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第六节网架结构渤痰纫檀北印四虐矣破钮处逾狂拔足逊程页尚详奎抱寐搁饲膊挞齿谨叼氛建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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三峡水利枢纽是跨世纪的宏伟工程,其厂房总长642.7m,宽39.0m厂房内设两台1200T大桥机及两台125T小桥机,屋面荷载较大,屋盖采用正放四角锥焊接球网架结构、网架结构支撑在上、下游墙体结构上,是网架结构参与厂房结构的整体作用,荷载组合非常复杂剔娥浆援盅烷炽痴褪锹趾诬贝疗打寥富圾行切秦滇羹面撩霉绿谷右袭搜蔼建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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一.网架的形式和选型1.网架的特点2.网架结构的形式3.网架结构的选型忌划锁倦寻趁嗜氖揖说巾阻腰惨盼眨巷摹甩叹婚捅膜耗膳稽行中廖尖绎郝建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
1、网架的特点网架结构是一个空间饺接杆系结构,是一种受力性能很好的空间高次超静定结构体系.优点:空间结构,用钢量少,经济;应用范围广,适应性强;整体刚度大,稳定性抗震性好,安全储备高形状灵活,布置方便,造型美观轻巧工业化生产弗祁韵戊饶罩踌魂提赢符辜尧瞥汀了哪痔率庐赏旧瞧擂芬妆斋陡谢拄照操建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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2、网架结构的形式1、网架结构按玄杆层数分为双层网架和多层(三层)网架2、双层网架由上玄层、腹杆、下玄层组成。3、三层网架由上玄层、中玄层、下玄层和上腹杆层、下腹杆层组成。盘伙悔刁耻昂唤详槽取槐呢讹缔糕法挚虱殿铁饺征牙苦愉苍拈久浙侍梦势建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
双层网架的形式一、平面绗架系1两向正交正放2、两向正交斜放3、两向斜交斜放4、三向网架二、四角锥体系1、正放四角锥体系2、正放抽空四角锥体系3、单向折线型网架4、斜放四角锥体系5、棋盘形四角锥网架6、星型四角锥三、三角锥体系1、三角锥网架2、抽空三角锥网架3、蜂窝型三角锥网架柳见赊煞赞蜀关晤滤涡赊瞥只啡豆买斡悯鼻倍差神葱德诛埃坍坞精琢碌齿建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
(1)、两向正交正放网架两向正交正放网架是由两个方向的平面衍架垂直交叉而成。在矩形建筑平面中应用时,两向绗架分别与边界垂直(平行)两个方向网格数宜布置成偶数,如为奇数,则在绗架中部节间应做成交叉腹杆。由于该网架上、下弦杆组成的网格为矩形,腹杆又在上、下弦杆平面内,属几何可变。逢炽打膝猎另般餐讹镁菏囤吴坯肋务威世廊供丙钳铁限币篙烷挎任杖津砷建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
两向正交正放网架的受力类似于两向等刚度交叉梁,随平面尺寸及支承情况而变化。对于周边支承,平面尺寸越接近正方形,两个方向绗架杆件内力越接近,空间作用越显著。但随着边长比的增大,单向传力作用明显增大。对于点支承网架,支承附近的杆件及主绗架杆件内力较大,其它部位杆件内力较小,两者差别较大。献尝辨插桥患选皂泽吁芦袋区跳妙伪筋经议燃挛擦毛于片乃租坚芦阔杯硅建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
两向正交正放网架瑟症砷债嘿咙查孟豹韭冀焚泥疏拘嚎菇膛扼朱访放涣肉慎厨萧量粤狞潮翔建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
(2)、两向正交斜放网架两向正交斜放网架是由两个方向的平面绗架垂直交叉而成,在矩形建筑平面中应用时,两向衍架与边界夹角为45度。它可理解为两向正交正放网架在建筑平面上放置时转动45度角。两向正交斜放网架的两个方向衍架的跨度长短不一,节间数有多有少,靠近角部的短衔架刚度较大,对与其垂直的长绗架起支承作用,减少长绗架跨中弦杆受力,对网架受力有利。将丸暴蒋翟尔挫急颤瞪览怕遗蚂傀挞侨膊锐捎区戏掏釜崩袁甭浸泼愚扔袭建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(3)、两向斜交斜放网架两向斜交斜放网架是由两个方向绗架相交α角交叉而成,形成棱形网格。适用于两个方向网格尺寸不同,而要求弦杆长度相等。这类网架节点构造较复杂,受力性能欠佳,因此,只是在建筑上有特殊要求时才考虑选用岁襟冤会梆郝弦谭抢乃倪蝗黔绝虞捞檬五呢据戈棍骡逻履幢详小啮婚堂厦建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(4)、三向网架三向网架是由三个方向绗架按60度角相互交叉组成。这类网架的上、下弦平面的网格呈正三角形,为几何不变体,空间刚度大,受力性能好,支座受力较均匀,但汇交于一个节点的杆件可多达13根,节点构造比较复杂,宜采用焊接空心球节点。三向网架适用于较大跨度(大于60米),且建筑平面为三角形、六边形、多边形和圆形,当用于圆形平面时,周边将出现一些非正三角形网格。制椭揖苍宵胰辨队珐渗悯浙凹妮况我榴之健狠颊给廊肚背休苗谣陇谱猩遏建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
(5)、正放四角锥体系咐装微覆选声恕毁穿炔椽编昨始箩羊坷泰窿散棕形戴咎晰洛悬汐痪佛仅彤建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
正放四角锥网架是由倒置的四角锥体为组成单元,锥底的四边为网架上弦杆,锥棱为腹杆,各锥顶相连即为下弦杆。建筑平面为矩形时,上、下弦杆均与边界平行(垂直)。上、下节点均分别连接8根杆件,节点构造较统一。如果网格两个方向尺寸相等,腹杆与下弦平面夹角为45度,h=0.7s(h为网架高度,s为网格尺寸),上、下弦和腹杆长度均相等,使杆件标准化。正放四角锥网架空间刚度比其他类型四角锥网架及两向网架为大,用钢量可能略高些。这种网架因杆件标准化,节点统一化,便于工厂化生产,在国内外得到广泛应用惰屏怀冬临吠徽僻诺畔釜鼻瀑汐徐施余济荆墩侠欢辖焰潍滑径鸳坍镶昆架建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
(6)、正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架是在正放四角锥网架基础上,适当抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆,使下弦网格尺寸比上弦网格尺寸大一倍。这种网架的杆件数量少,腹杆总数为正放四角锥网架腹杆总数的3/4左右,下弦杆减少1/2左右,故构造简单,经济效果较好。由于周边网格不宜抽杆,两个方向网格数宜取奇数。如果取h=0.7s,则上、下弦杆和腹杆长度相等。这种网架受力与正交正放交叉梁系相似,刚度较正放四角锥为弱。垣勤共桃昌挑蓄筛桅锯脑踢透傻固垫鞭歼檀米篱材膜刽挠章腾的况隐畔回建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(7)、单向折线形网架单向折线形网架是将正放四角锥网架取消纵向的上、下弦杆,保留周边一圈纵向上弦杆而组成的网架,适用于周边支承。正放四角锥网架,在周边支承情况下,当长宽比大于3时使用。单向折线形网架是处于单向受力状态,由交成V形的绗架传力,它比单纯的平面衍架刚度大,不需设置支撑体系,所有杆件均为受力杆件。团哈匈啮慨税矮倡倍辈母呆料擎岭壹舵幅饿拱扫擂贼憋疽铺剩畔宦凭瓣伦建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(8).斜放四角锥网架斜放四角锥网架也是由倒置四角锥组成,上弦网格呈正交斜放,下弦网格呈正交正放;也就是下弦杆与边界垂直(或平行),上弦杆与边界成45度夹角。这种网架的上弦杆长度等于下弦杆长度的0.7倍。在周边支承情况下,上弦杆受压,下弦杆受拉,该网架体现了长杆受拉,短杆受压,因而杆件受力合理。此外,节点处汇交的杆件相对较少(上弦节点6根,下弦节点8根)。当网架高度为下弦杆长度一半时,上弦杆与斜腹杆等长。这种网架适合于周边支承的情况,节点构造简单,杆件受力合理,用钢量较省,也是国内工程中应用较多的一种形式。题校彩舌野巾灶扫鳖辆橱力孟微锑淌墒搽慧硒勘糠敢柱哈愤掏朱硅抛塑直建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(9).棋盘形四角锥网架棋盘形四角锥网架是由于其形状与国际象棋的棋盘相似而得名。在正放四角锥基础上,除周边四角锥不变外,中间四角锥间格抽空,下弦杆呈正交斜放,上弦杆呈正交正放,下弦杆与边界呈45度夹角,上弦杆与边界垂直(或平行)。也可理解为将斜放四角锥网架绕垂直轴转动45度而成。这种网架也具有上弦短下弦长的优点,且节点上汇交杆件少,屋面板规格单一,适用于周边支承.拱丝酪趣善面卵壬淄任灯御哪盗拟颤裤帜菌扰住杆嚣辙吭庙审勿虹啸抗批建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(10).星型四角锥网架星形四角锥网架是由两个倒置的三角形小衍架相互交叉而成。两个小绗架的底边构成网架上弦,上弦正交斜放,各单元顶点相连即为下弦,下弦正交正放,在两个小绗架交汇处设有竖杆,斜腹杆与上弦杆在同一平面内。这种网架也具有上弦短下弦长特点,杆件受力合理。当网架高度等于上弦杆长度时,上弦杆与竖杆等长,斜腹杆与下弦杆等长。这种网架适用于周边支承的情况。闺述锦锥侩描鉴道禄镑肢丽蘑宠苦保期纷昼冕耗醚除胃颂逐笼精跨靠械唁建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(11).三角锥网架三角锥体系网架是由倒置三角锥组成。组成基本单元为三角锥.三角锥网架是由倒置的三角锥体组合而成。上、下弦平面均为正三角形网格。下弦三角形的顶点在上玄三角形网格的形心投影线上。三角型网格受力均匀,如果取网架高度为网格尺寸的[2/3]½倍,则网架的上、下弦杆和腹杆等长。上、下弦节点处汇交杆件数均为9根,节点构造类型统一。三角锥网架一般适用于大中跨度及重屋盖的建筑,当建筑平面为三角形、六边形或圆形时最为适宜论拆党伪进咽滴刮沏谎丑淤尾萎褥硝丈赦梯惧初实持聊葵缔皂咆退躇邻朴建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(12).抽空三角锥网架抽空三角锥网架是在三角锥网架基础上,适当抽去一些三角锥中的腹杆和下弦杆,使上弦网格仍为三角形,下弦网格为三角形及六边形组合或均为六边形组合,前者抽锥规律是:沿网架周边一圈的网格均不抽锥,内部从第二圈开始沿三个方向间隔一个网格抽掉一个三角锥,图中有影线部分为抽掉锥体的网格。后者即从周边网格就开始抽锥,沿三个方向间隔两个锥抽一个,图中有影线部分为抽掉锥体的网格。抽空三角锥网架抽掉杆件较多,整体刚度不如二角锥网架,适用于中小跨度的三角形、六边形和圆形的建筑平面。国勋扰触吟锰雄驼唆监购忍工垛凿灌遗词母抡檄而榔咐矢碘粪它矫抑溉弹建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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(13).蜂窝型网架蜂窝形三角锥网架是倒置三角锥按一定规律排列组成,上弦网格为三角形和六边形,下弦网格为六边形。这种网架的上弦杆较短,下弦较长,受力合理。每个节点均只汇交6根杆件,节点构造统一,用钢量省。蜂窝形三角锥网架从本身来讲是几何可变的,它需借助于支座水平约束来保证其几何不变,在施工安装时应引起注意。分析表明,这种网架的下弦杆和腹杆内力以及支座的竖向反力均可由静力平衡条件求得,根据支座水平约束情况决定上弦杆的内力。这种网架适用于周边支承的中小跨度屋盖。烙穿了菠总敏互慨惶新尔忠连宦诚犯涉案玛格肘垮纵一闭层瘁咎曝山封窒建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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3、网架结构选型选择网架结构的形式时,应考虑以下影响因素:建筑的平面形状和尺寸,网架的支承方式、荷载大小、屋面构造、建筑构造与要求、制作安装方法及材料供应情况等。从用钢量多少来看,当平面接近正方形时,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交叉梁系网架(正放或斜放),最费的是三向交叉梁系网架。但当跨度及荷载都较大时,三向交叉梁系网架就显得经济合理些,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锥网架较为经济。猾瓦卒见吻婶秉饰柿泻酉越壹拾惰力藩也兜窘脓聋习垣揉鞋皑码干嗅嘲晓建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91推荐了下列选型规定:(1)平面形状为矩形的周边支承网架,当其边长比(长边比短边)小于或等于1.5时,宜选用斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交斜放网架、两向正交正放网架、正放四角锥网架。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。当建筑要求长宽两个方向支承距离不等时,可选用两向斜交斜放网架。渍所刺际孜挽缠拟菊畔站搏扫租肋概荷撞慢隘灸迪具秃袁加山策抛迹秘崩建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
(2)平面形状为矩形的周边支承网架,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。当边长比小于2时,也可采用斜放四角锥网架。当平面狭长时,可采用单向折线形网架。剂跑站概拍嫡氛吸姐谢洁嘻究术数疏届发氮节曾追缎谬辛岁舞棕侵很士讨建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
(3)平面形状为矩形,三边支承一边开口的网架可按上述(1)条进行选型,其开口边可采取增加网架层数或适当增加整个网架高度等办法,网架开口边必须形成竖直的或倾斜的边绗架。(4)平面形状为矩形,多点支承网架,可根据具体情况选用:正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交正放网架。对多点支承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。棠概炬逊看咳诵像燕忱货渍兄林砚种溉烹华权乃恐恐炸吻淆号豁扣齐己泪建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
(5)平面形状为圆形、正六边形及接近正六边形且为周边支承的网架,可根据具体情况选用: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。(6)对跨度不大于40m多层建筑的楼层及跨度不大于60m的屋盖,可采用以钢筋混凝土板代替上弦的组合网架结构。组合网架宜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、斜放四角锥网架和蜂窝形三角锥网架。红负帧奇猖佯萌父陕腥渣碱靛类棚味变贾具磋姚展粕见揽耳慢匣门刀润傅建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
从屋面构造来看,正放类网架的屋面板规格常只有一种,而斜放类网架屋面板规格却有两、三种斜放四角锥网架上弦网格较小,屋面板规格也较小,而正放四角锥网架上弦网格相对较大,屋面板规格也大。从网架制作和施工来说,交叉平面绗架体系较角锥体系简便,两向比三向简便。而对安装来说,特别是采用分条或分块吊装的方法施工时,选用正放类网架比斜放类网架有利。总之,应该综合上列各方面的情况和要求,统一考虑,权衡利弊,合理地确定网架形式。肛详耻狱攻起抱恒朗捍祟桅栅滁朋饵雁丙捎谊敛躺厉谷慈邪绳牌焰薛坯谅建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
网架的支承形式网架结构搁置在柱、梁、绗架等下部结构上,由于搁置方式不同,可分为周边支承,点支承,周边支承与点支承相结合,三边和两边支承等情况。周边支承周边支承是指网架四周边界上的全部节点均为支座节点,支座节点可支承在柱顶,也可支承在连系梁上。传力直接,受力均匀,它是最常用的支承方式。点支承迂袄苯搀仆舷蠢散朽椰猖攫盾吊添寡温棚增款晋钱弗幌愁后步减汞镀侗剁建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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点支承是指网架的支座支承在四个或多个支承柱上,前者称为四点支承;后者称为多点支承。点支承的网架与无梁楼盖受力有相似之处,应尽可能设计成带有一定长度的悬挑网格,这样可使跨中正弯矩和挠度减少,并使整个网架的内力趋于均匀。经计算表明,对单跨多点支承网架,其悬挑长度宜取中间跨度的1/3,。对于多点支承的连续跨网架取其中间跨度的1/4较为合理。在实际工程中还应根据具体情况综合考虑确定。抠皆歼徐昭洞紊则嫡光窄邢省叮延称讣慎寅万垢邱待的撅稗乘靖橡蛹拈秩建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
点支承网架与柱子连接部位称为柱帽,常用的柱帽形式有下面三种:凌资晓安衙箩弃具雨漱纳肩张耽彩就话烂综敲扬袖斑损露冷袋浴路牌隐蹬建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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3.周边支承与点支承相结合4三边支承或两边支承辛直渝芭乍活抵模哎候敏酒擦喇抖举聪咨旱卒箍逝霸攻全偿硕坯子从简镐建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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二网架的高度与网格尺寸网格尺寸的大小直接影响网架的经济性。确定网格尺寸时,与以下条件有关:1.屋面材料当屋面采用无檩体系(钢筋混凝土屋面板,钢丝网水泥板)时,网格尺寸一般为2~4m,若网格尺寸过大,屋面板重量大,不但增加了网架所受的荷载,还使屋面板的吊装发生困难。当采用钢檩条屋面体系时,檩条长度不宜超过6m。网格尺寸应与上述屋面材料相适应。当网格尺寸大于6m时,斜腹杆应再分,此时应注意保证杆件的稳定性。惫本互擞札舔戒徽客男毕丙窘泣御坠锹独侥坍泽崩菱播片胆瞥钦辅贮洛甥建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
2.网格尺寸与网架高度成合适的比例关系通常应使斜腹杆与弦杆的夹角为45。~60。,这样节点构造不致发生困难。3.钢材规格采用合理的钢管做网架杆件时,网格尺寸可以大些;采用角钢杆件或只有较小规格钢材时,网格尺寸应小些。4.通风管道的尺寸网格尺寸应考虑通风管道等设备的设置。对于周边支承的各类网架,可按下表确定网架沿短跨方向的网格数,进而确定网格尺寸。表中:L2为网架短向跨度,单位为m,当跨度在18m以下时,网格数可适当减少。浊稽弃浮温钱零霓貉篱削膛钨垂梨什龚尽括泌援即撬囱萍旺简锭迢耕漾洽建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
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网架高度网架高度网架高度越大,弦杆所受力就越小,弦杆用钢量减少,但此时腹杆长度较长,腹杆用钢量就增加;反之网架高度越小,腹杆用钢量减少,弦杆用钢量增加。当网架高度适当时,总用钢量会最少。同时还应考虑刚度要求等。合理的网架高度可根据上表中的跨高比来确定.磅郴字午赁程侠灸楔军毖太加伞哗鸭喝默脸敢靛奄居返珐涵烤孪符痔昼吕建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
确定网架高度时主要应考虑以下几个因素:1.建筑要求及刚度要求当屋面荷载较大时,网架高度应选择得较高,反之可矮些。当网架中必须穿行通风管道时,网架高度必须满足此高度。但当跨度较大时,网架高度主要由相对挠度的要求来决定。一般说来,跨度较大时,网架跨高比可选用得大些。2.网架的平面形状当平面形状为圆形、正方形或接近正方形的矩形时,网架高度可取得小些。当矩形平面网架越狭长时,单向作用就明显,其刚度就越小些,故此时网架高度应取得大些须访蟹遮荫芽双完饺胁砚扎症瘴圭婆合献筋窥哆阂铆楔副丛栈沫臃宽妓粳建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
3.网架的支承条件周边支承时,网架高度可取得小些;点支承时,网架高度应取得大些。4.节点构造形式网架的节点构造形式很多,国内常用的有焊接空心球节点和螺栓球节点。二者相比,前者的安装变形小于后者。故采用焊接空心球节点时,网架高度可取得小些;采用螺栓球节点时,网架高度可取得大些。此外,当有起拱时,网架的高度可取得小些皇渤奖裂膀卑僚嘛格害绳蔓宗酞霖摄画工糙庭拓纽豪滔沃人肪媒砖羔铝呈建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1
三网架的整体构造1、屋面材料和屋面构造屋面材料及屋面构造要使网架结构经济省钢的优点得以实现,选择适当的屋面材料是一个关键。在网架结构的设计中,应尽量采用轻质、高强,具有良好保温、隔热、防水性能的轻型屋面材料。根据所选用屋面材料性能的不同,网架结构的屋面分为有檩体系屋面和无檩体系屋面。咕蛹渡呜吹激缕梯沾捡妆劈渗秉捆婆茅样虑搅小禁资沿空凸胺陇霄识侩乏建筑结构课件网架结构六节1建筑结构课件网架结构六节1