四角錐體系

四角錐網(wǎng)架的上、下弦均呈正方形(或接近正方形的矩形)網(wǎng)格，相互錯(cuò)開(kāi)半格，使下弦網(wǎng)格的角點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)上弦網(wǎng)格的形心，再在上下弦節(jié)點(diǎn)間用腹桿連接起來(lái)，即形成四角錐體系網(wǎng)架。四角錐體系網(wǎng)架有五種形式：

(1)正放四角錐網(wǎng)架由倒置的四角錐體組成，錐底的四邊為網(wǎng)架的上弦桿，錐棱為腹桿，各錐頂相連即為下弦桿。它的弦桿均與邊界正交，故稱為正放四角錐網(wǎng)架。這類網(wǎng)架桿件受力均勻，空間剛度比其他類的四角錐網(wǎng)架及兩向網(wǎng)架好，屋面板規(guī)格單一，便于起拱，屋面排水也較容易處理，但桿件數(shù)量較多，用鋼量略高。

正放四角錐網(wǎng)架適用于建筑平面接近正方形的周邊支承情況，也適用于屋面荷載較大、大柱距點(diǎn)支承及設(shè)有懸掛起重機(jī)的工業(yè)廠房情況。較為典型的工程實(shí)例如上海靜安區(qū)體育館(40m×40m)和杭州歌劇院(31.5m×36m)。

（2）正放抽空四角錐網(wǎng)架：正放抽空四角錐網(wǎng)架是在正放四角錐網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，除周邊網(wǎng)格不動(dòng)外，適當(dāng)抽掉一些四角錐單元中的腹桿和下弦桿，使下弦網(wǎng)格尺寸擴(kuò)大一倍。其桿件數(shù)目較少，降低了用鋼量，抽空部分可作采光天窗，下弦內(nèi)力較正放四角錐約放大一倍， 內(nèi)力均勻性、剛度有所下降，但仍能滿足工程要求。正放抽空四角錐網(wǎng)架適用于屋面荷載較輕的中、小跨度網(wǎng)架。

石家莊鐵路樞紐南站貨棚(132m×132m，柱網(wǎng)24m×24m，多點(diǎn)支承)和唐山齒輪廠聯(lián)合廠房(84m×156.9m，柱網(wǎng)12m×12m，周邊支承與多點(diǎn)支承相結(jié)合)是采用這種網(wǎng)架形式較早的典型實(shí)例。

（3）斜放四角錐網(wǎng)架：斜放四角錐網(wǎng)架的上弦桿與邊界成45°角，下弦正放，腹桿與下弦在同一垂直平面內(nèi)，上弦桿長(zhǎng)度約為下弦桿長(zhǎng)度的0.707倍。在周邊支承情況下，一般為上弦受壓，下弦受拉。節(jié)點(diǎn)處匯交的桿件較少(上弦節(jié)點(diǎn)6根，下弦節(jié)點(diǎn)8根)，用鋼量較省，但因上弦網(wǎng)格斜放，屋面板種類較多，屋面排水坡的形成也較困難。

當(dāng)平面長(zhǎng)寬比在1~2.25之間時(shí)，長(zhǎng)跨跨中下弦內(nèi)力大于短跨跨中的下弦內(nèi)力；當(dāng)平面長(zhǎng)寬比大于2.5時(shí)，長(zhǎng)跨跨中下弦內(nèi)力小于短跨下弦內(nèi)力。當(dāng)平面長(zhǎng)寬比在1~1.5之間時(shí)，上弦桿的最大內(nèi)力不在跨中，而在網(wǎng)架1/4平面的中部。這些內(nèi)力分布規(guī)律不同于普通簡(jiǎn)支平板的規(guī)律。

斜放四角錐網(wǎng)架當(dāng)采用周邊支承且周邊無(wú)剛性聯(lián)系時(shí)，會(huì)出現(xiàn)四角錐體繞軸旋轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定情況，因此必須在網(wǎng)架周邊布置剛性邊梁。當(dāng)為點(diǎn)支承時(shí)，可在周邊布置封閉的邊桁架，適用于中、小跨度周邊支承或周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合的方形或矩形平面情況。

上海體育館練習(xí)館(35m×35m，周邊支承)和北京某機(jī)庫(kù)(48m×54m， 三邊支承，開(kāi)口)采用了這種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式。

(4) 星形四角錐網(wǎng)架：這種網(wǎng)架的單元體形似星體，星體單元由兩個(gè)倒置的三角形小桁架相互交叉而成。兩個(gè)小桁架底邊構(gòu)成網(wǎng)架上弦，它們與邊界成45°角。在兩個(gè)小桁架交匯處設(shè)有豎桿，各單元頂點(diǎn)相連即為下弦桿。因此，它的上弦為正交斜放，下弦為正交正放，斜腹桿與上弦桿在同一豎直平面內(nèi)。上弦桿比下弦桿短，受力合理，但在角部的上弦桿可能受拉，該處支座可能出現(xiàn)拉力。網(wǎng)架的受力情況接近交叉梁系，剛度稍差于正放四角錐網(wǎng)架。

星形四角錐網(wǎng)架適用于中、小跨度周邊支承的網(wǎng)架。杭州起重機(jī)械廠食堂(28m×36m)和中國(guó)計(jì)量學(xué)院風(fēng)雨操場(chǎng)(27m×36m)采用了這種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式。

(5)棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架：棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架是在斜放四角錐網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，將整個(gè)網(wǎng)架水平旋轉(zhuǎn)45"，并加設(shè)平行于邊界的周邊下弦；也具有短壓桿、長(zhǎng)拉桿的特點(diǎn)，受力合理；由于周邊滿錐，它的空間作用得到保證，受力均勻。棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架的桿件較少，屋面板規(guī)格單一，用鋼指標(biāo)良好。適用于小跨度周邊支承的網(wǎng)架。

大同云崗礦井食堂(28m×18m)采用了這種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式。