网架制作与安装 网架是用于大跨度房屋屋盖的空间结构体系，其自重轻、跨度大、节约材料。近20年来网架结构得到了快速的发展。我国首都机场机库所采用的网架达到宽90M，长360M，是目前跨度最大的网架结构之一。第一节网架结构的形式 网架结构的形式很多，按结构的组成形式可分为：双层网架、三层网架、组合网架。其中，双层网架是指，由上弦、下弦、和弦杆间的腹杆、组成的网架。三层网架是指，由上弦、中弦、下弦、和弦杆之间的腹杆、所组成的网架。组合网架是用钢筋混凝土板替代网架的上弦杆，形成由钢筋混凝土板、钢腹杆、钢下弦组成。 双层网架，按照其网格形式可分为三大类：1 平面桁架体系网架这类网架由平面桁架相互交叉组成，其上、下弦杆件长度相等，杆件类型少，且，上下弦和腹杆在同一面内。由两组分别与边界平行的平面桁架互成90o组成。见图8-1-1。这种网架适用于接近正方形和跨度较小的建筑屋盖。（1） 两向正交正放网架 图8-1-1两向正交正放网架（2） 两向正交斜放网架由两组于边界成45o角的平面桁架，互成90o交叉而成。见图8-1-2。比正交正放网架空间刚度大，受力均匀用钢量小。 图8-1-2两向正交斜放网架（3） 两向斜交斜放网架 这种网架由两组与边界成一斜角的平面桁架斜向相交而成，其构造复杂受力性能也不好因而很少采用。见图8-1-3。2 四角锥体系网架这类网架由倒置四角锥，按一定规律组成。倒置四角锥的底边为上弦杆，锥菱为腹杆，锥顶间的连杆为下弦杆，其上下弦均是矩形。 图8-1-3两向斜交斜放网架（1） 正放四角锥网架将各个倒置的四角锥底边用上弦杆相连并与边界平行或垂直，用上弦杆平行的杆件，将各锥顶连接 形成四角锥网架，这种网架各个弦杆等长，当腹杆与上、下弦平面的夹角成45o角时，则所有腹杆长度均相等。此类网架适用于四边支撑，屋面荷载较大时的情况。见图8-1-4。 图8-1-4正放四角锥网架（2） 斜放四角锥网架将各个倒置四角锥，底面的角与角相连，上弦杆与边界成45o角，下弦杆正交正放，腹杆与下弦杆在同一垂直面内，就形成斜放四角锥网架。这种网架的上弦杆长度为下弦杆长度的 值，当网架高度为下弦杆长度一半即腹杆与上、下弦平面成45o时，上弦杆与斜腹杆等长。节点处汇交的杆件较少，用钢量较省。见图8-1-5。 图8-1-5斜放四角锥网架在周边支撑的情况下，一般为上弦杆短而受压，下弦杆长且受拉，受力合理，这种网架适用于小跨度周边支撑或周边支撑与点支撑和结合的巨型平面情况，是国内工程中应用相当多的一种网架形式。3三角锥体系网架这类网架是由倒置的三角锥体底面的角与角相连形成锥底正三角形的三边为网架的上弦其棱为网架的腹杆，锥项间的连杆为下弦杆。(1) 三角锥网架这种网架的上、下弦平面均为三角形网格，下弦三角型网格的顶点对着上弦三角形格的形心。三角锥网架杆件受力均匀整体抗扭，抗弯刚度好。但上、下弦节点汇交杆数均为9根，构造较复杂，如果网架高度为网格尺寸的 时，所有杆件等长。见图8-1-6。三角锥网架一般适用于大、中跨度及荷载较大的屋盖，当建筑平面为三角形、六边形或圆形时最为适宜。 图8-1-6三角锥网架(2) 蜂窝形三角锥网架 这种网架的三角锥排列时， 形成上弦为三角形和正六边形网格，下弦为正六边形网格见图8-1-7。其上弦杆短，下弦杆长受力合理。每个节点只汇交6根杆件，是常用网架中杆件数和节点数量最少的一种，适用于中小跨度周边支撑的情况。 图8-1-7蜂窝形三角锥网架第二节 网架的节点连接形式1 螺栓球节点螺栓球节点是在设有螺纹孔的钢球体上，通过高强度螺栓将交汇于节点处的钢管杆件连接起来的节点。螺栓球节点用钢球、高强度螺栓、紧固螺钉（或销子、套筒锥头或封板等零件组成。见图8-2-1。螺栓球节点施工时先将设有高强度螺栓的 锥头或封板焊在钢管赶件的两段，在伸出锥头或封板的螺杆上并套上六角套筒，用销子或紧固螺钉将螺栓与套筒连在一起，拼装时拧转套筒，使螺栓旋入钢球。螺栓球节点小重量轻，特别适用于四角锥和三角锥网架，适用于散装分条拼装也可用于整体拼装。安装质量易于保证且可拆卸，但节点加工价格高。2 焊接空心球节点焊接空心球节点是将汇交于节点处的各钢管杆件直接焊在焊接空心球上。见图8-2-2。是我国采用最早应用最广的一种节点。它传力明确构造简单。只要钢管切割面垂直于杆件轴线，杆件就能够在空心球体上自然对中而不产生偏心。但节点的用钢量较大,是螺栓节点的2倍，现场焊接工作量大，而且仰焊、立焊，占很大比重。图8-2-1螺栓球节点 3 焊接钢板节点当杆件采用角钢制作网架时，采用焊接钢板节点， 图5-2-1其节点的形式见图8-2-3。这种节点刚度大，制作简单。 图8-2-3焊接钢板节点 图8-2-2焊接空心球节点第三节 钢网架制作一、制作方法网架结构是钢结构的又一重要应用，该结构形式能够充分发挥出钢材的特点。管球加工是钢网架制作的基础，网架结构零部件使用的钢材和连接材料（包括焊接材料、普通螺栓、高强度螺栓等）和涂装材料必须符合有关规定的要求。（一）焊接空心球与杆件制作焊接空心球节点主要由：空心球、钢管杆件、连接套管等零件组成。空心球制作工艺流程应为：下料加热冲压切边坡口拼装焊接检验。1、半球圆形坏料钢板应用乙炔氧气或等离子切割下料。下料后坯料直径允许偏差2.0mm，钢板厚度允许偏差0.5mm。坯料锻压的加热温度应控制在9001100oC。半球成型，其坯料须在固定段模具上热挤压成半个球型，半球表面应光滑平整，不应有局部凸起或折皱，壁减薄量不大于1.5m。2、毛坯半圆可用普通车床切边坡口，坡口角度为22.530o。不加助空心球两个半球对装时，中间应余留2.0mm缝隙，以保证焊透（图8-3-1）。焊接成品的空心球，直径的允许偏差：当球直径小于等于300mm时，为1.5mm，直径大于300mm时，为2.5mm；圆度：当直径小于等于300mm，应小于2.0mm；对口错边允许偏差应小于1.0mm。图8-3-1 不加肋的空心球3、加助空心球的助板位置，应在两个半球的拼接环形缝平面处（图8-3-2）。加助钢板应用乙炔氧气切割下料，并外径留下加工余量，其内孔以D/3D/2割孔。板厚宜不加工，下料后应用车床加工成形，直径偏差-1.0/0mm.图8-3-2 加肋的空心球4、套管是钢管杆件与空心球拼焊连接定位件， 应用同规格钢管剖切一部分圆周长度，经加热后在固定芯轴上成形。套管外径比钢管杆件径小1.5mm，长度为4070mm（图8-3-3）。图8-3-3 加套管连接5、空心球与钢管杆件连接时，钢管两端开坡口30o,并在钢管两端头内加套管与空心球焊接，球面上相邻钢管杆件之间的缝隙a不宜小于10mm（图8-3-4）。钢管杆件与空心球之间应留有2.06.0mm缝隙予以焊透。图8-3-4 空心球节点连接6、焊接球节点必须按设计采用的钢管杆件与球烛成试件，进行单向轴心受拉和受压的承载力检验，其结果必须符合网架结构工程质量检验评定标准（JGJ7891）的规定。7、焊接球节点所有焊缝必须进行外观检查，并做出记录。对大中跨度钢管杆件的拉杆与球的对接焊缝，必须作无损探伤检验，其质量应符合现行国家标准有关规定。（二）螺栓球节点制作螺栓球节点主要由钢球、高强螺栓、锥头或封板、套筒等零件组成。1、钢球、锥头、封板、套筒等原材料是材料是圆钢加热温度控制在900oC1100oC之间，分别在固定的锻模具上压制成型，对锻压件外观要求不得有裂纹或过烧。毛坯锥头、封板外径偏差1.5mm，当圆度偏差D120mm时，为1.5mm；当D120mm时，为2.0mm。2、螺栓球（钢球）加工应在车床上进行，其加工程序序第一是加工定位工艺孔，第二是加工各弦杆孔。相邻螺孔角度必须以专用的夹具架夹保证。螺纹按6H级精度加工，并符合国家标准普通螺纹公差与配合的规定。球中心在螺孔端面距离偏差0.2mm，相邻螺孔角度允许偏差为20，螺纹有效长度为螺栓直径的1.3倍，同一轴线上两螺孔端面平行度0.2mm，每个球必须检验合格，打上操作者标记和安装球号（图8-3-5），最后在螺纹处涂上黄油防锈。图8-3-5螺栓球3、螺栓球成品必须对最大的螺孔进行抗拉强度检验，其试件承载能力的要求，必须符合网架结构工程质量检验评定标准（JGJ7891）的规定。4、高强度螺栓必须逐根进行表面硬度试验，一般采用10.9S高强度螺栓其硬度为HRC3236，高强度螺栓的承载力试验数量按同规格螺栓600只为一批，不中600只仍按一批计，每批取3只复检抗拉强度，检验合格后方可投入使用。5、锥头、封板加工可在车床上进行，焊接处坡口角度宜取30o，内孔d可比螺栓直径大0.5mm，内孔与外径同轴度0.2mm，度厚度H+0.2mm，锥头、封板与钢管杆件配合间隙 b=2.0mm，以保证底层全部熔透（图8-3-6）。图8-3-6 杆件端部连接焊缝（a）锥头与钢管连接；（b）封板与钢管连接6、套筒外形尺寸应符合开口尺寸系列，要求经模锻后毛坯长度L为+3.0mm，六角对边S.1.5mm，六角对角D2.0mm。套筒加工长度L允许偏差0.2mm，两端面的平行度为0.3mm，内孔d可比螺栓直径大1.0mm，套筒端部与紧固螺钉孔间距l不大于1.5倍小螺钉直径（图8-3-7）。图8-3-7 套筒（三）杆件制作与焊接1、钢管杆件下料前的质量检验：外观尺寸、品种、规格应符合设计要求。杆件下料应考虑到拼装后的长度变化。尤其是焊接球的杆件尺寸更要考虑到拼装后的长度变化。尤其是烛接球的杆件尺寸更要考虑到多方面的因素，如球的偏差带来的杆件尺寸的细微变化，季节变化带来杆的偏差。因此杆件下料应慎重调整尺寸，防止变化带来杆的偏差。因此杆件下料应慎重调整尺寸，防止下料以后带来批量性误差。2、杆件下料后应检查是否弯曲，如有弯曲应加以校正。杆个下料后应开坡口，焊接球杆件壁厚在5mm以下，可不开坡口，螺栓球杆件必须开坡口。3、钢管杆件应用切割机或管子车床下料，下料后长度应放余量，钢管两端应做坡口中30o，钢管下料长度应预加焊接收缩量，如钢管壁厚6.0mm。钢管杆件下料后必须认真清除表面的氧化皮和锈蚀等污物，并采取防腐措施。4、钢管杆件焊接两端加锥头或卦板，长度是专门的定位夹具控制，以保证杆件的精度和互换性。采用手工焊，焊接成品应分三步到位：定长度点焊；底层焊（检验）；面层焊（检验）。当采用CO2气体保护自动焊接机床焊接机床焊接钢管杆件，它只需要钢管杆件配锥头或卦板后焊接自动完成一次到位，焊缝高度必须大于钢管壁厚。杆件制作成品长度允许偏差1.0mm，两端孔中收与钢管两端轴线偏差不大于0.5mm。对接焊缝部位应在清除焊渣后涂刷防锈