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22AD??1500?1000mm 33BC?CE?0.52?1.52?1.581m?1581mm DB?12?1.52?1.803m?1803mm AB?0.52?1.52?1.581m?1581mm BE?EG?1581mm
各杆件的几何长度如图1。
图1 杆件的几何长度（mm） 2.支座反力和杆件内力计算 ① 支座反力：
?M?0 1.5X?4.5P X?X?0 X?150kN ?Y?0 Y?50kN
ADAAD?3P?3?50?150kN
② 杆件内力如图2。
图2 支座反力和杆件内力图（kN）
第7章 网架结构设计
1.简述网架如何选型。
答：网架选型应根据建筑物的平面形状和尺寸、支承情况、荷载大小、屋面构造、建筑要求、制造和安装方法，以及材料供应等因素综合考虑。按照《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91的划分；大跨度为60m以上；中跨度为30-60m，小跨度为30m以下。
平面形状为矩形的周边支撑网架，当其边长比（长边/短边）小于或等于1.5时，宜选用正放或斜放四角锥网架，棋盘形四角锥网架，正放抽空四角锥网架，两向正交斜放或正放网架。对中小跨度，也可选用星形四角锥网架和蜂窝形三角锥网架。
平面形状为矩形的周边支撑网架，当其边长比大于1.5时，宜选用两向正交正放网架，正放四角锥网架或正放抽空四角锥网架。当边长比大于2时，也可用斜放四角锥网架。
平面形状为矩形、多点支撑的网架，可选用正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架，两向正交正放网架。对多点支撑和周边支承相结合的多跨网架还可选用两向正交斜放网架或斜放四角锥网架。
平面形状为圆形、正六边形及接近正六边形且为周边支承网架，可选用三向网架，三角锥网架或抽空三角锥网架。对中小跨度也可选用蜂窝形三角锥网架。
从材料用量来看，当平面接近正方形时，，以斜放四角锥网架最经济，其次是正放四角锥网架和两向正交网架（正放或斜放）。当跨度及荷载均较大时，采用三向网架较经济合理，而且刚度也较大。当平面为矩形时，则以两向正交斜放网架和斜放四角角锥网为经济。 2.简述网架高度及网格尺寸如何初估。
答:周边支承的各类网架高度及网格尺寸可按表7-1选用,符合表中规定时一般可不验算网架的挠度。 表7-1 网架上弦网格数和跨高比
（1）网架高度
网架的高度，一般应使斜腹杆与弦杆的夹角控制在40°-55°之间为宜。 （2）网格尺寸
网格尺寸的大小直接影响网架的经济性，网格尺寸的确定应根据网架高度、柱网尺寸、屋面材料、建筑和构造要求以及施工条件等因素综合考虑。综合国内工程实践经验，对于矩形平面的网架，其上弦网络一般应设计成正方形。网格尺寸要与屋面材料相适应，网架上直接铺设钢筋混凝土板时，网格尺寸一般不超过3m；当屋面采用有檩体系时，檩条长度一般不超过6m。 3.网架屋盖的排水坡度一般为多少？常用的找坡方法有哪些？ 答：网架屋盖的排水坡度一般为3%-5%，可采用下列方法找坡：
（a）在上弦节点上加设不同高度的小立柱（图7-1a),当小立柱较高时，须注意小立柱自身的稳定性； （b）对整个网架起拱（图7-1b)；
（c）采用变高度网架，增大网架跨中高度，使上弦杆形成坡度，下弦杆仍平行于地面，类似梯形桁
架。
图7-1 网架屋盖找坡 （a）用小立柱；（b）起拱
4.如何确定焊接空心球节点的外径及壁厚，影响焊接空心球节点受压、受拉承载力的主要因素有哪些？ 答：（1）空心球外径D
为便于施焊，球面上相连杆件之间的缝隙a不宜小于10mm（图7-2）。按此要求，空心球外径D可按下式初步估算：D=（d1+2a+d2）/θ
式中: θ——汇交于球节点任意两钢管间的夹角（rad）；
d1，d2——组成θ角的钢管的外径。
图7-2 空心球节点杆件间的缝隙
（2）空心球的壁厚应根据杆件内力由承载力验算公式确定，但不宜小于4mm。空心球外径与壁厚的比值可在D/t=24—45范围内选用，空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜在1.2—2.0之间。 （3）空心球承载力验算 （a）受压空心球
t2d2Nc??c(400td?13.3)
D式中 Nc——受压空心球的轴向压力设计值（N）；
D——空心球外径（mm）； t——空心球壁厚（mm）； d——钢管杆件外径（mm）；
ηc——受压空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηc=1.0，加肋ηc=1.4。
（b）受拉空心球
Nt?0.55?tt?d?f
式中 Nt——受拉空心球的轴向拉力设计值（N）；
t——空心球壁厚（mm）； d——钢管杆件外径（mm）；
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f——球体钢材强度设计值（N/mm）
ηt——受拉空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηt=1.0，加肋ηt=1.1。 5.简述螺栓球节点的零件构成及各自的作用，如何确定螺栓球的直径大小。 答:（1）螺栓球节点的零件构成及各自的作用：
螺栓球节点由钢球、螺栓、套筒、销钉（或螺钉）和锥头（或封板）等组成（图7-3），球体是锻压或铸造的实心钢球，在钢球中按照网架杆件汇交的角度进行钻孔并车出螺丝扣，适用于连接钢管杆件。
图7-3 螺栓球节点
螺栓球节点的连接构造是先将置有螺栓的锥头或封板焊在钢管杆件的两端，在螺栓的螺杆上套有六角套筒，以销钉或紧固螺钉将螺栓与套筒连在一起。安装时拧动套筒，通过销钉会紧固螺钉带动螺栓转动，将螺栓旋入球体，拧紧为止。
当杆件受压时，压力由零件之间接触面传递，螺栓不受力。杆件受拉时，拉力由螺栓传给钢球，此时套筒不受力。
（2）钢球直径D：
钢球直径D取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径、和螺栓伸入球体的长度等因素（图7-4）。
图7-4 钢球的有关参数
使球体内螺栓不相碰的最小钢球直径D为：
?d?2D??2?d1ctg??2?d1???2d1?sin??满足套筒接触面要求的杆球直径D为：
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??d?2D??2??d1ctg????2d1
sin???式中 D——钢球直径（mm）；
θ——两个螺栓之间的最小夹角（rad）； d1，d2——螺栓直径（mm），d1>d2；
ξ——螺栓伸入杆球长度与螺栓直径的比值，一般为1.1； η——套筒外接圆直径誉螺栓直径的比值，一般为1.8。
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