《空间网格结构技术规程》报批稿(正文)

'空间网格结构技术规程TechnicalSpecificationforSpaceFrameStructuresJGJ7-200XJGJ61-200X（报批稿）2007年12月 前言根据建设部建标[2004]66号文的要求，规程编制组经广泛调查研究，对《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91与《网壳结构技术规程》JGJ61-2003二本规程的应用情况进行了认真总结，参考有关国内标准，并在广泛征求意见的基础上合并修订成本规程，本规程新增加了预应力网格结构计算与节点、立体桁架、铸钢节点、销轴式节点等方面内容。本规程的主要技术内容是：总则、术语和符号、设计的基本规定、结构计算、杆件和节点的设计与构造、制作与安装等，包括了空间网格结构的定义、网格形式、计算模型、稳定与抗震分析、杆件和各类节点的设计与构造要求、制作安装与验收。本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由主编单位负责具体技术内容的解释。本规程主编单位：中国建筑科学研究院（地址：北京市北三环东路30号中国建筑科学研究院建筑结构研究所；邮政编码：100013）。本规程参编单位：浙江大学、东南大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、同济大学、中国建筑标准设计研究院、上海建筑设计研究院有限公司、煤炭工业太原设计研究院、天津大学、浙江东南网架股份有限公司、徐州飞虹网架(集团)有限公司本规程主要起草人员：赵基达蓝天董石麟严慧肖炽沈世钊曹资赵阳刘锡良张运田姚念亮钱若军范峰刘善维张毅刚王平山周观根韩庆华钱基宏宋涛崔靖华 《空间网格结构技术规程》报批稿2007.12.14目次1总则.................................................................................................................................12术语和符号.........................................................................................................................22.1术语......................................................................................................................22.2符号......................................................................................................................33设计的基本规定.................................................................................................................73.1结构选型..................................................................................................................73.2网架结构设计的基本规定......................................................................................73.3网壳结构设计的基本规定......................................................................................93.4立体桁架、立体拱架与张弦立体拱架设计的基本规定....................................103.5结构挠度容许值....................................................................................................104结构计算...........................................................................................................................114.1一般计算原则........................................................................................................114.2静力计算................................................................................................................124.3网壳的稳定性计算................................................................................................134.4地震作用下的内力计算........................................................................................145杆件和节点的设计与构造...............................................................................................175.1杆件....................................................................................................................175.2焊接空心球节点....................................................................................................185.3螺栓球节点............................................................................................................215.4嵌入式毂节点........................................................................................................265.5铸钢节点................................................................................................................275.6销轴式节点............................................................................................................285.7组合结构的节点....................................................................................................285.8预应力索节点........................................................................................................305.9支座节点................................................................................................................316制作、安装与交验...........................................................................................................376.1一般规定................................................................................................................376.2制作与拼装要求....................................................................................................386.3高空散装法............................................................................................................416.4分条或分块安装法................................................................................................426.5滑移法....................................................................................................................42i 《空间网格结构技术规程》报批稿2007.12.146.6整体吊装法............................................................................................................446.7整体提升法............................................................................................................456.8整体顶升法............................................................................................................456.9折叠展开式整体提升法........................................................................................466.10组合空间网格结构施工......................................................................................466.11交验......................................................................................................................47附录A常用网架形式.........................................................................................................48附录B常用网壳形式.........................................................................................................53附录C网壳等效刚度的计算.............................................................................................55附录D组合网架结构的简化计算.....................................................................................57附录E网壳结构稳定承载力计算公式.............................................................................59附录F多维反应谱法计算公式..........................................................................................61附录G用于屋盖的网架结构竖向地震作用和作用效应的简化计算.............................63附录H网壳结构水平地震内力系数.................................................................................65附录I嵌入式毂节点主要尺寸的计算公式.....................................................................67附录J橡胶垫板的材料性能及计算构造要求..................................................................69本规程用词用语说明.............................................................................................................72条文说明.................................................................................................................................73ii 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.171总则1.0.1为了在空间网格结构的设计与施工中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量，制定本规程。1.0.2本规程适用于主要以钢杆件组成的空间网格结构，包括网架、单层或双层网壳及立体桁架等结构的设计与施工。1.0.3设计空间网格结构时，应从工程实际情况出发，合理选用结构方案、网格布置与构造措施，并综合考虑材料供应、加工制作与现场施工安装方法，以取得良好的技术经济效果。1.0.4单层网壳结构不应设置悬挂吊车。网架和双层网壳结构直接承受工作级别为A3及以4上的悬挂吊车荷载，当应力变化的循环次数等于或大于5×10次时，应进行疲劳计算，其容许应力幅及构造应经过专门的试验确定。1.0.5空间网格结构的防护与防火要求应遵守现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定。1.0.6按本规程进行空间网格结构设计与施工时，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。1 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.172术语和符号2.1术语2.1.1空间网格结构spaceframe,spacelatticedstructure按一定规律布置的杆件、构件通过节点连接而构成的空间结构，包括网架、曲面型网壳以及立体桁架等。2.1.2网架spacetruss,spacegrid按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的平板型或微曲面型空间杆系结构，主要承受整体弯曲内力。2.1.3交叉桁架体系intersectinglatticetrusssystem以二向或三向交叉桁架构成的体系。2.1.4四角锥体系squarepyramidsystem以四角锥为基本单元构成的体系。2.1.5三角锥体系triangularpyramidsystem以三角锥为基本单元构成的体系。2.1.6组合网架compositespacetruss由作为上弦构件的钢筋混凝土板与钢腹杆及下弦杆构成的平板型网架结构。2.1.7网壳latticedshell,reticulatedshell按一定规律布置的杆件通过节点连接而形成的曲面状空间杆系或梁系结构，主要承受整体薄膜内力。2.1.8球面网壳sphericallatticedshell,braceddome外形为球面的单层或双层网壳结构。2.1.9圆柱面网壳cylindricallatticedshell,bracedvault外形为圆柱面的单层或双层网壳结构。2.1.10双曲抛物面网壳hyperbolicparaboloidlatticedshell外形为双曲抛物面的单层或双层网壳结构。2.1.11椭圆抛物面网壳ellipticparaboloidlatticedshell外形为椭圆抛物面的单层或双层网壳结构。2.1.12联方网格lamellagrid由二向斜交杆件构成的菱形网格单元。2.1.13肋环型ribbedtype球面上由径向与环向杆件构成的梯形网格单元。2 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.172.1.14肋环斜杆型ribbedtypewithdiagonalbars(Schwedlerdome)球面上由径向、环向与斜杆构成的三角形网格单元。2.1.15三向网格three-waygrid由三向杆件构成的类等边三角形网格单元。2.1.16扇形三向网格fanshapethree-waygrid(Kiewittdome)球面上径向分为n（n=6，8）个扇形曲面，在扇形曲面内由平行杆件构成联方网格，与环向杆件共同形成三角形网格单元。2.1.17葵花形三向网格sunflowershapethree-waygrid球面上由放射状二向斜交杆件构成联方网格，与环向杆件共同形成三角形网格单元。2.1.18短程线型geodesictype以球内接正20面体相应的等边球面三角形为基础，再作网格划分的三向网格单元。2.1.19组合网壳compositelatticedshell由作为上弦构件的钢筋混凝土板与钢腹杆及下弦杆构成的网壳结构。2.1.20立体桁架spatialtruss由上弦、腹杆与下弦杆构成的横截面为三角形或四边形的格构式桁架。2.1.21焊接空心球节点weldedhollowsphericalnode由两个热冲压钢半球加肋或不加肋焊接成空心球的连接节点。2.1.22螺栓球节点boltedsphericalnode由螺栓球、高强螺栓、销子（或螺钉）、套筒、锥头或封板等零部件组成的机械装配式节点。2.1.23嵌入式毂节点embededhubnode由柱状毂体、杆端嵌入件、上下盖板、中心螺栓、平垫圈、弹簧垫圈等零部件组成的机械装配式节点。2.1.24铸钢节点caststeeljoint以铸造工艺制造的用于复杂形状或受力条件的空间节点。2.1.25销轴节点pinaxisjoint由销轴和销板构成，具有单向转动能力的机械装配式节点。2.2符号2.2.1作用、作用效应与响应F——空间网格结构节点荷载向量FEvki——作用在i节点的竖向地震作用标准值F、F、F——j振型、i节点分别沿x、y、z方向的地震作用标准值ExjiEyjiEzjiF——网壳全过程稳定分析时tt时刻节点荷载向量ttF——滑移时总启动牵引力tF、F——整体提升时起重滑轮组的拉力t1t23 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17G——空间网格结构第i节点的重力荷载代表值iG——滑移牵引力计算时空间网格结构的总自重标准值okG——整体提升时每根拔杆所负担的空间网格结构、索具等荷载1g——网架自重荷载标准值okM——作用于空心球节点的主钢管杆端弯矩(i1)N——网壳全过程稳定分析时tt时刻相应的杆件节点内力向量ttNp——多维反应谱法计算时第p杆的最大内力响应值Nx、Ny、Nxy——组合网架带肋平板的x、y向的压力与剪力N0i、Nti——组合网架肋和平板等代杆系的轴向力设计值NR——空心球节点的轴向受压或受拉承载力设计值Nm——单层网壳空心球节点拉弯或压弯的承载力设计值N——作用于空心球节点的主钢管杆端轴力bN——高强度螺栓抗拉承载力设计值tNEvi——竖向地震作用引起的第i杆件轴向力设计值NGi——在重力荷载代表值作用下第i杆件轴向力设计值mcdN，N，N——网壳的主肋、环杆及斜杆的地震作用轴向力标准值EEE重力荷载代表值作用下网壳的主肋、环杆及斜杆轴向力标准mcdN，N，N——GmaxGmaxGmax值的绝对最大值reN，N——网壳抬高端斜杆、其他弦杆与斜杆的地震作用轴向力标准值EE重力荷载代表值作用下网壳抬高端1/5跨度范围内斜杆、其reNN,——GGmaxmax他弦杆与斜杆轴向力标准值的绝对最大值tlwN，N，N——网壳横向弦杆、纵向弦杆与腹杆的地震作用轴向力标准值EEE重力荷载代表值作用下网壳纵向弦杆、腹杆轴向力标准值的lwN，N——GmaxGmax绝对最大值[]q——按网壳稳定性验算确定的容许承载力标准值ksq——除网架自重以外的屋面荷载或楼面荷载的标准值ws——空间网格结构杆件地震作用标准值的效应Eks、s——j振型、k振型地震作用标准值的效应jkt——温差网架结构可不考虑温度作用影响的下部支承结构与支座的允u——许水平位移U、U、U——节点位移向量、速度向量、加速度向量U——地面运动加速度向量gUix、Uiy、Uiz——节点i在x、y、z三个方向最大位移响应值(i)U——网壳全过程稳定分析时当前位移的迭代增量X、Y、Z——j振型、i节点的x、y、z方向的相对位移jijiji4 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.172.2.2材料性能E——材料的弹性模量——材料的线膨胀系数ν——材料的泊松比f——钢材的抗拉强度设计值bf——高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值t2.2.3几何参数与截面特性——Aeff螺栓球节点中高强度螺栓的有效截面面积Ai——组合网架带肋板在i（i=1，2，3，4）方向等代杆系的截面面积B——圆柱面网壳的宽度或跨度——Be网壳的等效薄膜刚度Be11、Be22——网壳沿1、2方向的等效薄膜刚度——bhp嵌入式毂节点嵌入榫颈部宽度C——结构阻尼矩阵D——空心球节点的空心球外径、螺栓球节点的钢球直径De11、De22——网壳沿1、2方向的等效抗弯刚度——De网壳的等效抗弯刚度d——与空心球相连的主钢管杆件的外径d、d——12汇交于空心球节点的两根钢管的外径b、b——d1ds螺栓球节点两相邻螺栓的较大直径、较小直径——dh嵌入式毂节点的毂体直径——dht嵌入式毂节点的嵌入榫直径f——圆柱面网壳的矢高f1——网架结构的基本频率——hhp嵌入式毂节点嵌入榫高度K——空间网格结构总弹性刚度矩阵Kt——网壳全过程稳定分析时t时刻结构的切线刚度矩阵L——圆柱面壳的长度或跨度L——2网架短向跨度——ls螺栓球节点的套筒长度5 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17l——杆件节点之间中心长度；螺栓球节点的高强度螺栓长度——l0杆件的计算长度r——球面或圆柱面网壳的曲率半径；滑移时滚动轴的半径M——空间网格结构质量矩阵——rr12、椭圆抛物面网壳两个方向的主曲率半径r——1滑移时滚轮的外圆半径s——组合网架1、2两方向肋的间距t——空心球壁厚，组合网架平板厚度——嵌入式毂节点的杆件两端嵌入榫不共面的扭角汇交于空心球节点任意两相邻杆件夹角；汇交于螺栓球节点两相邻——螺栓间的最小夹角——嵌入式毂节点毂体嵌入榫的中线与其相连的杆件轴线的垂线之间的夹角2.2.4计算系数c——场地修正系数；空心球节点压弯或拉弯计算时的主钢管偏心系数g——重力加速度k——滚动滑移时钢制轮与钢之间的滚动摩擦系数m——按振型分解反应谱法计算中考虑的振型数j、vj——相应于j振型自振周期的水平与竖向地震影响系数——jj振型参与系数——滑移时阻力系数、——jkj、k振型的阻尼比——空心球节点加肋承载力提高系数d——大直径空心球节点承载力调整系数o——考虑空心球节点受压弯或拉弯作用的影响系数m——抗震设防烈度系数；螺栓球节点套筒外接圆直径与螺栓直径的比值——k振型与j振型的自振周期比T——杆件的容许长细比、——滑移时滑动、滚动摩擦系数12——螺栓球节点螺栓拧入球体长度与螺栓直径的比值——jk多维反应谱法计算时j振型与k振型的耦联系数ψv——竖向地震作用系数6 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.173设计的基本规定3.1结构选型3.1.1网架结构可采用双层或多层形式；网壳结构可采用单层或双层形式，也可采用局部双层形式。3.1.2网架结构可选用下列网格形式（附图见附录A）：1由交叉桁架体系组成的两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架、单向折线形网架。2由四角锥体系组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、斜放四角锥网架、星形四角锥网架。3由三角锥体系组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架。3.1.3网壳结构可采用球面、圆柱面、双曲抛物面、椭圆抛物面等曲面形式，也可采用各种组合曲面形式。3.1.4单层网壳可选用下列网格形式（附图见附录B)：1单层圆柱面网壳可采用单向斜杆正交正放网格、交叉斜杆正交正放网格、联方网格及三向网格等形式。2单层球面网壳可采用肋环型、肋环斜杆型、三向网格、扇形三向网格、葵花形三向网格、短程线型等形式。3单层双曲抛物面网壳宜采用三向网格，其中两个方向杆件沿直纹布置；也可采用两向正交网格，杆件沿主曲率方向布置，局部区域可加设斜杆。4单层椭圆抛物面网壳可采用三向网格、单向斜杆正交正放网格等形式。3.1.5双层网壳可由两向、三向交叉的桁架体系或由四角锥体系、三角锥体等组成，其上、下弦网格可采用本规程3.1.4条的方式布置。3.1.6立体桁架可采用直线或曲线形式。3.1.7空间网格结构的选型应结合工程的平面形状、跨度大小、支承情况、荷载条件、屋面构造、建筑设计等要求综合分析确定。杆件布置及支承设置应保证结构体系几何不变。3.1.8单层网壳应采用刚接节点。3.2网架结构设计的基本规定3.2.1平面形状为矩形的周边支承网架，当其边长比（长边与短边之比）小于等于1.5时，宜选用正放四角锥网架、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。当其边长比大于1.5时，宜选用两向正交正放网架、正7 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17放四角锥网架或正放抽空四角锥网架。3.2.2平面形状为矩形、三边支承一边开口的网架可按3.2.1条进行选型，开口边必须具有足够的刚度并形成完整的边桁架，当刚度不满足要求时可采用增加网架高度、增加网架层数等办法加强。3.2.3平面形状为矩形、多点支承的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。3.2.4平面形状为圆形、正六边形及接近正六边形等周边支承的网架，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。3.2.5网架的网格高度与网格尺寸应根据跨度大小、荷载条件、柱网尺寸、支承情况、网格形式以及构造要求和建筑功能等因素确定，网架的高跨比可取1/10~1/18。o网架在短向跨度的网格数不宜小于5。确定网格尺寸时宜使相邻杆件间的夹角大于45,o且不宜小于30。3.2.6网架可采用上弦或下弦支承方式，当采用下弦支承时，应在支座边形成竖直或倾斜的边桁架。3.2.7当采用两向正交正放网架，应沿网架周边网格设置封闭的水平支撑。3.2.8多点支承的网架有条件时宜设柱帽。柱帽宜设置于下弦平面之下（图3.2.8a)，也可设置于上弦平面之上（图3.2.8b）或采用伞形柱帽（图3.2.8c)。(a)(b)(c)图3.2.8多点支承网架柱帽设置3.2.9对跨度不大于40m的多层建筑的楼盖及跨度不大于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。3.2.10网架屋面排水找坡可采用下列方式：1上弦节点上设置小立柱找坡（当小立柱较高时，应注意小立柱自身的稳定性并布置支撑）。2网架变高度。3网架结构起坡。23.2.11网架自重荷载标准值g(kN/m)可按下式估算：ok8 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17gqL150(3.2.11)okw22式中：qw——除网架自重以外的屋面荷载或楼面荷载的标准值(kN/m)L2——网架的短向跨度(m)3.3网壳结构设计的基本规定3.3.1球面网壳的矢跨比不宜小于1/7。双层球面网壳的厚度可取跨度（平面直径）的1/30～1/60。单层球面网壳的跨度（平面直径）不宜大于80m。3.3.2两端边支承的圆柱面网壳，其宽度B与跨度L之比宜小于1.0，壳体的矢高可取宽度B的1/3～1/6。沿两纵向边支承或四边支承的圆柱面网壳，壳体的矢高可取跨度（宽度B）的1/2～1/5。端边纵向边BL图3.3.2圆柱面网壳宽度、跨度与支承边示意图双层圆柱面网壳的厚度可取宽度B的1/20～1/50。两端边支承的单层圆柱面网壳，其跨度L不宜大于35m。沿两纵向边支承的单层圆柱面网壳，其跨度（此时为宽度B）不宜大于30m。3.3.3双曲抛物面网壳底面对角线长度之比不宜大于2，单块双曲抛物面壳体的矢高可取跨度1/2～1/4（跨度为二个对角支承点之间的距离）。四块组合双曲抛物面壳体每个方向的矢高可取相应跨度的1/4～1/8。双层双曲抛物面网壳的厚度可取短向跨度的1/20～1/50。单层双曲抛物面网壳的跨度不宜大于60m。3.3.4椭圆抛物面网壳底边边长比不宜大于1.5，壳体每个方向的矢高可取短向跨度的1/6～1/9。双层椭圆抛物面网壳的厚度可取短向跨度的1/20～1/50。单层椭圆抛物面网壳的跨度不宜大于50m。3.3.5网壳的支承构造应可靠传递竖向反力，同时应满足不同网壳结构形式所必需的边缘约束条件；边缘约束构件应满足刚度要求，并应与网壳结构一起进行整体计算。球面网壳的支承点应保证抵抗水平位移的约束条件。圆柱面网壳当沿两纵向边支承时，支承点应保证抵抗侧向水平位移的约束条件。9 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17双曲抛物面网壳应通过边缘构件将荷载传递给支座或下部结构。椭圆抛物面网壳及四块组合双曲抛物面网壳应通过边缘构件沿周边支承。3.4立体桁架、立体拱架与张弦立体拱架设计的基本规定3.4.1立体桁架的高度可取跨度的1/12～1/16。3.4.2立体拱架的拱架厚度可取跨度的1/20～1/30，矢高可取跨度的1/3～1/6。当按立体拱架计算时，两端下部结构除了可靠传递竖向反力外还应保证抵抗水平位移的约束条件。当立体拱架跨度较大时应进行立体拱架平面内的整体稳定性验算。3.4.3张弦立体拱架的拱架厚度可取跨度的1/30～1/50，结构矢高可取跨度的1/7～1/10，其中拱架矢高可取跨度的1/14～1/18，张弦的垂度可取跨度的1/12～1/30。3.4.4立体桁架支承于下弦节点时桁架整体应有可靠的防侧倾体系，曲线形的立体桁架要考虑支座水平位移对下部结构的影响。3.4.5对立体桁架、立体拱架和张弦立体拱架应设置平面外的稳定支撑体系。3.5结构挠度容许值3.5.1空间网格结构在恒荷载与活荷载标准值作用下的最大挠度值不宜超过表3.5.1中的容许挠度值。表3.5.1空间网格结构的容许挠度值结构体系屋盖结构(短向跨度)楼盖结构(短向跨度)悬挑结构(悬挑跨度)网架1/2501/3001/125单层网壳1/400／1/200双层网壳1/250／1/125立体桁架注：对于设有悬挂起重设备的屋盖结构，其最大挠度值不宜大于结构跨度的1/400。3.5.2网架与立体桁架可预先起拱，其起拱值可取不大于短向跨度的1/300。当仅为改善外观要求时，最大挠度可取恒荷载与活荷载标准值作用下挠度减去起拱值。10 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.174结构计算4.1一般计算原则4.1.1空间网格结构应进行重力荷载及风荷载作用下的位移、内力计算，并应根据具体情况，对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等作用下的位移、内力进行计算。4.1.2对非抗震设计，荷载及荷载效应组合应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009进行计算，在杆件截面及节点设计中，应按照荷载效应的基本组合确定内力设计值；在位移计算中应按照荷载效应的标准组合确定其挠度。对抗震设计，荷载及荷载效应组合应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011确定内力设计值。空间网格结构的内力和位移可按弹性理论进行计算；网壳结构的整体稳定性计算应考虑结构的非线性影响。4.1.3对于单个球面网壳和圆柱面网壳的风载体型系数，可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009取值；对于多个连接的球面网壳和圆柱面网壳，以及各种复杂形体的空间网格结构，当跨度较大时，应通过风洞试验或专门研究确定风载体型系数。对于基本自振周期大于0.25s的空间网格结构，宜按随机振动理论进行风振计算。4.1.4分析网架结构和双层网壳结构时，可假定节点为铰接，杆件只承受轴向力；分析立体管桁架时，当杆件的节间长度与截面高度（或直径）之比不小于12（主管）和24（支管）时，也可假定节点为铰接；分析单层网壳时，应假定节点为刚接，杆件除承受轴向力外，还承受弯矩、扭矩、剪力等。4.1.5空间网格结构的外荷载可按静力等效原则将节点所辖区域内的荷载集中作用在该节点上。当杆件上作用有局部荷载时，应另行考虑局部弯曲内力的影响。4.1.6空间网格结构分析时，应考虑上部空间网格结构与下部支承结构的相互影响。空间网格结构的协同分析可把下部支承结构折算等效刚度和等效质量作为上部空间网格结构分析时的条件；也可把上部空间网格结构折算等效刚度和等效质量作为下部支承结构分析时的条件；也可以将上、下部结构整体分析。4.1.7分析空间网格结构时，应根据结构形式、支座节点的位置、数量和构造情况以及支承结构的刚度，确定合理的边界约束条件。边界约束条件可分为弹性约束、固定约束及强迫位移。对于网架、双层网壳和立体桁架，支承节点的边界约束条件应按实际构造假定为两向或一向可侧移、无侧移的铰接支座或弹性支座；对于单层网壳，可采用不动铰支座，也可采用刚接支座或弹性支座。空间网格结构的支承必须保证在任意荷载作用下结构体系的几何不变性，并满足各种结构形式及其计算模型对支承条件的要求。空间网格结构支座的边界约束条件分别沿结构整体坐标系的三个方向根据具体情况确11 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17定。如果支承结构对空间网格结构支座的约束与结构整体坐标系不一致时，应作为斜边界约束处理。4.1.8空间网格结构施工安装阶段与使用阶段支承情况不一致时，应区别不同支承条件分析计算施工安装阶段和使用阶段在相应荷载作用下的结构位移和内力。4.1.9空间网格结构根据结构类型、平面形状、荷载形式、节点构造、边界约束条件及不同设计阶段等可采用有限元法或基于连续化假定的方法进行计算。选用分析方法应考虑到分析方法的适用范围和条件。1网架、双层网壳和立体桁架宜采用空间杆系有限元法进行计算；2单层网壳应采用空间梁系有限元法进行计算；3在结构方案选择和初步设计时，网架结构、网壳结构也可分别采用拟夹层板法、拟壳法进行计算。4.2静力计算4.2.1按有限元法进行空间网格结构静力计算时可采用下列统一的基本方程：KUF（4.2.1）式中K——空间网格结构总弹性刚度矩阵；U——空间网格结构节点位移向量；F——空间网格结构节点荷载向量。4.2.2空间网格结构经过位移、内力计算后进行杆件截面设计，如杆件截面需要调整应重新进行分析，使其满足设计要求为止。空间网格结构设计后，杆件不宜替换，如必须替换时，应根据截面及刚度等效的原则进行。4.2.3分析空间网格结构因温度变化而产生的内力，可将温差引起的杆件固端反力作为等效荷载反向作用在杆件两端节点上，然后按有限元法分析。4.2.4网架结构如符合下列条件之一者，可不考虑由于温度变化而引起的内力：1支座节点的构造允许网架侧移，且允许侧移值等于或大于网架结构的温度变形值时；2网架周边支承、网架验算方向跨度小于40m，且支承结构为独立柱或砖壁柱时；3在单位力作用下，柱顶水平位移u大于或等于式（4.2.4）的计算值时。LEtu1（4.2.4）2EAm0.038f式中f——钢材的抗拉强度设计值；E——材料的弹性模量；——材料的线膨胀系数；t——温差；12 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17L——网架在验算方向的跨度；Am——支承（上承或下承）平面弦杆截面积的算术平均值；ξ——系数，支承平面弦杆为正交正放时ξ=1.0，正交斜放时2，三向时2.0。4.2.5预应力空间网格结构分析时，可根据具体情况将预应力作为初始应力或外力来考虑，然后按有限元法进行分析。对于索应考虑非线性的影响，并应按预应力施加程序对预应力施工全过程进行分析。4.2.6斜拉空间网格结构可按有限元法进行分析。斜拉索（或钢棒）应根据具体情况施加预应力，以确保在风荷载和地震作用下斜拉索处于受拉状态，必要时可设置稳定索加强。4.2.7由平面桁架系或角锥体系组成的矩形平面、周边支承网架结构，可简化为正交异性或各向同性的平板按拟夹层板法进行位移、内力计算。4.2.8网壳结构采用拟壳法分析时，可根据壳面形式、网格布置和构件截面把网壳等代为当量薄壳结构，在由相应边界条件求得拟壳的位移和内力后，可按几何和平衡条件返回计算网壳杆件的内力。4.2.9组合网架结构可按有限元法进行位移、内力计算。分析时应将组合网架的带肋平板离散成能承受轴力、膜力和弯矩的梁元和板壳元，将腹杆和下弦作为承受轴力的杆元，并应考虑两种不同材料的材性。4.2.10组合网架结构也可采用空间杆系有限元法作简化计算。分析时将组合网架的带肋平板等代为仅能承受轴力的上弦，并与腹杆和下弦构成两种不同材料的等代网架，按空间杆系有限元法进行位移、内力计算。等代上弦截面及带肋平板中内力可按本规程附录D确定。4.3网壳的稳定性计算4.3.1单层网壳以及厚度小于跨度1/50的双层网壳均应进行稳定性计算。4.3.2网壳的稳定性可按考虑几何非线性的有限元法（荷载—位移全过程分析）进行计算，分析中可假定材料保持为弹性，也可考虑材料的弹塑性。对于大型和形状复杂的网壳结构宜采用考虑弹塑性的全过程分析方法。全过程分析采用的迭代方程为：ii1KUFN（4.3.2）ttttt式中，K——t时刻结构的切线刚度矩阵；tiU——当前位移的迭代增量；F——tt时刻外部所施加的节点荷载向量；tti1N——tt时刻相应的杆件节点内力向量。tt13 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.174.3.3球面网壳的全过程分析可按满跨均布荷载进行，圆柱面网壳和椭圆抛物面网壳除考虑满跨均布荷载外，宜补充考虑半跨活荷载分布的情况。进行网壳全过程分析时应考虑初始曲面形状的安装偏差的影响，可采用结构的最低阶屈曲模态作为初始几何缺陷分布模态，其缺陷最大计算值可按网壳跨度的1/300取值。4.3.4按本规程4.3.2和4.3.3条进行网壳结构全过程分析求得的第一个临界点处的荷载值，可作为该网壳的极限承载力。将极限承载力除以系数K后，即为按网壳稳定性确定的容许承载力（标准值）。对于按弹塑性全过程分析求得的极限承载力，系数K可取为2.0。对于常见的单层球面网壳、柱面网壳和椭圆抛物面网壳按弹性全过程分析求得的极限承载力，系数K可取为4.2。4.3.5当单层球面网壳跨度小于50m，单层圆柱面网壳拱向跨度小于25m，单层椭圆抛物面网壳跨度小于30m，或对网壳稳定性进行初步计算时，其容许承载力可按附录E进行计算。4.4地震作用下的内力计算4.4.1对用作屋盖的网架结构，其抗震验算应符合下列要求：1在抗震设防烈度为8度的地区，对于周边支承的中小跨度网架结构应进行竖向抗震验算，对于其它网架结构均应进行竖向和水平抗震验算；2在抗震设防烈度为9度的地区，对各种网架结构应进行水平和竖向抗震验算。4.4.2对于网壳结构，其抗震验算应符合下列要求：1在抗震设防烈度为7度的地区，当网壳结构的矢跨比大于等于1/5时，应进行水平抗震验算；当矢跨比小于1/5时，应进行竖向和水平抗震验算；2在抗震设防烈度为8度或9度的地区，对各种网壳结构应进行水平和竖向抗震验算。4.4.3在单维地震作用下，对空间网格结构进行多遇地震作用下的效应计算时，可采用振型分解反应谱法；对于体型复杂或重要的大跨度结构，应采用时程分析法进行补充计算。4.4.4按时程分析法计算空间网格结构地震效应时，其动力平衡方程为：MU+CU+KU=-MU（4.4.4）g式中，M——结构质量矩阵；C——结构阻尼矩阵；K——结构刚度矩阵；U,U,U——结构节点相对加速度向量、相对速度向量和相对位移向量；U——地面运动加速度向量。g4.4.5采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。加速度曲线峰值应根据与抗震设防烈度相应的多遇地震的加速度时程曲线最大值进行调整，并应选择足够长的地震动持续时间。14 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.174.4.6采用振型分解反应谱法进行单维地震效应分析时，空间网格结构j振型、i节点的水平或竖向地震作用标准值应按下式确定：FExjijjXjiGiFEyjijjYjiGi（4.4.6-1）FEzjijjZjiGi式中，FExji、FEyji、FEzji——j振型、i节点分别沿x、y、z方向的地震作用标准值；j——相应于j振型自振周期的水平地震影响系数，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011确定。当仅z方向竖向地震作用时，竖向地震影响系数取0.65j；Xji、Yji、Zji——分别为j振型、i节点的x、y、z方向的相对位移；Gi——空间网格结构第i节点的重力荷载代表值，其中恒载取结构自重标准值；可变荷载取屋面雪荷载或积灰荷载标准值，组合值系数取0.5。j——j振型参与系数，按下列公式确定：当仅x方向水平地震作用时，j振型参与系数按下式计算：nXjiGii1（4.4.6-2）jn222(XjiYjiZji)Gii1当仅y方向水平地震作用时，j振型参与系数按下式计算：nYjiGii1jn222(XjiYjiZji)Gii1（4.4.6-3）当仅z方向竖向地震作用时，j振型参与系数按下式计算：nZjiGii1jn222(XjiYjiZji)Gii1（4.4.6-4）式中，n——空间网格结构节点数。4.4.7按振型分解反应谱法进行在多遇地震作用下单维地震作用效应分析时，网架结构杆件地震作用效应可按下式确定：m2SEkSjj1（4.4.7-1）网壳结构杆件地震作用效应宜按下式确定：mmSEkjkSjSkj1k1（4.4.7-2）1.58jk(1T)Tjk222(1T)4jk(1T)T（4.4.7-3）15 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17式中，SEk——杆件地震作用标准值的效应；Sj、Sk——分别为j、k振型地震作用标准值的效应；jk——j振型与k振型的耦联系数；j、k——分别为j、k振型的阻尼比；T——k振型与j振型的自振周期比；m——计算中考虑的振型数。4.4.8当采用振型分解反应谱法进行空间网格结构地震效应分析时，对于网架结构宜至少取前10-15个振型，对于网壳结构宜至少取前25-30个振型，以进行效应组合；对于体型复杂或重要的大跨度空间网格结构需要取更多振型进行效应组合。4.4.9在抗震分析时，应考虑支承体系对空间网格结构受力的影响。此时宜将空间网格结构与支承体系共同考虑，按整体分析模型进行计算；亦可把支承体系简化为空间网格结构的弹性支座，按弹性支承模型进行计算。支承结构应按有关规范进行抗震验算。4.4.10在进行结构地震效应分析时，对于周边落地的空间网格结构，阻尼比值可取0.02；对设有混凝土结构支承体系的空间网格结构，阻尼比值可取0.03。4.4.11对于体型复杂或较大跨度的空间网格结构，宜进行多维地震作用下的效应分析。进行多维地震效应计算时，可采用多维随机振动分析方法、多维反应谱法或时程分析法。当按多维反应谱法进行空间网格结构三维地震效应分析时，结构各节点最大位移响应与各杆件最大内力响应可按附录F公式进行组合计算。4.4.12周边支承或多点支承与周边支承相结合的用于屋盖的网架结构，其竖向地震作用效应可按附录G进行简化计算。4.4.13单层球面网壳结构、单层双曲抛物面网壳结构和正放四角锥双层圆柱面网壳结构水平地震作用效应可按附录H进行简化计算。16 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.175杆件和节点的设计与构造5.1杆件5.1.1空间网格结构的杆件可采用普通型钢或薄壁型钢。管材宜采用高频焊管或无缝钢管，当有条件时应采用薄壁管型截面。杆件采用的钢材牌号和质量等级应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定执行。杆件截面应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017根据强度和稳定性的要求计算确定。5.1.2确定杆件的长细比时，其计算长度l应按表5.1.2采用。0表5.1.2杆件的计算长度l0节点形式结构体系杆件形式螺栓球焊接空心球板节点毂节点相贯节点弦杆及支座腹杆1.0l0.9l1.0l网架／／腹杆1.0l0.8l0.8l弦杆及支座腹杆1.0l1.0l1.0l双层网壳／／腹杆1.0l0.9l0.9l壳体曲面内0.9l1.0l0.9l单层网壳／／壳体曲面外1.6l1.6l1.6l弦杆及支座腹杆1.0l1.0l1.0l立体桁架／／腹杆1.0l0.9l0.9l注：l—为杆件的几何长度（节点中心间距离）。5.1.3杆件的长细比不宜超过表5.1.3中规定的数值。表5.1.3杆件的容许长细比杆件杆件杆件受压与杆件受拉与结构体系杆件型式受拉受压压弯拉弯网架一般杆件300立体桁架支座附近杆件250180／／双层网壳直接承受动力荷载杆件250单层网壳一般杆件／／1502505.1.4杆件截面的最小尺寸应根据结构的跨度与网格大小按计算确定，普通型钢不宜小于L50×3，钢管不宜小于48×3。对大、中跨度空间网格结构，钢管不宜小于60×3.5。5.1.5空间网格结构杆件分布应保证刚度的连续性，受力方向相邻的弦杆其杆件截面面积之17 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17比不宜超过1.8倍，多点支承的网架结构其反弯点处的上、下弦杆宜按构造加大截面。5.1.6对于低应力、小规格的受拉杆件其长细比宜按受压杆件控制。5.1.7在杆件与节点构造设计时，应考虑便于检查、清刷与油漆，避免易于积留湿气或灰尘的死角与凹槽，钢管端部应进行封闭。5.2焊接空心球节点5.2.1由两个半球焊接而成的空心球，可根据受力大小分别采用不加肋（图5.2.1-1）和加肋（图5.2.1-2）两种，适用于连接圆钢管杆件。空心球的钢材宜采用国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235-B钢或《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345-B、Q345-C钢。产品质量应符合现行行业标准《钢网架焊接球节点》JG11的规定。图5.2.1-1不加肋的空心球图5.2.1-2加肋的空心球5.2.2当空心球直径为120~900mm时，其受压和受拉承载力设计值N（N）可按下式计算：RdN(0.290.54)tdf（5.2.2）R0D式中，D——空心球外径（mm）；t——空心球壁厚（mm）；d——与空心球相连的主钢管杆件的外径（mm）；18 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.172f——钢材的抗拉强度设计值（N/mm）；——大直径空心球节点承载力调整系数。当空心球直径≤500mm时，=1.0；oo当空心球直径>500mm时，=0.9。o5.2.3对于单层网壳结构，空心球承受压弯或拉弯的承载力设计值N可按下式计算：mNN（5.2.3-1）mmR式中，——考虑空心球受压弯或拉弯作用的影响系数；mN——空心球受压和受拉承载力设计值（N）。R按图5.2.3确定，图中偏心系数c按下式计算：m2Mc（5.2.3-2）Nd式中，M——杆件作用于空心球节点的弯矩（N-mm）；N——杆件作用于空心球节点的轴力（N）；d——杆件的外径（mm）。影响系数1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0c0.00.51.01.52.02.53.03.54.0图5.2.3考虑空心球受压弯或拉弯作用的影响系数m5.2.4对加肋的空心球，当仅承受轴力或轴力与弯矩共同作用但以轴力为主（≥0.8）且m轴力方向和加肋方向一致时，其承载力可乘以加肋空心球承载力提高系数，受压球取d=1.4，受拉球取=1.1。dd5.2.5焊接空心球的设计及钢管杆件与空心球的连接应满足以下构造要求：1网架和双层网壳空心球的外径与壁厚之比宜取25~45；单层网壳空心球的外径与壁厚之比宜取20~35；空心球外径与主钢管外径之比宜取2.4~3.0；空心球壁厚与主钢管的壁厚之比宜取1.5~2.0。空心球壁厚不宜小于4mm；19 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.172不加肋空心球和加肋空心球的成型对接焊接，应分别满足图5.2.1-1和图5.2.1-2的要求。加肋空心球的肋板可用平台或凸台，采用凸台时，其高度不得大于1mm；3钢管杆件与空心球连接，钢管应开坡口，在钢管与空心球之间应留有一定缝隙并予以焊透，以实现焊缝与钢管等强，否则应按角焊缝计算。钢管端头可加套管与空心球焊接（如图5.2.5）。套管壁厚不小于3mm，长度可为30~50mm；图5.2.5钢管加套管的连接4角焊缝的焊脚尺寸hf应符合下列要求：当钢管壁厚tc≤4mm时，1.5tc≥hf>tc；当tc4mm时，1.2tc≥hf>tc。5.2.6在确定空心球外径时，球面上相邻杆件之间的净距a不宜小于10mm（图5.2.6），空心球直径可初步按下式估算：D(d12ad2)/（5.2.6）式中，——汇集于球节点任意两相邻钢管杆件间的夹角（弧度rad）；d1,d2——组成角的钢管外径（mm）；a——球面上相邻杆件之间的净距（mm）。d1d2αθ图5.2.6空心球节点相邻钢管杆件5.2.7当空心球直径过大、且连接杆件又较多时，为了减少空心球节点直径，允许部分腹杆与腹杆或腹杆与弦杆相汇交，但必须满足以下构造要求；1所有汇交杆件的轴线必须通过球中心线；20 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.172汇交两杆中，截面积大的杆件必须全截面焊在球上（当两杆截面积相等时，取受拉杆），另一杆坡口焊在相汇交杆上，但必须保证有3/4截面焊在球上，并用加劲板加强。3受力大的杆件，可按图5.2.7-1设置加劲板，或按图5.2.7-2增设支托板。加劲板图5.2.7-1汇交杆件连接空心球体空心球体AAA-A图5.2.7-2汇交杆件连接增设支托板5.2.8当空心球外径大于300mm，且杆件内力较大需要提高承载能力时，可在球内加肋；当空心球外径大于或等于500mm，应在球内加肋。肋板必须设在轴力最大杆件的轴线平面内，且其厚度不应小于球壁的厚度。5.3螺栓球节点5.3.1螺栓球节点应由高强度螺栓、钢球、紧固螺钉、套筒、锥头或封板等零件组成（如图5.3.1），适用于连接网架和双层网壳等空间网格结构的圆钢管杆件。21 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.171234561—封板；2—锥头；3—紧固螺钉；4—套筒；5—螺栓；6—钢球图5.3.1螺栓球节点5.3.2用于制造螺栓球节点的钢球、封板、锥头、套筒、紧固螺钉、高强度螺栓的材料可按表5.3.2的规定选用，并应符合相应标准的技术条件。产品质量应符合现行行业标准《钢网架螺栓球节点》JG10的规定。表5.3.2螺栓球节点零件推荐材料零件名称推荐材料材料标准编号备注优质碳素结构钢技术条件钢球45号钢毛坯钢球锻造成型（GB/T699）Q235-B碳素结构钢（GB/T700）锥头或封板钢号宜与杆件一致Q345低合金高强度结构钢（GB/T1591）Q235-BGB/T700套筒内孔径为13~34mm套筒Q345GB/T1591套筒内孔径为37~65mm45号钢GB/T69920MnTiB紧固螺钉合金结构钢技术条件GB/T3077螺钉直径宜尽量小40Cr20MnTiB，40Cr，螺纹规格M12~M2435CrMo高强度螺栓35VB，40Cr，GB/T3077螺纹规格M27~M3635CrMo35CrMo，40Cr螺纹规格M39~M64×45.3.3钢球直径应根据相邻螺栓在球体内不相碰并满足套筒接触面的要求（图5.3.3）分别按式5.3.3-1、式5.3.3-2核算，并按计算结果中的较大者选用。2bdbb2b2sD≥dctg2dd（5.3.3-1）sin11122 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.172bdsb2b2D≥dctgd（5.3.3-2）11sin式中，D——钢球直径（mm）；——两相邻螺栓之间的最小夹角（弧度rad）；bd——两相邻螺栓的较大直径（mm）；1bd——两相邻螺栓的较小直径（mm）；s——螺栓拧入球体长度与螺栓直径的比值，可取为1.1；——套筒外接圆直径与螺栓直径的比值，可取为1.8。当相邻杆件夹角较小时，尚应根据相邻杆件及相关封板、锥头、套筒等零部件不相碰的要求核算螺栓球直径。此时可通过检查可能相碰点至球心的连线与相邻杆件轴线间的夹角不大于的条件进行核算。λdbdsbsDθb1b1ddλbξd1图5.3.3螺栓球与直径有关的尺寸5.3.4高强度螺栓的性能等级应按螺纹规格分别选用。对于M12～M36的高强度螺栓，其强度等级按10.9级选用；对于M39～M64的高强度螺栓，其强度等级按9.8级选用。螺栓的形式与尺寸应符合现行国家标准《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T16939的要求。b选用高强度螺栓的直径应由杆件内力控制。每个高强度螺栓的受拉承载力设计值Nt应按下式计算：bbNt=Aeffft（5.3.4）b2式中，f——高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值，对10.9级，取430N/mm；t2对9.8级，取385N/mm；A——高强度螺栓的有效截面积，可按表5.3.4选取。当螺栓上钻有键槽或钻孔时，effA值取螺栓处或键槽、钻孔处二者中的较小值。eff23 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17b表5.3.4常用螺栓在螺纹处的有效截面面积Aeff和承载力设计值Nt性能等级10.9级螺纹规格dM12M14M16M20M22M24M27M30M33M36螺距p（mm）1.75222.52.5333.53.542A（mm）84.3115157245303353459561694817effbNt（kN）36.249.567.5105130.5151.5197.5241.0298351续表5.3.4性能等级9.8级螺纹规格dM39M42M45M48M52M56×4M60×4M64×4螺距p（mm）44.54.5554442A（mm）eff9761120131014701760214424852851bNt（kN）375.6431.5502.8567.1676.7825.4956.61097.62注：螺栓在螺纹处的有效截面积Ad0.9382p/4eff5.3.5受压杆件的连接螺栓直径，可按其内力设计值绝对值求得螺栓直径计算值后，按表5.3.4的螺栓直径系列减少1～3个级差，但必须保证套筒任何截面均具有足够的抗压强度。5.3.6套筒（六角形无纹螺母）外形尺寸应符合扳手开口系列，端部要求平整，内孔径可比螺栓直径大1mm。套筒可按GB/T16939附录A与高强度螺栓配套采用，对于受压杆件的套筒应根据其传递的最大压力值验算其端部有效承压面积。对于开设滑槽的套筒尚需验算套筒端部到滑槽端部的距离，应使该处有效截面的抗剪力不低于紧固螺钉的抗剪力，且不小于1.5倍滑槽宽度。套筒长度l和螺栓长度l（mm）可按下列公式计算（图5.3.6）：slmBn（5.3.6-1）sldlh（5.3.6-2）s式中，B——滑槽长度，BdK；d——螺栓伸入钢球长度，d为螺栓直径，一般取1.1；m——滑槽端部紧固螺钉中心到套筒端部的距离；n——滑槽顶部紧固螺钉中心至套筒顶部的距离；K——螺栓露出套筒距离，预留4～5mm，但不应少于2个丝扣；h——锥头端部厚度或封板厚度。24 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17ddtxe△dLsh（a）拧入前（b）拧入后图5.3.6套筒长度及螺栓长度图中，t——螺纹根部到滑槽附加余量，取2个丝扣；x——螺纹收尾长度；e——紧固螺钉的半径；Δ——滑槽预留量，一般取4mm。5.3.7杆件端部应采用锥头（图5.3.7-a）或封板连接（图5.3.7-b），其连接焊缝以及锥头任何截面的强度必须不低于连接钢管，焊缝底部宽度b可根据连接钢管壁厚取2～5mm。封板厚度应按实际受力大小计算决定。封板及锥头底部厚度不应小于表5.3.7中数值。锥头底板外径宜较套筒外接圆直径或螺栓头直径大1～2mm，锥头内平台直径宜比螺栓头直径大2mm。锥头倾角应小于40°。bb（a）锥头连接（b）封板连接图5.3.7杆件端部连接焊缝表5.3.7封板及锥头底部厚度螺纹规格封板/锥头底厚（mm）螺纹规格锥头底厚（mm）M12、M1412M36~M4230M1614M45~M5235M20~M2416M56×4~M60×440M27~M3320M64×445注：本表摘自GB/T16939-1997附录A表3。5.3.8紧固螺钉宜采用高强度钢材，其直径可取螺栓直径的0.16～0.18倍，且不宜小于3mm。紧固螺钉直径可采用M5～M10。25 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.175.4嵌入式毂节点5.4.1嵌入式毂节点由柱状毂体、杆端嵌入件、盖板、中心螺栓、弹簧垫圈、平垫圈等零件组成（图5.4.1），适用于跨度不大于60m的单层球面网壳及跨度不大于30m的单层圆柱面网壳。6781923451—嵌入榫；2—毂体嵌入槽；3—杆件；4—杆端嵌入件；5—连接焊缝；6—毂体；7—盖板；8—中心螺栓；9—平垫圈、弹簧垫圈图5.4.1嵌入式毂节点5.4.2用于制造嵌入式毂节点的毂体、杆端嵌入件、盖板、中心螺栓的材料可按表5.4.2的规定选用，并应符合相应材料标准的技术条件。产品质量应符合现行行业标准《单层网壳嵌入式毂节点》JG/T136的规定。表5.4.2嵌入式毂节点零件推荐材料零件名称推荐材料材料标准编号备注毂体毂体直径宜采用Q235-B《碳素结构钢》（GB/T700）100~165mm盖板中心螺栓杆端嵌入件ZG230-450H《焊接结构用碳钢铸件》（GB/T7659）精密铸造5.4.3毂体的嵌入槽以及与其配合的嵌入榫做成小圆柱状（图5.4.3、图5.4.6a）。嵌入榫的中线和与其相连的嵌入件（杆件）轴线的垂线之间的夹角，即杆端嵌入件倾角。该倾角和柱面网壳斜杆两端嵌入榫不共面的扭角可参照附录Ｉ进行计算。hp嵌入件(杆件)轴线hththphp(b)(a)注：δ—杆端嵌入件平面壁厚，不宜小于5mm。图5.4.3嵌入件的主要尺寸26 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.175.4.4嵌入件几何尺寸（图5.4.3）应按下列计算方法及构造要求设计。当杆件为圆管时，颈部宽度b应按与杆件等强原则计算，嵌入件高度取圆管外径d时，b3t(t为圆管hphpcc壁厚)；嵌入榫直径d可取1.7b且不小于16mm，尺寸C可根据嵌入榫直径d及嵌入槽hthpht尺寸计算。L为嵌入件总长度；e按公式（5.4.4）求得。hp1e=(d-d)ctg30°（5.4.4）ht2嵌入件宽度b及高度h尚应按拉弯或压弯构件进行强度验算。hphp5.4.5杆件与杆端嵌入件采用焊接连接，焊接方式可参照螺栓球节点锥头与钢管的连接焊缝进行施焊。焊缝强度与所连接的钢管等强。5.4.6毂体各嵌入槽轴线间夹角θ应为汇交于该节点各杆件轴线间的夹角在通过该节点中心切平面上的投影。该夹角θ及毂体其它主要尺寸（图5.4.6）可参照附录Ｉ进行计算。"θ"(a)(b)图5.4.6毂体各主要尺寸5.4.7中心螺栓直径宜采用16~20mm，盖板厚度不宜小于4mm。5.5铸钢节点5.5.1铸钢节点适用于空间网格结构中杆件汇交密集、受力复杂且可靠性要求高的关键部位节点。铸钢节点的设计和制作除应满足本规程要求以外，尚应符合国家现行有关标准的规定。5.5.2焊接结构用铸钢节点的材料应符合现行国家标准《焊接结构用碳素钢铸件》（GB/T7659）的要求，必要时可参照国际标准或其它国家的相关标准执行；非焊接结构用铸钢节点的材料应符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》（GB/T11352）的要求。5.5.3铸钢节点的材料应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率、截面收缩率、冲击韧性等力学性能和碳、硅、锰、硫、磷等化学成分的合格保证，对焊接结构用铸钢节点的材料还应具有碳当量的合格保证。5.5.4设计铸钢节点时应根据铸钢件的轮廓尺寸选择合理的壁厚，铸件壁间应设计铸造圆角。制造时应严格控制铸造工艺、铸模精度及热处理工艺。5.5.5铸钢件设计时应采用有限元法进行实际荷载工况下的计算分析，其极限承载力可根据弹塑性有限元分析给出的荷载-位移曲线得到。当铸钢节点承受多种荷载工况且不能明显判27 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17断其控制工况时，应分别进行计算以确定其最小极限承载力。极限承载力数值不宜小于最大内力设计值的3.0倍。5.5.6铸钢节点可根据实际情况进行检验性试验或破坏性试验。检验性试验时试验荷载不应小于最大内力设计值的1.3倍；破坏性试验时试验荷载不应小于最大内力设计值的2.0倍。5.6销轴式节点5.6.1销轴式节点由销板和销轴组成（图5.6.1），适用于约束线位移、放松角位移的转动铰节点。销轴式节点的设计和制作除应满足本规程要求以外，尚应符合国家现行有关标准的规定。3121-销板I，2-销轴，3-销板II图5.6.1销轴式节点5.6.2销轴式节点应保证销轴的抗弯强度和抗剪强度、销板的抗剪强度和抗拉强度满足设计要求，同时应保证在使用过程中杆件与销板的转动方向一致。5.6.3为方便安装，销轴式节点的销板孔径宜比销轴的直径大1～2mm，各销板之间宜预留1～5mm间隙。5.7组合结构的节点5.7.1组合网架与组合网壳结构的上弦节点构造应符合下列要求：1必须保证钢筋混凝土带肋平板与组合网架、组合网壳的腹杆、下弦杆能共同工作；2腹杆的轴线与作为上弦的带肋板有效截面的中轴线在节点处交于一点；3支承钢筋混凝土带肋板的节点板应能有效地传递水平剪力。5.7.2钢筋混凝土带肋板与腹杆连接的节点构造可采用以下三种形式：1焊接十字板节点（图5.7.2-1），主要用于杆件为角钢的组合网架与组合网壳；28 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17图5.7.2-1焊接十字板节点构造2焊接球缺节点(图5.7.2-2),材料加工及连接方式与一般焊接空心球节点相同，球缺上面加焊一块圆形钢板。杆件采用钢管；上盖板钢筋混凝土带肋板板肋底部预埋钢板圆形钢板球缺节点图5.7.2-2焊接球缺节点构造3螺栓环节点(图5.7.2-3)，连接方式与一般螺栓球节点相同，螺栓环上面应在工厂以可靠的工艺和检验方法加焊一块圆形钢板。杆件采用钢管。上盖板钢筋混凝土带肋板板肋底部预埋钢板圆形钢板螺栓环节点图5.7.2-3螺栓环节点构造5.7.3组合网架与组合网壳结构节点的构造要求为：1钢筋混凝土带肋板的板肋底部预埋钢板必须与十字节点板的盖板（或螺栓环与球缺上的圆形钢板）焊接牢固以传递内力，必要时可在盖板（或圆形钢板）上焊接U型短钢筋（并在板缝中浇灌细石混凝土），构成水平盖板的抗剪键；2后浇灌缝的细石混凝土板缝中宜配置通长钢筋；29 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.173当节点承受负弯矩时应采用上连接盖板并将其与板肋顶部预埋钢板焊接；4当组合网架用于楼层时，板面宜采用迭浇配筋的细石混凝土面层；5组合网架与组合网壳未形成整体时，不得在钢筋混凝土上弦板上施加不均匀集中荷载。5.8预应力索节点5.8.1预应力索可采用钢绞线拉索、扭绞型平行钢丝拉索或钢拉杆，相应的拉索形式与端部节点锚固方式为：1钢绞线拉索，索体由带有防护涂层的15.2或12.7钢铰线制成，外加防护套管。固定端可采用挤压锚，张拉端可采用夹片锚，锚板应外带螺母用以微调整索索力（图5.8.1-1）。挤压锚夹片锚护套锚板外螺母图5.8.1-1钢绞线拉索2扭绞型平行钢丝拉索，索体为5或7平行钢丝束扭绞成型，外加防护层。钢索直径大于30mm时宜采用铸锚方式锚固，钢索直径较小时可采用压接方式锚固。锚固节点可外带螺母或采用耳板销轴节点（图5.8.1-2）。铸锚压接锚图5.8.1-2扭绞型平行钢丝拉索3钢拉杆，拉杆为带有防护涂层的优质碳素结构钢、低合金高强度钢、合金结构钢或不锈钢，两端锚固方式为耳板销轴节点，配有可调节索长的调节套筒（图5.8.1-3）。调节套钢棒图5.8.1-3钢拉杆30 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.175.8.2预应力体外索在索的转折处应设置鞍形垫板节点，以保证索的平滑转折（图5.8.2）。图5.8.2预应力体外索的鞍形垫板节点5.8.3张弦立体拱架撑杆下端与索相连的节点宜采用两半球铸钢索夹形式，索夹的连接螺栓应受力可靠，便于在拉索预应力各阶段拧紧索夹。张弦立体拱架的拉索宜采用两端带有铸锚的扭绞型平行钢丝索，桁架端部宜采用铸钢件作为索的锚固节点（图5.8.3）。铸钢锚固节点撑杆铸钢索夹索支座节点(a)张弦立体拱架撑杆节点(b)张弦立体拱架支座索锚固节点图5.8.3张弦立体拱架节点5.9支座节点5.9.1空间网格结构的支座节点必须具有足够的强度和刚度，在荷载作用下不应先于杆件和其它节点而破坏，也不得产生不可忽略的变形。支座节点构造形式应传力可靠、连接简单，并符合计算假定。5.9.2空间网格结构的支座节点根据结构的形式及支座节点主要受力特点，可分别选用压力支座节点、拉力支座节点、可滑移与转动的弹性支座节点以及兼受轴力、弯矩与剪力的刚性支座节点。5.9.3常用压力支座节点可按下列构造形式选用：31 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.171平板压力支座（图5.9.3-1），适用于较小跨度的空间网格结构。（a）角钢杆件（b）钢管杆件图5.9.3-1平板压力支座2单面弧形压力支座节点（图5.9.3-2），适用于要求沿单方向转动的中小跨度空间网格结构，支座反力较大时可采用图5.9.3-2（b）所示支座。加弹簧盒（a）两个螺栓连接（b）四个螺栓连接图5.9.3-2单面弧形压力支座3双面弧形压力支座节点（图5.9.3-3），适用于温度应力变化较大且下部支承结构刚度较大的大跨度空间网格结构。（a）侧视图（b）正视图图5.9.3-3双面弧形压力支座32 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.174球铰压力支座节点（图5.9.3-4），适用于有抗震要求、多支点的大跨度空间网格结构。图5.9.3-4球铰压力支座5.9.4常用拉力支座节点（锚栓需按抗拉设置）可按下列构造形式选用：1平板拉力支座节点（同图5.9.3-1），适用于较小跨度的空间网格结构；2单面弧形拉力支座节点（图5.9.4-1），适用于要求沿单方向转动的中小跨度空间网格结构；图5.9.4-1单面弧形拉力支座3球铰拉力支座节点（图5.9.4-2），适用于多支点的大跨度空间网格结构。图5.9.4-2球铰拉力支座33 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.175.9.5可滑动铰支座节点（图5.9.5），适用于中、小跨度的空间网格结构。不锈钢板或聚四氟乙烯垫板支座底板开设椭圆形长孔支座底板开设椭圆形长孔图5.9.5可滑动铰支座节点5.9.6橡胶板式支座节点（图5.9.6），适用于支座反力较大、有抗震要求、温度影响、水平位移较大与有转动要求的大、中跨度空间网格结构。按有水平弹性刚度二向可动铰接支座计算，弹性刚度计算按本规程附录J确定。橡胶垫板橡胶垫板限位钢板限位角钢图5.9.6橡胶板式支座5.9.7刚接支座节点（图5.9.7）适用于中、小跨度空间网格结构中承受轴力、弯矩与剪力的支座节点。支座节点竖向支承板厚度应大于焊接空心球节点球壁厚度2mm，球体置入深度应大于2/3球径。图5.9.7刚接支座5.9.8立体管桁架支座节点可按（图5.9.8）选用。34 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17图5.9.8管桁架支座节点5.9.9支座节点竖向支承板与底板的设计与构造应满足下列要求：1支座竖向支承板十字中心线应与支座竖向反力作用线一致，并与支座节点连接的杆件中心线汇交于支座球节点中心；2支座球节点底部至支座底板间的距离宜尽量减小，并考虑空间网格结构边缘斜腹杆与支座节点竖向中心线间的交角，防止斜腹杆与支座边缘相碰（图5.9.9-1）；柱图5.9.9-1支座球节点底部与支座底板间的构造高度3支座竖向支承板厚度应保证其自由边不发生侧向屈曲，且不宜小于10mm。对于拉力支座节点，支座竖向支承板的最小截面面积及相关连接焊缝必须满足强度要求；4支座节点底板的净面积应满足支承结构材料的局部受压要求，其厚度应满足底板在支座竖向反力作用下的抗弯要求，且不宜小于12mm；5支座节点底板的锚孔孔径比锚栓直径大10mm，并应考虑适应支座节点水平位移的要求；6支座节点锚栓按构造要求设置时，其直径可取20～25mm，数量取2～4个。拉力锚栓应经计算确定，锚固长度不应小于25倍锚栓直径，并应设置双螺母；7当支座底板与基础面摩擦力小于支座底部的水平反力时应设置抗剪键，不得利用锚栓传递剪力（图5.9.9-2）；35 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17图5.9.9-2支座节点抗剪键8支座节点竖向支承板与螺栓球节点相连时，应将螺栓球球体预热至150-200℃，以小直径焊条分层、对称施焊，并保温缓慢冷却。5.9.10弧形支座板的材料宜用铸钢，单面弧形支座板也可用厚钢板加工而成。板式橡胶支座垫板应采用由多层橡胶片与薄钢板相间粘合而成的橡胶垫板，其材料性能及计算构造要求可按本规程附录J确定。5.9.11压力支座节点中也可以增设与埋头螺栓相连的过渡钢板，并使之与支座底板焊接相连（图5.9.11）。过渡钢板图5.9.11采用过渡钢板的压力支座36 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.176制作、安装与交验6.1一般规定6.1.1钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求，并具有质量合格证明文件。钢材的抽样复验应满足现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求。6.1.2空间网格结构在施工前，施工单位应编制施工组织设计，在施工过程中应严格执行。6.1.3空间网格结构的制作、安装、验收及放线宜采用钢尺、经纬仪、全站仪等，钢尺在使用时拉力应一致。测量器具必须经计量检验部门检定合格。6.1.4焊接工作宜在制作厂或施工现场地面进行，以尽量减少高空工作量。焊工应经过考试取得合格证，并经过相应项目的焊接工艺考核合格后方可上岗施工。6.1.5空间网格结构安装前，应根据定位轴线和标高基准点复核和验收支座预埋件、预埋锚栓的平面位置和标高。预埋件、预埋锚栓施工偏差应满足现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求。6.1.6空间网格结构的安装方法，应根据结构的类型、受力和构造特点，在确保质量、安全的前提下，结合进度、经济及施工现场技术条件综合确定。空间网格结构的安装方法及适用范围如下：1高空散装法适用于全支架拼装的各种类型的空间网格结构，尤其适用于螺栓连接、销轴连接等非焊接连接的结构。并可根据结构特点选用少支架的悬挑拼装施工方法：内扩法（由边支座向中央悬挑拼装）、外扩法（由中央向边支座悬挑拼装）；2分条或分块安装法适用于分割后结构的刚度和受力状况改变较小的空间网格结构。分条或分块的大小应根据起重设备的起重能力而定；3滑移法适用于能设置平行滑轨的各种空间网格结构，尤其适用于必须跨越施工（待安装的屋盖结构下部不允许搭设支架或行走起重机）或场地狭窄、起重运输不便等情况。当空间网格结构为大面积且有中间柱子或平面狭长时，可采用滑架法施工；4整体吊装法适用于中小型空间网格结构，吊装时可在高空平移或旋转就位；5整体提升法适用于各种空间网格结构，结构在地面整体拼装完毕后提升至设计标高、就位；6整体顶升法适用于支点较少的各种空间网格结构。结构在地面整体拼装完毕后顶升至设计标高、就位；7折叠展开式整体提升法适用于柱面网壳结构。在地面或接近地面的工作平台上折叠起来拼装，然后将折叠的机构用提升设备提升到设计标高，最后在高空补足原先去掉的杆件，使机构变成结构。37 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.176.1.7安装方法确定后，应分别对空间网格结构各吊点反力、竖向位移、杆件内力、提升或顶升时支承柱的稳定性和风载下空间网格结构的水平推力等进行验算，必要时采取临时加固措施。当空间网格结构分割成条、块状或悬挑法安装时，应对各相应施工工况进行跟踪验算，对有影响的杆件和节点进行调整。安装用支架或起重设备拆除前应对相应各阶段工况进行结构验算，以选择合理的拆除顺序。6.1.8安装阶段结构的动力系数宜按下列数值选取：液压千斤顶提升或顶升取1.1；穿心式液压千斤顶钢铰线提升取1.2；塔式起重机、拔杆吊装取1.3；履带式、汽车式起重机吊装取1.4。6.1.9空间网格结构正式安装前宜进行局部或整体试拼装，当结构较简单或确有把握时可不进行试拼装。6.1.10空间网格结构应在六级以下的风力下进行安装。6.1.11空间网格结构在进行涂装前，必须对构件表面进行处理，清除毛刺、焊渣、铁锈、污物等。经过处理的表面应满足设计要求和国家现行有关标准的要求。6.1.12空间网格结构应在安装完毕、形成整体后再进行屋面板及吊挂构件等的安装。6.2制作与拼装要求6.2.1空间网格结构的杆件和节点应在专门的设备或胎具上进行制作与拼装，以保证拼装单元的精度和互换性。6.2.2空间网格结构制作与安装中所有焊缝应符合设计要求。当设计无要求时应符合下列规定：1钢管与钢管的对接焊缝应为一级焊缝；2球管对接焊缝、钢管与封板(或锥头)的对接焊缝应为二级焊缝；3支管与主管、支管与支管的相贯焊缝应满足现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定；4所有焊缝均须进行外观检查，检查结果应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定；对一、二级焊缝应作无损探伤检验，一级焊缝探伤比例为100%，二级焊缝探伤比例为20%，探伤比例的计数方法为焊缝条数的百分比，探伤方法及缺陷分级应分别符合国家现行标准《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.1、《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.2和《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。6.2.3空间网格结构的杆件需要接长时，应具有可靠的质量保证措施。每根杆件只允许有一条对接接长焊缝，焊缝距节点或端头的最短距离不得小于500mm。对接杆件总数不应超过杆件总数的10%，并不得集中布置。6.2.4空间网格结构制作的允许偏差应符合下列规定：1焊接球节点的半圆球，宜用机床坡口。焊接后的成品球表面应光滑平整，不应有38 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17局部凸起或折皱。焊接球的尺寸允许偏差应符合表6.2.4-1的规定。表6.2.4-1焊接球尺寸允许偏差项目规格(mm)允许偏差(mm)D3001.5300D5002.5直径500D8003.5D8004.0D3001.5圆度300D5002.5500D8003.5圆度D8004.0t1018%t，且不大于1.5壁厚减薄量10＜t1615%t，且不大于2.016t2212%t，且不大于2.5壁厚减薄量22t4511%t，且不大于3.5t458%t，且不大于4.0t2010%t，且不大于1.0对口错边量20＜t402.0t＞403.0注：D为焊接球的外径；t为焊接球的壁厚。2螺栓球不得有裂纹。螺纹应按6H级精度加工，并应符合现行国家标准《普通螺纹公差》GB/T197的规定。螺栓球的尺寸允许偏差应符合表6.2.4-2的规定。表6.2.4-2螺栓球尺寸允许偏差项目规格(mm)允许偏差2.0mmD1201.0mm毛坯球直径3.0mmD1201.5mmD1201.5mm球的圆度120D2502.5mmD2503.5mm同一轴线上两铣平面D1200.2mm平行度D1200.3mm铣平面距球中心距离0.2mm相邻两螺栓孔夹角30两铣平面与螺栓孔轴线垂直度0.5%r注：D为螺栓球直径；r为铣平面半径。39 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.173嵌入式毂节点杆端嵌入件与毂体槽口相配合部分的制造精度应满足0.1～0.3mm间隙配合的要求。杆端嵌入件倾角制造中以30分类，与杆件组焊时，在专用胎具上微调，其调整后的偏差为20。嵌入式毂节点尺寸允许偏差应符合表6.2.4-3的规定。表6.2.4-3嵌入式毂节点尺寸允许偏差项目允许偏差嵌入槽圆孔对分布圆中心线的平行度0.3mm分布圆直径0.3mm直槽部分对圆孔平行度0.2mm毂体嵌入槽间夹角20毂体端面对嵌入槽分布圆中心线的端面跳动0.3mm端面间平行度0.5mm6.2.5钢管杆件宜用机床下料。杆件下料长度应预加焊接收缩量，其值可通过试验确定。杆件制作长度的允许偏差为±1mm。采用螺栓球节点连接的杆件其长度包括锥头或封板；采用嵌入式毂节点连接的杆件，其长度应包括杆端嵌入件。6.2.6支座节点、铸钢节点、预应力索锚固节点、H型钢、方管、预应力索等的制作加工应符合设计及《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205和有关现行国家标准的要求。6.2.7空间网格结构宜在拼装模架上进行小拼，以保证小拼单元的形状和尺寸的准确性。小拼单元的允许偏差应符合表6.2.7规定。表6.2.7小拼单元的允许偏差(mm)项目允许偏差D5002.0节点中心偏移D500＞3.0db2002.0杆件中心与节点中心的偏移db＞2003.0杆件轴线的弯曲矢高L1/1000，且不大于5.0L50002.0网格尺寸L5000＞3.0h50002.0锥体（桁架）高度h5000＞3.0L70003.0对角线长度L7000＞4.0db2002.0平面桁架节点处杆件轴线错位db＞2003.040 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17注：1.D为节点直径；2.d为杆件直径，b为杆件截面边长；3.L1为杆件长度，L为网格尺寸，h为锥体(桁架)高度。6.2.8分条或分块的空间网格结构单元长度不大于20m时，拼接边长度允许偏差为±10mm；当条或块单元长度大于20m时，拼接边长度允许偏差为±20mm。高空总拼应有保证精度的措施。6.2.9空间网格结构在总拼前应精确放线，放线的允许偏差为边长的1/10000。总拼所用的支承点应防止下沉。总拼时应选择合理的焊接工艺顺序，以减少焊接变形和焊接应力。拼装与焊接顺序应从中间向两端或四周发展。网壳结构总拼完成后应检查曲面形状，其局部凹陷的允许偏差不应大于跨度的1/1500，且不应大于40mm。6.2.10螺栓球节点及用高强螺栓连接的空间网格结构，按有关规定拧紧高强螺栓后，应设专人对于高强螺栓的拧紧情况逐一检查，压杆不得存在缝隙，确保高强螺栓拧紧。安装完成后应对拉杆套筒的极小缝隙和多余的螺孔，用油腻子填嵌密实，并按规定进行防腐处理。6.2.11支座安装必须严实，必要时可用钢板调整，严禁强迫就位。6.3高空散装法6.3.1采用小拼单元或杆件直接在高空拼装时，其顺序应能保证拼装精度，减少积累误差。悬挑法施工时，应先拼成可承受自重的几何不变结构体系，然后逐步扩拼。为减少扩拼时结构的竖向位移，可设置少量支撑。空间网格结构在拼装过程中应对控制点空间坐标随时跟踪测量，并及时调整至设计要求值，不应使拼装偏差逐步积累。6.3.2当选用扣件式钢管搭设拼装支架时，应在立杆柱网中纵横每相隔15～20m设置格构柱或格构框架，作为核心结构。格构柱或格构框架必须设置交叉斜杆，斜杆与立杆或水平杆交叉处节点必须用扣件连接牢固，并优先选用直角扣件。6.3.3格构柱应验算强度、整体稳定性和单根立杆稳定性；拼装支架除应验算单根立杆强度和稳定性外，还应采取构造措施保证整体稳定性。压杆计算长度l取支架步高。0计算时工作条件系数取0.36，高度影响系数按公式（6.3.3）计算。ab1（6.3.3）b10.005Hs式中，H——支架搭设高度(m)。s6.3.4对于高宽比较大的拼装支架还应进行抗倾覆验算。6.3.5拼装支架搭设应符合下列要求：41 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.171为确保支架体系的整体稳定性，必须设置足够完整的垂直剪刀撑和水平剪刀撑；2支架应与土建结构连接牢固。如无连接条件可设置安全缆风绳、抛撑等；3支架立杆安装每步高允许垂直偏差≤7mm；支架总高20m以下时，全高允许偏差≤30mm；支架总高20m以上时，全高允许垂直偏差≤48mm；4扣件拧紧力矩≥40N·m以上，抽检率不低于20%；5支架在结构自重及施工荷载作用下，其立杆总沉降量应小于10mm；6支架搭设的其余技术要求应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130的相关规定。6.3.6在拆除支架过程中应防止个别支承点集中受力，宜根据各支承点的自重挠度值，采用分区、分阶段按比例下降或用每步不大于10mm的等步下降法拆除支承点。6.4分条或分块安装法6.4.1将空间网格结构分成条状单元或块状单元在高空连成整体时，空间网格结构单元应具有足够刚度并保证自身的几何不变性，否则应采取临时加固措施。6.4.2为保证空间网格结构顺利拼装，在条与条或块与块合拢处，可采用安装螺栓或其它临时定位等措施。设置独立的支撑点或拼装支架时，应符合本规程6.3.2条的规定。合拢时可用千斤顶或其它方法将网格单元顶升至设计标高，然后连接。6.4.3网格单元宜减少中间运输。如需运输时，应采取措施防止变形。6.5滑移法6.5.1滑移可采用下列方法：1单条滑移法——几何不变的空间网格结构单元在滑轨上单条滑移到设计位置后拼接成整体；2逐条积累滑移法——几何不变的空间网格结构单元在滑轨上逐条积累滑移到设计位置形成整体结构；3滑架法——施工时先搭设一个拼装支架，在拼装支架上拼装空间网格结构，完成相应几何不变的空间网格结构单元后移动拼装支架拼装下一单元。空间网格结构在分段滑移的拼装支架上分段拼装成整体，结构本身不滑移。6.5.2空间网格结构在滑移时应至少设置两条滑轨，滑轨间必须平行。根据结构支承情况，滑轨可以倾斜设置，结构可上坡或下坡牵引。当滑轨倾斜时，必须采取安全措施，使结构在滑移过程中不致因自重向下滑动。对曲面空间网格结构的条状单元可用辅助支架调整结构的高低；对非矩形平面空间网格结构，在滑轨两边可对称或非对称将结构悬挑。6.5.3滑轨可固定于梁顶面或专用支架上，也可置于地面，轨面标高宜高于或等于空间网格42 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17结构支座设计标高。滑轨及专用支架应能抵抗滑移时的水平力及垂直力，专用支架的搭设应符合本规程6.3.2条要求。滑轨接头处应垫实，两端应做圆倒角，滑轨两侧应无障碍，滑轨表面应光滑平整，并涂润滑油。大跨度空间网格结构的滑轨采用钢轨时，安装要求应符合现行国家标准《桥式和门式起重机制造和轨道安装公差》GB10183的要求。6.5.4对大跨度空间网格结构，宜在跨中增设中间滑轨。当滑移单元由于增设中间滑轨引起杆件内力变号时，应采取措施防止杆件失稳。6.5.5当设置水平导向轮时，宜设在滑轨内侧，导向轮与滑轨的间隙应在10～20mm之间。6.5.6空间网格结构滑移时可用卷扬机或手扳葫芦牵引，根据牵引力大小及支座之间的杆件承载力，左右每边可采用一点或多点牵引。牵引速度不宜大于0.5m/min，不同步值不应大于50mm。牵引力可按滑动摩擦或滚动摩擦分别按下式进行验算：1滑动摩擦FG（6.5.6-1）t1ok式中，F——总启动牵引力；tG——空间网格结构的总自重标准值；ok——滑动摩擦系数，在自然轧制钢表面，经粗除锈充分润滑的钢与钢之间可取0.12~0.15；1——阻力系数，当有其他因素影响牵引力时，可取1.3~1.5。2滚动摩擦krFG（6.5.6-2）t2ok1rr11式中，F——总启动牵引力；tG——空间网格结构总自重标准值；okk——钢制轮与钢轨之间滚动摩擦力臂。当圆顶轨道车轮直径为100～150mm时，取0.3mm，车轮直径为200～300mm时，取0.4mm；——车轮轴承摩擦系数，滑动开式轴承取0.1、稀油润滑取0.08；滚珠轴承取0.015；2滚柱轴承、圆锥滚子轴承取0.02；——阻力系数，由小车制造安装精度、钢轨安装精度、牵引的不同步程度等因素1确定，取1.1～1.3；r——滚轮的外圆半径(mm)；1r——轴的半径(mm)。中间滑轨宜用滚动摩擦方式滑移，两边滑轨宜用滑动摩擦方式滑移。6.5.7空间网格结构在滑移施工前，应根据滑移方案对杆件内力、节点位移及支座反力进行验算。当采用多点牵引时，还应验算由于牵引不同步对杆件内力的影响。43 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.176.6整体吊装法6.6.1空间网格结构整体吊装可采用单根或多根拔杆起吊，也可采用一台或多台起重机起吊就位。当采用多根拔杆方案时，可利用每根拔杆两侧起重机滑轮组中产生水平力不等原理推动空间网格结构移动或转动进行就位（图6.6.1）。空间网格结构吊装设备可根据起重滑轮组的拉力进行受力分析，提升或就位阶段可分别按下列公式计算起重滑轮组的拉力：提升阶段（图6.6.1a），G1F＝F(6.6.1-1)t1t22sina1就位阶段（图6.6.1b），FsinaFsinaGt11t221(6.6.1-2)FcosaFcosat11t22(6.6.1-3)式中，G——每根拔杆所担负的空间网格结构、索具等荷载；1F、F——起重滑轮组的拉力；t1t2a、a——起重滑轮组钢丝绳与水平面的夹角。12空间网格结构移位距离（或旋转角度）与下降高度之间的关系，可用图解法或计算法确定。当采用单根拔杆方案时，对矩形网架，可通过调整缆风绳使拔杆吊着空间网格结构进行平移就位；对正多边形或圆形结构可通过旋转拔杆使结构转动就位。Ft1Ft2Ft1Ft2Ft1Ft2(移位后下降距离）H1H2a1a2H1H2a1a2H1H2a1a2Ft1>Ft2H1>H2Ft1>Ft2H1=H2Ft1=Ft2H1=H2(a)提升阶段(b)移位阶段(c)就位阶段图6.6.1空间网格结构空中移位示意6.6.2在空间网格结构整体吊装时，应保证各吊点起升及下降的同步性。提升高差允许值（是指相邻两拔杆间或相邻两吊点组的合力点间的相对高差）可取吊点间距离的1/400，且不宜大于100mm，或通过验算确定。6.6.3当采用多根拔杆或多台起重机吊装空间网格结构时，宜将额定负荷能力乘以折减系数0.75；当采用四台起重机将吊点连通成两组或用三根拔杆吊装时，折减系数取值可适当提高。44 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.176.6.4在制订空间网格结构就位总拼方案时，应符合下列要求：1空间网格结构的任何部位与支承柱或拔杆的净距不应小于100mm；2如支承柱上设有凸出构造（如牛腿等），应防止空间网格结构在提升过程中被凸出物卡住；3由于空间网格结构错位需要，对个别杆件暂不组装时，应验算后经设计单位确认。6.6.5拔杆、缆风绳、索具、地锚、基础及起重滑轮组的穿法等，均应进行验算，必要时可进行试验检验。6.6.6当采用多根拔杆吊装时，拔杆安装必须垂直，缆风绳的初始拉力值宜取吊装时缆风绳中拉力的60%。6.6.7当采用单根拔杆吊装时，应采用球形底座；当采用多根拔杆吊装时，在拔杆的起重平面内可采用单向铰接头。拔杆在最不利荷载组合作用下，其支承基础对地面的压力不应大于地基允许承载能力。6.6.8当空间网格结构承载能力允许时，在拆除拔杆时可采用在结构上设置滑轮组将拔杆悬挂于空间网格结构上逐段拆除的方法。6.7整体提升法6.7.1空间网格结构整体提升可在结构柱上安装提升设备进行提升，也可在进行柱子滑模施工的同时提升，此时结构可作为操作平台。6.7.2提升设备的使用负荷能力，应将额定负荷能力乘以折减系数，穿心式液压千斤顶可取0.5～0.6；电动螺杆升板机可取0.7～0.8；其他设备通过试验确定。6.7.3空间网格结构提升时应保证做到同步。相邻两提升点和最高与最低两个点的提升允许高差值应通过验算或试验确定。在通常情况下，相邻两个提升点允许高差值，当用升板机时，应为相邻点距离的1/400，且不应大于15mm；当采用穿心式液压千斤顶时，应为相邻点距离的1/250，且不应大于25mm。最高点与最低点允许高差值，当采用升板机时应为35mm，当采用穿心式液压千斤顶时应为50mm。6.7.4提升设备的合力点应对准吊点，允许偏移值不应大于10mm。6.7.5整体提升法的支承柱应进行稳定性验算。6.8整体顶升法6.8.1当空间网格结构采用整体顶升法时，应尽量利用空间网格结构的支承柱作为顶升时的支承结构，也可在原支点处或其附近设置临时顶升支架。6.8.2顶升用的支承柱或临时支架上的缀板间距，应为千斤顶使用行程的整倍数，其标高偏差不得大于5mm，否则应用薄钢板垫平。6.8.3顶升千斤顶可采用丝杠千斤顶或液压千斤顶，其使用负荷能力应将额定负荷能力乘以折减系数，丝杠千斤顶取0.6～0.8，液压千斤顶取0.4～0.6。各千斤顶的行程和升起速度必须一致，千斤顶及其液压系统必须经过现场检验合格后方45 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17可使用。6.8.4顶升时各顶升点的允许高差值应符合下列规定：1相邻两个顶升用的支承结构间距的1/1000，且不应大于15mm；2当一个顶升点的支承结构上有两个或两个以上千斤顶时，取千斤顶间距的1/200，且不应大于10mm。6.8.5千斤顶或千斤顶合力的中心应与顶升点结构中心线对准，其允许偏移值应不大于5mm；千斤顶应保持垂直。6.8.6顶升前及顶升过程中空间网格结构支座中心柱基轴线的水平偏移值不得大于柱截面短边尺寸的1/50及柱高的1/500。6.8.7对顶升用的支承结构应进行稳定性验算，验算时除应考虑空间网格结构和支承结构自重、与空间网格结构同时顶升的其它静载和施工荷载外，还应考虑上述荷载偏心和风荷载所产生的影响。如稳定性不满足时，应采取施工措施予以解决。6.9折叠展开式整体提升法6.9.1将柱面网壳结构由结构变成机构，在地面拼装完成后用提升设备整体提升到设计标高，然后在高空补足杆件，使机构成为结构。在作为机构的整个提升过程中应对网壳结构的杆件内力、节点位移及支座反力进行验算，必要时应采取临时加固措施。6.9.2提升用的工具宜采用液压设备，并采用计算机同步控制。提升点应根据设计计算确定，可采用四点或四点以上的提升点进行提升。提升速度不宜大于0.2m/min，提升点的不同步值不应大于提升点间距的1/500，且不大于40mm。6.9.3柱面网壳结构变成机构时，具有竖直和水平方向的自由度，在提升过程中只允许机构在竖直方向做一维运动。提升用的支架除满足本规程6.3.2条的规定外，还应设置导轨。6.9.4柱面网壳结构由若干条铰线分成多个区域，每条铰线包含多个活动铰，应保证同一铰线上的各个铰节点在一条直线上，各条铰线之间应相互平行。6.9.5对提升过程中可能出现瞬变的柱面网壳结构应设置临时支撑或临时拉索。6.10组合空间网格结构施工6.10.1预制钢筋混凝土板几何尺寸的允许偏差及混凝土质量标准应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定。6.10.2灌缝混凝土应采用微膨胀补偿收缩混凝土，并连续灌筑。当灌缝混凝土强度达到混凝土强度等级的75%以上时，方可拆除支架。混凝土质量标准与6.10.1条的规定相同。6.10.3组合空间网格结构的钢腹杆及下弦杆的制作、拼装允许偏差及焊缝质量要求应符合6.2节的规定。46 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.176.10.4组合空间网格结构安装方法可采用高空散装法、整体提升法、整体顶升法。6.10.5组合空间网格结构在未形成整体前，不得拆除支架或施加局部集中荷载。6.11交验6.11.1空间网格结构的制作、拼装和安装的每道工序均应进行检查，凡未经检查，不得进行下一工序的施工，每道工序的检查均应作出记录，并汇总存档。结构安装完成后必须进行交工检查验收。组成空间网格结构的各种节点、杆件、高强度螺栓、其它零配件、构件、连接件等均应有出厂合格证及检验记录。6.11.2交工验收时，应检查空间网格结构的各边长的总长度、支座的中心偏移和高度偏差。1各边长的总长度的允许偏差应为边长的1/2000且不大于40mm；2支座中心偏移允许偏差为偏移方向空间网格结构边长（或跨度）的1/3000，且不大于30mm；3支座高度允许偏差：周边支承的空间网格结构，相邻支座间的高差为相邻间距的1/400，且不大于15mm；对多点支承的空间网格结构，相邻支承点间的高差为相邻间距的1/800，且不大于30mm；最高与最低点间的高差不大于30mm。6.11.3空间网格结构安装完成后，应测量其若干控制点的竖向位移值，竖向位移值测量点的位置应能反映结构性能与变形规律，可由设计单位确定测量点的位置。当设计无要求时，应沿跨度方向测量若干点，绘成位移变化曲线。所测得的竖向位移值不应超过现荷载条件下挠度计算值的1.15倍。6.11.4空间网格结构工程验收，应具备下列文件：空间网格结构施工图、竣工图、设计变更文件、施工组织设计、所用钢材及其他材料的质量证明书和试验报告、空间网格结构的零部件产品合格证和试验报告、焊接质量检验资料、总拼就位后几何尺寸偏差、支座高度偏差和竖向位移记录。47 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录A常用网架形式A.0.1由交叉桁架体系组成的以下四种形式：图A.0.1（a）两向正交正放网架图A.0.1（b）两向正交斜放网架图A.0.1（c）两向斜交斜放网架48 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17图A.0.1（d）三向网架图A.0.1（e）单向折线形网架A.0.2由四角锥体系组成的以下五种形式：图A.0.2（a）正放四角锥网架49 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17图A.0.2（b）正放抽空四角锥网架图A.0.2（c）棋盘形四角锥网架图A.0.2（d）斜放四角锥网架50 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17图A.0.2（e）星形四角锥网架A.0.3由三角锥体系组成的以下三种形式：图A.0.3（a）三角锥网架图A.0.3（b）抽空三角锥网架51 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17图A.0.3（c）蜂窝形三角锥网架52 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录B常用网壳形式B.0.1单层圆柱面网壳网格有以下四种形式：（a）单向斜杆正交正放网格(b)双向斜杆正交正放网格(c)联方网格(d)三向网格（其网格也可转90度方向布置）图B.0.1单层圆柱面网壳网格形式B.0.2单层球面网壳网格有以下六种形式：(a)肋环型(b)肋环斜杆型(c)三向网格(d)扇形三向网格(e)葵花形三向网格(f)短程线型图B.0.2单层球面网网壳网格形式53 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17B.0.3单层双曲抛物面网壳网格有以下二种形式：(a)杆件沿直纹布置(b)杆件沿主曲率方向布置图B.0.3单层双曲抛物面网壳网格形式B.0.4单层椭圆抛物面网壳网格有以下三种形式：(a)三向网格(b)单向斜杆正交正放网格(c)椭圆底面网格图B.0.4单层椭圆抛物面网壳网格形式54 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录C网壳等效刚度的计算C.0.1网壳的各种常用网格形式可分为图C.0.1所示三种类型，其等效薄膜刚度Be和等效抗弯刚度De可按不同类型所给出公式进行计算。图C.0.1网壳常用网格形式1扇形三向网格球面网壳主肋处的网格（方向1代表径向）或其它各类网壳中单斜杆正交网格（图C.0.1a）EA1EAc4Bsine11s1sc(C.0.1-1)BEA2EAccos4e22ss2cEI1EIc4Dsine11s1sc(C.0.1-2)DEI2EIccos4e22ss2c2各类网壳中的交叉斜杆正交网格（图C.0.1b）EA1EAc4B2sine11s1sc(C.0.1-3)BEA22EAccos4e22ss2cEI1EIc4D2sine11s1sc(C.0.1-4)DEI22EIccos4e22ss2c3圆柱面网壳的三向网格（方向1代表纵向）或椭圆抛物面网壳的三向网格（图C.0.1c）55 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17EA1EAc4B2sine11s1sc(C.0.1-5)B2EAccos4e22scEI1EIc4D2sine11s1sc(C.0.1-6)D2EIccos4e22sc式中，Be11——沿1方向的等效薄膜刚度，当为圆球面网壳时方向1代表径向，当为圆柱面网壳时代表纵向；Be22——沿2方向的等效薄膜刚度，当为圆球面网壳时方向2代表环向，当为圆柱面网壳时代表横向；De11——沿1方向的等效抗弯刚度；De22——沿2方向的等效抗弯刚度；A1、A2、Ac——沿1、2方向和斜向的杆件截面面积；S1、S2、Sc——1、2方向和斜向的网格间距；I1、I2、Ic——沿1、2方向和斜向的杆件截面惯性矩；α——沿2方向杆件和斜杆的夹角。56 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录D组合网架结构的简化计算D.0.1当组合网架结构的带肋平板采用如图D.0.1a的布置形式时，可假定为四组杆系组成的等代上弦杆（图D.0.1b），其截面面积按下列公式计算：sIIIIIIIIsIVI2,y2,y331,x1,xt44(a)带肋平板(b)等代上弦杆图D.0.1组合网架结构的计算简图AAAi1,2,3,4(D.0.1-1)i0itiAA0.75ts(D.0.1-2)t1t20.75AAts(D.0.1-3)t3t42式中，A0i——i方向肋的截面面积（i=1,2,3,4）；Ati——带肋板的平板部分在i方向等代杆系的截面面积（i=1,2,3,4）；t——平板厚度；s——1、2两方向肋的间距；η——考虑钢筋混凝土平板泊松比ν的修正系数，当ν=1/6时，可取η=0.825。组合网架带肋平板的混凝土弹性模量，在长期荷载组合下应乘折减系数0.5，在短期荷载组合下应乘折减系数0.85。D.0.2按刚度分配求得肋和平板等代杆系的轴向力设计值N0i、Nti，可按下列公式计算：AN0iN(D.0.2-1)0iiAiAtiNN(D.0.2-2)tiiAi式中，Ni——由截面积为Ai的等代上弦杆组成的网架结构所求得的上弦内力设计值（i=1,2,3,4）；57 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17D.0.3I、III类三角形单元与II、IV类三角形单元（图D.0.1b）内的平板内力设计值N、N、xyN可分别按下列公式计算：xyN211Nt1x1NN2332(D.0.3-1)y2st3N0112Nxyt4N233Nt2x1NN2112(D.0.3-2)y2st3N0112Nxyt4式中，Nti——三角形单元边界处相应平板等代杆系的轴力设计值。D.0.4根据板的连接构造，对多支点双向多跨连续板或四支点单跨板，应计算带肋板的肋中和板中的局部弯曲内力。注：矩形平面组合网架边界处内力计算时，式（D.0.1-2）中AA应减半，取0.375ηts；式（D.0.3-1）、t1t2（D.0.3-2）中的Nt1、Nt2应加倍，取2Nt1、2Nt2。58 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录E网壳结构稳定承载力计算公式E.0.1当单层球面网壳跨度小于50m，单层圆柱面网壳宽度小于25m，单层椭圆抛物面网2壳跨度小于30m，或对网壳稳定性进行初步计算时，其容许承载力标准值[]q（kN/m）可ks按下列公式计算：1单层球面网壳BDee[q]0.25(E.0.1-1)ks2r式中，B——网壳的等效薄膜刚度（kN/m)；eD——网壳的等效抗弯刚度（kN·m）；er——球面的曲率半径（m）。扇形三向网壳的等效刚度B和D应按主肋处的网格尺寸和杆件截面进行计算；短程线ee型网壳应按三角形球面上的网格尺寸和杆件截面进行计算；肋环斜杆型和葵花形三向网壳应按自支承圈梁算起第三圈环梁处的网格尺寸和杆件截面进行计算。网壳径向和环向的等效刚度不相同时，可采用两个方向的平均值。2单层椭圆抛物面网壳，四边铰支在刚性横隔上BDeeqks0.28(E.0.1-2)rr1212qq(E.0.1-3)10.9560.076gg式中，rr、——椭圆抛物面网壳两个方向的主曲率半径（m）；12——考虑荷载不对称分布影响的折减系数；2gq、——作用在网壳上的恒荷载和活荷载（kN/m）。注：公式（E.0.1-3）的适用范围为q/g=0~2。3单层圆柱面网壳1）当网壳为四边支承，即两纵边固定铰支（或固结），而两端铰支在刚性横隔上时：De115Be22De22qks17.1334.61017.82(E.0.1-4)rLB/rLB/3rfB式中，LBf、、、r——分别为圆柱面网壳的总长度、宽度、矢高和曲率半径（m）；59 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17DD、——分别为圆柱面网壳纵向（零曲率方向）和横向（圆弧方向）的等效抗ee1122弯刚度（kN·m）；B——圆柱面网壳横向等效薄膜刚度（kN/m）。e22当圆柱面网壳的长宽比L/B不大于1.2时，由式（E.0.1-4）算出的容许承载力尚应乘以下列考虑荷载不对称分布影响的折减系数：10.6q(E.0.1-5)2.55g注：公式（E.0.1-5）的适用范围为q/g=0~2。2）当网壳仅沿两纵边支承时：De22qks17.82(E.0.1-6)r3fB3）当网壳为两端支承时：BDBDIIe11e11e22e22hvqks0.015220.03320.020rLB/rLB/rLr(E.0.1-7)40.960.161.8LB/式中，B——圆柱面网壳纵向等效薄膜刚度；e11II、——边梁水平方向和竖向的线刚度（kN·m）。hv对于桁架式边梁，其水平方向和竖向的线刚度可按下式计算：22Ihv,EAa11Aa22/L(E.0.1-8)式中，AA、——分别为两根弦杆的面积；12aa、——分别为相应的形心距。12两端支承的单层圆柱面网壳尚应考虑荷载不对称分布的影响，其折减系数按下式计算：L1.00.2(E.0.1-9)B注：公式（E.0.1-9）的适用范围为L/B=1.0~2.5。以上各式中网壳等效刚度的计算公式可见本规程附录C。60 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录F多维反应谱法计算公式当按多维反应谱法进行空间网格结构三维地震效应分析时，考虑三维非平稳随机地震激励下结构各节点最大位移响应值（即随机振动中最大响应的均值）与各杆件最大内力响应值（即随机振动中最大响应的均值）可按本附录公式进行组合计算。F.0.1第i节点最大地震位移响应值组合公式mm1U{[(SS)(SS)SS]}2ixjixkix,,jxhxjjyhyjkxhxkkyhykjkjzkzjkvjvkjk11（F.0.1-1）mm1U{[(SS)(SS)SS]}2iyjiykiy,,jxhxjjyhyjkxhxkkyhykjkjzkzjkvjvkjk11(F.0.1-2)mm1U{[(SS)(SS)SS]}2izjizkiz,,jxhxjjyhyjkxhxkkyhykjkjzkzjkvjvkjk11（F.0.1-3）2222jk[(jk)(jk)(jk)(jk)]jk（F.0.1-4）2224(jk)(jk)(jk)hxjghyjgvjghxkghykgvkgShxj2，Shyj2，Svj2，Shxk2，Shyk2，Svk2jjjkkk（F.0.1-5）式中，Uix、Uiy、Uiz——依次为节点i在X、Y、Z三个方向最大位移响应值；m——计算时所考虑的振型数；——振型矩阵，j,ix、k,ix分别为相应j振型、k振型时节点i在X方向的振型值；j,iy、k,iy与j,iz、k,iz类推；——振型参与系数，jx、jy、jz依次为第j振型在X、Y、Z激励方向的振型参与系数；jk——振型间相关系数；j、k——分别为相应第j振型、第k振型的圆频率；j、k——分别为相应第j振型、第k振型的阻尼比；Shxj、Shyj——分别为相应于j振型自振周期的X向水平位移反应谱值和Y向水平位移反应谱值；Shxk、Shyk——分别为相应于k振型自振周期的X向水平位移反应谱值和Y向水平61 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17位移反应谱值；Svj——相应于j振型自振周期的竖向位移反应谱值；Svk——相应于k振型自振周期的竖向位移反应谱值；g——重力加速度；hxj、hyj、vj——依次为相应于j振型自振周期的X向水平、Y向水平与竖向地震影响系数，取hyj0.85hxj，vj0.65hxj。hxk、hyk、vk——依次为相应于k振型自振周期的X向水平、Y向水平与竖向地震影响系数，取hyk0.85hxk，vk0.65hxk。F.0.2第p杆最大地震内力响应值（即随机振动中最大响应的均值）的组合公式为：mm1N[{(SS)(SS)SS}]2pjpkpjxhxjjyhyjkxhxkkyhykjkjzkzjkvjvkjk11（F.0.2-1）ttjpTpqjq，kpTpqkq（F.0.2-2）q1q1式中，Np——为第p杆的最大内力响应值；t——结构总自由度数；——内力转换矩阵。Tpq为矩阵中的元素，根椐节点编号和单元类型确定。62 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录G用于屋盖的网架结构竖向地震作用和作用效应的简化计算G.0.1对于周边支承或多点支承和周边支承相结合的用于屋盖的网架结构，竖向地震作用标准值可按下式确定：FEvki=±ψv·Gi(G.0.1)式中，FEvki——作用在网架第i节点上竖向地震作用标准值；ψv——竖向地震作用系数，按表G.0.1取值。表G.0.1竖向地震作用系数场地类别设防烈度ⅠⅡⅢ、Ⅳ8-0.080.1090.150.150.20对于平面复杂或重要的大跨度网架结构可采用振型分解反应谱法或时程分析法作专门的抗震分析和验算。G.0.2对于周边简支、平面形式为矩形的正放类和斜放类（指上弦杆平面）用于屋盖的网架结构，在竖向地震作用下所产生的杆件轴向力标准值可按下列公式计算：NEvi=iNGi（G.0.2-1）rii=v(1-)（G.0.2-2）r式中，NEvi——竖向地震作用引起第i杆的轴向力标准值；NGi——在重力荷载代表值作用下第i杆轴向力标准值，可由空间桁架位移法求得，其竖向地震作用的分项系数可采用1.3；i——第i杆竖向地震轴向力系数；——抗震设防烈度系数，当8度时=1，9度时=2；v——竖向地震轴向力系数，可根据网架结构的基本频率按图G.0.2-1和表G.0.2-1取用；ri——网架结构平面的中心O至第i杆中点B的距离（图G.0.2-2）；r——OA的长度，A为OB线段与圆（或椭圆）锥底面圆周的交点(图G.0.2-2)；——修正系数，按表G.0.2-2取值。网架结构的基本频率可近似按下式计算：1Gjwjf1=（G.0.2-3）22Gjwj63 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17式中，wj重力荷载代表值作用下第j节点竖向位移。va0.0f0f1图G.0.2-1竖向地震轴向力系数的变化注：a及f0值可按表G.0.2-1取值表G.0.2-1确定竖向地震轴向力系数的参数a场地类别f0(HZ)正放类斜放类Ⅰ0.0950.1355.0Ⅱ0.0920.1303.3Ⅲ0.0800.1102.5Ⅳ0.0800.1101.5表G.0.2-2修正系数网架结构上弦杆布置形式平面形式正方形0.19正放类矩形0.13正方形0.44斜放类矩形0.20y/2Lrr0x/2BLAL/2L/2图G.0.2-2计算修正系数的长度64 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录H网壳结构水平地震内力系数H.0.1对于轻屋盖的单层球面网壳结构，采用扇形三向网格、肋环斜杆型或短程线型网格，当周边固定铰支承，按7度或8度设防、Ⅲ类场地、设计地震分组第一组进行多遇地震效应计算时，其杆件地震作用轴向力标准值可按以下方法计算：当主肋、环杆、斜杆分别各自取等截面杆设计时：mm主肋：NcN(H.0.1-1)EmGmaxcc环肋：NcN(H.0.1-2)EcGmaxdd斜杆：NcN(H.0.1-3)EdGmaxmcd式中，N，N，N——网壳的主肋、环杆及斜杆的地震作用轴向力标准值；EEEmcdN，N，N——重力荷载代表值作用下网壳的主肋、环杆及斜杆的轴向力标准GmaxGmaxGmax值的绝对最大值；、、——主肋、环杆及斜杆地震轴向力系数；设防烈度为7度时，按表mcdH.0.1-1确定，8度时取表中数值的2倍；c——场地修正系数，按表H.0.1-2确定。表H.0.1-1单层球面网壳杆件地震轴向力系数矢跨比（f/L）0.1670.2000.2500.3000.16m0.300.320.350.38c0.260.280.300.32d表H.0.1-2场地修正系数c场地ⅠⅡⅢⅣ类别c0.540.751.001.55H.0.2对于轻屋盖单层双曲抛物面网壳结构，斜杆为拉杆（沿斜杆方向角点为抬高端）、弦杆为正交正放网格；当四角固定铰支承、四边竖向铰支承，按7度或8度设防、Ⅲ类场地、设计地震第一组进行多遇地震效应计算时，其杆件地震作用轴向力标准值可按以下方法计算：除了刚度远远大于内部杆的周边及抬高端斜杆外，所有弦杆及斜杆均取等截面杆件设计时rr抬高端斜杆：NcN(H.0.2-1)EGmaxee弦杆及其他斜杆：NcN(H.0.2-2)EGmaxre式中，N，N——网壳抬高端斜杆及其他弦杆与斜杆的地震作用轴向力标准值；EErN——重力荷载代表值作用下，网壳抬高端1/5跨度范围内斜杆的轴向力标Gmax65 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17准值的绝对最大值；eN——重力荷载代表值作用下，网壳全部弦杆和其他斜杆的轴向力标准值的Gmax绝对最大值；——网壳杆件地震轴向力系数；设防烈度为7度时，取0.15，8度时取0.30。H.0.3对于轻屋盖正放四角锥双层圆柱面网壳结构，沿两纵边固定铰支承在上弦节点、两端竖向铰支在刚性横隔上，当按7度及8度设防、Ⅲ类场地、设计地震第一组进行多遇地震效应计算时，其杆件地震作用轴向力标准值可按以下方法计算：当纵向弦杆、腹杆分别按等截面设计，横向弦杆分为两类时：tt横向上、下弦杆：NcN(H.0.3-1)EtGll纵向弦杆：NcN(H.0.3-2)ElGmaxww腹杆：NcN(H.0.3-3)EwGmaxtlwN，N，N——网壳横向弦杆、纵向弦杆与腹杆的地震作用轴向力标准值；EEEtNG——重力荷载代表值作用下网壳横向弦杆轴向力标准值；lwN，N——重力荷载代表值作用下分别为网壳纵向弦杆与腹杆轴向力标GmaxGmax准值的绝对最大值；、、---横向弦杆、纵向弦杆、腹杆的地震轴向力系数；设防烈度为7度时，tlw按表H.0.3确定，8度时取表中数值的2倍；表H.0.3双层圆柱面网壳地震轴向力系数f/B0.1670.2000.2500.300B/8图中上0.220.280.400.54阴影弦横B/4向部分下弦B/4B杆件0.340.400.480.60弦杆B/4图中上0.180.230.330.44t弦B/8空白L/4L/2L/4部分下0.270.320.400.48L杆件弦上弦0.180.320.560.78纵向弦杆l下弦0.100.160.240.34腹杆0.50w66 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录I嵌入式毂节点主要尺寸的计算公式I.0.1嵌入式毂节点的毂体嵌入槽以及与其配合的嵌入榫呈圆柱状。嵌入榫的中线和与其相连杆件轴线的垂线之间的夹角，即杆件端嵌入榫倾角（图5.4.3（b）），可分别用下列公式求得。对于球面网壳杆件及圆柱面网壳的环向杆件：larcsin()（I.0.1-1）2r对于圆柱面网壳的斜杆：22sinr2arcsin（I.0.1-2）222lb4rsin24式中，r—球面或圆柱面网壳的曲率半径；l—杆件几何长度；—圆柱面网壳相邻两母线所对应的中心角，图I.0.1c；l—斜杆所对应的三角形网格底边几何长度，对于单向斜杆及交叉斜杆正交正放网b格按图I.0.1（a）取用；对于联方网格及三向网格按图I.0.1（b）取用。相邻两母线lblbβ(a)(b)(c)图I.0.1圆柱面网壳的网格尺寸与角度I.0.2圆柱面单层网壳的斜杆两端嵌入件的嵌入榫中心线之间的扭角计算公式（图I.0.2）。球面网壳杆件和圆柱面网壳的环向杆件，同一根杆件的两端嵌入榫中心线在同一平面内，而圆柱面网壳的斜杆两端嵌入榫的中心线不在同一平面内，它们之间的扭角按下式求得。Larcctg()tg（I.0.2）22Lb式中，L—杆件几何长度；67 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17L—见图（I.0.1）中（a）、（b）；b—见图（I.0.1）中（c）；“+”—顺时针向；“-”—逆时针向。图I.0.2圆柱面网壳斜杆两端嵌入榫中心线的扭角I.0.3嵌入式毂节点中的毂体上各嵌入槽轴线间夹角应为汇交于该节点各杆件轴线间的夹角在通过该节点中心切平面上的投影（图5.4.6a），用下式求得：cossin.sin012arccos（I.0.3）cos.cos12式中，—相汇交二杆间的夹角，可按三角形网格用余弦定理求得。0、—相汇交二杆件嵌入榫的中线与相应嵌入件（杆件）轴线的垂线之间的夹角12（即杆端嵌入榫倾角）（图5.4.3）。I.0.4毂体的其他各主要尺寸（图5.4.6）按如下规定确定。毂体直径d分别按式（I.0.4-1）、（I.0.4-2）计算，并按计算结果中的较大者选用。h"2adht"ddht2s（I.0.4-1）hmind10d2(cl)（I.0.4-2）hhpmin式中，a——两嵌入槽间最小间隙，可取第5.4.4条中的b；hp"d——按嵌入榫直径d加上配合间隙；htht——毂体嵌入槽轴线间最小夹角(弧度)；minS——按截面面积2h·S的抗剪强度与杆件抗拉强度等强原则求得。h"槽口宽度bhp等于嵌入件颈部宽度bhp加上配合间隙；毂体高度等于嵌入件高度（管径）加1mm。68 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17附录J橡胶垫板的材料性能及计算构造要求J.0.1橡胶垫板的胶料物理性能与力学性能见表J.0.1-1、J.0.1-2：表J.0.1-1胶料的物理性能硬度扯断力伸长率300％定伸扯断永久适用温度胶料类型（邵氏）（MPa）（％）强度（MPa）变形（％）不低于氯丁橡胶60º±5º≥18.63≥4.50≥7.84≤25－25ºC天然橡胶60º±5º≥18.63≥5.00≥8.82≤20－40ºC表J.0.1-2橡胶垫板的力学性能允许抗压强度极限破坏抗压弹性模量抗剪弹性模量摩擦系数[σ]（MPa）强度（MPa）E（MPa）G（MPa）μ由支座形状系数β（与钢）0.27.84~9.80>58.820.98~1.47按表J.0.1-3查得（与混凝土）0.3表J.0.1-3“E－β”关系β456789101112E(MPa)196265333412490579657745843β1314151617181920E(Mpa)9321040115712851422155917061863ab支座形状系数，，a,b——支座短边及长边长度（m）；2(ab)di附注di——中间橡胶层厚度（m）。J.0.2橡胶垫板的设计计算要求如下：1橡胶垫板的底面面积A可根据承压条件按下式计算：RmaxA≥（J.0.2-1）式中，A——橡胶垫板承压面积，即A=ab，（如橡胶垫板开有螺孔，则应减去开孔面积）；a，b——支座的短边与长边的边长；R——网架全部荷载标准值作用下引起的支座反力；max[σ]——橡胶垫板的允许抗压强度，按表J.0.1-2采用。2橡胶垫板厚度应根据橡胶层厚度与中间各层钢板厚度确定（图J.0.2）。69 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17badtdsdid图J.0.2橡胶垫板的构造橡胶层厚度可由上、下表层及各钢板间的橡胶片厚度之和确定：d=+2dnd（J.0.2-2）0ti式中，d0——橡胶层厚度；dt、di——分别为上（下）表层及中间各层橡胶片厚度；n——中间橡胶片的层数。根据橡胶剪切变形条件，橡胶层厚度应同时满足下列两式的要求；d≥1.43u（J.0.2-3）0d≤0.2a（J.0.2-4）0式中，u——由于温度变化等原因在网架支座处引起的水平位移。上、下表层橡胶片厚度宜取2.5mm，中间橡胶层常用厚度宜取5、8、11mm，钢板厚度宜取用2~3mm。3橡胶垫板平均压缩变形w可按下式计算：msdm0w=（J.0.2-5）mERmax式中，s——平均压应力，s=mmA橡胶垫板的平均压缩变形应满足下列条件：10.05d≥w≥a（J.0.2-6）0mmax2q式中，max——结构在支座处的最大转角（rad）。4在水平力作用下橡胶垫板应按下式进行抗滑移验算：uR≥GA（J.0.2-7）gd0式中，μ——橡胶垫板与混凝土或钢板间的摩擦系数，按表J.0.1-2采用；R——乘以荷载分项系数0.9的永久荷载标准值作用下引起的支座反力；gG——橡胶垫板的抗剪弹性模量，按表J.0.1-2采用。70 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17J.0.3橡胶垫板的构造要求：1对气温不低于－25ºC地区，可采用氯丁橡胶垫板；对气温不低于－30ºC地区，可采用耐寒氯丁橡胶垫板；对气温不低于－40ºC地区，可采用天然橡胶垫板；2橡胶垫板的长边应顺网架支座切线方向平行放置。与支柱或基座的钢板或混凝土间可用502胶等胶结剂粘结固定；3橡胶垫板上的螺孔直径应大于螺栓直径10～20mm，并应与支座可能产生的水平位移相适应；4橡胶垫板外宜设限位装置，防止发生超限位移；5设计时宜考虑长期使用后因橡胶老化而需更换的条件。在橡胶垫板四周可涂以防止老化的酚醛树脂，并粘结泡沫塑料；6橡胶垫板在安装、使用过程中，应避免与油脂等油类物质以及其它对橡胶有害的物质的接触。J.0.4橡胶垫板的弹性刚度计算：1分析计算时应把橡胶垫板看作为一个弹性元件，其竖向刚度K和两个水平方向的z0侧向刚度K和K分别可取为：n0s0EAGAKz0=，KKns00==（J.0.4-1）d0d02当橡胶垫板搁置在网架支承结构上，尚应计算橡胶垫板与支承结构的组合刚度。如支承结构为独立柱时，悬臂独立柱的竖向刚度K和两个水平方向的侧向刚度K、K分zlnlsl别为：EA3EI3EIlllnllslK=，K=，K=（J.0.4-2）zlnl3sl3lll式中，E——支承柱的弹性模量；lI、I——支承柱截面两个方向的惯性矩；nlsll——支承柱的高度。橡胶垫板与支承结构的组合刚度，可根据串联弹性元件的原理，分别求得相应的组合竖向与侧向刚度K、K、K，即：znsKKKKKKK=z0zln0nlK=s0slz，Kn=，s（J.0.4-3）KKz0+zlKKn0+nlKKs0+sl71 《空间网格结构技术规程》报批稿2008.1.17本规程用词用语说明1为了便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先这样做的：正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2本规程中指定应按其它有关标准执行时，写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。非必须按所指定标准执行时，写法为“可参照……执行”。72 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14空间网格结构技术规程TechnicalSpecificationforSpaceFrameStructuresJGJ7-200XJGJ61-200X条文说明（报批稿）2007年12月 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14目次1总则...............................................................................................................................763设计的基本规定...............................................................................................................773.1结构选型................................................................................................................773.2网架结构设计的基本规定....................................................................................783.3网壳结构设计的基本规定....................................................................................793.4立体桁架、立体拱架与张弦立体拱架设计的基本规定....................................803.5结构挠度容许值....................................................................................................804结构计算...........................................................................................................................824.1一般计算原则........................................................................................................824.2静力计算................................................................................................................834.3网壳的稳定性计算................................................................................................854.4地震作用下的内力计算........................................................................................875杆件和节点的设计与构造...............................................................................................925.1杆件....................................................................................................................925.2焊接空心球节点....................................................................................................935.3螺栓球节点............................................................................................................955.4嵌入式毂节点........................................................................................................965.5铸钢节点................................................................................................................975.6销轴式节点............................................................................................................975.7组合结构的节点....................................................................................................975.8预应力索节点........................................................................................................985.9支座节点................................................................................................................986制作、安装与交验.........................................................................................................1016.1一般规定..............................................................................................................1016.2制作与拼装要求..................................................................................................1026.3高空散装法..........................................................................................................1036.4分条或分块安装法..............................................................................................1046.5滑移法..................................................................................................................10574 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.146.6整体吊装法..........................................................................................................1056.7整体提升法..........................................................................................................1056.8整体顶升法..........................................................................................................1056.9折叠展开式整体提升法......................................................................................1066.10组合空间网格结构施工....................................................................................1066.11交验....................................................................................................................10675 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.141总则1.0.1本条是空间网格结构的设计与施工中必须遵循的原则。1.0.2本规程是以原《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91与原《网壳结构技术规程》JGJ61-2003，J258-2003为主，综合考虑二本规程共同点与各自特点，将网架、网壳与新增加的立体桁架统称空间网格结构。空间网格结构包括以主要承受弯曲内力的平板型网架、主要承受薄膜力的单层与双层网壳，同时也包括现在常用的立体管桁架。当平板型网架上弦构件或双层网壳上弦构件采用钢筋混凝土板时，构成了组合网架或组合网壳。当空间网格结构采用预应力索组合时形成预应力空间网格结构，本规程中的有关章节均可适用于这些类型空间网格的设计与施工。原《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91中对于网架的最大跨度有规定，而《网壳结构技术规程》JGJ61-2003，J258-2003已不再对跨度作限定，因此本规程也不再对最大跨度作专门限定。因为不论空间网格结构跨度大小，其结构设计都将受到承载能力与稳定的约束，而其构造与施工原理都是相同的，这样更有利于空间网格结构的技术发展与进步。为了便于在空间网格结构设计时对相关条文的理解，对空间网格屋盖结构的跨度划分为：大跨度为60m以上；中跨度为30m～60m；小跨度为30m以下。1.0.3对于采用何种类型的空间结构体系，应由设计人员综合考虑建筑要求、下部结构布置、结构性能与施工制作安装而确定，以取得良好的技术经济效果。1.0.4单层网壳由于承受集中力对于其内力与稳定性不利，故不宜设置悬挂吊车，而网架与双层网壳结构有很好的空间受力性能，承受悬挂吊车荷载后比之平面桁架杆力能迅速分散且内力分布的比较均匀。但动荷载会使杆件和节点产生疲劳，例如钢管杆件连接锥头或空心球的焊缝、焊接空心球本身及螺栓球与高强螺栓，目前这方面的试验资料还不多。故本规程规定当直接承受工作级别为A3级以上的悬挂吊车荷载，且应力变化的循环次数等于或大于45×10次时，可由设计人员根据具体情况，如动力荷载的大小与容许应力幅经过专门的试验来确定其疲劳强度与构造要求。76 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.143设计的基本规定3.1结构选型3.1.1网架结构当跨度较大，需要较大的网架结构高度而网格尺寸与杆件长细比又受限时，可采用三层或多层形式；网壳结构当跨度较大时，因受整体稳定影响应采用双层网壳，为了即满足整体稳定要求，又使结构相对比较轻巧，也可采用局部双层网壳形式。3.1.2条文中按网格组成形式，如交叉桁架体系、四角锥体系与三角锥体系，列出了国内常用的13种网架形式。3.1.3网壳结构的曲面形式多种多样，能满足不同建筑造型的要求。本规程中仅列出一般常用的典型几何曲面，即球面、圆柱面、双曲抛物面与椭圆抛物面，这些曲面都可以几何学方程表达。必要时可通过这几个典型的几何曲面互相组合，创造更多类型的曲面形式。此外，网壳也可以采用非典型曲面，往往是在给定的边界与外形条件下，采用多项式的数学方程来拟合其曲面，或者采用链线、膜等实验手段来寻求曲面。3.1.4单层网壳的杆件布置方式变化多样，本条中仅对常用曲面给出一些最常用的形式供设计人员选用，设计人员也可以参照现有的布置方式进行变换。本规程根据网格的形成方式对不同形式的网壳统一命名。例如联方型，国外称Lamella，用于圆柱网壳时早期多为木梁构成的菱形网格，节点为刚性连接，从而保证壳体几何不变。用于钢网壳时一般加纵向杆件或由纵向的屋面檩条而形成三角形网格，这样就由联方网格演变为三向网格；如在球面网壳中，对肋环斜杆型，国外都是以这种形式网壳的提出者Schwedler的名字命名，称为施威德勒穹顶；又如扇形三向网格与葵花形网格在国外往往都列为联方型穹顶，如果杆件按放射状曲线，自球中心开始将球面分成大小不等的菱形，即形成本条的葵花形网格球面网壳；如果将圆形平面划分为若干个扇形(一般是6或8个)，再以平行肋分成大小相等的菱形网格，这种形式国外以其创始人Kiewitt的名字命名，称为凯威特穹顶，为了在屋面上放檩条而设置了环肋，这样就划分为三角形网格，本规程统一称为扇形三向网格球面网壳。3.1.6立体桁架通常是由二根上弦、一根下弦或一根上弦、二根下弦组成的单向桁架式结构体系，早期都是采用直线形式，近几年曲线形式的立体桁架以其建筑形式丰富在航站楼、会展中心中广泛应用，且一般都采用钢管相贯节点形式。3.1.7本条文使设计人员可对不同的建筑选用最适宜的空间网格结构。应注意网架与网壳在受力特性与支承条件方面有较大差异。网架结构整体以承受弯曲内力为主，支承条件应提供竖向约束（结构计算时水平约束可以放松，只是应加局部水平约束处理以保证不出现刚体位移，或直接采用下部结构的水平刚度）；而网壳则以承受薄膜内力为主，支承条件一般都希望有水平约束，能可靠承受网壳结构的水平推力或水平切向力。3.1.8网架、双层网壳、立体桁架在计算时节点可采用铰接模型，并在网架与双层网壳的设77 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14计与制作中可采用接近铰接的螺栓球节点。而单层网壳虽与双层网壳形式相似，但计算分析与节点构造截然不同，单层网壳是刚接杆件体系，计算时杆件必须采用梁单元，考虑6个自由度，且设计与构造上必须达到刚性节点要求。3.2网架结构设计的基本规定3.2.1对于周边支承的矩形网架，宜根据不同的边长比选用相应的网架类型以取得较好的经济指标。3.2.2平面形状为矩形，三边支承一边开口的网架，对开口边的刚度有一定要求，通常有两种处理方法：一种是在网架的开口边局部增加层数（如图3.2.2所示），通常称为加反梁。另一种方法是将整体网架的高度较周边支承时的高度适当加高，开口边杆件适当加大。根据48m×48m平面三边支承一边开口的两向正交正放网架、两向正交斜放网架、斜向四角锥网架、正放四角锥和正放抽空四角锥网架等五种网架的计算结果表明，加反梁和不加反梁两种方法的用钢量及挠度都相差不多，故上述支承条件的中小跨度网架，上述两种方法都可采用。当跨度较大或平面形状比较狭长时，则在开口边加反梁的方法较为有利。设计时应注意在开口边要形成边桁架，以加强整体性。开口边图3.2.2网架开口边加反梁示意3.2.3对平面形状为矩形多点支承的网架，选用两向正交正放、正放四角锥或正放抽空四角锥网架较为合适，因为多点支承时，这种正放类型网架的受力性能比斜放类型合理，挠度也小。对四点支承网架的计算表明，正向正交正放网架与两向正交斜放网架的内力比为5:7，挠度比为6:7。3.2.4平面形状为圆形、正六边形和接近正六边形的多边形且周边支承的网架，大多应用于大中跨度的公共建筑中。从平面布置及建筑造型看，比较适宜选用三向网架、三角锥网架和抽空三角锥网架。特别是当平面形状为正六边形时，这种网架的网格布置规整，杆件种类少，施工较方便。经计算表明，三向网架、三角锥和抽空三角锥网架的用钢量和挠度较为接近，故在规程中予以推荐采用。蜂窝形三角锥网架计算用钢量较少，建筑造型也好，适用于各种规则的平面形状。但其上弦网格是由六边形和三角形交叉组成，屋面构造较为复杂，整体性也差些，目前国内在大跨度屋盖中还缺少实践经验，故建议在中小跨度屋盖中采用。3.2.5网架的最优高跨比则主要取决于屋面体系(采用钢筋混凝土屋面时为1/10～1/14，采用轻屋面时为1/13～1/18)，并有较宽的最优高度带。规程中所列的高跨比是根据网架优化78 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14结果通过回归分析而得。优化时以造价为目标函数，综合考虑了杆件、节点、屋面与墙面的影响，因而具有比较科学的依据。对于网格尺寸应综合考虑柱网尺寸与网架的网格形式，网架二相邻杆间夹角不宜小于30°，这是网架的制作与构造要求的需要，以免杆件相碰或节点尺寸过大。3.2.6网架结构一般采用上弦支承方式。当因建筑功能要求采用下弦支承时，应在网架的四周支座边形成竖直或倾斜的边桁架，以确保网架的几何不变形性，并可有效地将上弦垂直荷载和水平荷载传至支座。3.2.7两向正交正放网架，其网架平面内的水平刚度较小，为保证各榀网架平面外的稳定性及有效传递与分配作用于屋盖结构的风荷载等水平荷载，应沿网架上弦周边网格设置封闭的水平支撑，对于大跨度结构或当下弦周边支撑时应沿下弦周边网格设置封闭的水平支撑。3.2.8对多点支承网架，由于支承柱较少，柱子周围杆件的内力一般很大。在柱顶设置柱帽可减小网架的支承跨度，并分散支承柱周围杆件内力，节点构造也较易处理，所以多点支承网架一般宜在柱顶设置柱帽。柱帽形式可结合建筑功能（如通风、采光等）要求而采用不同形式。3.2.9以钢筋混凝土板代替上弦的组合网架结构国内已建成近40幢。用于楼层中的新乡百货大楼售货大厅楼层网架，平面几何尺寸为34m×34m；用于屋盖中的抚州体育馆网架，平面几何尺寸为58m×45.5m，都取得了较好的技术经济效果。规程中规定组合网架用于楼层中跨度不大于40m；用于屋盖中跨度不大于60m是以上述实践为依据的。3.2.10网架屋面排水坡度的形成方式，过去大多采用在上弦节点上加小立柱形成排水坡。但当网架跨度较大时，小立柱自身高度也随之增加，引起小立柱自身的稳定问题。当小立柱较高时应布置支撑，用于解决小立柱的稳定问题，同时有效将屋面风与地震等水平力传递到网架结构。近年来为克服上述缺点，多采用变高度网架形成排水坡。这种做法不但节省了小立柱，而且网架内力也趋于均匀。缺点是网架杆件与节点种类增多，给网架加工制作增加一定麻烦。3.2.11网架自重的估算公式是一个近似的经验公式，原网架规程中的网架自重估算公式均小于工程实际，而近几年来网架一般都采用轻屋面，网架自重估算偏小的影响较大，为确保网架结构的安全，根据大量工程的统计结果，对原网架规程的网架自重计算公式作了适当提高，将原分母下的参数200调整至150，使网架自重估算值比原网架规程公式约增加30%。另外由于型钢网架工程应用很少，故该公式中不再列入型钢网架自重调正系数。3.3网壳结构设计的基本规定3.3.1~3.3.4各条分别对球面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳及椭圆抛物面网壳的构造尺寸以及单层网壳的适用跨度做了规定，这是根据国内外已建成的网壳工程统计分析所得的经验数值。根据国内外已建成的单层网壳工程情况，考虑到单层网壳非线性屈曲分析技术的进步，将单层网壳适用跨度比《网壳结构技术规程》JGJ61-2000、J258-2003作了适用放宽。79 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14但在接近该限值时单层网壳其受力将主要受整体稳定控制，故工程设计时不宜大于各类单层网壳的跨度限值。圆柱面网壳可采用两端边支承、沿两纵向边支承或沿四边支承，对于不同的支承方式本规程给出了相应的几何参数要求。3.3.5网壳的支承构造，包括其支座节点与边缘构件，对网壳的正确受力是十分重要的。如果不能满足所必需的边缘约束条件，实现不了网壳以承受薄膜内力为主的受力特性的要求，有时会造成弯曲内力的大幅度增加，使网壳杆件内力变化，甚至内力产生反号。对边缘构件要有刚度要求，以实现网壳支座的边缘约束条件。为准确分析网壳受力，边缘约束构件应与网壳结构一起进行整体计算。3.4立体桁架、立体拱架与张弦立体拱架设计的基本规定3.4.1~3.4.3立体桁架高跨比与网架的高跨比一致。立体拱架的矢高与双层圆柱面网壳一致而对拱架厚度比双层圆柱面网壳适当加厚。张弦立体拱架的结构矢高、拱架矢高与张弦的垂度是参照近几年工程应用情况而给出。立体桁架、立体拱架与张弦立体拱架近几年工程应用比较多的是采用相贯节点的管桁架形式，管桁架截面常为上弦两根杆件、下弦一根杆件的倒°三角形。管桁架的弦杆（主管）与腹杆（支管）及两腹杆（支管）之间的夹角不宜小于30。3.4.4防侧倾体系可以是边桁架或上弦纵向水平支撑。曲线形的立体桁架在竖向荷载作用下其支座水平位移较大，下部结构设计时要考虑这一影响。3.4.5当立体桁架、立体拱架与张弦立体拱架应用于大、中跨度屋盖结构时，其平面外的稳定性应引起重视，应在上弦设置水平支撑体系（结合檩条）以保证立体桁架（拱架）平面外的稳定性。3.5结构挠度容许值3.5.1空间网格结构的计算容许挠度，是综合近年国内外的工程设计与使用经验而定的。对网架、立体桁架用于屋盖时规定为不宜超过网架短向跨度或桁架跨度的1/250。一般情况下，按强度控制而选用的杆件不会因为这样的刚度要求而加大截面。至于一些跨度特别大的网架，即使采用了较小的高度(如跨高比为1/16)，只要选择恰当的网架形式，其挠度仍可满足小于1/250跨度的要求。当网架用作楼层时则参考混凝土结构设计规范，容许挠度取跨度的1/300。网壳结构的最大计算位移规定为单层不得超过短向跨度的1/400，双层不得超过短向跨度的1/250，由于网壳的竖向刚度较大，一般情况下均能满足此要求。对于在屋盖结构中设有悬挂起重设备的，为保证悬挂起重设备的正常运行，与钢结构设计规范一致，其最大挠度值提高到不宜大于结构跨度的1/400。3.5.2国内已建成的网架，有的起拱，有的不起拱。起拱给网架制作增加麻烦，故一般网架可以不起拱。当网架或立体桁架跨度较大时，可考虑起拱，起拱值可取小于或等于网架短向80 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14跨度(立体桁架跨度)的1/300。此时杆件内力变化一般不超过5～10%，设计时可按不起拱计算。81 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.144结构计算4.1一般计算原则4.1.1空间网格结构主要应对使用阶段的外荷载（对网架结构主要为竖向荷载，网壳结构则包括竖向和水平向荷载）进行内力、位移计算，对单层网壳通常要进行稳定性计算，并据此进行杆件截面设计。此外，对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载，应根据具体情况进行内力、位移计算。由于在大跨度结构中风荷载往往非常关键，本条特别强调风荷载作用下的计算。4.1.2空间网格结构的各种荷载取值与组合按现行荷载规范及抗震设计规范确定。网格结构内力和位移计算时认为材料是线弹性的，不考虑弹塑性及塑性的影响；网壳结构的稳定性计算由于位移较大要考虑几何非线性的影响。4.1.3风荷载往往对网壳的内力和变形有很大影响，当在现行《建筑结构荷载规范》GB50009中没有相应的风荷载体型系数且跨度较大时，应进行模型风洞试验以确定风荷载体型系数，也可通过数值风洞等方法分析确定体型系数。大跨度结构的风振问题非常复杂，特别对于大型、复杂型体的空间网格结构应鼓励进行基于随机振动理论的风振响应计算。4.1.4网架结构、双层网壳和立体桁架的计算模型可假定为空间铰接杆系结构，忽略节点刚度的影响，不计次应力；单层网壳的计算模型应假定为空间刚接梁系结构，每根杆件要承受轴力、弯矩（包括扭矩）和剪力。立体桁架中，主管是指在节点处连续贯通的杆件，如桁架弦杆；支管则指在节点处断开并与主管相连的杆件，如与主管相连的腹杆。4.1.5作用在空间网格结构杆件上的局部荷载在分析时先按静力等效原则换算成节点荷载进行整体计算，然后考虑局部弯曲内力的影响。4.1.6空间网格结构与其支承结构之间相互作用的影响往往十分复杂，因此分析时应考虑两者的相互作用而进行协同分析。结构分析时应根据上、下部的影响设计结构体系的传力路线，并确定上、下部连接的刚度并选择合适的计算模型。4.1.7空间网格结构的支承条件对结构的计算结果有较大的影响，支座节点在哪些方向有约束或为弹性约束应根据支承结构的刚度和支座节点的连接构造来确定。网架结构、双层网壳按铰接杆系结构每个节点有三个线位移来确定支承条件，网架结构一般下部为独立柱或框架柱支承，柱的水平侧移刚度较小，并由于网架受力为类似于板的弯曲型，因此对于网架支座的约束可采用两向或一向可侧移铰接支座或弹性支座；单层网壳结构按刚接梁系结构每个节点有三个线位移和三个角位移来确定支承条件。因此，单层网壳支承条件的形式比网架结构和双层网壳的要多。4.1.8网格结构在施工安装阶段的支承条件往往与使用阶段不一致，如采用悬挑拼装施工的82 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14网壳结构，其支承边界条件与使用状态下网壳的边界条件完全不同。此时应特别注意施工安装阶段全过程位移和内力分析计算，并可作为网壳的初内力和初应变而残留在网壳内。4.1.9网格结构的计算方法较多，列入本规程的只是比较常用的和有效的计算方法。总体上包括两类计算模型，即基于离散化假定的有限元模型（包括空间杆系有限元法和空间梁系有限元法）和基于连续化假定的模型（包括拟夹层板分析法和拟壳分析法）。空间杆系有限元法即空间桁架位移法，可用来计算各种形式的网架结构、双层网壳结构和立体桁架结构。空间梁系有限元法即空间刚架位移法，主要用于单层网壳的内力、位移和稳定性计算。拟夹层板分析法和拟壳分析法物理概念清晰，有时计算也很方便，常与有限元法互为补充，但计算精度和适用性不如有限元法，故本规程建议仅在结构方案选择和初步设计时采用。4.2静力计算4.2.1有限单元法是将网格结构的每根杆件作为一个单元，采用矩阵位移法进行计算。网架结构和双层网壳以杆件节点的三个线位移为未知数，单层网壳以节点的三个线位移和三个角位移为未知数。无论是理论分析及模型试验乃至工程实践均表明，这种杆系的有限单元法是迄今为止分析网格结构最为有效、适用范围最为广泛且相对而言精度也是最高的方法。目前这种方法在国内外已被普遍应用于网格结构的设计计算中，因此本规程将其列为分析网格结构的主要方法。有限单元法可以用来分析不同类型、具有任意平面和几何外形、具有不同的支承方式及不同的边界条件、承受不同类型外荷载的网格结构。有限单元法不仅可用于网壳结构的静力分析，还可用于动力分析、抗震分析以及稳定分析。这种方法适合于在计算机上进行运算，目前我国相关单位已编制了一些网格结构分析与设计的计算机软件可供使用。由于杆系和梁系有限元法在不少书本中已有详尽的论述，本规程仅列出其基本方程。值得指出，对于空间梁单元，尚有考虑弯曲、剪切、扭转、翘曲和轴向变形耦合影响的、更为精确的单元。每个节点除了通常的三个线位移和三个角位移，还考虑截面翘曲的影响，即增加了表征截面翘曲变形的翘曲角自由度，因此每个节点有七个自由度。目前的大多数分析程序只包含了一般的空间梁单元，可满足大多数实际工程的计算精度要求；对于杆件约束扭转影响十分显著的情况，可考虑采用七个自由度的空间梁单元。4.2.2空间网格结构设计中，由于杆件截面调整而进行的重分析次数一般为3～4次。空间网格结构设计后，如由于备料困难等原因必须进行杆件替换时，应根据截面及刚度等效的原则进行，被替换的杆件应不是结构的主要受力杆件且数量不宜过多（通常不超过全部杆件的5％），否则应重新复核。4.2.3本条给出了空间网格结构温度内力的计算原则。对于杆件只承受轴向力的网架结构和双层网壳结构，因温差引起的杆件内力可由下式计算：83 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14NNEtA(4.2.3)ijijij式中，N——温度变化等效荷载作用下的杆件内力；ijE——空间网格结构材料的弹性模量；——空间网格结构材料的线膨胀系数，对于钢材0.000012/C；A——杆件的截面面积；ijt——温差（˚C），以升温为正。空间网格结构的温度应力是指在温度场变化作用下产生的应力，温度场变化范围应取施工安装完毕时的气温与当地常年最高或最低气温之差。一般情况下，可取均匀温度场，即式（4.2.3）中的温差t。但对某些大型复杂结构，在有些情况下（如室内构件与室外构件、迎光面构件与背光面构件等）会形成梯度较大的温度场分布，此时应进行温度场分析，确定合理的温度场分布，相应地，式（4.2.3）中的t应改为t。ij4.2.4对于网架结构，温度应力主要由支承体系阻碍网架变形而产生，其中支承平面的弦杆受影响最大，应作为网架是否考虑温度应力的依据。支承平面弦杆的布置情况，可归纳为正交正放、正交斜放、三向等三类。其次，在网架的不同区域中，支承平面弦杆的温度应力也不同。计算表明，边缘区域比中间区域大，考虑到边缘区域杆件大部分由构造决定，有较富裕的强度储备，本条将支承平面弦杆的跨中区域最大温度应力小于0.038f（f为钢材强度设计值）作为不必进行温度应力验算的依据，条文中的规定经计算均满足这一要求。4.2.5对于预应力空间网格结构，往往采用多次分批施加预应力及加荷的原则（即多阶段设计原则），使结构在使用荷载下达到最佳内力状态。同时，由于施工工艺和施工设备的限制，施工过程中也会出现分级分批张拉预应力的情况。因此预应力网格结构的设计不仅要分析结构在使用阶段的受力特性，而且要考虑结构在施工阶段的受力性能，施工阶段的受力分析甚至可能比使用阶段更重要。因此，对预应力空间网格结构进行考虑施工程序的全过程分析是十分必要的。4.2.6斜拉索的单元分析可采用有限单元法和二力直杆法（亦称等效弹性模量法）。有限元分析中的索单元主要包括二节点直线杆单元和多节点曲线索单元两类。前者没有考虑索自重垂度的影响，索长度较小时误差较小，通常需将整索划分为若干单元；后者则考虑了索自重垂度影响，可视整索为一个单元。对斜拉网格结构的整体而言，二力直杆法也是有限元方法。将斜拉索等代为弹性模量随张力大小而变化的受拉二力直杆单元，其刚度矩阵即归结为常规杆单元的刚度矩阵。等效弹性模量计算公式为EEeq2EAAl1312T84 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14式中，E、A分别为斜拉索的弹性模量和截面面积，γ为索的比重，l为索的水平跨度，T为索内张力。显然，Eeq与索张力有关。该方法十分有效，在斜拉结构和塔桅结构的分析中应用广泛。4.2.7网架结构的拟夹层板法计算，是指把网架结构连续化为由上、下表层（即上、下弦杆）和夹心层（即腹杆）组成的正交异性或各向同性的夹层板，采用考虑剪切变形的、具有三个广义位移的平板理论的分析方法。一般情况下，由平面桁架系或角锥体组成的网架结构均可采用这种方法来计算。通过分析比较，拟夹层板法的计算精度在通常情况下能满足工程的要求。拟夹层板法曾是国内应用较广的方法之一。采用该法计算网架结构时，可直接查用图表，比较简便，容易掌握，不必借助于电子计算机。目前国内已有不少著作和手册介绍此法，并有现成图表可供设计人员使用，故本规程不再给出具体的计算公式和计算图表。4.2.8大部分网壳结构可通过连续化的计算模型等代为正交异性，甚至各向同性的薄壳结构，并根据边界条件求解薄壳的微分方程式而得出薄壳的位移和内力，然后可通过内力等效的原则，由拟壳结构的薄膜内力和弯曲内力返回计算网壳杆件的轴力、弯矩和剪力。4.2.9~4.2.10组合网架结构的计算分析目前主要采用有限元法。对于上弦带肋平板有两种计算模型，一是将带肋平板分离为梁元与板壳元；另一是把带肋平板等代为上弦杆，仍采用空间桁架位移法作简化计算。本规程把这两种计算方法均推荐为分析组合网架时采用。按空间桁架位移法简化计算组合网架的具体步骤、等代上弦杆截面积的确定及反算平板中的薄膜内力均在本规程附录D中作了阐述。该法计算简便，可采用普通网架结构的计算程序，目前国内许多组合网架实际工程的分析计算均采用了该方法，能满足工程计算精度的要求。4.3网壳的稳定性计算4.3.1单层网壳和厚度较小的双层网壳均存在整体失稳（包括局部壳面失稳）的可能性；设计某些单层网壳时，稳定性还可能起控制作用，因而对这些网壳应进行稳定性计算。从大量双曲抛面网壳的全过程分析与研究来看，从实用角度出发，可以不考虑这类网壳的失稳问题，作为一种替代保证，结构刚度应该是设计中的主要考虑因素，而这是在常规计算中已获保证的。4.3.2以非线性有限元分析为基础的结构荷载-位移全过程分析可以把结构强度、稳定乃至刚度等性能的整个变化历程表示得十分清楚，因而可以从全局的意义上来研究网壳结构的稳定性问题。目前，考虑几何及材料非线性的荷载–位移全过程分析方法已相当成熟，包括对初始几何缺陷、荷载分布方式等因素影响的分析方法也比较完善。因而现在完全有可能要求对实际大型网壳结构进行仅考虑几何非线性的或考虑双重非线性的荷载–位移全过程分析，85 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14在此基础上确定其稳定性承载力。考虑双重非线性的全过程分析（即弹塑性全过程分析）可以给出精确意义上的结果，只是需耗费较多计算时间。在可能条件下，尤其对于大型的和形状复杂的网壳结构，应鼓励进行考虑双重非线性的全过程分析。4.3.3当网壳受恒载和活载作用时，其稳定性承载力以恒载与活载的标准组合来衡量。大量算例分析表明：荷载的不对称分布（实际计算中取活载的半跨分布）对球面网壳的稳定性承载力无不利影响；对四边支承的柱面网壳当其长宽比LB1.2时，活载的半跨分布对网壳稳定性承载力有一定影响；而对椭圆抛物面网壳和两端支承的圆柱面网壳，活载的半跨分布影响则较大，应在计算中考虑。初始几何缺陷对各类网壳的稳定性承载力均有较大影响，应在计算中考虑。网壳的初始几何缺陷包括节点位置的安装偏差、杆件的初弯曲、杆件对节点的偏心等，后面两项是与杆件计算有关的缺陷。我们在分析网壳稳定性时有一个前提，即在强度设计阶段网壳所有杆件都已经过强度和杆件稳定验算。这样，与杆件有关的缺陷对网壳总体稳定性（包括局部壳面失稳问题）的影响就自然地被限制在一定范围内，而且在相当程度上可以由关于网壳初始几何缺陷（节点位置偏差）的讨论来覆盖。节点安装位置偏差沿壳面的分布是随机的。通过实例进行的研究表明：当初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布时，求得的稳定性承载力是可能的最不利值。这也就是本规程推荐采用的方法。至于缺陷的最大值，按理应采用施工中的容许最大安装偏差；但大量算例表明，当缺陷达到跨度的1/300左右时，其影响往往才充分展现；从偏于安全角度考虑，本条规定了“按网壳跨度的1/300”作为理论计算的取值。4.3.4确定系数K时考虑到下列因素：(1)荷载等外部作用和结构抗力的不确定性可能带来的不利影响；(2)复杂结构稳定性分析中可能的不精确性和结构工作条件中的其他不利因素。对于一般条件下的钢结构，第一个因素可用系数1.64来考虑；第二个因素暂设用系数1.2来考虑，则对于按弹塑性全过程分析求得的极限承载力，系数K应取为1.641.22.0。对于按弹性全过程分析求得的极限承载力，系数K中尚应考虑由于计算中未考虑材料弹塑性而带来的误差；对单层球面网壳、柱面网壳和双曲扁网壳的系统分析表明，塑性折减系数c（即弹塑性极限荷载与弹性极限荷载之比）从统计意义上可取为0.47，则系数K应取为p1.641.20.474.2。对其它形状更为复杂的网壳无法作系统分析，对这类网壳和一些大型或特大型网壳，宜进行弹塑性全过程分析。4.3.5本条附录给出的稳定性实用计算公式是由大规模参数分析的方法求出的，即结合不同86 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14类型的网壳结构，在其基本参数（几何参数、构造参数、荷载参数等）的常规变化范围内，应用非线性有限元分析方法进行大规模的实际尺寸网壳的全过程分析，对所得到的结果进行统计分析和归纳，得出网壳结构稳定性的变化规律，最后用拟合方法提出网壳稳定性的实用计算公式。总计对2800余例球面、圆柱面和椭圆抛物面网壳进行了全过程分析。所提出的公式形式简单，便于应用。给出实用计算公式的目的是为了设计人员应用方便；然而，尽管所进行的参数分析规模较大，但仍然难免有某些疏漏之处，简单的公式形式也很难把复杂的实际现象完全概括进来，因而条文中对这些公式的应用范围作了适当限制。4.4地震作用下的内力计算4.4.1~4.4.2本二条给出的抗震验算原则是通过对网架与网壳结构进行大量计算机实例计算与理论分析总结得出的，系针对水平放置的空间网格结构。网架结构属于平板网格结构体系。由大量网架结构计算机分析结果表明，当支承结构刚度较大时，网架结构将以竖向振动为主。所以在设防烈度为8度的地震区，用于屋盖的网架结构应进行竖向和水平抗震验算，但对于周边支承的中小跨度网架结构，可不进行水平抗震验算，可仅进行竖向抗震验算。在抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架结构可不进行抗震验算。网壳结构属于曲面网格结构体系。与网架结构相比，由于壳面的拱起，使得结构竖向刚度增加,水平刚度有所降低，因而使网壳结构水平振动将与竖向振动属同一数量级，尤其是矢跨比较大的网壳结构，将以水平振动为主。对大量网壳结构计算机分析结果表明，在设防烈度为7度的地震区，当网壳结构矢跨比不小于1/5时,竖向地震作用对网壳结构的影响不大，而水平地震作用的影响不可忽略，因此本条规定在设防烈度为7度的地震区、矢跨比不小于1/5的网壳结构可不进行竖向抗震验算，但必须进行水平抗震验算。在抗震设防烈度为6度的地区，网壳结构可不进行抗震验算。4.4.5采用时程分析法时，应考虑地震动强度、地震动谱特征和地震动持续时间等地震动三要素，合理选择与调整地震波。1地震动强度地震动强度包括加速度、速度及位移值。采用时程分析法时，地震动强度是指直接输入地震响应方程的加速度的大小。加速度峰值是加速度曲线幅值中最大值。当震源、震中距、87 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14场地、谱特征等因素均相同，而加速度峰值高时，则建筑物遭受的破坏程度大。为了与设计时的地震烈度相当，对选用的地震记录加速度时程曲线应按适当的比例放大或缩小。根据选用的实际地震波加速度峰值与设防烈度相应的多遇地震时的加速度时程曲线最大值相等的原则，实际地震波的加速度峰值的调整公式为：Amaxa’(t)=a(t)Amax式中，a’(t)、A——调整后地震加速度曲线及峰值；maxa(t)、A——原记录的地震加速度曲线及峰值。max调整后的加速度时程的最大值A按现行建筑抗震设计规范GB50011-2001表5.1.2-2采max用。即2时程分析所用的地震加速度时程曲线的最大值（cm/s）地震影响6度7度8度9度多遇地震1835（55）70（110）140注：括号内的数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。2地震动谱特征地震动谱特征包括谱形状、峰值、卓越周期等因素，与震源机制、地震波传播途径、反射、折射、散射和聚焦以及场地特性、局部地质条件等多种因素相关。当所选用的加速度时程曲线幅值的最大值相同，而谱特征不同，则计算出的地震响应往往相差很大。考虑到地震动的谱特征，在选取实际地震波时，首先应选择与场地类别相同的一组地震波，而后经计算选用其平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符的加速度时程曲线。所谓“在统计意义上相符”指的是，用选择的加速度时程曲线计算单质点体系得出的地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线相比，在不同周期值时均相差不大于20%。3地震动持续时间所取地震动持续时间不同，计算出的地震响应亦不同。尤其当结构进入非线性阶段后，由于持续时间的差异，使得能量损耗积累不同，从而影响了地震响应的计算结果。地震动持续时间有不同定义方法，如绝对持时、相对持时和等效持时，使用最方便的是绝对持时。按绝对持时计算时，输入的地震加速度时程曲线的持续时间内应包含地震记录最强部分，并要求选择足够长的持续时间，一般建议取不少结构基本周期的10倍，且不小于10秒。4.4.8为设计人员使用简便，根据大量计算机分析，本条给出振型分解反应谱法所需至少考虑的振型数。按现行抗震规范条文说明，振型个数一般亦可取振型参与质量达到总质量90%88 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14所需的振型数。4.4.10阻尼比取值应根据结构实测与试验结果经统计分析而得来。1多高层钢结构阻尼比取值有关结构阻尼比值有多种建议，早期以二十世纪六十年代纽马克(N.M.Newmark)及七十年代武藤清给出的实测值资料较为系统。近期日本建筑学会阻尼评定委员会于2003年发布了205栋多高层建筑阻尼比实测结果，其中钢结构137栋，钢-混凝土组合结构43栋，混凝土结构25栋。由大量实测结果分析统计得出阻尼比变化规律及第一阶阻尼比ζ1的简化计算公式，并给出绝大部分钢结构ζ1均小于0.02的结论。影响阻尼比值的因素甚为复杂，现仍属于正在研究的课题。在没有其它充分科学依据之前，多高层钢结构阻尼比取0.02是可行的。2空间网格结构阻尼比取值空间网格结构的阻尼比值最好是由空间网格结构实测和试验统计分析得出，但至今这方面的资料甚少。研究表明，结构类型与材料是影响结构阻尼比值的重要因素，所以在缺少实测资料的情况下，可参考多高层钢结构，对于落地支承的空间网格结构阻尼比可取0.02。对设有混凝土结构支承体系的空间网格结构，阻尼比值可采用下式计算：nsWss1nWss1式中，——考虑支承体系与空间网格结构共同工作时，整体结构的阻尼比；s——第s个单元阻尼比。对钢构件取0.02，对混凝土构件取0.05；n——整体结构的单元数；Ws——第s个单元的位能。梁元位能为：Ls22Ws(MasMbsMasMbs)6(EI)s杆元位能为：2NsLsWs2(EA)s式中，Ls、(EI)s、(EA)s——分别为第s杆的计算长度、抗弯刚度和抗拉刚度；Mas、Mbs、Ns——分别取第s杆两端在重力荷载代表值作用下的静弯矩和静轴力。上述阻尼比值计算公式是考虑到不同材料构件对结构阻尼比的影响，将空间网格结构与混凝土结构支承体系视为整体结构，引用等效结构法的思路，用位能加权平均法推导得出的。89 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14为简化计算,对于设有混凝土结构支承的空间网格结构，当将空间网格结构与混凝土结构支承体系按整体结构分析或采用弹性支座简化模型计算时，本条给出阻尼比可取0.03的建议值。这是经大量计算机实例计算及收集的实测结果经统计分析得来。4.4.11地震时的地面运动是一复杂的多维运动，包括三个平动分量和三个转动分量。对于一般传统结构仅分别进行单维地震作用效应分析即可满足设计要求的精确度，但对于体型复杂或较大跨度的网格结构，宜进行多维地震作用下的效应分析。这是由于空间网格结构为空间结构体系，呈现明显的空间受力和变形特点，如水平和竖向地震对网壳结构的反应都有较大影响。因此，需对网壳结构进行多维地震响应分析。此外，网壳结构频率甚为密集，应考虑各振型之间的相关性。根据大量空间网格结构计算机分析，如单层球面网壳，除少数杆件外，三维地震内力均大于单维地震内力，有些杆件地震内力要大1.5-2倍左右，可见对于体型复杂或较大跨度的空间网格结构宜进行多维地震响应分析。进行多维地震效应计算时，可采用多维随机振动分析方法、多维反应谱法或时程分析法。按现行建筑抗震设计规范，当多维地震波输入时，其加速度最大值通常按1（水平1）:0.85（水平2）:0.65(竖向)的比例调整。由于空间网格结构自由度甚多，由传统的随机振动功率谱方法推导的CQC表达式计算工作量巨大，很难用于工程计算，因此建议采用多维虚拟激励随机振动分析方法。该法自动包含了所有参振振型间的相关性以及激励之间的相关性，与传统的CQC法完全等价，是一种精确、快速的CQC法，特别适用于分析自由度多、频率密集的网壳结构在多维地震作用下的随机响应。为了更便于设计人员采用，以多维随机振动分析理论为基础，建立了空间网格结构多维抗震分析的实用反应谱法。附录F给出的即是按多维反应谱法进行空间网格结构三维地震效应分析时，各节点最大位移响应与各杆件最大内力响应的组合公式。其中考虑了现行建筑抗震设计规范所提出的当三维地震作用时，其加速度最大值按1（水平1）:0.85（水平2）:0.65(竖向)的比例。采用时程分析法进行多维地震效应计算时，计算方法与单维地震效应分析相同，仅地面运动加速度向量中包含了所考虑的几个方向同时发生的地面运动加速度项。.4.4.12为简化计算，本条给出周边支承或多点支承与周边支承相结合的用于屋盖的网架结构竖向地震作用效应简化计算方法。附录G中所列出的简化计算方法是采用反应谱法和时程法，对不同跨度、不同形式的周边支承或多点支承与周边支承相结合的用于屋盖的网架结构进行了竖向地震作用下的大量计算机分析，总结地震内力系数分布规律而提出的。90 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.144.4.13为了减少7度和8度设防烈度时网壳结构的设计工作量，在大量实例分析的基础上，给出承受均布荷载的几种常用网壳结构杆件地震轴向力系数值，以便于设计人员直接采用。对于单层球面网壳结构，考虑了各类杆件各自为等截面情况；对于单层双曲抛物面网壳结构，考虑了弦杆和斜杆均为等截面情况，仅抬高端斜拉杆由于受力较大需要另行设计；对于双层圆柱面网壳结构，考虑纵向弦杆和腹杆分别为等截面情况。由于横向弦杆各单元地震内力系数沿网壳横向1/4跨度附近较大，所以给出的地震内力系数除按矢跨比、上下弦不同外，还按横向弦杆各单元位置划分了两类区域，在表H.0.3中以阴影与空白分别表示。91 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.145杆件和节点的设计与构造5.1杆件5.1.1本条明确规定网格结构杆件的材质应符合现行《钢结构设计规范》GB50017的有关规定，严禁采用非结构用钢管。管材强调了采用高频焊管或无缝钢管，主要考虑高频焊管价格比无缝钢管便宜，且高频焊管性能完全满足使用要求。5.1.2空间网格结构杆件的计算长度按结构类型、节点形式与杆件所处的部位分别考虑。网架结构压杆计算长度的确定主要是根据国外理论研究和有关手册规定以及我国对网架压杆计算长度的试验研究。对螺栓球节点，因杆两端接近铰接，计算长度取几何长度(节点至节点的距离)。对空心球节点网架，由于受该节点上相邻拉杆的约束，其杆件的计算长度可作适当折减，弦杆及支座腹杆取0.9l，腹杆则仍按普通钢结构的规定取0.8。对采用板节点的，为偏于安全，仍按一般平面桁架的规定。双层网壳的节点一般可视为铰接。但由于双层网壳中大多数上、下弦杆均受压，它们对腹杆的转动约束要比网架小，因此对焊接空心球节点和板节点的双层网壳的腹杆计算长度做了调整，其计算长度取0.9l，而上、下弦杆和螺栓球节点的双层网壳杆件的计算长度仍取为几何长度。单层网壳在壳体曲面内、外的屈曲模态不同，因此其杆件在壳体曲面内、外的计算长度不同。在壳体曲面内，壳体屈曲模态类似于无侧移的平面刚架。由于空间汇交的杆件较少，且相邻环向(纵向)杆件的内力、截面都较小，因此相邻杆件对压杆的约束作用不大，这样其计算长度主要取决于节点对杆件的约束作用。根据我国的试验研究，考虑焊接空心球节点与相贯节点对杆的约束作用时，杆件计算长度可取为0.9l，而毂节点在壳体曲面内对杆件的约束作用很小，杆件的计算长度应取为几何长度。在壳体曲面外，壳体有整体屈曲和局部凹陷两种屈曲模态，在规定杆件计算长度时，仅考虑了局部凹陷一种屈曲模态。由于网壳环向(纵向)杆件可能受压、受拉或内力为零，因此其横向压杆的支承作用不确定，在考虑压杆计算长度时，可以不计其影响，而仅考虑压杆远端的横向杆件给予的弹性转动约束，经简化计算，并适当考虑节点的约束作用，取其计算长度为1.6l。对于立体桁架，其上弦压杆与支座腹杆无其它杆件约束，故其计算长度均取1.0l，采用空心球节点与相贯节点时，腹杆计算长度取0.9l。5.1.3空间网格结构杆件的长细比按结构类型，杆件所处位置与受力形式考虑如下。网架、双层网壳与立体桁架其压杆的长细比仍取用原网架规程取值，即[]180，多年网架工程实践证明这个压杆的长细比取值是适宜的，是完全可以保证结构安全的。92 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14从网架工程的实践来，很少有拉杆其长细比达到400的，本次修订中将网架、立体桁架与双层网壳的长细比限值调整到与双层网壳一致，统一取[]300。对于网架、立体桁架与双层网壳的支座附件杆件，由于边界条件复杂，杆件内力有时产生变号，故对其长细比控制从严，[]250。对于直接承受动力荷载的杆件，从严控制于[]250。统计已建成的单层网壳其压杆的计算长细比一般在60～150。考虑到网壳结构主要由受压杆件组成，压杆太柔会造成杆件初弯曲等几何初始缺陷，对网壳的整体稳定形成不利影响；另外杆件的初始弯曲，会引起二阶力的作用，因此，单层网壳杆件受压与压弯时其长细比按照现行《钢结构设计规范》GB50017的有关规定取[]150。5.1.4根据多年来空间网格结构的工程实践规定了杆件截面的最小尺寸。但这并不是说，所有空间网格工程都可以采用本条规定的最小截面尺寸，这里明确指出，杆件最小截面尺寸必须在实际工程中根据计算分析经杆件截面验算后确定。5.1.5空间网格结构杆件当其内力分布变化较大时，如杆件按满应力设计，将会造成沿受力方向相邻杆件规格过于悬殊，而造成杆件截面刚度的突变，故从构造要求考虑，其受力方向相连续的杆件截面面积之比不宜超过1.8倍，对于多点支承网架，虽然其反弯点处杆件内力很小，也应考虑杆件刚度连续原则，对反弯点处的上下弦杆宜按构造要求加大截面。5.1.6由于大量的空间网格结构实际工程中，小规格的低应力拉杆经常会出现弯曲变形，其主要原因是此类杆件受制作，安装及活荷载分布影响时，小拉力杆转化为压杆而导致杆件弯曲，故对于低应力的小规格拉杆宜按压杆来控制长细比。5.1.7本条规定提醒设计人员注意细部构造设计，避免给施工和维护造成困难。5.2焊接空心球节点5.2.1目前针对焊接空心球的有关试验和理论分析基本集中在焊接空心球和圆钢管的连接。因此本条明确焊接空心球适用于连接圆钢管。如需应用焊接空心球连接其它类型截面的钢管，因进行专门的研究。5.2.2焊接空心球在我国已广泛用作网架结构的节点，近年来在单层网壳结构中也得到了应用，取得了一定的经验。由于网架和网壳结构中空心球为多向受力，计算与试验均很复杂，为简化，以往设计中均以单向受力（受压或受拉）情况下空心球的承载能力来决定空心球的允许设计荷载。而单向受力空心球的承载力，原《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91中的公式是以大量的试验数据（其中绝大多数为单向受压且球直径为500mm以下）用数理统计方法得出的经验公式。随着工程应用的发展，出现了直径大于500mm的空心球，同时随着计算技术的进步，已有条件对空心球节点进行数值计算分析，原《网壳结构技术规程》JGJ61-2003（J258-2003）编制时即采用数值计算和已有试验结果一起参与数理统计，进行回归分析，数值分析结果表明，在满足空心球的有关构造要求后，单向拉、压时空心球均为强度破坏。考虑设计使用方93 《空间网格结构技术规程》（条文说明）报批稿2007.12.14便，将空心球节点承载力设计值公式统一为一种形式。数值计算分析考虑了节点破坏时钢管与球体连接处已进入塑性状态，产生较大的塑性变形，故采用了以弹塑性理论为基础的非线性有限元法。本次规程编制时仍采用拉、压承载力设计值统一公式形式，根据空心球制作实际情况和钢板供货大量出现负公差的情况，对空心球壁厚的允许减薄量进行了放宽，同时放宽了对较大直径空心球直径允许偏差和圆度允许偏差的限制，以及对口错边量的限制。据此，本次修编中又作了上述限制放宽后的计算分析，并与原规程未放宽时的计算结果作了比较，在此基础上对《网壳结构技术规程》JGJ61-2003（J258-2003）公式中的相关系数作了调整。因目前大于500mm直径的焊接空心球制作质量离散性较大，试验数据离散性较大，同时试验数据也较少，因此对于直径大于500mm的焊接空心球，对其承载力设计值考虑0.9的折减系数，以保证足够的安全度。经本次修编调整后的公式，基本覆盖了数值分析和试验结果，同时与其他经验公式比较也均能覆盖。由于受拉空心球的试验较少，大直径空心球受拉试验更少，当有可靠试验依据时，大直径受拉空心球强度设计值可适当提高。5.2.3单层网壳的杆端除承受轴向力外，尚有弯矩、扭矩及剪力作用。在单层球面及柱面网壳中，由于弯矩作用在杆与球接触面产生的附加正应力在不同部分出入较大，一般可增加20%~50%左右。对轴力和弯矩共同作用下的节点承载力，《网壳结构技术规程》（JGJ61-2003、J258-2003）根据经验给出了考虑空心球承受压弯或拉弯作用的影响系数=0.8。本次修编m时，根据试验结果、有限元分析和简化理论分析，得到了与偏心系数c相应的的计算公m式，偏心系数c=2M/(Nd)，不再限定为统一的0.8。可采用下述方法确定：mm（1）0≤c≤0.3时1（5.2.3-2）m1c（2）0.3