JGJ网架结构设计与施工规程.docx

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JGJ网架结构设计与施工规程

中华人民共和国行业标准《网架结构设计与施工规程》  （JGJ7-91）

∙第一章 总则

∙第1.0.1条 

▪为了在网架结构的设计与施工中，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、特制定本规程。

∙第1.0.2条

▪ 本规程适用工业与民用建筑屋盖与楼层的平板型网架结构（简称网架结构），其中屋盖跨度不宜大于120m，楼层跨度不宜大于40m。

∙第1.0.3条 本规程是遵照国家标准《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84、《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》GBJ83-85、《建筑结构荷载规范》GBJ9-87、《建筑抗震设计规范》GBJ11-89、《钢结构设计规范》GBJ17-88、《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GBJ18-87和《钢结构工程施工及验收规范》GBJ205，结合网架结构的特点而编制的。

在设计与施工中，除符合本规程的要求外，尚应遵守《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91及其他有关规范的规定。

∙第1.0.4条 对受高温及强烈腐蚀等作用、有防火要求的网架结构，或承受动力荷载的楼层网架结构，应符合现行有关专门规范或规程的要求。

直接承受中级或重级工作制的悬挂吊车荷载并需进行疲劳验算的网架结构，其疲劳强度及构造应经过专门的试验确定。

∙第1.0.5条 网架的选型及构造应综合考虑材料供应和施工条件与制作安装方法，以取得良好的技术经济效果。

网架结构中的杆件和节点，宜减少规格类型，以便于制作安装。

∙第二章 设计的一般规定

∙第2.0.1条 网架结构可选用下列常用形式（附录一）：

一、有平面桁架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、单向折线型网架。

二、由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘型四角锥网架、斜放四角锥网架、星型四角锥网架。

三、由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝型三角锥网架。

∙第2.0.2条 网架的选型应结合工程的平面形状和跨度大小、支承情况、荷载大小、屋面构造、建筑设计等要求综合分析确定。

网架构件步子必须保证不出现结构几何可变情况。

   注：

本规程中大、中、小跨度划分系针对屋盖而言；大跨度为60m以上；中跨度为30m-60m；小跨度为30m以下。

∙第2.0.3条 平面形状为矩形的周边支承网架，当其边长比（长边/短边）小于或等于1.5时，宜选用斜放四角锥网架、棋盘型四角锥网架、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，也可选用星型四角锥网架和蜂窝型三角锥网架。

当建筑要求长宽两个方向不等时，可选用两向斜交斜放网架。

∙第2.0.4条 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。

当其边长比小于2时，也可采用斜放四角锥网架。

当平面狭长时，可采用单向折线型网架。

∙第2.0.5条 平面形状为矩形，三边支承一边开口的网架可按2.0.3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桁架。

∙第2.0.6条 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。

∙第2.0.7条 平面型状为圆形、正六边型及接近正六边心切为周边支承的网架，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，也可选用蜂窝型三角锥网架。

∙第2.0.8条　对跨度不大于40m多层建筑的楼层及跨度不大于60m的屋盖，可采用钢筋混凝土板代替上弦的组合网架结构。

网架结构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、蜂窝型三角锥网架。

∙第2.0.9条 网架可采用上弦或下弦支承方式，如当采用下弦支承时，应在支座边形成竖直或倾斜的边桁架。

∙第2.0.10条　网架的网格尺寸和高度可根据网架形式、跨度大小、屋面材料以及构造要求和建筑功能等因素确定。

对于周边支承的以下各类网架，可按表2.0.10选用。

∙第2.0.11条　多点支承的网架宜设柱帽。

柱帽宜设于下弦平面之下（图2.0.11a）；也可设置于上弦平面之上（图2.0.11b）；或上弦节点直接搁置于柱顶，柱帽呈倒伞形（图2.0.11c）。

                     图2.0.11 点支承网架柱帽设置

∙第2.0.12条 多点支承网架的悬臂长度可取跨度的1/4-1/3。

∙第2.0.13条 当网架上弦杆节点间有集中荷载或需要减少压杆的计算长度时，可设置再分式腹杆。

对于由平面桁架系组成的王家（图2.0.13a）,或四角锥网架（图2.0.13b），当设置再分式腹杆时，应注意保证上弦杆在再分式腹杆平面外的稳定性。

                   图2.0.13 再分式腹杆设置

              （a）用于平面桁架系网架；（b）用于四角锥体网架

∙第2.0.14条 网架屋面排水坡度的形式，可采用下列办法：

一、上弦节点上加小立柱找坡（当小立柱较高时，必须注意小立柱自身的稳定性）；

二、网架变高度：

三、整个网架起坡：

四、支承柱变高度。

∙第2.0.15条 有起拱要求的网架，其拱度可取不大于短向跨度的1/300。

∙第2.0.16条 网架自重gok（KN/m2）可按下式估算：

              gok=ξ√qwL2/200        （2.0.16）

式中 qw——除网架自重外的屋面荷载或楼面荷载的标准值（KN/m2）；

     L2——网架的短向跨度（m）；

　　　ξ——系数，对于钢管网架取ξ＝1.0，对于型钢网架取ξ＝1.2。

∙第2.0.17条　网架结构的容许绕度不应超过下列数值：

用作屋盖——L2/250,用作楼层——L2/300。

L2为网架的短向跨度。

∙第二章 设计的一般规定

∙第2.0.1条 网架结构可选用下列常用形式（附录一）：

一、有平面桁架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、单向折线型网架。

二、由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘型四角锥网架、斜放四角锥网架、星型四角锥网架。

三、由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝型三角锥网架。

∙第2.0.2条 网架的选型应结合工程的平面形状和跨度大小、支承情况、荷载大小、屋面构造、建筑设计等要求综合分析确定。

网架构件步子必须保证不出现结构几何可变情况。

   注：

本规程中大、中、小跨度划分系针对屋盖而言；大跨度为60m以上；中跨度为30m-60m；小跨度为30m以下。

∙第2.0.3条 平面形状为矩形的周边支承网架，当其边长比（长边/短边）小于或等于1.5时，宜选用斜放四角锥网架、棋盘型四角锥网架、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，也可选用星型四角锥网架和蜂窝型三角锥网架。

当建筑要求长宽两个方向不等时，可选用两向斜交斜放网架。

∙第2.0.4条 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。

当其边长比小于2时，也可采用斜放四角锥网架。

当平面狭长时，可采用单向折线型网架。

∙第2.0.5条 平面形状为矩形，三边支承一边开口的网架可按2.0.3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桁架。

∙第2.0.6条 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。

∙第2.0.7条 平面型状为圆形、正六边型及接近正六边心切为周边支承的网架，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，也可选用蜂窝型三角锥网架。

∙第2.0.8条　对跨度不大于40m多层建筑的楼层及跨度不大于60m的屋盖，可采用钢筋混凝土板代替上弦的组合网架结构。

网架结构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、蜂窝型三角锥网架。

∙第2.0.9条 网架可采用上弦或下弦支承方式，如当采用下弦支承时，应在支座边形成竖直或倾斜的边桁架。

∙第2.0.10条　网架的网格尺寸和高度可根据网架形式、跨度大小、屋面材料以及构造要求和建筑功能等因素确定。

对于周边支承的以下各类网架，可按表2.0.10选用。

∙第2.0.11条　多点支承的网架宜设柱帽。

柱帽宜设于下弦平面之下（图2.0.11a）；也可设置于上弦平面之上（图2.0.11b）；或上弦节点直接搁置于柱顶，柱帽呈倒伞形（图2.0.11c）。

                     图2.0.11 点支承网架柱帽设置

∙第2.0.12条 多点支承网架的悬臂长度可取跨度的1/4-1/3。

∙第2.0.13条 当网架上弦杆节点间有集中荷载或需要减少压杆的计算长度时，可设置再分式腹杆。

对于由平面桁架系组成的王家（图2.0.13a）,或四角锥网架（图2.0.13b），当设置再分式腹杆时，应注意保证上弦杆在再分式腹杆平面外的稳定性。

图2.0.13 再分式腹杆设置

              （a）用于平面桁架系网架；（b）用于四角锥体网架

∙第2.0.14条 网架屋面排水坡度的形式，可采用下列办法：

一、上弦节点上加小立柱找坡（当小立柱较高时，必须注意小立柱自身的稳定性）；

二、网架变高度：

三、整个网架起坡：

四、支承柱变高度。

∙第2.0.15条 有起拱要求的网架，其拱度可取不大于短向跨度的1/300。

∙第2.0.16条 网架自重gok（KN/m2）可按下式估算：

              gok=ξ√qwL2/200        （2.0.16）

式中 qw——除网架自重外的屋面荷载或楼面荷载的标准值（KN/m2）；

     L2——网架的短向跨度（m）；

　　　ξ——系数，对于钢管网架取ξ＝1.0，对于型钢网架取ξ＝1.2。

∙第2.0.17条　网架结构的容许绕度不应超过下列数值：

用作屋盖——L2/250,用作楼层——L2/300。

L2为网架的短向跨度。

∙第四章 杆件和节点的设计与构造

∙第一节  杆件

∙ 第4.1.1条网架杆件可采用普通型钢和薄壁型钢。

管材可采用高频 电焊钢管或无缝钢管：

当有条件时应采用薄壁管形截面。

杆件的钢材应按国家标准《钢结构设计规范》GBJ17-88的规定采用。

        网架杆件的截面应根据承载力和稳定性的计算和验算确定。

∙第4.1.2条确定网架杆件的长细比时，其计算长度L0应按表4.1.2采用。

                                                  网架杆件计算长度l0 

杆       件

          节      点

 螺栓球

 焊接空心球

  板结点

弦杆及支座腹杆

    l

   0.9l 

   l

腹       杆

    l

   0.8l

   0.8

∙注：

l——为几何杆件长度（节点中心间距离）。

∙第4.1.3条网架杆件的长细比不宜超过下列数值：

一、受压杆件                         180

二、受拉杆件：

　1.一般杆件　　　　　400

         2.支座附近处杆件                    300

         3.直接承受动力荷载杆件        250

∙ 第4.1.4条杆件截面的最小尺寸应根据网架跨度及网格大小确定，普通型钢不宜小于∠50×3，钢管不宜小于¢48×2。

∙ 第4.1.5条在构造设计时，宜避免难于检查、清刷、油漆以及积留湿气或灰尘的死角或凹槽。

对管形截面，应将两端封闭。

∙第二节   焊接钢板节点

∙第4.2.1条焊接钢板节点可由十字节点板和盖板组成，适用于连接型钢杆件。

         十字节点板宜由二块带企口的钢板对插焊成（图4.2.1a、b）。

小跨度网架的受拉节点，可不设置盖板。

                图4.2.1焊接钢板节点

　　十字节点板与盖板所用钢材应与网架杆件钢材一致。

∙第4.2.2条焊接钢板节点可用于两向网架，也可用于有四角锥体组成的网架。

常用焊接钢板节点的构造形式可按本规程附录六选用。

∙第4.2.3条焊接钢板节点的构造应符合下列要求：

一、杆件重心线在节点处宜交于一点，否则应考虑其偏心影响。

二、杆件与节点连接焊缝的分布，应使焊缝截面的重心与杆件重心相重合，否则应考虑其偏心影响；

 三、便于制作和拼装。

∙第4.2.4条 网架弦杆应与盖板和十字节点板共同连接，当网架跨度较小时，弦杆也可直接与十字节点板连接。

∙第4.2.5条节点板厚度可根据网架最大杆件内力确定，并应较连接杆件的厚度大2mm，但不得小于6mm。

节点板的平面尺寸应适当考虑制作和装配的误差。

∙第4.2.6条当网架杆件与节点板间采用高强度螺栓或角焊缝连接时，连接计算应根据连接杆件内力确定，且宜减少节点类型。

当角焊缝强度不足时，在施工质量确有保证的情况下，可采用槽焊与角焊缝相结合并以角焊缝为主的连接方案（图4.2.6），槽焊强度应由试验确定。

▪第4.2.7条十字节点板的竖向焊缝应具有足够的承载力，并采用V形或K形坡口的对接焊缝。

▪第4.2.8条焊接钢板节点上，弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间以及弦杆端部与节点板中心线之间均不宜小于20mm（图4.2.8）。

∙第三节 焊接空心球节点

∙第4.3.1条由两个半球焊接而成的空心球，可分为不加肋（图4.3.1-1）和加肋（图4.3.1-2）两种，适用于连接钢管杆件。

         空心球的钢材宜采用国家标准《碳素结构钢》GB700-88规定的Q235钢或国家标准《低合金结构钢技术条件》GB1591-88规定的16Mn钢。

产品质量应符合行业标准《钢网架焊接球节点》JGJ75.2-91的规定。

         加肋空心球的板肋可用平台或凸台，采用凸台时，其高度不得大于1mm。

∙ 第4.3.2条当空心球直径为120~500mm时，其受压、受拉承载力设计值可分别按下列公式计算：

         一、受压空心球

          Nc≤ηc（400td-13.3t2d2/D）    （4.3.2-1）

式中Nc——受压空心球的轴向压力设计值（N）：

    D——空心球外径（mm）；

    t——空心球壁厚（mm）；

    d——钢管外径（mm）；

    ηc——受压空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηc=1.0，加肋ηc=1.4。

         二、受拉空心球

          Nt≤0.55ηttdπf                 （4.3.2-2）

式中Nt——受拉空心球的轴向拉力设计值（N）：

    t——空心球壁厚（mm）；

    d——钢管外径（mm）；

    f——钢材强度设计值（N/mm2）；              

    ηt——受拉空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηt=1.0，加肋ηt=1.1。

▪第4.3.3条空心球外径与壁厚的比值可按设计要求在25-45范围内选用；空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜选用1.2-2.0；空心球壁厚不宜小于4mm。

▪第4.3.4条在确定空心球外径时，球面上网架相连接杆件之间的缝隙a不宜小于10mm（图4.3.4）。

为了保证缝隙a，空心球直径也可初步按下式估算：

             D=（d1+2a+d2）/θ　　　　　　（4.3.4）

式中 θ——汇集于球节点任意两钢管杆件间的夹角（rad）；

      d1、d2——组成θ角的钢管外径（mm）。

∙第4.3.5条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予以焊透，以实现焊缝与钢管等强，否则应按角焊缝计算。

为保证焊缝质量，钢管端头可加套管与空心球焊接（图4.3.5）。

         角焊缝的焊脚尺寸应符合下列要求：

         1.当t≤4mm时，hf≤1.5t;

         2.当t＞4mm时，hf≤1.2t;

         t为钢管壁厚,hf为焊脚尺寸。

∙第4.3.6条当空心球外径不小于300mm,且杆件内力较大需要提高承载力时,球内可加环肋,其厚度不应小于球壁厚度。

内力较大的杆件应位于肋板平面内。

∙第四节 螺栓球节点

∙第4.4.1条螺栓球节点应由螺栓、钢球、销子（或螺钉）、套筒和锥头或封板等零件组成（图4.4.1），适用于连接钢管杆件。

                 图4.4.1 螺栓球节点

∙第4.4.2条螺栓球节点的钢管、封板、锥头和套筒宜采用国家标准〈碳素结构钢〉GB700-88规定的3号钢或国家标准〈低合金结构钢技术条件〉GB1591-88规定的16Mn钢，钢球宜采用国家标准〈优质碳素结构钢钢号及一般技术条件〉GB699-88规定的45号钢，螺栓、销子或螺钉宜采用国家标准〈合金结构钢技术条件〉GB3077-88规定的40Cr钢，40B钢或20MnTiB钢等。

8.8s的螺栓可采用45号钢。

产品质量应符合行业标准〈钢网架螺栓球节点〉JGJ75.1-91的规定。

∙ 第4.4.3条钢球的直径可按下式确定（图4.4.3）：

               图4.4.3 螺栓球

D≥√（d2/sinθ+d1ctgθ+2ζd1）2+η2d12        （4.4.3-1）

 为满足套筒接触面的要求尚应按下式核算:

D≥√（ηd2/sinθ+ηd1ctgθ）2+η2d12             （4.4.3-2）

式中D——钢球直径（mm）;

   θ——两个螺栓之间的最小夹角（rad）;

    d1、d2——螺栓直径（mm），d1＞d2；

     ζ——螺栓伸进钢球长度与螺栓直径的比值；

    η——套筒外结圆直径与螺栓直径的比值。

ζ和η值应分别根据螺栓承受拉力和压力设计值确定，其值可取ζ=1.1,η=1.8。

钢球直径应取两式计算结果中的较大者。

∙第4.4.4条 高强度螺栓应采用国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB1228-91规定的性能等级8.8s或10.9s,并符合国家标准《普通螺栓基本尺寸》GB196-81粗牙普通螺纹的规定。

   每个高强度螺栓的受拉承载力设计值应按下式计算：

          Ntb≤ψΑoffftb                 （4.4.4） 

式中Ntb——高强度螺栓的拉力设计值（N）；

   ψ——螺栓直径对承载力影响系数当螺栓直径小于30mm时，ψ=1.0;当螺栓直径大于等于30mm时，ψ=0.93;

   ftb——高强度螺栓经热处理后的抗拉强度设计值；对40Cr钢，40B钢于20MnTiB钢，取为430N/mm2,对45号钢，取为365N/mm2；　

   Αoff——高强度螺栓的有效截面面积（mm2），可按表4.4.4选取。

当螺栓上钻有销孔或键槽时，Αoff应取螺纹蛊或销孔健槽处二者中的较小值。

∙第4.4.5条 受压杆件的连接螺栓,可按其内力所求得的螺栓直径适当减小,但必须保证套筒具有足够的抗压强度,套筒应按承压进行计算,并验算其开槽处和端部有效界面的承压力。

∙第4.4.6条 套筒外形尺寸应符合扳手开口尺寸系列,端部要保持凭证,内孔径可比螺栓直径大1mm。

   套筒端部到开槽端部距离应视该处有效截面抗剪力不低于销钉（或螺钉）抗剪力，且不应小于1.5倍开槽的宽度。

   套筒长度（mm）可按下式计算：

       l=a+2a1                （4.4.6-1）

     a=ξd0-a2+ds+4mm         （4.4.6-2）

式中ds——销子直径（mm）；

   a1——套筒端部到滑槽端部距离（mm）；

   ξd0——螺栓伸入钢球的长度（mm）;

   a2——螺栓露出套筒长度，可预留4-5mm，但不应少于2个丝扣。

∙第4.4.7条 杆件可采用锥头（图4.4.7-a）或封板（图4.4.7-b）连接,其连接焊缝以及锥头的任何截面应与连接的钢管等强,其焊缝宽度b可根据钢管壁厚取2-5mm,封板厚度应按实际受力大小计算决定,当钢管壁厚小于4mm时,其封板厚度不宜小于钢管外径的1/5。

                   图4.4.7 杆件端部连接焊缝

              （a）锥头与钢管连接；（b）封扳与钢管连接

∙第4.4.8条 销子或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,不宜小于3mm。

螺钉直径可采用6-8mm。

∙第五节  支座节点

∙第4.5.1条 支座节点应采用传力可靠、连接简单的构造形式，并应符合计算假定。

           图4.5.2-1平板压力或拉力支座

            （a）角钢杆件；（b）钢管杆件

∙第4.5.2条 常用压力支座节点可按下列几种构造形式选用：

一、平板压力支座（图4.5.2-1），适用于较小跨度网架；

二、单面弧形压力支座节点（图4.5.2-2），适用于中小跨度网架；

             图4.5.2-3双面弧形压力支座

                （a）侧视图；（b）正视图

三、双面弧形压力支座节点（图4.5.2-3），适用于大跨度网架；

四、球铰压力支座节点（图4.5.2-4），适用于多支点的大跨度网架；

五、板式橡胶支座节点（图4.5.2-5），适用于大中跨度网架。

▪第4.5.3条 常用拉力支座节点可按下列构造形式选用：

一、平板拉力支座节点（图4.5.2-1），适用于较小跨度网架；

二、单面弧形拉力支座节点（图4.6.3），适用于中小跨度网架。

                 图4.5.3单面弧形拉力支座

▪第4.5.4条  弧形支座板的材料宜用铸钢，单面弧形支座板可用厚钢板加工而成。

板式橡胶支座垫块可采用有多层橡胶与薄钢板制成的橡胶垫板，其材料性能及计算构造要求可按本规程附录八确定。

o第六节   组合网架结构的节点构造

▪第4.6.1条  组合网架结构的上弦节点构造应符合下列要求：

一、必须保证钢筋混凝土带肋平板与网架的腹杆、下弦杆能共同工作；

二、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应交于一点；

三、支承钢板混凝土带肋板的节点板应有效的传递水平剪力。

▪第4.6.2条   钢筋混凝土带肋板与腹杆连接的节点构造可按本规程附录七采用。

∙第五章