網(wǎng)架結構種類(lèi)甚多，可按不同的標準對其進(jìn)行分類(lèi)。^[1]

一、按網(wǎng)架本身的構造可分為：?jiǎn)螌泳W(wǎng)架結構、雙層網(wǎng)架結構；、三層網(wǎng)架。其中，單層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架分別適用于跨度很�。ú淮笥�30m）和跨度特別大（大于100m）的情況，在國內的工程應用極少。^[1]

二、按建造材料分為：鋼網(wǎng)架、鋁網(wǎng)架、木網(wǎng)架、塑料網(wǎng)架、鋼筋混凝土網(wǎng)架和組合網(wǎng)架（如鋼網(wǎng)架與鋼筋混凝土板共同作用的組合網(wǎng)架等），其中鋼網(wǎng)架在我國得到了廣泛的應用，組合網(wǎng)架還可以用作樓板層結構。^[1]

三、按支承情況可分為：周邊支承、四點(diǎn)支承、多點(diǎn)支承、三邊支承、對邊支承以及混合支承形式。^[1]

四、按組成方式不同，又可將網(wǎng)架分為四大類(lèi)：^[1]

1、交叉桁架體系網(wǎng)架；

2、三角錐體系網(wǎng)架；

3、四角錐體系網(wǎng)架；

4、六角錐體系網(wǎng)架。

其中第四種分類(lèi)方法是目前國內較為流行的一種分類(lèi)方法。^[1]

網(wǎng)架結構是一種空間桿系結構，受力桿件通過(guò)節點(diǎn)按一定規律連接起來(lái)。節點(diǎn)一般設計成鉸接，桿件主要承受軸力作用，桿件截面尺寸相對較小。這些空間匯交的桿件又互為支承，將受力桿件與支承系統有機地結合起來(lái)，因而用料經(jīng)濟。由于結構組合有規律，大量的桿和節點(diǎn)的形狀、尺寸相同，便于工廠(chǎng)化生產(chǎn)，便于工地安裝。^[2]

網(wǎng)架結構一般是高次超靜定結構，能較好地承受集中荷載、動(dòng)力荷載和非對稱(chēng)荷載，抗震性能好。網(wǎng)架結構能夠適應不同跨度、不同支承條件的公共建筑和工廠(chǎng)廠(chǎng)房的要求，也能適應不同建筑平面及其組合。1981年5月我國頒布了《網(wǎng)架結構設計與施工規定》(JGJ7-80)，1991年9月又將其進(jìn)行修訂頒布了《網(wǎng)架結構設計與施工規程》(JGJ7-91)，2010年7月將網(wǎng)架結構、網(wǎng)殼結構和立體管桁架結構等相關(guān)條文進(jìn)行了結合頒布了《空間網(wǎng)格結構技術(shù)規程》(JGJ7―2010)。此外，針對網(wǎng)架結構螺栓球節點(diǎn)及其配件，我國專(zhuān)門(mén)頒布了《鋼網(wǎng)架螺栓球節點(diǎn)》(JG/T10―2009)和《鋼網(wǎng)架螺栓球節點(diǎn)用高強度螺栓》(GB/T16939--2016)，針對網(wǎng)架結構焊接球節點(diǎn)及其配件，頒布了《鋼網(wǎng)架焊接空心球節點(diǎn)》(JG/T11-2009)，一些省份甚至出臺了針對節點(diǎn)生產(chǎn)制作的地方標準，例如江蘇省地方標準《鋼網(wǎng)架(殼)螺栓球節點(diǎn)錐頭技術(shù)規范》(DB32/952-2006)。這些相關(guān)標準是對我國目前網(wǎng)架結構工程和科研成果的總結，有力地推動(dòng)了我國網(wǎng)架結構的發(fā)展。^[2]

網(wǎng)架結構網(wǎng)架結構是高次超靜定結構體系。板型網(wǎng)架分析時(shí)，一般假定節點(diǎn)為鉸接，將外荷載按靜力等效原則作用在節點(diǎn)上，可按空間桁架位移法，即鉸接桿系有限元法進(jìn)行計算。也可采用簡(jiǎn)化計算法，諸如交叉梁系差分分析法、擬板法等進(jìn)行內力、位移計算。單層殼型網(wǎng)架的節點(diǎn)一般假定為剛接，應按剛接桿系有限元法進(jìn)行計算；雙層殼型網(wǎng)架可按鉸接桿系有限元法進(jìn)行計算。單層和雙層殼型網(wǎng)架也都可采用擬殼法簡(jiǎn)化計算。^[1]

分析網(wǎng)架結構是空間鉸接桿系結構，在任意外力作用下不允許發(fā)生幾何可變，故必須進(jìn)行結構幾何不變性分析。^[2]

網(wǎng)架結構的幾何不變性分析必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：^[2]

一是具有必要的約束數量，如果不具備必要的約束數量，這個(gè)結構肯定是可變體系，簡(jiǎn)稱(chēng)必要條件；

二是約束設置方式要合理，如約束布置不合理，雖然滿(mǎn)足必要條件，結構仍可能是可變體系，簡(jiǎn)稱(chēng)充分條件。^[2]

網(wǎng)架結構是空間結構，一個(gè)節點(diǎn)有三個(gè)自由度，其幾何不變的必要條件是：^[2]

W = 3J - B - S ≤ 0

式中：

• B―網(wǎng)架的桿件數；
• S―支座約束鏈桿數，S≥6；
• J―網(wǎng)架的節點(diǎn)數。

由此可見(jiàn)：①W>0，該網(wǎng)架為幾何可變體系；②W=0，該網(wǎng)架無(wú)多余約束，如桿件和約束布置合理，該網(wǎng)架為靜定結構；③W<0，該網(wǎng)架有多余約束，如桿件和約束布置合理，該網(wǎng)架為超靜定結構。^[2]

網(wǎng)架結構的幾何不變的充分條件是：①用三個(gè)不在一個(gè)平面上的桿件匯交于一點(diǎn)，該點(diǎn)為空間不動(dòng)點(diǎn)，即幾何不變的；②三角錐是組成空間結構幾何不變的最小單元；③由三角形圖形的平面組成的空間結構，其節點(diǎn)至少為三平面交匯點(diǎn)時(shí)，該結構為幾何不變體系。^[2]

網(wǎng)架最少支架約束條件網(wǎng)架結構最少支座約束條件是：滿(mǎn)足對整體剛體位移的約束，即約束剛體的三個(gè)平動(dòng)位移和三個(gè)轉動(dòng)位移，以免發(fā)生網(wǎng)架整體剛體位移。因此，對網(wǎng)架結構最基本的約束應至少滿(mǎn)足6個(gè)自由度，如圖所示。

有11種形式的網(wǎng)架結構在我國得到不同程度的應用，下面從構成和特點(diǎn)兩方面對這11種形式的網(wǎng)架加以介紹。^[2]

第一大類(lèi)是由兩組或三組平面桁架組成的網(wǎng)架結構，稱(chēng)之為交叉桁架體系網(wǎng)架。這是一種最簡(jiǎn)單的，也是最早得到采用的網(wǎng)架結構形式之一。它是在交叉梁的基礎上發(fā)展而來(lái)和演變而來(lái)。這類(lèi)網(wǎng)架的上、下弦桿等長(cháng)。腹桿一般可設計為“拉桿體系”，即長(cháng)桿（斜桿）受拉，短桿（豎桿）受壓，斜桿與弦桿夾角宜在40度到60度之間。其中，豎桿為各組平面桁架所共用。這類(lèi)網(wǎng)架常用的有2種形式。^[2]

三向網(wǎng)架其中交叉桁架體系又分為：兩向網(wǎng)架和三向網(wǎng)架。^[2]

(1)兩向正交正放網(wǎng)架

兩向正交正放網(wǎng)架是由兩個(gè)方向的平面桁架垂直交叉而成。在矩形建筑平面中應用時(shí)，兩向桁架分別與邊界垂直(或平行)，兩個(gè)方向網(wǎng)格數宜布置成偶數，如為奇數，則在桁架中部節間宜做成交叉腹桿。由于該網(wǎng)架上弦、下弦組成的網(wǎng)格為矩形，弦層內無(wú)有效支承，屬于幾何可變體系。為能有效傳遞水平荷載，對于周邊支撐網(wǎng)架，宜在支承平面(支承平面指與支承結構相連弦桿組成的平面，上弦或下弦平面)內沿周邊設置水平斜桿(對于點(diǎn)支承網(wǎng)架，應在支承平面(上弦或下弦平面)內沿主桁架(通過(guò)支承的桁架)的兩側(或一側)設置水平斜桿。^[2]

(2)兩向正交斜放網(wǎng)架

由兩個(gè)方向的平面桁架交叉而成，在矩形建筑平面中應用時(shí)，兩向桁架與矩形建筑邊界夾角為45°(或-45°)，可以理解為由兩向正交正放桁架在建筑平面上放置時(shí)旋轉45°。這類(lèi)網(wǎng)架兩個(gè)方向平面桁架的跨度有長(cháng)有短，節間數有多有少，但網(wǎng)架是等高的，因此桁架剛度各異，能形成良好的空間受力體系。周邊支承時(shí)，有長(cháng)桁架通過(guò)角支點(diǎn))和避開(kāi)角支點(diǎn)兩種布置，前者對四角支座產(chǎn)生較大的拉力，后者角部拉力可由兩個(gè)支座分擔。^[2]

(3)兩向斜交斜放網(wǎng)架

由兩個(gè)方向的平面桁架交叉組成，但其角度并不正交，從而形成菱形網(wǎng)格。它主要適用于兩個(gè)方向網(wǎng)格尺寸不同，而要求弦桿長(cháng)度相等的情況。同時(shí)，這類(lèi)網(wǎng)架桿件之間的角度不規則，造成節點(diǎn)構造復雜，空間受力性能欠佳，因此只是在建筑上有特殊要求時(shí)才考慮使用。^[2]

(4)三向網(wǎng)架

由三個(gè)方向桁架按60°角相互交叉組成。這類(lèi)網(wǎng)架的上、下弦平面的網(wǎng)格一般呈正三角形，為幾何不變體，空間剛度大，受力性能好，支座受力較均勻，但匯交于一個(gè)節點(diǎn)的桿件最多可達13根，節點(diǎn)構造比較復雜，宜采用焊接空心球節點(diǎn)。三向網(wǎng)架適合于較大跨度(l>60m)，且建筑平面為三角形、六邊形、多邊形和圓形，當用于非六邊形平面時(shí)，周邊將出現非正三角形網(wǎng)格。^[2]

第二大類(lèi)適合于正方形、矩形、三角形、梯形、六邊形、八邊形和圓形等平面形狀的建筑。^[2]

其中分為：三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架、蜂窩形三角錐網(wǎng)架。^[2]

(1)三角錐網(wǎng)架

三角錐網(wǎng)架是由倒置的三角錐體組合而成的，上、下弦平面均為正三角形網(wǎng)格，下弦三角形的頂點(diǎn)在上弦三角形網(wǎng)格的形心投影線(xiàn)上。三角錐網(wǎng)架受力比較均勻，整體抗扭、抗彎剛度好，如果取網(wǎng)架高度為網(wǎng)格尺寸的√2/3倍，則網(wǎng)架的上弦、下弦和腹桿桿件長(cháng)度相等。上、下弦節點(diǎn)處匯交9根，節點(diǎn)構造類(lèi)型完全相同。它一般適用于大中跨度及重屋蓋的建筑，當建筑平面為三角形、六邊形或圓形時(shí)最為適宜。^[2]

(2)抽空三角錐網(wǎng)架

抽空三角錐網(wǎng)架是在三角錐網(wǎng)架基礎上，適當抽去一些三角錐中的腹桿和下弦桿，使上弦網(wǎng)格仍為三角形。抽錐規律不同，則形成的下弦網(wǎng)格的形狀也將不同。第一種抽錐規律是：沿網(wǎng)架周邊一圈的網(wǎng)格均不抽錐，內部從第二圈開(kāi)始沿三個(gè)方向間隔一個(gè)網(wǎng)格開(kāi)始抽錐第二種抽錐規律是：從周邊網(wǎng)格開(kāi)始抽錐，沿三個(gè)方向間隔兩個(gè)抽錐一個(gè)。抽空三角錐網(wǎng)架抽掉桿件較多，整體剛度不如三角錐網(wǎng)架，適用于中小跨度的三角形、六邊形和圓形的建筑平面。^[2]

(3)蜂窩形三角錐網(wǎng)架

蜂窩形三角錐網(wǎng)架是倒置三角錐按一定規律排列組成，上弦網(wǎng)格為三角形和六邊形，下弦網(wǎng)格為六邊形。它的上弦桿較短，下弦桿較長(cháng)，受力合理。每個(gè)節點(diǎn)均只匯交6根桿件，節點(diǎn)構造統一，用鋼量較省。蜂窩形三角錐網(wǎng)架本身是幾何可變的，需要借助于支座水平約束來(lái)保證其幾何不變，在施工安裝時(shí)應引起注意。分析表明，這種網(wǎng)架的下弦桿和腹桿內力以及支座的豎向反力均可由靜力平衡條件求得，根據支座水平約束情況決定上弦桿的內力。它主要適用于周邊支承的中小跨度屋蓋。^[2]

三角錐體系網(wǎng)架

第三大類(lèi)是由四角錐體組成的網(wǎng)架結構，有五種形式，分別是：正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架和星型形四角錐網(wǎng)架。^[2]

第四大類(lèi)是由六角錐體（七面體）組成的網(wǎng)架結構，稱(chēng)為六角錐體系網(wǎng)架。它的基本單位元為6根弦桿，6根弦桿構成的六角錐體（可倒置或正置）。這類(lèi)網(wǎng)架的一種主要形式即為六角錐網(wǎng)架。^[2]

網(wǎng)架結構桿件設計與節點(diǎn)構造。網(wǎng)架結構的桿件截面應根據強度和穩定性計算確定。為減小壓桿的計算長(cháng)度增加其穩定性，可采用增設再分桿及支撐桿等措施。用鋼材制作的板型網(wǎng)架及雙層殼型網(wǎng)架的節點(diǎn)，主要有十字板節點(diǎn)、焊接空心球節點(diǎn)及螺栓球節點(diǎn)三種形式。十字板節點(diǎn)適用于型鋼桿件的網(wǎng)架結構，桿件與節點(diǎn)板的連接，采用焊接或高強螺栓連接�？招那蚬濣c(diǎn)及螺栓球節點(diǎn)適用于鋼管桿件的網(wǎng)架結構。單層殼型網(wǎng)架的節點(diǎn)應能承受彎曲內力，一般情況下，節點(diǎn)的耗鋼量占整個(gè)鋼網(wǎng)架結構用鋼量的15～20%。^[2]

網(wǎng)架結構的類(lèi)型較多，具體選擇哪種類(lèi)型時(shí)，要綜合考慮許多因素。選型應堅持以下原則：安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、美觀(guān)適用。^[2]

平面形狀為矩形的周邊支承或三邊支承一邊開(kāi)口的網(wǎng)架，當其邊長(cháng)比(即長(cháng)邊與短邊之比)小于或等于1.5時(shí)，宜選用正放四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、兩向正交正放網(wǎng)架。當其邊長(cháng)比大于1.5時(shí)，宜選用兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架或正放抽空四角錐網(wǎng)架。平面形狀為矩形、多點(diǎn)支承的網(wǎng)架可根據具體情況選用正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、兩向正交正放網(wǎng)架。平面形狀為圓形、正六邊形等周邊支承的網(wǎng)架，可根據具體情況選用三向網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架或抽空三角錐網(wǎng)架。對中小跨度，也可選用蜂窩形三角錐網(wǎng)架。^[2]

網(wǎng)架的網(wǎng)格高度與網(wǎng)格尺寸應根據跨度大小、荷載條件、柱網(wǎng)尺寸、支承情況、網(wǎng)格形式以及構造要求和建筑功能等因素確定，網(wǎng)架的高跨比可取1/18~1/10。網(wǎng)架的短向跨度的網(wǎng)格數不宜小于5。確定網(wǎng)格尺寸時(shí)宜使相鄰桿件的夾角小于45°，且不宜小于30°。^[2]