特定的建筑功能和受力要求。
特殊造型网架/网壳: 根据独特的建筑设计需求,可以设计出各种非标准、异形的网架或网壳结构,实现特定的艺术效果。
成都钢结构网架产品类型丰富多样,从常见的平面桁架、各类空间网架(角锥体系、交叉桁架体系)、网壳结构,到张弦梁、索穹顶等更高效或具有特定功能的结构形式,以及各种组合结构。每种类型都有其独特的受力特点、构造形式和适用范围。选择哪种类型的钢结构网架产品,需要根据建筑的功能需求、跨度大小、平面形状、荷载条件、美观要求、经济性以及施工条件等多方面因素,经过详细的结构计算和设计论证来确定。了解这些常见的类型及其特点,是进行钢结构网架项目设计、选型和生产的基础。