網架結構設計是建筑領域中一個至關重要的環節，它涉及到對復雜荷載和環境因素的應對。在設計過程中，可變荷載如活載、風荷載等需要被充分考慮，以確保結構能夠適應各種不同情況下的使用需求。地震作用作為不可避免的自然力，其對網架結構的影響同樣不容忽視，因此在設計中必須考慮地震動力效應，并采取相應的抗震措施來提高結構的抗震性能。設計時還需考慮到材料的選擇、連接方式以及施工工藝等因素，確保網架結構的安全性和可靠性。網架結構設計是一項綜合性很強的工作，需要設計師具備扎實的理論知識和豐富的實踐經驗，以確保最終的設計既滿足功能要求又具備良好的經濟性。

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一、網架結構設計概述

• 網架結構是由許多規則的幾何體組合而成，這些幾何體就是網架結構的基本單元。常用的基本單元有三角錐、四角錐、三棱體、正方棱柱體等，此外還有六角錐、八面體、十面體等構成的單元。網架結構（平板網架結構簡稱），是以多根桿件按照一定規律組成的網格狀高次超靜定空間桿系結構 。

二、網架結構設計的相關規范與規程

• 《網架結構設計與施工規程JGJ7 - 91》是網架結構設計的重要規范文件，其中包含了許多設計和施工的相關要求與標準。例如在一些工程案例中，就需要遵循該規程進行網架結構的設計與施工，像在某學校體育館網架結構設計施工圖和某地區收費大棚網架結構設計施工圖中，相關設計工作都需要參照這個規程 。
• 目前網架結構所采用的規范還有《空間網格技術規程》，在使用相關設計軟件如MST和3D3S進行網架結構設計時也要遵循此規范 。

三、網架結構設計中的計算要點

• 荷載與作用計算
  • 永久荷載：
    • 自重：網架結構自身的重量是重要的永久荷載組成部分。
    • 屋面：屋面的重量需要考慮，不同的屋面材料和構造會有不同的重量。
    • 吊頂：如果存在吊頂結構，其重量也要計算在內。
    • 設備管道：當網架結構上有設備管道時，它們的重量也應作為永久荷載考慮 。
  • 可變荷載：
    • 屋面活載：根據建筑物的使用功能和相關規范確定屋面活荷載的取值。
    • 屋面雪荷載：不同地區的雪荷載取值不同，要依據當地的氣象資料和規范要求進行計算。
    • 風荷載：考慮建筑物所在地區的風況，計算風荷載對網架結構的影響。
    • 積灰荷載：對于一些容易積灰的工業建筑等，積灰荷載的計算不容忽視。
    • 吊車荷載：在有吊車作業的建筑中，吊車荷載對網架結構的作用需要準確計算 。
  • 地震作用：包括水平和豎向地震作用，需要根據建筑物所在地區的地震設防烈度等因素進行計算和分析。
  • 溫度應力：溫度變化會引起網架結構桿件的伸縮，從而產生溫度應力，這在設計中也要考慮進去 。
• 網架幾何尺寸確定
  • 網架高度(h)：其與跨高比有關，對于混凝土結構跨高比在10 - 14之間，一般還可以按照13 - 17 - 0.03L（L為網架跨度）來計算。
  • 上弦平面網格尺寸(s)：如果是重屋面，尺寸為(2 - 4)+0.2L；若為輕屋面，則為(6 - 8)+0.07L（這里的取值范圍是一些常見的設計參考值）。
  • 撓度要求和屋面排水：撓度要求一般為L/250 - L/300，屋面排水坡度在3 - 5%之間 。

四、網架結構的選型

• 周邊支承網架的結構選型：例如上海體育館就采用了適合周邊支承的網架結構選型。在周邊支承的情況下，要考慮網架結構與周邊支撐結構的連接方式、受力傳遞等因素來確定選型。
• 點支承網架的結構選型：像美國芝加哥國會大廳網架結構采用了點支承的形式。點支承網架結構選型需要考慮支點的位置、數量、結構受力特點等因素，以確保網架結構在點支承條件下的穩定性和可靠性 。

五、網架結構設計實例

• 在一些工程圖紙中，如高度35米高空散裝、懸挑15米、主次檁條結構的網架工程。其包含的設計總說明圖、網架結構平面圖、屋頂平面圖、檁條布置圖、底面鋁板分格圖、底面鋁板主骨架布置圖、剖面及立面圖、封檐主骨架圖、網架材料圖、七、八、九層網架安裝圖等都可以作為網架結構設計實例的參考內容。這些實例展示了網架結構設計在實際工程中的應用，包括從結構布置到桿件設計等多方面的設計成果展示 。

六、網架結構設計常用軟件

• MST軟件：這是浙江大學開發的一款軟件，在網架結構計算方面表現不錯。它能夠幫助設計師進行網架結構的建模、計算分析等工作，例如在一些常規網架結構設計中，可以使用MST軟件計算桿件內力、確定桿件截面等。
• 3D3S軟件：由同濟大學開發，同樣可用于網架結構設計。與MST軟件各有優缺點，可以互相校核設計。設計師可以根據自己的習慣和項目的具體要求選擇使用這兩款軟件中的一款或同時使用兩款進行設計工作 。

網架結構設計書