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螺栓球网架结构:大跨度厂房屋面的“最优解”

[ 发布时间:2026-07-22 19:38 ]

很多业主在规划大跨度厂房时,会遇到一个选择:屋面用什么结构?

传统钢结构厂房通常采用门式刚架——钢柱加钢梁,上面铺檩条和屋面板。跨度做到24米、30米已经不小了。但如果跨度需要更大——比如汽车总装车间、大型物流仓库、体育馆——门式刚架就不够用了。

这时候,螺栓球网架结构就出场了。

螺栓球节点与杆件连接特写

一、什么是螺栓球网架?

简单说,螺栓球网架就是用一个个“球”把钢管连接起来的空间结构。

螺栓球是一个开有多个内螺纹孔的球体,钢管两端加工成螺纹,通过高强度螺栓拧入球体完成连接。无数个球和杆件连接在一起,形成一个三维网格体系,共同受力。

它和传统门式刚架的本质区别在于:门式刚架是平面受力,网架是空间受力。网架的整体性更强,刚度更大,可以实现更大的跨度。

螺栓球网架的核心优势:

一是大跨度,中间无柱。螺栓球网架采用三维网格体系,可轻松实现60米以上大跨度。汽车总装车间采用螺栓球网架后,可实现无柱空间,为机器人作业、车辆周转提供充足场地。

二是工厂预制,现场装配。螺栓球网架的杆件和球体全部在工厂预制,加工精度高。现场不需要焊接,全部用螺栓拧紧即可。施工速度快,质量可控。

三是轻量化,自重轻。网架结构整体重量轻,对基础的要求低于传统重屋盖结构。

四是空间灵活,管线好走。网架内部的空腹空间可以用来布置机电管线。

二、螺栓球网架用在哪儿?

螺栓球网架不是“什么厂房都能用”,它有明确的适用场景。

最适合的场景:

大跨度工业厂房(跨度≥30米),尤其是汽车总装车间、飞机维修机库、大型装备制造车间;大型物流仓库、配送中心;体育场馆、会议厅、展览中心等公共建筑;车站候车大厅、机场航站楼。

与焊接球网架的区别:

螺栓球网架和焊接球网架是两种主流形式。螺栓球网架预制化率高,适合60米以下跨度;焊接球网架整体刚度大,可满足100米以上超跨度需求,但需要现场焊接,对施工质量控制要求高。

三、设计要点:图纸越细,施工越顺

螺栓球网架的设计比普通钢结构复杂得多。

一套完整的网架设计图纸应包括: 设计说明、网架平面图、上下弦及腹杆布置图、支座及支托详图、杆件材料表、螺栓球材料表、螺栓套筒顶丝材料表、封板锥头材料表、螺栓球加工详图。

设计阶段最容易忽略的3件事:

一是复核网格尺寸与基础轴线。 拿到图纸后,首先要核对网架平面图与基础平面图——网架支座位置必须与基础位置完全吻合。支座对不上,网架到了现场装不上。

二是复核杆件下料长度。 网格的轴线长度决定杆件的焊接长度,焊接长度决定下料长度。任何一个环节算错了,杆件不是长了就是短了。

三是管线支架只能在螺栓球上生根。 网架内部的机电管线支架,只能在螺栓球上生根,不能在杆件上生根。设计阶段必须把这个要求告诉机电设计师,否则管线图出了,支架位置全在杆件上,现场改都改不了。

四、施工流程:螺栓拧到位,网架就稳了

螺栓球网架安装施工现场

螺栓球网架的施工,核心就是“拧螺栓”。但“拧”也有讲究。

标准施工流程: 准备阶段(构件进场验收)→搭设临时支撑架→下弦杆与球的组装→腹杆与上弦的组装→上弦杆组装→支托和檩条安装。

关键控制点:

第一,安装顺序不能乱。 网架安装有严格的顺序:先下弦,再腹杆,最后上弦。顺序乱了,网架拼不上,或者拼上了但内力分布不对。

第二,临时支撑架要到位。 安装下弦节点球时,为了防止网架下垂,必须在下弦节点球处搭设临时支撑架。有起拱要求的部位,支撑架顶面必须符合设计标高。

第三,螺栓必须拧紧。 网架总拼完成后,高强度螺栓与球节点应紧固连接,连接处不应出现间隙或松动。检查时用普通扳手试拧——能拧动的就是没拧紧。

第四,支托严禁焊接在螺栓球上。 安装屋面板檩条支托时,应用螺栓连接固定在螺栓球上。严禁采用焊接方法固定在螺栓球上——焊接高温会降低螺栓球的螺纹抗剪能力。

五、验收要点:拧紧只是开始,检测才是关键

网架安装完成后,验收环节不能走过场。

验收必须检查的内容:

螺栓紧固情况:按节点数抽查5%,且不少于3个节点,用扳手和塞尺检查。发现松动的,立即补拧。

螺栓球加工精度:螺栓球直径、圆度、相邻两螺栓孔中心线夹角等尺寸偏差,应符合相关标准的规定。

螺栓球节点承载力:对建筑结构安全等级较高、跨度较大的网架结构,应对螺栓球节点进行节点承载力试验。

多余螺孔封堵:螺栓球节点应将所有接缝用油腻子填嵌严密,并将多余螺孔封口。

给业主的3条建议

1. 设计阶段就把机电管线需求告诉设计单位

网架内部的管线支架只能在螺栓球上生根。如果机电设计滞后,后期支架位置全在杆件上,改起来非常麻烦。设计阶段就把管线走向和支架位置定下来,省得后期扯皮。

2. 螺栓球网架要选有经验的施工队

螺栓球网架看起来“就是拧螺栓”,但精度要求极高。一个螺栓没拧到位,可能影响整个网架的受力状态。选有同类项目经验的队伍,比选便宜的靠谱得多。

3. 验收时重点抽查螺栓紧固情况

网架验收,螺栓紧固是最容易出问题的地方。要求施工方提供螺栓紧固检查记录,验收时现场抽查5%的节点,用扳手试拧——能拧动的就是没拧紧,必须返工。

金博远大跨度厂房完工项目全景

金博远能做什么?

金博远(北京)钢结构工程有限公司,17年扎根北京顺义,具备:

  • ✅ 钢结构工程专业承包二级资质
  • ✅ 大跨度空间结构设计与施工经验
  • ✅ 螺栓球网架、焊接球网架全流程服务
  • ✅ 100+项目实战经验
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