入门篇：钢结构网架设计详细介绍

来源：建筑工程鲁班联盟、钢结构设计

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网架结构具有自重轻、刚度大、抗震性能优异、便于工厂化生产、安装便利、能承受地基不均匀沉降等优点；网架结构适应性强，适用于大中小各种跨度的建筑；网架支承灵活，既可以采用四周周边支承与三边支承，也可以采用四点或多点支承，还可以采用周边支承与点支承混合支承。

网架结构在我国广泛应用，既可以用于体育馆、剧院、食堂、餐厅等公共建筑，也可用于工业厂房车间屋盖等工业建筑。细数网架结构优点一二三，本文基于钢结构的网架基本形式与选型，给入门初学者提供一些参考和帮助。

天府国际机场货运区网架

赣州展览馆网架

 

网架的选型应该结合建筑的平面形状、要求、荷载和跨度的大小、支承情况和经济等因素综合考虑。通常我们按跨度大小划分为：60m跨度以上为大跨度；30m至60m为中跨度；30m以下为小跨度。

一

平面桁架体系

1  

双向正交正放网架  

结构特点： 平面内为几何可变。为增加其空间刚度并有效地传递水平荷载，应沿网架支承周边的上（下）弦平面内设置附加斜杆。周边支承接近正方形平面，受力均匀，杆件内力差别不大。随边长比加大，单向受力特征明显，对于点支承网架，支承附近的杆件及主桁架跨中弦杆内力大，其他部位内力小。

适用情况： 矩形平面，周边支承，边长比小于1.5，各种跨度均可使用。

2  

双向正交斜放网架  

结构特点： 由于网架为等高，故角部短桁架刚度较大,并对与它。垂直的长桁架起一定的弹性支承作用，从而减少了桁架中部的弯矩。刚度较两向正交正放网架为大。矩形平面时，受力较均匀。网架四角支座处有向上的拉力。

适用情况： 矩形平面，周边支承，边长比小于1.5，各种跨度均可使用。

3  

单向折线形网架  

结构特点： 类似于立体桁架，但不需布置支撑体系。只有沿跨度方向上、下弦杆，呈单向受力状态。为加强其空间刚度，应在其周边增设部分上弦杆件。

适用情况： 矩形平面，周边支承，边长比大于2。

4  

三向网架  

结构特点： 基本单元为几何不变。整个网架的空间刚度大于两向网架。能均匀地把力传至支承系统,受力性能较好。杆件数和节点数多，节点构造复杂（最多一个节点汇交13根杆件）。

适用情况： 适用于圆形或多边形平面，周边有规则网格，适合于大跨度工程。

二

四角锥体系

1  

正放四角锥网架  

结构特点： 空间刚度比其他四角锥网架及两向网架为大。受力比较均匀。

适用情况： 适用于平面形状为矩形的周边支承网架，边长比小于1.5，大跨度工程。

2  

正放抽空四角锥网架  

结构特点： 空间刚度较正放四角锥网架为小，下弦杆内力增大。

适用情况： 适用于平面形状为矩形的周边支承网架，边长比大于1.5。

3  

棋盘形四角锥网架  

结构特点： 空间刚度较正放四角锥网架为小，下弦杆内力增大。当周边布置成满锥时，刚度较好。这种网架受压上弦杆短,受拉下弦杆长，能充分发挥杆件截面的作用，受力合理。

适用情况： 适用于平面形状为矩形的周边支承网架，边长比大于1.5，中小跨度。

4  

斜放四角锥网架  

结构特点： 空间刚度较正放四角锥网架为小。

适用情况： 适用于平面形状为矩形的周边支承网架，边长比大于1.5。

5  

星形四角锥网架  

结构特点： 其刚度较差，不如正放四角锥网架。其竖杆受压，内力等于上弦节点荷载。

适用情况： 适用于平面形状为矩形的周边支承网架，边长比小于等于1.5，中小跨度。

三

三角锥体系

1  

三角锥网架  

结构特点： 基本单元为几何不变体系，整体抗扭和抗弯刚度较好，受力比较均匀。

适用情况： 适用于平面形状为圆形、多边形的周边支承网架，边长比大于1.5，大跨度工程。

2  

抽空三角锥网架  

结构特点： 下弦杆内力增大且均匀性稍差，刚度较三角锥网架差。

适用情况： 适用于平面形状为圆形、六边形的周边支承网架，边长比大于1.5。

3  

蜂窝形三角锥网架  

结构特点： 这种网架受压上弦杆短，受拉下弦杆长，能充分发挥杆件截面的作用，受力合理，刚度较三角锥网架差。

适用情况： 适用于平面形状为圆形、六边形的周边支承网架，中小跨度。

总结综合以上各形网架特点，将网架选型总结见下表：