中國工程建設標準化協會標準CECS

CECSX:201X

鋁合金空間網格結構技術規程

TechnicalSpecificationforAluminiumalloySpaceframestructures

征求意見稿

《鋁合金空間網格結構技術規程》編制組

2018年5月

1總則

1.0.1為了在鋁合金空間網格結構的設計與施工中貫徹執行國家的技術經濟政策，做到技術

先進、安全適用、經濟合理、確保質量，制定本規程。

1.0.2本規程適用于主要以鋁合金桿件組成的空間網格結構的設計、加工、安裝及驗收。

1.0.3本規程不適用于直接承載反復動力荷載作用并需要疲勞計算的結構。

1.0.4在進行鋁合金空間網格結構的設計、加工、安裝及驗收時，除應符合本規程外，尚應

符合國家現行有關標準的規定。

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2術語和符號

2.1術語

2.1.1空間網格結構spaceframe，spacelatticedstructure

按一定規律布置的桿件、構件通過節點連接而形成的空間結構，包括網架、曲面型網殼

以及立體桁架等。

2.1.2網架spacetruss，spacegird

按一定規律布置的桿件通過節點連接而形成的平板型或微曲面型空間桿系結構。

2.1.3網殼latticedshell，reticulatedshell

按一定規律布置的桿件通過節點連接而形成的曲面狀空間桿系或梁系結構，主要承受整

體薄膜內力。

2.1.4正交正放網格

由縱向與環向桿件互成直角連接而成的網格單元

2.1.5聯方網格lamellagird

由二向斜交桿件構成的菱形網格單元

2.1.6三向網格three-waygird

由三向桿件構成的類等邊三角形網格單元

2.1.7板式節點gusset-typejoint

由鋁合金節點板、桿件和緊固螺栓三部分組成的機械裝配式節點

2.1.8螺栓球節點boltedsphericaljoint

由鋁合金球、不銹鋼螺栓或鍍鋅高強度螺栓、套筒、緊固螺釘、錐頭或封板等零件組成

的機械裝配式節點

2.1.9嵌入式轂節點embededhubjoint

由柱狀轂體、桿端嵌入件、上下蓋板、中心螺栓、平墊圈、彈簧墊圈等零部件組成的機

械裝配式節點

2.1.10鑄鋁節點castaluminumjoint

以鑄造工藝制造的用于復雜形狀或受力條件的空間節點

2.1.11螺栓環節點boltedhubjoint

由中心環柱體、不銹鋼角碼、不銹鋼螺栓、虎克螺栓（抽芯鉚釘）、C形或H形鋁合金

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連接件等部件組成的機械裝配式節點。

2.2符號

2.2.1作用、作用效應與響應

F——鋁合金空間網格結構節點荷載向量；

FExji、FEyji、FEzji——j振型，i節點分別沿x、y、z的地震作用標準值；

Gi——鋁合金空間網格結構第i點節點的重力荷載代表值；

△t——溫差；

σeq——折算應力；

σ1、σ2、σ3——計算點處的第一、第二、第三主應力；

u——平板鋁合金網格結構可不考慮溫度作用影響的支承柱柱頂在單位力作

用下的水平位移；

?、??、??——結構節點相對加速度向量、相對速度向量和相對位移向量；

——地面運動加速度向量；

Xji、Yji、Zji——分別為j振型，i節點的x、y、z方向的相對位移；

SEk——桿件地震作用標準值的效應；

Sj、Sk——分別為j、k振型地震作用標準值的效應；

f——鋼材的抗拉強度設計值；

fy——鑄造鋁合金的材料屈服強度標準值。

2.2.2計算指標

fb

t——螺栓經熱處理后的抗拉強度設計值；

E——材料的彈性模量；

α——材料的線膨脹系數；

Rm——抗拉強度；

Rp0.2——規定非比例延伸強度；

A——斷后伸長率；

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A50mm——標距為50mm時斷后伸長率；

K——空間鋁合金網格結構總彈性剛度矩陣；

U——空間鋁合金網格結構節點位移向量；

M——空間鋁合金網格結構質量矩陣；

Q——空間鋁合金網格結構阻尼矩陣。

2.2.3幾何參數

L——空間鋁合金網格結構在驗算方向的跨度

L——桿件幾何長度；

A——支承(上承或下承)平面弦桿截面積的算術平均值；

Aeff——螺栓的有效截面積；

D——鋁合金球直徑；

?——兩相鄰螺栓之間的最小夾角；

?

?1——兩相鄰螺栓的較大直徑；

?

??——兩相鄰螺栓的較小直徑；

B——滑槽長度；

d——螺栓伸入鋼球長度；

m——滑槽端部緊固螺釘中心到套筒端部的距離；

n——滑槽頂部緊固螺釘中心至套筒頂部的距離；

K——螺栓露出套筒距離；

h——錐頭底板厚度或封板厚度；

t——螺紋根部到滑槽附加余量；

x——螺紋收尾長度；

e——緊固螺釘的半徑；

Δ——滑槽預留量；

r——球面或圓柱面網殼的曲率半徑；

β——圓柱面網殼相鄰母線所對應的中心角

lb——斜桿所對應的三角形網格底邊幾何長度

θ0——相匯交二桿件的夾角；

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φ1、φ2——相匯交二桿件嵌入榫的中線與相應嵌入件（桿件）軸線的垂線之間的

夾角（即桿端嵌入榫傾角）；

H——環柱體高度；

環柱體的厚度；

th——

——環柱體外接圓直徑；

Dh

S——螺栓間距

2.2.4計算系數

j——相應于j振型自振周期的水平地震影響系數；

j——j振型參與系數；

jk——j振型與k振型的耦聯系數；

、分別為、振型的阻尼比；

zjk——jk

T——k振型與j振型的自振周期比；

m——計算中考慮的振型數；

?——螺栓擰入球體長度與螺栓直徑的比值；

?——套筒外接圓直徑與螺栓直徑的比值；

βf——材料強度修正系數；

γRE——有地震作用組合時的節點承載力抗震調整系數

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3基本規定

3.1結構選型

3.1.1網架結構可采用雙層或多層形式；網殼結構可采用單層或雙層形式，也可采用局部雙

層形式。

3.1.2網架結構可選用下列網格形式：

1由交叉桁架體系組成的兩向正交正放網架、兩向正交斜放網架、兩向斜交斜放網架、

三向網架；

2由四角錐體系組成的正放四角錐網架、正放抽空四角錐網架、棋盤形四角錐網架、斜

放四角錐網架、星形四角錐網架；

3由三角錐體系組成的三角錐網架、抽空三角錐網架、蜂窩形三角錐網架；

3.1.3網殼結構可采用球面、圓柱面、雙曲拋物面、橢圓拋物面等曲面形式，也可采用各種

組合曲面形式。

3.1.4單層網殼可選用下列網格形式：

1單層圓柱面網殼可采用單向斜桿正交正放網格、交叉斜桿正交正放網格、聯方網格及

三向網格等形式。

2單層球球面網殼可采用肋環型、肋環斜桿型、三向網格、扇形三向網格、葵花形三向

網格、短程線型等形式。

3單層雙曲拋物面網殼宜采用三向網格，其中兩個方向桿件沿直紋布置，也可采用兩向

正交網格，桿件沿主曲率方向布置，局部區域可加設斜桿。

4單層橢圓拋物面網殼可采用三向網格、單向斜桿正交正放網格、橢圓底面網格等形式。

3.1.5雙層網殼可由兩向、三向交叉的桁架體系或由四角錐體系、三角錐體系等組成，其上、

下弦網格可采用本規程第3.1.4條的方式布置。

3.1.6立體桁架可采用直線或曲線形式。

3.1.7空間網格結構的選型應結合工程的平面形狀、跨度大小、支承情況、荷載條件、屋面

構造、建筑設計等要求綜合分析確定。桿件布置及支承設置應保證結構體系幾何不變。

3.1.8單層網殼應采用剛接節點。

3.1.9轂式節點網格結構可用來建造平板網架、柱面網殼、球面網殼以及其他不規則網殼等

空間結構，主要有單層網格結構和雙層網格結構等，其中雙層結構可以由四角錐體系、三角

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錐體系、空腹桁架體系等結構單元組成。

3.1.10轂式節點用于柱面網殼時，單層柱面網殼的跨度不大于30m，雙層柱面網殼的跨度不

大于60m；轂式節點用于球面網殼時，單層球面網殼的跨度不大于60m，雙層球面網殼的跨

度不大于120m。

3.2基本設計規定

3.2.1本規程采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，用分項系數設計表達式進行計算。

3.2.2在鋁合金結構設計文件中，應注明建筑結構的安全等級、設計使用年限、鋁合金材料

牌號及供貨狀態、連接材料的型號和對鋁合金材料所要求的力學性能、化學成分及其他附加

保證項目。

3.2.3設計鋁合金空間網格結構時，應從工程實際情況出發，合理選用結構方案、網格布置

與構造措施，并應綜合考慮材料供應、加工制作與現場施工安裝方法，以取得良好的技術經

濟效果。

3.2.4鋁合金結構應按下列承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行設計：

1承載能力極限狀態：包括構件和連接的強度破壞和因過度變形而不適于繼續承載，結

構和構件喪失穩定，結構轉變為機動體系和結構傾覆；

2正常使用極限狀態：包括影響結構、構件和非結構構件正常使用或外觀的變形，影響

正常使用的振動，影響正常使用或耐久性能的局部損壞。

3.2.5按承載能力極限狀態設計鋁合金結構時，應考慮荷載效應的基本組合，必要時尚應考

慮荷載效應的偶然組合。按正常使用極限狀態設計鋁合金結構時，應按規定的荷載效應組合。

3.2.6鋁合金結構的計算模型和基本假定應與構件連接的實際性能相符合。

3.2.7鋁合金結構的正常使用環境溫度應低于90℃。

3.2.8設計鋁合金結構時應考慮永久荷載、可變荷載、支承結構的變形或沉降、施工荷載、

安裝荷載、檢修荷載等及地震作用、溫度變化作用。

3.2.9設計鋁合金結構時，荷載的標準值、荷載分項系數、荷載組合值系數等，應按現行國

家標準《建筑結構荷載規范》GB50009的規定采用。結構的重要性系數?0應按現行國家標準

《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068的規定采用，其中對設計年限為25年的結構構

件，?0不應小于0.95。

3.2.10大跨度空間結構內力分析時宜考慮幾何非線性效應的影響，應計算結構的整體穩定承

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載力。

3.3材料性能指標

3.3.1鋁合金型材材料性能指標應符合以下要求：

1鋁合金型材的合金牌號、供貨狀態及表面處理類別應符合表3.3.1-1的規定，表

3.3.1-1中未列出的，應符合GB/T6892的規定。

表3.3.1-1牌號、供貨狀態及表面處理類別

牌號供貨狀態表面處理類別

陽極氧化；

陽極氧化+電泳涂漆；

6005A、6060、6061、6063、6082T4、T5、T6

粉末噴涂；

液體噴涂。

注：1型材的供貨狀態應符合GB/T16475的規定。

2各類表面處理的膜層代號應符合GB/T6892的規定。

2型材的尺寸偏差應符合GB/T14846—2014的高精級規定，不同于高精級或需要超高

精級時，應在圖紙、訂貨單（或合同）中注明。對于表面處理的型材，因表面處理引起的尺

寸變化應不影響其裝配和使用。

3型材的室溫縱向拉伸力學性能應符合表3.3.1-2的規定。表3.3.1-2中未規定的型

材，其室溫拉伸力學性能應符合GB/T6892的規定。

表3.3.1-2室溫拉伸力學性能

室溫拉伸試驗結果

規定非比例延伸斷后伸長率

壁厚抗拉強度Rm

牌號狀態強度Rp0.2%

mmMPa

MPaAA50mm

不小于

T4≤25.00120601614

≤5.00160120－6

T5

6060＞5.00～25.0014010086

≤3.00190150－6

T6

＞3.00～25.0017014086

T4≤25.00180901513

6005A

T5≤6.30250200－7

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室溫拉伸試驗結果

規定非比例延伸斷后伸長率

壁厚抗拉強度Rm

牌號狀態強度Rp0.2%

mmMPa

MPaAA50mm

不小于

＞6.30～25.0025020087

≤5.00270225－6

實心

＞5.00～10.00260215－6

型材

＞10.00～50.0025020086

T6

≤5.00255215－6

空心

＞5.00~15.0025020086

型材

＞15.00～25.002502008－

T4≤25.001801101513

T5≤16.0024020597

6061

≤5.00260240－7

T6

＞5.00～25.00260240108

T4≤25.00130651412

≤3.00175130－6

T5

6063＞3.00～25.0016011075

≤10.00215170－6

T6

＞10.00～25.0019516086

T4≤25.002051101412

T5≤5.00270230－6

6082

≤5.00290250－6

T6

＞5.00～50.00310260108

注：1如無特殊要求或說明，A適用于壁厚大于12.50mm的型材，A50mm適用于壁厚不大于12.50mm的

型材；

2壁厚不大于1.60mm的型材不要求伸長率，如有要求時，可供需雙方協商，并在訂貨單（或合同）

中注明；

3狀態定義應符合GB/T16475的規定；

4型材的化學成分、低倍組織、顯微組織、膜層性能、外觀質量應符合GB/T6892的

規定，若需方有其他特殊要求，應由供需雙方協商確定，并在訂貨單（或合同）中注明。

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3.3.2鋁合金板帶材應符合GB/T3880的規定，鋁合金管材應符合GB/T4437的規定，鋁合

金棒材應符合GB/T3191的規定。

3.3.3鋁合金材料的物理性能指標應按表3.3.3的規定取值。

表3.3.3鋁合金的物理性能指標

彈性模量E剪變模量G線膨脹系數α（以質量密度ρ

泊松比γ

（N/mm2）（N/mm2）每℃計）（kg/m3）

700000.32700023×10-62700

3.4撓度容許值

3.4.1鋁合金空間網格結構在恒荷載與活荷載標準值作用下的最大撓度值不宜超過表3.4.1

中的容許撓度值。

表3.4.1鋁合金空間網格結構的容許撓度值

結構體系屋蓋結構（短向跨度）樓蓋結構（短向跨度）懸挑結構（懸挑跨度）

網架1/2501/3001/125

單層網殼1/400—1/200

雙層網殼

1/250—1/125

立體桁架

注:對于設有懸掛起重設備的屋蓋結構，其最大撓度值不宜大于結構跨度的1/400

3.4.2網架與立體桁架可預先起拱，其起拱值可取不大于短向跨度的1/300。當僅為改善外觀

要求時，最大撓度可取恒荷載與活荷載標準值作用下撓度減去起拱值。

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4結構計算

4.1一般計算原則

4.1.1鋁合金結構的計算模型應根據結構形式、支座節點數量和構造等情況以及支承結構的

剛度，確定合理的邊界約束條件。

4.1.2鋁合金空間網格結構應進行重力荷載及風荷載作用下的位移、內力計算，并應根據具

體情況，對地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的位移、內力進行計算，鋁

合金網格結構的整體穩定性計算應考慮結構的非線性影響。

4.1.3對非抗震設計，作用及作用組合的效應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009

進行計算，在桿件截面及節點設計中，應按作用基本組合的效應確定內力設計值；對抗震設

計，地震組合的效應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011計算。在位移驗算中，

應按作用標準組合的效應確定其撓度。

4.1.4鋁合金網格結構的外荷載可按靜力等效原則將節點所轄區域內的荷載集中作用在該節

點上。當桿件上作用有局部荷載時，應另行考慮局部彎曲內力的影響。

4.1.5鋁合金網格結構分析時，應考慮上部網格結構與下部支承結構的相互影響。

4.1.6鋁合金網格結構施工安裝階段與使用階段支承情況不一致時，應區別不同支承條件分

析計算施工安裝階段和使用階段在相應荷載作用下的結構位移和內力。

4.2靜力計算

4.2.1按有限元法進行鋁合金空間網格結構靜力計算時可采用下列基本方程：

UK=F(4.2.1)

式中：K——鋁合金空間網格結構總彈性剛度矩陣；

U——鋁合金空間網格結構節點位移向量；

F——鋁合金空間網格結構節點荷載向量。

4.2.2鋁合金空間網格結構應經過位移、內力計算后進行桿件截面設計，如桿件截面需要調

整應重新進行計算，使其滿足設計要求。鋁合金空間網格結構設計后，桿件不宜替換，如必

須替換時，應根據截面及剛度等效的原則進行，并應考慮內力重分配重新進行結構計算及受

影響構件的驗算。

4.2.3當平板鋁合金網格結構符合下列條件之一時，可不考慮由于溫度變化而引起的內力：

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1支座節點的構造允許平板鋁合金網格結構沿水平方向移動，且允許移動值大于或等于

該結構沿移動方向的溫度變形值；

2平板鋁合金網格結構周邊獨立柱支承、驗算方向跨度小于40m；

3在單位力作用下，支承柱柱頂水平位移大于或等于公式(4.2.3)的計算值：

?????

?=(?1)

2????0.038?(4.2.3)

式中：L——網架在驗算方向的跨度(m)；

F——鋁合金的抗拉強度設計值(N/mm2)；

E——材料的彈性模量(N/mm2)；

Α——材料的線膨脹系數(1／℃)；

△t——溫差(℃)；

2

Am——支承(上承或下承)平面弦桿截面積的算術平均值(mm)；

——系數，支承平面弦桿為正交正放時取1.0；正交斜放時取√2，三向時取2.0。

4.3穩定性計算

4.3.1對于網架結構，可不進行整體穩定性分析；對單層或雙層網殼結構，必須進行整體穩

定性分析。

4.3.2在進行網殼結構穩定性分析時，可采用彈性幾何非線性有限元法分析；進行非線性穩

定分析時，單層網殼結構的每根桿件宜剖分為2至4個非線性空間梁單元。

4.3.3進行網殼結構的整體穩定性分析時，應考慮初始幾何缺陷。幾何缺陷可根據一致模態

法取值，缺陷最大值可取L/300，L為網殼的最小跨度。

4.3.4僅考慮幾何非線性時，鋁合金網殼結構的整體穩定系數應大于3.0；同時考慮幾何非線

性和材料非線性時，鋁合金單層網殼結構的整體穩定系數應大于2.4。

4.3.5進行鋁合金單層網殼結構的整體穩定分析時，宜考慮連接節點剛度的影響；節點剛度

可通過精細化數值分析模型得到，亦可通過試驗得到。

4.4抗震計算

4.4.1對用作屋蓋的鋁合金網架結構，其抗震驗算應符合下列規定：

1在抗震設防烈度為8度的地區，對于周邊支承的中小跨度網架結構應進行豎向抗震驗

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算，對于其他網架結構均應進行豎向和水平抗震驗算；

2在抗震設防烈度為9度的地區，對各種網架結構應進行豎向和水平抗震驗算。

4.4.2對于鋁合金網殼結構，其抗震驗算應符合下列規定：

1在抗震設防烈度為7度的地區，當網殼結構的矢跨比大于或等于1/5時，應進行水平抗

震驗算；當矢跨比小于1/5時，應進行豎向和水平抗震驗算；

2在抗震設防烈度為8度或9度的地區，對各種網殼結構應進行豎向和水平抗震驗算。

4.4.3在單維地震作用下，對鋁合金空間網格結構進行多遇地震作用下的效應計算時，可采

用振型分解反應譜法；對于體型復雜或重要的大跨度結構，應采用時程分析法進行補充計算。

4.4.4采用時程分析法時，應按建筑場地類別和設計地震分組選用不少于兩組的實際強震記

錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震影響系數曲線應與振型分解反應譜法所采

用的地震影響系數曲線在統計意義上相符。加速度曲線峰值應根據與抗震設防烈度相應的多

遇地震的加速度時程曲線最大值進行調整，并應選擇足夠長的地震動持續時間。

4.4.5當采用振型分解反應譜法進行鋁合金空間網格結構地震效應分析時，對于鋁合金網架

結構宜至少取前10—15個振型，對于鋁合金網殼結構宜至少取前25—30個振型，以進行效

應組合；對于體型復雜或重要的大跨度鋁合金空間網格結構需要取更多振型進行效應組合。

4.4.6在抗震分析時，應考慮支承體系對空間網格結構受力的影響。此時宜將空間網格結構

與支承體系共同考慮，按整體分析模型進行計算；亦可把支承體系簡化為空間網格結構的彈

性支座，按彈性支承模型進行計算。

4.4.7在進行結構地震效應分析時，對于周邊落地的鋁合金空間網格結構，阻尼比值可取0.03。

4.4.8對于體型復雜或較大跨度的鋁合金空間網格結構，宜進行多維地震作用下的效應分析。

進行多維地震效應計算時，可采用多維隨機振動分析方法、多維反應譜法或時程分析法。

4.4.9鋁合金空間網格結構宜按下列要求進行防連續倒塌的概念設計：

1采取減小偶然作用效應的措施；

2采取使重要構件及關鍵節點避免直接遭受偶然作用的措施；

3在結構容易遭受偶然作用影響的區域增加冗余約束，布置備用傳力路徑；

4增強重要構件及關鍵節點的承載力和變形性能；

5通過合理分區并加強邊緣構件，控制可能發生連續倒塌的范圍。

4.4.10重要結構的防連續倒塌設計可采用下列方法:

1局部加強法：對可能遭受偶然作用而發生局部破壞的重要構件和關鍵節點，可提高結

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構的安全儲備；也可直接考慮偶然作用進行結構設計。

2去除構件法：按一定規則去除結構的主要受力構件，采用考慮相應的作用和材料抗力，

驗算剩余結構體系的極限承載力；也可采用受力-倒塌全過程分析，進行防倒塌設計。

4.5抗風計算

4.5.1鋁合金空間網格結構設計時應考慮風荷載的靜力和動力效應。

4.5.2對鋁合金空間網格結構進行風靜力效應分析時，風載體型系數應按現行國家標準《建

筑結構荷載規范》GB50009的規定取值。對于體型復雜且無相關資料參考的鋁合金空間網格

結構，其風載體型系數宜通過風洞試驗或專門研究確定。

4.5.3對于基本自振周期大于0.25s的鋁合金空間網格結構，宜通過風振響應分析確定風動

力效應。

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5桿件與節點的設計與構造

5.1桿件

5.1.1鋁合金空間網格結構的桿件可采用鋁合金建筑型材和管材。桿件采用的鋁材牌號和質

量等級應符合現行國家標準《鋁合金結構設計規范》GB50429的規定。桿件截面應按現行國

家標準《鋁合金結構設計規范》GB50429根據強度和穩定性的要求計算確定。

5.1.2確定桁架弦桿和單系腹桿（用節點板與弦桿連接）的長細比時，其計算長度應按表5.1.2

的規定取值。

表5.1.2桁架弦桿和單系腹桿的計算長度l0

腹桿

序號彎曲方向弦桿

支座斜桿和支座豎桿其他腹桿

1在桁架平面內ll0.8l

2在桁架平面外l1ll

3斜平面—l0.9l

注：1l為構件的幾何長度（節點中心間距離）；l1為桁架弦桿側向支承點之間的距離。

2斜平面系指與桁架平面斜交的平面，適用于構件截面兩主軸均不在桁架平面內的單角鋁腹桿和雙

角鋁十字形截面腹桿。

3無節點板的腹桿計算長度在任意平面內均取其等于幾何長度（鋁管結構除外）。

當桁架弦桿側向支承點之間的距離為節間長度的2倍（圖5.1.2）且兩節間的弦桿軸心壓

力不相同時，則該弦桿在桁架平面外的計算長度，應按下式確定（但不應小于0.5l1）：

N2

ll01(0.750.25)（5.1.2）

N1

式中：N1——較大的壓力，計算時取正值；

N2——較小的或拉力，計算時壓力取正值，拉力取負值。

19

圖5.1.2弦桿軸心壓力在側向支承點間有變化的桁架簡圖

1——支撐；2——桁架

桁架再分式腹桿體系的受壓主斜桿及K形腹桿體系的豎桿等，在桁架平面外的計算長度

也應按第5.1.2條確定（受拉主斜桿仍取l1）；在桁架平面內的計算長度則取節點中心間距離。

5.1.3平板網架、曲面網架、單層網殼桿件的計算長度應按表5.1.3的規定取值。

表5.1.3平板網架、曲面網架、單層網殼桿件計算長度

桿件計算長度

弦桿及支座腹桿l

腹桿l

殼體曲面內桿0.9l

殼體曲面外桿1.6l

注：l為桿件幾何長度（節點中心間距離）。

5.1.4桿件的長細比不宜超過表5.1.4中規定的數值。

表5.1.4桿件的容許長細比［λ］

結構體系桿件形式桿件受拉桿件受壓桿件受壓與壓彎桿件受拉與拉彎

網架一般桿件350

立體桁架150——

支座附近桿件300

雙層網殼

單層網殼一般桿件——150300

注：1桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當其內力等于或小于承載能力的50％時，容許長細比值可取200。

2跨度等于或大于60m的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的容許長細比宜取100，其他受壓腹桿可取150

（承受靜力荷載），其受拉弦桿和腹桿的長細比不宜超過300（承受靜力荷載）。

20

3受拉構件在永久荷載與風荷載組合下受壓時，其長細比不宜超過250。

5.1.5桿件截面的最小尺寸應根據結構的跨度與網格大小按計算確定，普通角鋁不宜小于

∟50×3，鋁管不宜小于Φ48×3。

5.1.6鋁合金空間網格結構桿件分布應保證剛度的連續性，受力方向相鄰的弦桿其桿件截面

面積之比不宜超過1.8倍，多點支承的網架結構其反彎點處的上、下弦桿宜按照構造要求加

大截面。

5.1.7對于低應力、小規格的受拉桿件其長細比宜按受壓桿件控制。

5.1.8在桿件與節點構造設計時，應考慮便于檢查、清刷與油漆，避免易于積留濕氣與灰塵

的死角與凹槽，鋁管端部應進行封閉。

5.2板式節點

5.2.1板式節點體系通常用于鋁合金桿件以軸向拉壓力為主的空間網格結構,也可運用于鋁合

金桿件以彎矩及剪力為主的結構中，設計時宜采用有限元分析驗證連接節點的安全性及有效

性。條件允許時，宜進行試驗驗證。

5.2.2為減少對下部支承體系的反力，可以采用橡膠支座、球鉸支座或彈簧支座釋放相應水

平方向的反力。

5.2.3該體系應宜采用鋁合金主結構與圍護系統一體化構造，可考慮屋面板的剛度貢獻。

5.2.4板式節點體系（圖5.2.4）由工字型或箱型桿件和上下兩塊節點板通過螺栓緊密連接而

成。

a工字型節點平面b工字型節點側面

圖5.2.4板式節點

1——緊固件；2——節點板；3——鋁合金型材

5.2.5板式節點體系一體化圍護材料可采用鋁板、玻璃等（圖5.2.5）。

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a一體化圍護系統三維圖

b鋁板節點系統

c玻璃節點系統

圖5.2.5板式節點體系一體化圍護系統節點

22

1——節點板；2——緊固件；3——鋁合金型材；4——節點蓋板；5——鋁合金壓板；

6——屋面鋁板/玻璃；7——屋面板；8——橡膠條；9——螺栓；10——硅酮密封膠；

11——鋁合金副框；12——玻璃；13——硅酮結構膠；

5.2.6節點板最小的厚度應不小于8mm,且不應小于桿件翼緣厚度。

5.2.7節點蓋板最小的端部搭接長度應符合表5.2.7的規定。

表5.2.7節點蓋板最小的端部搭接長度la(mm)

屋面板坡度i

厚度t111

ii

644

t≤25-140

25<t<50230140

t≥50230140

5.2.8節點板與緊固件的承載力應通過計算或試驗確定，試驗時應防止節點板撕裂、翹曲。

5.2.9節點板在受拉時的塊狀拉剪破壞有可能出現三種形式（圖5.2.9）：單連接區塊狀拉剪破

壞，雙連接區塊狀拉剪破壞，三連接區塊狀拉剪破壞。

圖5.2.9節點板塊狀拉剪破壞形式

1——桿件L1；2——桿件L2；3——桿件L3

5.2.10節點板塊狀拉剪破壞承載力設計值應滿足下列公式要求：

單連接區塊狀拉剪破壞：

3

，，

V10.5tfiliQ1130.5831(5.2.10-1)

i1

雙連接區塊狀拉剪破壞：

5

1

V20.5tfili(Q1Q2)cos(5.2.10-2)

i12

三連接區塊狀拉剪破壞：

7

V30.5tfiliQ1cos1Q2Q3cos2(5.2.10-3)

i1

23

式中V1——單連接區塊狀拉剪破壞承載力設計值；

V2——雙連接區塊狀拉剪破壞承載力設計值；

V3——三連接區塊狀拉剪破壞承載力設計值；

t——節點板厚度；

f——鋁合金抗拉強度設計值；

i——第i條破壞邊的材料等效破壞強度系數，取值應符合表5.2.10規定；

li——第i條破壞邊的凈長度；

Qi——第i根桿件與節點板連接區所受螺栓群剪力；

i——桿件間夾角；

表5.2.10等效破壞強度系數

連接區i40°45°50°55°60°65°70°75°80°85°90°

10.6410.6560.6730.6900.7070.7250.7430.7620.7800.7990.816

20.9600.9500.9390.9260.9130.8990.8840.8680.8510.8340.816

雙連接

1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000

區3

40.9600.9500.9390.9260.9130.8990.8840.8680.8510.8340.816

50.6410.6560.6730.6900.7070.7250.7430.7620.7800.7990.816

0.7800.8160.8510.8840.9130.9380.9600.9770.9900.9971.000

0.8510.8160.7800.7430.7070.6730.6410.6150.5950.5820.577

0.9600.9500.9390.9260.9130.8990.8840.8680.8510.8340.816

三連接

1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000

區

0.9600.9500.9390.9260.9130.8990.8840.8680.8510.8340.816

60.8510.8160.7800.7430.7070.6730.6410.6150.5950.5820.577

70.7800.8160.8510.8840.9130.9380.9600.9770.9900.9971.000

5.2.11受壓節點的中心局部屈曲承載力設計值應按公式(5.211)計算取值：

1.2Et3

Vcr2(5.2.11)

R0(1)

式中Vcr——中心局部屈曲承載力設計值；

E——彈性模量；

t——節點蓋板厚度；

R0——節點蓋板中心域半徑，即節點板中點到最內排連接螺栓孔中心距離；

——泊松比；

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5.2.12節點板螺栓間距應按公式(5.2.12)計算取值：

4.100.71n

xd(5.2.12)

0.711.41n0

式中x——螺栓孔中心間距；

d0——螺栓或鉚釘的孔徑；

n——桿件與節點板單連接區域上的螺栓孔個數。

5.2.13節點板中心域半徑與厚度的比值應按公式(5.2.13)計算取值：

R

017240(5.2.13)

tf0.2

式中f0.2——鋁合金名義屈服強度。

5.2.14鋁合金板式節點彎曲剛度可按照圖5.2.14采用四折線模型。