试论钢网架结构设计方法及其优化措施

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1、试论钢网架结构设计方法及其优化措施　　摘要：建筑业不断发展，使各项技术得到推广与应用，钢网架结构覆盖跨度较大、受力合理，更加符合人们对建筑结构设计水平高层次的需求，建筑稳定性强的同时，外形也变得更加美观实用，良好的技术能够从全方面提升建筑品质，使建筑物综合性价比更高。钢网架结构的推广与应用，能够从技术层面给设计师提供丰富的创作自由，而且其整体较小构件还可进行工厂的提前预制，大大减少了工期，节省了预算投资，经济合理，受到施工单位欢迎，钢网架结构设计在我国当前建筑工程中有着非常广泛的应用。文章主要通过对钢网架结构设计方法的分析，进一步提出优化措施，以此促进我国建筑

2、结构设计水平发展。　　关键词：网架结构；节点；杆件；优化　　1钢网架结构的选型　　钢网架结构较为复杂，需要进行科学的选型，才能确认整体结构。钢网架结构是空间铰接杆系结构，一定要全面考虑到整体结构在力学上的问题，确保结构更加稳定。按现行标准要求，网架结构设计要满足受力需要，对外部压力、受力方向要严格遵守设计要点，保证在受到任何外力作用下，网架结构均稳定平衡，不发生变形问题，实现结构整体的安全性。要想从根本上确保网架结构稳定，就需要按使用功能，对网架结构做好科学的选型，良好科学的选型结构直接关系到整体结构，所以要根据实际情况确定选型，保证安全稳定。选型时，一要全面

3、考虑几何问题，因为结构几何不确定则会出现更多的可变量，影响到结构稳定。在实际施工过程中，网架结构样式非常多，要根据使用功能、所处区域特征做好选型，在具体选择时，要看建筑平面、尺寸、荷载、网架、安装及成本，做好全面选择，以经济性原则为出发点，从几个设计方案中择优选择一个设计思路。在选型时，要全方位考虑，一是看用钢量多少，用钢量是主要考虑的方向，要在经济性原则基础上，确保用量最少，材料最少，平面比较接近正方形时，斜放四角锥网架结构最经济合理，正放四角锥结构仅次于斜放四角锥结构；二是连接点差价，杆件与节点连接部位造价也要保证安全的前提下，成本最低；三是安装费用，各种

4、材料运输和安装费用也关系到经济效益，所以要综合考虑各项经济指标。通过实践证明，选型最好的结构是三角锥和四角锥，按这种几何单元确定的网架结构非常稳定，是施工中经常用到的几何单元形式，能够保证各个结构上的稳固，具有不变性的明显特点。　　2钢网架结构设计方法　　2.1网架结构杆件设计　　网架结构设计常用形式是钢网架，Q235和Q345钢材用量较大，相对其他钢材而言，力学性能较好，性差比较高，同时，在进行施工时，焊接性能也是最佳，稳定性强、安全性高，在施工中能够大面积使用与推广。钢网架结构杆件截面形式多种多样，空腹载面呈现力较好，圆钢管和方钢管均有良好的性能，在惯性矩

5、方面表现较强，能够承受巨大的外力作用，而不出现变形。空腹截面焊接封闭后，内部稳定不易腐蚀，同时，在使用过程中，表面积水积灰现象也较少，施工中能够大面积使用。　　2.2网架结构节点构造设计　　节点构造设计非常重要，直接关系到整体结构的稳定程度，是钢网架结构设计中最关键的部位，这主要是因为所有杆件均要通过节点，利用节点对各部位进行连接，结构中的节点受力最大，是传递荷载、承受作用力最大的关键部位，只有全面做好节点设计，才能确保结构整体上的稳定。节点设计非常重要，要全方位考虑应力和传力特性的问题，处理好受力承载点，要从结构造型上充分考量，做好受力点的计算与选择，使节点

6、更加精准可靠，保证受力均匀稳定。在进行设计选择时，更要考虑到后期制作、安装、施工和造价等因素，只有全面考虑才能保证工程整体的施工方案更加科学合理。从实际操作上看，网架结构节点主要由内部节点和支座节点两大类构成，不论哪类设计，均要考虑到构造受力传力问题，确保可靠、简单、方便。　　2.3网架结构设计注意事项　　我们进行钢网架结构设计过程中，要注意几个问题，特别是首先考虑好受力点是否合理，只有受力点合理科学，才能保证结构的稳定可靠，各细节需要做好精算，符合工程造型特点，保证结构美观实用。要进行设计时，根据建筑使用用途、功能等特征，结合实际造型方案，全面设计好各受力点

7、，通过合理布置，保证结构稳固，确保方案可行；其次，要从安装角度进行考虑，设计美观不等于安装方便，所在设计时，还要考虑到工程进度，确保受力合理的基础上，考虑到安装操作流程，为结构稳定性提供保障；最后是经济性，造价是工程避不开的问题，结构设计也要考虑到工程造价的问题，保证稳定安全前提下，使工程投入最小化、最优化。　　2.4网架结构耐久性对策　　钢网架结构使用材料为钢材，钢材易锈蚀，会大大降低杆件截面面积，影响网架结构稳定和安全。对环境潮湿的则会导致钢网架锈蚀速度加快，缩短钢网架结构使用寿命。主要方法如下，一是钢材炼制增加合金元素，改变金属结构组织提高抗锈蚀能力；二

8、是钢材表面使用金属镀层；三是钢材表面涂