CN214402375U - 一种大跨度条网结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大跨度条网结构，其包括若干个条状网格并排间隔组成，所述条状网格为四角锥网格体系，由上弦杆、下弦杆和腹杆通过节点连接组成，所述上弦杆、下弦杆和腹杆均采用钢管，所述条状网格的两端上弦节点设有支座，且每端支座的数量不少于两个。本实用新型的条网结构的用钢量比网架结构低，稳定性好，施工速度快，施工难度低，间接经济效益明显，分析和设计难度低，易于推广实施。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是建筑结构领域中的一种新型大跨度屋盖钢结构，具体地说是一种用于大跨度平屋盖的条网结构。
背景技术
大跨度平屋盖的屋面坡度较小，在屋面荷载作用下，屋盖结构以受弯为主，目前国内外大跨度平屋盖普遍采用桁架结构或网架结构。
桁架结构用于大跨度平屋盖时，无论是采用平面桁架还是采用三管或四管立体桁架，均为单向传力体系，也即桁架将屋面荷载沿桁架跨度方向传递给下部结构，因此桁架的截面高度均大于截面宽度，为防止桁架发生整体失稳，需设置侧向支撑；同时，由于相邻两榀桁架的间距较大(通常不小于6m)，无法直接铺设屋面板，需要通过设置次桁架或次梁将屋面荷载传递给桁架。桁架施工一般采用整体吊装，施工速度快，难度低，但应及时安装侧向支撑，否则会发生整体失稳。
网架结构用于大跨度平屋盖时，类似于平板，可双向传力，且不会发生整体失稳，不需要设置侧向支撑，又因网架结构的网格尺寸有限(多为3m×3m左右)，无需设置次桁架或次梁。当大跨度平屋盖的尺寸较大时，网架结构对温度作用和安装误差比较敏感，需要采取相应措施，否则会产生较大的内部应力。网架结构的施工方法有多种，采用高空散装法时，需搭设满堂脚手架，安装误差大、施工成本高且速度慢；采用整体提升法或高空滑移法时，施工速度快，但技术难度较高。当网架只能两对边支承或虽四边支承但网架的长宽比超过2 时，属于单向传力，不能发挥双向传力优势，垂直于传力方向的杆件和节点导致用钢量增加，不经济。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种可用于大跨度平屋盖的条网结构，该新型结构的构件和节点做法与网架结构相同，但受力性质与立体桁架类似，属于单向传力体系。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种大跨度条网结构，包括若干个条状网格并排间隔组成，所述条状网格为四角锥网格体系，由上弦杆、下弦杆和腹杆通过节点连接组成，所述上弦杆、下弦杆和腹杆均采用钢管，所述条状网格的两端上弦节点设有支座，且每端支座的数量不少于两个。
可选的，所述节点为焊接球或螺栓球。
可选的，所述条状网格的跨度为L，所述网格的高度h取(1/12～1/16)L。
可选的，所述条状网格的宽度B1不小于1.5h且至少为两个网格，所述条状网格的高度为h。
可选的，所述条状网格的间隙B2不超过一个网格宽度。
可选的，所述条状网格的下弦杆沿条状网格的跨度L方向水平设置。
可选的，所述条状网格的上弦杆沿条状网格的跨度L方向水平设置或起坡设置。
可选的，当上弦杆沿条状网格的跨度L方向水平设置时，在上弦杆的节点上设置高度不同的小立柱以形成屋面坡度。
可选的，所述上弦杆、下弦杆和腹杆中，相邻杆件间的夹角不小于30°。
可选的，所述支座与下部结构相连。
本实用新型的描述中，所述“大跨度”是指跨度不小于12m，能够采用桁架结构或网架结构的大跨度平屋盖均可采用本实用新型的大跨度条网结构。所述“下部结构”指大跨度平屋盖下部用于支承支座的结构。
本实用新型的一种大跨度条网结构具有以下优点：
条状网格的截面宽高比B1/h大于1.5且每端不少两个支座，不存在整体稳定问题，不需要设置侧向支撑；
条状网格的间隙B2不超过一个网格宽度，不需要设置次桁架或次梁，直接铺设重型屋面板或通过檩条铺设轻质屋面板即可；
大跨度条网结构用于单向传力平屋盖时，与同条件的网架结构相比，沿受力方向的上弦杆数量没有减少，其余杆件和节点数量之间显著减小，用钢量可节省15％～30％，直接经济效益显著；
因条状网格是独立结构，可在地面完成组装后整体吊装就位，施工速度快，施工难度低，间接经济效益明显；
因相邻条状网格之间有间隙，室内空间通透，新颖美观。
大跨度条网结构采用现有的结构分析手段和设计方法，分析和设计难度低，易于推广实施。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型的大跨度条网结构示意图；
图2是某屋盖采用条网结构的示意图；
图3是某屋盖采用网架结构的示意图。
附图标记说明：
1—条状网格；2—上弦杆；3—下弦杆；4—腹杆；5—节点；6—支座；7—下部结构；L—跨度；B1—宽度；B2—间隙；h—高度。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
实施例
一种大跨度条网结构，由若干个条状网格1并排间隔组成。如图1所示，所述条状网格 1为四角锥网格体系，由上弦杆2、下弦杆3和腹杆4通过节点5连接组成。所述上弦杆2、下弦杆3和腹杆4均采用钢管，所述节点5可采用焊接球或螺栓球，所述条状网格1的两端上弦节点通过支座6简支到下部结构7上，且每端支座6的数量不少于两个。
为实现预定功能，下面对本实用新型一种大跨度条网结构的几何尺寸及结构布置规定如下：
条状网格1的两端简支到下部结构7上，属于单向传力体系，条状网格1的跨度L取平屋盖的跨度。
从经济角度考虑，条状网格1的高度h宜取(1/12～1/16)L。
为增加条状网格1的抗侧刚度，防止条状网格1发生整体失稳，条状网格1的宽度B1应不小于1.5h且至少为两个网格，条状网格1每端支座6的数量不少于两个。
为便于铺设屋面板且使屋面板的规格尺寸尽可能一致，条状网格1的间隙B2应不超过一个网格的宽度。
为防止条状网格1对下部结构7产生较大的水平推力，条状网格1的下弦杆3应沿跨度 L方向水平设置。
为便于屋面排水，条状网格1的上弦杆2沿跨度L方向可水平设置或起坡设置，当水平设置时，可在上弦节点5上设置高度不同的小立柱来找坡。
为防止节点5处杆件碰撞，网格尺寸应使相邻杆件间的夹角不小于30°。
算例
工程资料：某大跨度平屋盖的平面轴线尺寸为60m×24m，上弦恒载为0.3kN/m2，屋面活载为0.5kN/m2，风荷载为0.45kN/m2，雪荷载为0.3kN/m2，所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第二组，节点采用焊接球，构件采用Q235钢。
该屋盖分别采用条网结构(图2)和网架结构(图3)两种形式，边界条件、网格尺寸、荷载、材料、应力比完全相同，仅高度h不同，计算结果见表1。
表1计算结果
从表1中可以看出，在边界条件、网格尺寸、荷载、材料、应力比均相同的条件下：
1.条网结构的用钢量比网架结构低16％～20％；
2.条网结构的挠度比网架结构大9％～23％，但最大值仅为L/602，远低于规范要求的 L/250，满足规范要求。
3.h取L/14时用钢量较低，超过(1/12～1/16)L时用钢量都会显著增大，不经济。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种大跨度条网结构，其特征在于，包括若干个条状网格并排间隔组成，所述条状网格为四角锥网格体系，由上弦杆、下弦杆和腹杆通过节点连接组成，所述上弦杆、下弦杆和腹杆均采用钢管，所述条状网格的两端上弦节点设有支座，且每端支座的数量不少于两个。
2.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述节点为焊接球或螺栓球。
3.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述条状网格的跨度为L，所述网格的高度h取1/12～1/16L。
4.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述条状网格的宽度B1不小于1.5h且至少为两个网格，所述条状网格的高度为h。
5.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述条状网格的间隙B2不超过一个网格的宽度。
6.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述条状网格的下弦杆沿条状网格的跨度L方向水平设置。
7.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述条状网格的上弦杆沿条状网格的跨度L方向水平设置或起坡设置。
8.根据权利要求7所述的大跨度条网结构，其特征在于，当上弦杆沿条状网格的跨度L方向水平设置时，在上弦杆的节点上设置高度不同的小立柱以形成屋面坡度。
9.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述上弦杆、下弦杆和腹杆中相邻杆件间的夹角不小于30°。
10.根据权利要求1所述的大跨度条网结构，其特征在于，所述支座与下部结构相连。
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Cited By (1)
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| CN115162523A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-11 | 清华大学建筑设计研究院有限公司 | 一种拉力分流式大跨度空间网格结构 |
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