王伟
上海二十冶建设有限公司，上海 201900
摘要：近年来，钢结构应用越来越广泛，网架结构是高次超静定结构体系，能够将荷载通过杆件和球传送至下部构件上，并且可以满足有大跨度建造需求的大型场馆。网架结构的跨度可达到几十米，是空间受力体系，能节省大量钢材且美观。因此，当前大型厂房、体育场馆艺术馆、商场等屋面大多应用钢网架结构，不仅可以节省大量的钢材，还能节省大量的空间，充分体现了节能环保的建筑理念。通过分析钢网架结构设计方法及其优化措施，明确钢网架结构的分类，以及钢网架结构的主要设计的要点，并制定合理的网架应用措施，使网架的整体构造更具经济、耐用、稳定性，从而更好地服务于国家的经济建设。
关键词：钢结构；网架工程；难点；保证措施
引言
钢网架结构目前国内通常选用的结构形式分为螺栓球网架和焊接球网架，两种结构形式存在着很大的区别，螺栓球网架结构用钢量低、施工速度快；焊接球网架用钢量相比螺栓球网架用钢量要高，施工速度慢、对施工场地环境、焊接质量要求比较高，但是承受荷载能力强。随着网架结构这种建筑形式得到越来越广泛的应用，其在施工过程中存在许多难点，严重影响网架结构的实际使用寿命和人身安全。因此，研究网架结构施工难点和施工工艺具有十分重要的社会意义和经济意义。
1钢网架结构类型的选择
在对钢网架结构类型进行选择时，首先要考虑到具体载荷的需求。每种结构的受力特点不同，所能承受的具体荷载也有较大的变化。在设计的初始阶段，就要充分考虑到钢网架结构在受到外力的情况，能否发生形状上的变化，以便最大程度地发挥钢网架的实际使用效能。结构设计首要考虑的是结构的稳定性能，根据工程建设的实际需要，选择与之对应的结构类型，从而更好地保证钢网架在实际使用的过程中，不会出现严重的变形。现阶段，钢网架结构主要应用的类型有三角锥与四角锥两种，因为这两种几何图形具有较强的稳定性，在具体应用的过程中，这两种类型表现出的稳定性能是有目共睹的。鉴于两种类型的特点，在长期设计及使用的过程中，逐渐形成了两种体系。除了较为常用的两种钢网架形式，还有很多几何图形的结构组合形式，在具体应用的阶段，要科学地进行选择。依据建筑的整体规模、外观形状、受力情况，从全局角度着手，既要能够更好地保证工程建设技术的可行性，又要考虑工程的整体资金投入。在钢网架结构类型选择的期间，提前做出几套备用方案供客户筛选。既要考虑到以材料的使用数量，安装人员及机械设备的使用，又要对其他类型的钢网架结构材料进行精确的核算，从而制定出最优的设计方案。按照材料的节省原则进行选择，斜放四角锥的材料使用数量是最少的，而正放四角锥材料用量紧随其后。但从实际应用的角度进行考虑，正放四角锥构件材料适应用量产，应用的范围较广，对于平面为矩形的结构时，以斜放四角锥或者棋盘四角锥为主要应用的网架。而当平面为多边形或者圆形时，网架的结构多选用三角锥作为主要的应用结构。
2钢结构网架工程难点保证措施
2.1除锈
对于已出现大面积锈蚀的网架应采用手工或动力工具除锈，并达到St3级标准，除锈后的表面应无可见的油脂和污物，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈等附着物；对于出现点状锈蚀的网架也应采用动力工具除去表面油漆涂层，并达到St3级标准；对于未出现锈蚀且油漆涂层完好、附着良好的部位采用动力工具作出一定粗糙度，并修磨出适当的坡度，以便涂装时涂层能良好结合。除锈后的表面应使用干刷、干净抹布或压缩空气将灰尘除净并及时进行底漆的涂刷。已经处理的网架结构表面，不得再次污染，当受到二次污染时，应再次进行表面处理。经处理的网架结构基层，应及时涂刷底层涂料，间隔时间不应超过6h。网架结构除锈后，按《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-88)之规定，其应能达到设计规定的St3等级标准，经检验，若没有达到标准，则应重新除锈，直到达到标准为止。
2.2网架安装选择技术
通常，企业在建筑工程中使用的网架结构多为钢结构，使用的建筑材料也多为钢管，因此，为了保证钢结构网架的稳定性与坚固性，施工人员应当选择正确的施工技术加以应用，同时要对技术应用进行进一步的处理。网架钢结构的安装应当严格按照施工规则执行，建筑工程当前区域的土壤结构、地理位置、天气情况、施工设备都会影响施工技术的选择，施工人员应当“因地制宜”，根据当前地区的实际情况进行就地取材，以此降低施工的成本，提升网架的质量。在建筑工程当中，主要的网架结构分为几种，包括：单层、双层、三层、多层等网架结构，单层网架与三层网架一般用于跨度低于30m和跨度高于100m的建筑工程当中，网架结构的选择应当参考网格尺寸、跨度大小、支撑情况、荷载能力、构造要求等因素，网架高跨比应当处于1/18-1/10的范围之间，网架短向跨度网格数量应当高于5，网格尺寸的确定要准确，应当保证相邻杆的夹角处于30°-45°之间。
2.3增加上弦高度
钢网架工程屋面排水设计期间，通过增加上弦高度，使屋面形成自然的排水坡度。在具体操作的过程中，通过在上弦节点上增加立柱的做法，直接可以形成排水的屋面，这种排水的做法较简单，并且具有很强的操作性。在钢网架工程的设计中，经常会用到这种方法进行屋面排水的设计。通过改变立柱的高度，设计师可以按照自己的规划进行屋面排水的设计，也可以根据客户的需求进行排水坡的设计。当然，在应用立柱高度，对排水坡进行设计时，应适时地加强细节的处理。对于跨度较大的钢网架结构，立柱的高度设置也会有所改变，在设计时要给予足够的重视程度。如果立柱设置不当，会直接影响到房屋的承重结构，防震系数也会受到严重的损害。因此，在设计过程中，一定要通过精确的数据计算，使整体结构的设计更加合理，排水的性能更加优秀。
2.4钢网架顶升
钢网架顶升是基于建筑施工中塔吊安装过程中的自动升降的原理发展而来的。顶升系统的构成主要由液压油缸及供油系统（油站）、支撑架与支稳定支撑系统、顶升构件稳定系统等，诸多顶升系统同步作业，在这一条件下液压油缸同步控制系统在顶升点的同步性能得到提升。此外，液压油缸在运行期间，单次最大顶升高度主要有三种，分别是520mm、810mm和1180mm三种，所以对应的支撑架标准节高度为500mm、770mm和1150mm三种。液压油缸每完成一个顶升作业就需要安装一节标准节，由液压油缸和标准节交替承担重物重量，分别完成千斤顶伸缩、支撑架堆积，使重物达到垂直运动的目的。选择支撑架时，一般会以整体顶升专用顶升架为主，顶升架是装配式格构承重顶升支架中必不可少的标准节，需要将两片平面桁架提前焊接，再将角钢连接起来，施工现场安装环节，一般会运用到螺栓作为连接元件，在组合安装、运输等环节均体现出灵活性的特点，标准节尺寸参数设定为1.0m（长）×1.0m（宽）×0.5m（高）、1.0m（长）×1.0m（宽）×0.77m（高）和1.2m（长）×1.2m（宽）×1.15m（高）三种，对应三种油缸配套使用。根据使用范围不同，标准节设计使用承重为50吨。
结语
综上所述，通过浅谈钢网架结构设计方法及其优化措施分析，认识到钢网架结构的主要类型，以及钢网架结构设计材料及需要注意的要点分析：结构节点以及杆件设计的主要原则、钢网架结构屋面排水形式，以及钢网架设计的优化措施。相信在设计人员与技术人员的共同努力之下，钢网架结构的设计会更好地服务于国家的建筑事业。
参考文献
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