网架结构设计是建筑领域中一个至关重要的环节，它涉及到对复杂荷载和环境因素的应对。在设计过程中，可变荷载如活载、风荷载等需要被充分考虑，以确保结构能够适应各种不同情况下的使用需求。地震作用作为不可避免的自然力，其对网架结构的影响同样不容忽视，因此在设计中必须考虑地震动力效应，并采取相应的抗震措施来提高结构的抗震性能。设计时还需考虑到材料的选择、连接方式以及施工工艺等因素，确保网架结构的安全性和可靠性。网架结构设计是一项综合性很强的工作，需要设计师具备扎实的理论知识和丰富的实践经验，以确保最终的设计既满足功能要求又具备良好的经济性。

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一、网架结构设计概述

• 网架结构是由许多规则的几何体组合而成，这些几何体就是网架结构的基本单元。常用的基本单元有三角锥、四角锥、三棱体、正方棱柱体等，此外还有六角锥、八面体、十面体等构成的单元。网架结构（平板网架结构简称），是以多根杆件按照一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构 。

二、网架结构设计的相关规范与规程

• 《网架结构设计与施工规程JGJ7 - 91》是网架结构设计的重要规范文件，其中包含了许多设计和施工的相关要求与标准。例如在一些工程案例中，就需要遵循该规程进行网架结构的设计与施工，像在某学校体育馆网架结构设计施工图和某地区收费大棚网架结构设计施工图中，相关设计工作都需要参照这个规程 。
• 目前网架结构所采用的规范还有《空间网格技术规程》，在使用相关设计软件如MST和3D3S进行网架结构设计时也要遵循此规范 。

三、网架结构设计中的计算要点

• 荷载与作用计算
  • 永久荷载：
    • 自重：网架结构自身的重量是重要的永久荷载组成部分。
    • 屋面：屋面的重量需要考虑，不同的屋面材料和构造会有不同的重量。
    • 吊顶：如果存在吊顶结构，其重量也要计算在内。
    • 设备管道：当网架结构上有设备管道时，它们的重量也应作为永久荷载考虑 。
  • 可变荷载：
    • 屋面活载：根据建筑物的使用功能和相关规范确定屋面活荷载的取值。
    • 屋面雪荷载：不同地区的雪荷载取值不同，要依据当地的气象资料和规范要求进行计算。
    • 风荷载：考虑建筑物所在地区的风况，计算风荷载对网架结构的影响。
    • 积灰荷载：对于一些容易积灰的工业建筑等，积灰荷载的计算不容忽视。
    • 吊车荷载：在有吊车作业的建筑中，吊车荷载对网架结构的作用需要准确计算 。
  • 地震作用：包括水平和竖向地震作用，需要根据建筑物所在地区的地震设防烈度等因素进行计算和分析。
  • 温度应力：温度变化会引起网架结构杆件的伸缩，从而产生温度应力，这在设计中也要考虑进去 。
• 网架几何尺寸确定
  • 网架高度(h)：其与跨高比有关，对于混凝土结构跨高比在10 - 14之间，一般还可以按照13 - 17 - 0.03L（L为网架跨度）来计算。
  • 上弦平面网格尺寸(s)：如果是重屋面，尺寸为(2 - 4)+0.2L；若为轻屋面，则为(6 - 8)+0.07L（这里的取值范围是一些常见的设计参考值）。
  • 挠度要求和屋面排水：挠度要求一般为L/250 - L/300，屋面排水坡度在3 - 5%之间 。

四、网架结构的选型

• 周边支承网架的结构选型：例如上海体育馆就采用了适合周边支承的网架结构选型。在周边支承的情况下，要考虑网架结构与周边支撑结构的连接方式、受力传递等因素来确定选型。
• 点支承网架的结构选型：像美国芝加哥国会大厅网架结构采用了点支承的形式。点支承网架结构选型需要考虑支点的位置、数量、结构受力特点等因素，以确保网架结构在点支承条件下的稳定性和可靠性 。

五、网架结构设计实例

• 在一些工程图纸中，如高度35米高空散装、悬挑15米、主次檩条结构的网架工程。其包含的设计总说明图、网架结构平面图、屋顶平面图、檩条布置图、底面铝板分格图、底面铝板主骨架布置图、剖面及立面图、封檐主骨架图、网架材料图、七、八、九层网架安装图等都可以作为网架结构设计实例的参考内容。这些实例展示了网架结构设计在实际工程中的应用，包括从结构布置到杆件设计等多方面的设计成果展示 。

六、网架结构设计常用软件

• MST软件：这是浙江大学开发的一款软件，在网架结构计算方面表现不错。它能够帮助设计师进行网架结构的建模、计算分析等工作，例如在一些常规网架结构设计中，可以使用MST软件计算杆件内力、确定杆件截面等。
• 3D3S软件：由同济大学开发，同样可用于网架结构设计。与MST软件各有优缺点，可以互相校核设计。设计师可以根据自己的习惯和项目的具体要求选择使用这两款软件中的一款或同时使用两款进行设计工作 。

网架结构设计书