天津网架
由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。构成天津网架的基本单元有三角锥,三棱体,正方体,截头四角锥等,由这些基本单元可组合成平面形状的三边形,四边形,六边形,圆形或其他任何形体。[1] 具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;可用作体育馆、 影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱天津网架结构距车间等建筑的屋盖。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。
外形不同
可分为双层的板型天津网架结构、单层和双层的壳型天津网架结构。板型天津网架和双层壳型天津网架的杆件分为上弦杆、下弦杆和腹杆,主要承受拉力和压力;单层壳型天津网架的杆件,除承受拉力和压力外,还承受弯矩及切力。目前中国的天津网架结构绝大部分采用板型天津网架结构。
组成形式
主要分三类:第一类是由平面桁架系组成,有两向正交正放天津网架、两向正交斜放天津网架、两向斜交斜放天津网架及三向天津网架四种形式;第二类由四角锥体单元组成,有正放四角锥天津网架、正放抽空四角锥天津网架、斜放四角锥天津网架、棋盘形四角锥天津网架及星形四角锥天津网架五种形式;第三类由三角锥体单元组成,有三角锥天津网架、抽空三角锥天津网架及蜂窝形三角锥天津网架三种形式。壳型天津网架结构按壳面形式分主要有柱面壳型天津网架、球面壳型天津网架及双曲抛物面壳型天津网架。天津网架结构按所用材料分有钢天津网架、钢筋混凝土天津网架以及钢与钢筋混凝土组成的组合天津网架,其中以钢天津网架用得较多。
内力分析
天津网架结构是高次超静定结构体系。板型天津网架分析时,一般假定节点为铰接,将外荷载按静力等效原则作用在节点上,可按空间桁架位移法,即铰接杆系有限元法进行计算。也可采用简化计算法,诸如交叉梁系差分分析法、拟板法等进行内力、位移计算。单层壳型天津网架的节点一般假定为刚接,应按刚接杆系有限元法进行计算;双层壳型天津网架可按铰接杆系有限元法进行计算。单层和双层壳型天津网架也都可采用拟壳法简化计算。
设计构造
天津网架结构的杆件截面应根据强度和稳定性计算确定。为减小压杆的计算长度增加其稳定性,可采用增设再分杆及支撑杆等措施。用钢材制作的板型天津网架及双层壳型天津网架的节点,主要有十字板节点、焊接空心球节点及螺栓球节点三种形式。十字板节点适用于型钢杆件的天津网架结构,杆件与节点板的连接,采用焊接或高强螺栓连接。空心球节点及螺栓球节点适用于钢管杆件的天津网架结构。单层壳型天津网架的节点应能承受弯曲内力,一般情况下,节点的耗钢量占整个钢天津网架结构用钢量的15~20%。
施工安装
天津网架结构的施工安装方法分两类:一类是在地面拼装的整体顶升法、整体提升法和整体吊装法;另一类是高空就位的散装、分条分块就位组装和高空滑移就位组装等方法。