网架结构的类型与选型

    网架结构是在20世纪中叶以来特别是近30多年发展最快的空间结构形式，它是将多根杆件，按照某种规律的几何图形，通过节点连结成的一种网格状的三维杆系结构。

    空间网架结构的外形可以成平板状，也可以呈曲面状。前面称为平面网架结构，常称为网架；后者称为曲面网架或壳形网架结构，常称为网壳。

    网架结构是由诸多杆件按一定规律组成的高次超静定空间结构。它改变了一般平面桁架的受力体系，能够承受来自各方向的荷载。由于杆件之间的相互支撑作用，空间刚度大、整体性好、抗震能力强，能够承受由于地基不均匀沉降带来的不利影响，即使在个别杆件受到损伤的情况下，也能自动调节杆件内力，保证结构的安全。

   网架结构的类型

    网架结构按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。双层网架是由上弦层、下弦层和腹杆层组成的空间结构，是最常用的一种网架结构。三层网架是由上弦层、中弦层、下弦层、上腹杆层和下腹杆层等组成的空间结构。

    双层网架的形式

    双层网架结构的形式有很多种，常用有三大类：即平面桁架系网架、四角锥体系网架及三角锥体系网架。

    平面桁架系网架

    平面桁架系网架由平面桁架组成，平面桁架系网架是由平面桁架交叉组成，根据平面形状和跨度大小，建筑设计对刚度的要求等情况，网架可由两向平面桁架或三向平面桁架交叉而成。这类网架上下弦杆长度相等，而且其上下弦杆和腹杆位于同一垂直平面内。

    两向正交正放网架

    这种网架是由互相交叉的平面桁架交叉而成，其交角为90°，故称为正交；而且两个方向的桁架与边界平行或垂直，故称为正放。其节点构造教简单，便于施工。当由柱子点支承时，可适当利用悬挑长度，能取得较好的经济效果，因其弦杆构成的四边形网格为几何可变体系，因此，一般在其上弦平面周边设置水平支撑杆件，以使网架能有效传递水平荷载。

    两向正交斜放网架

    两向桁架正交，弦杆与边界呈45°交角。这种网架存在长桁架与短桁架交叉的情况，靠角部的短桁架刚度大，这与其垂直的长桁架起支撑作用可降低长桁架跨中弦杆的内力，但同时长桁架在角部会产生负弯矩，如长桁架角点支撑处，会产生较大的拉力。

    三向交叉网架

    三向交叉网架由三个方向桁架按60°交角互相交叉组成，其山下弦杆平面内的网格呈三角形，因此，这种网架是由许多稳定的正棱柱体为基本单元组成。三向交叉网架受力性能好，空间刚度大，能把内力均匀的传给支座，但节点汇交的杆件数量多，量多可达13根，节点构造复杂。它适用于大跨度（60m以上），且建筑平面呈三角形、六边形、多边形和圆形的情况。

    单向折线形网架

    当建筑狭长，长跨方向弦杆内力很小，从承载力可将长向杆件取消，即得沿短向支承的折线网架。折线网架适合狭长矩形平面的建筑。

    四角锥体系网架

    四角锥体系网架是由许多倒置的四角锥体单元按一定规律组成。这类网架的上下弦平面内的网格呈正方型，下弦节点均在上弦网格球心的投影线上，与上弦网格的四个节点用斜腹杆相连，即形成倒置的四角锥体单元。各独立四角锥体的连接方式可以是四角锥体的底边与底边相连，也可以是四角锥体底边的角与角相连。根据连接方式不同，四角锥体系网架形式有：正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星形四角锥网架、三角锥体系网架。