架設(shè)計通常可分為以下三類：，1. **按結(jié)構(gòu)組成劃分**：分為雙層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架，雙層網(wǎng)架由上弦、下弦和腹桿組成，是最常用的形式；三層網(wǎng)架則包含上弦、中弦、下弦、上腹桿和下腹桿，適用于跨度較大的情況，但構(gòu)造相對復(fù)雜。，2. **按支承情況劃分**：包括周邊支承、四點支承、多點支承、三邊支承、對邊支承以及混合支承形式等。，3. **按建造材料劃分**：有鋼網(wǎng)架、鋁網(wǎng)架、木網(wǎng)架、塑料網(wǎng)架、

在現(xiàn)代建筑與大跨度空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以其獨特的優(yōu)勢占據(jù)著重要地位，它能夠高效地跨越較大空間，承受多種荷載作用，同時具備良好的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性，而深入了解網(wǎng)架設(shè)計的分類，對于精準(zhǔn)把握其設(shè)計原理、適用范圍以及優(yōu)化設(shè)計流程至關(guān)重要，網(wǎng)架設(shè)計主要可分為平面桁架系網(wǎng)架、三角錐體網(wǎng)架和四角錐體網(wǎng)架這三類,以下將對它們展開詳細(xì)剖析。

平面桁架系網(wǎng)架

（一）結(jié)構(gòu)組成與形式

平面桁架系網(wǎng)架是由許多平行的弦桿和腹桿組成的平面桁架相互交叉連接而成的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其最基本的單元可以看作是平面桁架，這些桁架在三維空間中按照一定的規(guī)律布置，從而形成穩(wěn)定的空間受力體系，常見的平面桁架系網(wǎng)架有兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架和三向網(wǎng)架等多種形式。

• 兩向正交正放網(wǎng)架：這種網(wǎng)架是由兩組相互垂直且平行的平面桁架組成，桁架的上弦和下弦分別位于同一平面內(nèi)，且與邊界平行，上弦和下弦通過豎向腹桿和斜向腹桿連接成整體，其網(wǎng)格布置規(guī)則整齊，桿件受力較為均勻，施工方便，適用于矩形平面的建筑，如工業(yè)廠房、倉庫等，在這種網(wǎng)架中，荷載主要通過上弦傳遞到腹桿，再由腹桿傳遞到下弦，最終傳遞到支座，由于其正交正放的特點，使得結(jié)構(gòu)在兩個主方向上的剛度相對較大,能夠有效地抵抗來自這兩個方向的荷載作用。
• 兩向正交斜放網(wǎng)架：與正交正放網(wǎng)架類似，也是由兩組相互垂直的平面桁架組成，但桁架的放置角度與邊界呈一定角度的斜放狀態(tài)，這種斜放方式使得網(wǎng)架在建筑平面內(nèi)的布置更加靈活，能夠適應(yīng)不同形狀的建筑平面，尤其是對于那些對空間利用和視覺效果有較高要求的建筑，如大型商場、體育館的看臺雨棚等，兩向正交斜放網(wǎng)架的桿件受力情況相對復(fù)雜一些，由于桁架的斜放，導(dǎo)致部分桿件除了承受軸向力外，還可能會產(chǎn)生一定的彎矩，但通過合理的設(shè)計，可以充分利用這種受力特性,提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。
• 三向網(wǎng)架：由三個方向的平面桁架相互交叉連接而成，形成了一個更為均勻的空間受力結(jié)構(gòu)，這三個方向的桁架通常以 60°的角度相互交叉，使得網(wǎng)架在任何方向上都具有較高的剛度和承載能力，三向網(wǎng)架適用于圓形、多邊形等復(fù)雜形狀的建筑平面，以及那些對空間受力均勻性要求較高的建筑，如大型穹頂結(jié)構(gòu)、天文館等，在這種網(wǎng)架中，荷載能夠更加均勻地分布到各個桿件上，避免了局部桿件受力過大的情況,從而提高了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性。

（二）受力特點

平面桁架系網(wǎng)架的受力特點主要體現(xiàn)在其平面桁架的受力原理上，在荷載作用下，上弦桿主要承受壓力，將荷載傳遞到腹桿；下弦桿主要承受拉力，與上弦桿共同抵抗荷載產(chǎn)生的彎矩；腹桿則主要承受軸向力，起到連接上下弦桿和傳遞力的作用，由于網(wǎng)架是由多個平面桁架組成的空間結(jié)構(gòu)，荷載在網(wǎng)架上的傳遞路徑是多向的，能夠有效地分散荷載，使各個桿件共同參與受力，從而提高了結(jié)構(gòu)的整體承載能力。 平面桁架系網(wǎng)架也存在一些受力局限性，在承受不均勻荷載或集中荷載時，由于其平面桁架的特性，可能會導(dǎo)致部分桿件受力過大，而部分桿件受力較小，甚至出現(xiàn)個別桿件失穩(wěn)的情況，在設(shè)計平面桁架系網(wǎng)架時，需要充分考慮荷載的分布情況，合理調(diào)整桿件的截面尺寸和布置方式,以確保結(jié)構(gòu)的安全可靠。

（三）設(shè)計要點

1. 網(wǎng)格尺寸確定：網(wǎng)格尺寸是平面桁架系網(wǎng)架設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)之一，網(wǎng)格尺寸過大，可能會導(dǎo)致桿件受力不均勻，增加結(jié)構(gòu)的變形；網(wǎng)格尺寸過小，則會增加桿件的數(shù)量和用鋼量，造成不必要的浪費，網(wǎng)格尺寸應(yīng)根據(jù)建筑的跨度、荷載大小、使用功能等因素綜合考慮確定，對于兩向正交正放網(wǎng)架和兩向正交斜放網(wǎng)架，常用的網(wǎng)格尺寸在 1 - 3 米之間；對于三向網(wǎng)架，由于其受力均勻性較好，網(wǎng)格尺寸可以適當(dāng)增大，但也不宜超過 4 米。
2. 桿件截面選擇：桿件截面的選擇應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架的受力情況、計算長度以及鋼材的強度等因素確定，上弦桿和下弦桿由于承受較大的壓力和拉力，其截面面積相對較大；腹桿則主要承受軸向力，截面面積相對較小，在選擇桿件截面時，應(yīng)優(yōu)先選用鋼管截面，因為鋼管具有截面特性好、抗壓抗拉性能強、便于加工和安裝等優(yōu)點，還可以根據(jù)具體情況采用組合截面或變截面桿件,以進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)的受力性能和用鋼量。
3. 節(jié)點設(shè)計：節(jié)點是平面桁架系網(wǎng)架中連接桿件的關(guān)鍵部位，其設(shè)計合理性直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，節(jié)點設(shè)計應(yīng)保證桿件之間的連接牢固可靠，能夠有效地傳遞內(nèi)力，常見的節(jié)點形式有焊接球節(jié)點、螺栓球節(jié)點和板節(jié)點等，焊接球節(jié)點具有造型美觀、連接強度高、密封性好等優(yōu)點，適用于大跨度、高要求的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；螺栓球節(jié)點則具有安裝方便、可拆卸、便于維護等優(yōu)點，適用于中小跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；板節(jié)點則相對簡單，但連接強度和剛度相對較弱，適用于一些荷載較小的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在進行節(jié)點設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架的類型、跨度、荷載等因素綜合考慮選擇合適的節(jié)點形式,并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行設(shè)計和計算。

三角錐體網(wǎng)架

（一）結(jié)構(gòu)組成與形式

三角錐體網(wǎng)架是由許多三角錐體單元組成的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，每個三角錐體單元由三根棱桿和一根豎桿組成，棱桿通常采用鋼管，豎桿可以采用鋼管或型鋼，這些三角錐體單元通過相互連接，形成一個穩(wěn)定的空間受力體系，根據(jù)三角錐體的連接方式和布置規(guī)律,三角錐體網(wǎng)架又可分為抽空三角錐體網(wǎng)架和蜂窩形三角錐體網(wǎng)架等形式。

• 抽空三角錐體網(wǎng)架：是在三角錐體網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，有規(guī)律地抽去部分三角錐體單元中的腹桿而形成的，這種抽空方式既可以減輕結(jié)構(gòu)的自重，又可以保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載能力，抽空三角錐體網(wǎng)架的桿件布置相對簡潔，施工方便，適用于一些對空間通透性要求較高、荷載相對較小的建筑，如輕型廠房、展廳等，在抽空過程中，需要合理確定抽空的位置和比例,以確保剩余桿件能夠承受荷載并滿足結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求。
• 蜂窩形三角錐體網(wǎng)架：是一種特殊的三角錐體網(wǎng)架形式，其三角錐體單元按照蜂窩狀排列，形成了一種類似蜂窩結(jié)構(gòu)的空間網(wǎng)格，這種網(wǎng)架形式具有較高的空間利用率和承載能力，同時具有良好的抗震性能和穩(wěn)定性，蜂窩形三角錐體網(wǎng)架適用于大跨度、重荷載的建筑結(jié)構(gòu)，如大型體育場館、機場航站樓等，由于其蜂窩狀的結(jié)構(gòu)特點，使得網(wǎng)架在承受荷載時能夠更好地分散荷載，減少桿件的受力集中現(xiàn)象,提高了結(jié)構(gòu)的整體性能。

（二）受力特點

三角錐體網(wǎng)架的受力特點主要體現(xiàn)在其三角錐體單元的受力特性上，在荷載作用下，三角錐體的棱桿主要承受軸向力，包括壓力和拉力，而豎桿則主要承受壓力，由于三角錐體的特殊幾何形狀，使得其在各個方向上都具有較高的剛度和穩(wěn)定性，能夠有效地抵抗來自不同方向的荷載作用。 與其他類型的網(wǎng)架相比，三角錐體網(wǎng)架在承受不均勻荷載或集中荷載時具有更好的適應(yīng)性，這是因為三角錐體單元之間的連接方式使得荷載能夠在網(wǎng)架中更加均勻地分布，避免了局部桿件受力過大的情況，三角錐體網(wǎng)架的空間受力特性使其在抵抗水平荷載方面也具有較強的能力，如風(fēng)荷載、地震荷載等。

（三）設(shè)計要點

1. 錐體布置與網(wǎng)格劃分：在進行三角錐體網(wǎng)架設(shè)計時，首先需要合理確定錐體的布置方式和網(wǎng)格劃分，錐體的布置應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和受力均勻性，避免出現(xiàn)錐體過于密集或稀疏的情況，網(wǎng)格劃分應(yīng)根據(jù)建筑的平面形狀、跨度以及荷載分布等因素綜合考慮確定，一般應(yīng)盡量使網(wǎng)格尺寸均勻一致，以便于施工和計算分析，對于抽空三角錐體網(wǎng)架，還需要合理確定抽空的位置和比例,以確保結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟性。
2. 桿件設(shè)計：三角錐體網(wǎng)架的桿件設(shè)計主要包括棱桿和豎桿的截面選擇，棱桿作為三角錐體的主要受力桿件，其截面尺寸應(yīng)根據(jù)所承受的軸向力大小確定，一般采用鋼管截面，在選擇鋼管截面時，應(yīng)考慮鋼管的直徑、壁厚以及鋼材的強度等因素，以滿足結(jié)構(gòu)的受力要求，豎桿的截面尺寸相對較小，但也應(yīng)根據(jù)其承受的壓力進行合理設(shè)計，為了提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可以在桿件之間設(shè)置適當(dāng)?shù)闹螚U件或橫桿,以增強結(jié)構(gòu)的整體剛度。
3. 節(jié)點構(gòu)造：三角錐體網(wǎng)架的節(jié)點構(gòu)造相對復(fù)雜，因為每個節(jié)點都連接著多個三角錐體單元的桿件，常見的節(jié)點形式有焊接球節(jié)點、螺栓球節(jié)點和相貫節(jié)點等，焊接球節(jié)點和螺栓球節(jié)點適用于中小跨度的三角錐體網(wǎng)架，具有連接強度高、密封性好等優(yōu)點；相貫節(jié)點則適用于大跨度、高要求的三角錐體網(wǎng)架，其節(jié)點強度高、造型美觀，但加工和安裝難度相對較大，在進行節(jié)點構(gòu)造設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架的類型、跨度、荷載等因素綜合考慮選擇合適的節(jié)點形式，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行設(shè)計和計算，確保節(jié)點的連接牢固可靠,能夠有效地傳遞內(nèi)力。

四角錐體網(wǎng)架

（一）結(jié)構(gòu)組成與形式

四角錐體網(wǎng)架是由許多四角錐體單元組成的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，每個四角錐體單元由四根棱桿和兩根對角線桿組成，棱桿和對角線桿通常采用鋼管，這些四角錐體單元通過相互連接，形成一個穩(wěn)定的空間受力體系，根據(jù)四角錐體的連接方式和布置規(guī)律，四角錐體網(wǎng)架又可分為正放四角錐體網(wǎng)架、斜放四角錐體網(wǎng)架和星形四角錐體網(wǎng)架等形式。

• 正放四角錐體網(wǎng)架：四角錐體的底面與建筑平面平行，且四角錐體的棱桿和對角線桿都位于同一平面內(nèi)，這種網(wǎng)架形式結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)則，桿件受力明確，施工方便，適用于矩形平面的建筑，如工業(yè)廠房、倉庫等，在正放四角錐體網(wǎng)架中，荷載主要通過四角錐體的底面?zhèn)鬟f到棱桿和對角線桿，再由這些桿件傳遞到支座，由于其正放的特點，使得結(jié)構(gòu)在兩個主方向上的剛度相對較大,能夠有效地抵抗來自這兩個方向的荷載作用。
• 斜放四角錐體網(wǎng)架：四角錐體的底面與建筑平面呈一定角度的斜放狀態(tài)，這種斜放方式使得網(wǎng)架在建筑平面內(nèi)的布置更加靈活，能夠適應(yīng)不同形狀的建筑平面，尤其是對于那些對空間利用和視覺效果有較高要求的建筑，如大型商場、體育館的看臺雨棚等，斜放四角錐體網(wǎng)架的桿件受力情況相對復(fù)雜一些，由于四角錐體的斜放，導(dǎo)致部分桿件除了承受軸向力外，還可能會產(chǎn)生一定的彎矩，但通過合理的設(shè)計，可以充分利用這種受力特性,提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。
• 星形四角錐體網(wǎng)架：是一種較為特殊的四角錐體網(wǎng)架形式，其四角錐體的布置方式呈星形分布，這種網(wǎng)架形式具有獨特的造型和良好的空間受力性能，適用于一些對建筑造型有特殊要求的建筑，如標(biāo)志性建筑、文化場館等，星形四角錐體網(wǎng)架的桿件受力較為均勻，但由于其造型復(fù)雜,節(jié)點構(gòu)造和施工難度相對較大。

（二）受力特點

四角錐體網(wǎng)架的受力特點主要體現(xiàn)在其四角錐體單元的受力特性上，在荷載作用下，四角錐體的棱桿主要承受軸向力，包括壓力和拉力，對角線桿則主要承受拉力或壓力，具體受力性質(zhì)取決于四角錐體的受力狀態(tài)，由于四角錐體的特殊幾何形狀，使得其在各個方向上都具有較高的剛度和穩(wěn)定性，能夠有效地抵抗來自不同方向的荷載作用。 與其他類型的網(wǎng)架相比，四角錐體網(wǎng)架在承受荷載時能夠更好地發(fā)揮空間受力的優(yōu)勢，將荷載均勻地分布到各個桿件上，四角錐體網(wǎng)架的桿件數(shù)量相對較少，用鋼量相對較省，在經(jīng)濟性方面具有一定的優(yōu)勢，四角錐體網(wǎng)架也存在一些不足之處，例如在承受不均勻荷載或集中荷載時，由于其四角錐體的連接方式，可能會導(dǎo)致部分桿件受力過大，而部分桿件受力較小，甚至出現(xiàn)個別桿件失穩(wěn)的情況，在設(shè)計四角錐體網(wǎng)架時，需要充分考慮荷載的分布情況，合理調(diào)整桿件的截面尺寸和布置方式,以確保結(jié)構(gòu)的安全可靠。

（三）設(shè)計要點

1. 錐體選型與布置：根據(jù)建筑的平面形狀、跨度、荷載分布以及使用功能等因素，合理選擇四角錐體的形式和布置方式，對于矩形平面的建筑，正放四角錐體網(wǎng)架是一種較為常用的形式；對于不規(guī)則形狀的建筑平面，斜放四角錐體網(wǎng)架或星形四角錐體網(wǎng)架可能更具優(yōu)勢，在進行錐體布置時，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和受力均勻性,避免出現(xiàn)錐體過于密集或稀疏的情況。
2. 桿件設(shè)計與優(yōu)化：四角錐體網(wǎng)架的桿件設(shè)計主要包括棱桿和對角線桿的截面選擇，棱桿和對角線桿的截面尺寸應(yīng)根據(jù)所承受的軸向力大小確定，一般采用鋼管截面，在選擇鋼管截面時，應(yīng)考慮鋼管的直徑、壁厚以及鋼材的強度等因素，以滿足結(jié)構(gòu)的受力要求，為了優(yōu)化結(jié)構(gòu)的受力性能和經(jīng)濟性，還可以通過對桿件進行內(nèi)力分析，合理調(diào)整桿件的截面尺寸和布置方式，使桿件的受力更加均勻合理，對于受力較大的桿件，可以適當(dāng)增大其截面尺寸；對于受力較小的桿件，可以考慮采用較小的截面尺寸或采用變截面桿件,以減少用鋼量。
3. 節(jié)點設(shè)計與構(gòu)造：四角錐體網(wǎng)架的節(jié)點設(shè)計是確保結(jié)構(gòu)安全可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，常見的節(jié)點形式有焊接球節(jié)點、螺栓球節(jié)點和板節(jié)點等，焊接球節(jié)點具有連接強度高、密封性好等優(yōu)點，適用于大跨度、高要求的四角錐體網(wǎng)架；螺栓球節(jié)點則具有安裝方便、可拆卸、便于維護等優(yōu)點，適用于中小跨度的四角錐體網(wǎng)架；板節(jié)點則相對簡單，但連接強度和剛度相對較弱，適用于一些荷載較小的四角錐體網(wǎng)架，在進行節(jié)點構(gòu)造設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架的類型、跨度、荷載等因素綜合考慮選擇合適的節(jié)點形式，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行設(shè)計和計算，還應(yīng)注意節(jié)點的構(gòu)造細(xì)節(jié)，如焊縫的質(zhì)量、螺栓的緊固程度等，以確保節(jié)點的連接牢固可靠,能夠有效地傳遞內(nèi)力。

網(wǎng)架設(shè)計的三類劃分——平面桁架系網(wǎng)架、三角錐體網(wǎng)架和四角錐體網(wǎng)架各有其獨特的結(jié)構(gòu)組成、受力特點和設(shè)計要點，在實際工程中，設(shè)計師需要根據(jù)建筑的具體要求，如跨度、形狀、荷載、使用功能以及經(jīng)濟性等因素，綜合考慮選擇合適的網(wǎng)架類型，并進行精心的設(shè)計和計算，以確保網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟合理。