螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)新穎，受力合理，自重輕、用鋼量低等優(yōu)點，我國從80年代后期大量涌現(xiàn)，每年約以80~100萬平方米增加。如大型體育場館螺栓球網(wǎng)架、公共場館螺栓球網(wǎng)架、電廠螺栓球網(wǎng)架、水泥工業(yè)螺栓球網(wǎng)架、倉儲物流螺栓球網(wǎng)架、干煤棚工業(yè)螺栓球網(wǎng)架、收費(fèi)站加油站螺栓球網(wǎng)架、展覽中心、影劇院、商場、航站樓、候車廳、工廠車間、倉庫、電視塔等螺栓球節(jié)點網(wǎng)架。國內(nèi)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要分為：焊接球節(jié)點網(wǎng)架及螺栓球節(jié)點網(wǎng)架兩種。螺栓球節(jié)點網(wǎng)架其構(gòu)件工廠內(nèi)加工量較大，現(xiàn)場安裝便捷，適用于現(xiàn)場工期緊，施工條件、用電量受制約，網(wǎng)架形狀復(fù)雜、桿件定位困難的異形結(jié)構(gòu)。本文重點介紹螺栓球節(jié)點網(wǎng)架。
螺栓球網(wǎng)架系統(tǒng)基本由桿件、螺栓球、支撐支座等組成。按照節(jié)點形式可分為交叉桁架體系、四角錐體系、三角錐體系等。支撐方式多為固定支座支撐。對于大面積、大跨度及有特殊受力或伸縮要求的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可采用橡膠支座、滑移支座、球鉸支座等支撐形式，以滿足結(jié)構(gòu)自身的受力穩(wěn)定、均衡，便于內(nèi)力釋放等設(shè)計要求。
螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是按照一定的網(wǎng)格形式由網(wǎng)架桿件與實心節(jié)點鋼球通過高強(qiáng)螺栓連接組合而成的一種空間結(jié)構(gòu)形式。我國于1978年開始從國外引進(jìn)螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)技術(shù)和產(chǎn)品，通過長期實踐，作為成熟的建筑結(jié)構(gòu)形式，螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已在國內(nèi)外建筑行業(yè)得到了十分廣泛的應(yīng)用。 其特點為：自重輕、跨度大、平面形狀設(shè)計靈活、施工定位簡單、安裝方式多樣等。特別適用于大曲率空間結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如：桶殼結(jié)構(gòu)、球殼結(jié)構(gòu)、各類建筑造型等。
設(shè)計圖紙分解
一份完整的螺栓球節(jié)點網(wǎng)架設(shè)計圖紙應(yīng)包含設(shè)計說明、網(wǎng)架平面圖、網(wǎng)架上下弦及腹桿布置圖，支座及支托詳圖，桿件材料表，螺栓球材料表，螺栓、套筒、頂絲材料表，封板、錐頭材料表，螺栓球加工詳圖（若有其它要求另加，如吊掛件、通風(fēng)機(jī)房等）。首先對圖紙中提供的網(wǎng)架平面圖與基礎(chǔ)平面圖進(jìn)行復(fù)核，以確保網(wǎng)架支座位置與基礎(chǔ)相吻合。接著對網(wǎng)架圖提供的桿件材料表進(jìn)行復(fù)核，主要是復(fù)核網(wǎng)格的軸線長度，然后依據(jù)軸線長度復(fù)核桿件的焊接長度，接著復(fù)核桿件的下料長度。一切無誤后方可根據(jù)桿件材料表繪制車間桿件下料表。
桿件的計算
螺栓球網(wǎng)架桿件長度受螺栓球直徑，螺栓球的切削量，套筒長度，錐頭長度等因素的控制。
桿件長度計算公式為：
桿件下料長度 ＝ 桿件焊接長度—2（錐頭長度—錐頭止口長度—1mm）。
（公式中1mm為鋼管與錐頭間隙，保證焊接質(zhì)量）
桿件焊后長度 ＝ （桿件幾何長度）—（一段球半徑＋另一段球半徑＋一段套筒長度＋另一段套筒長度）＋（一段螺栓球切削量）＋（另一段螺栓球切削量）。
桿件幾何中心長度、桿件焊接長度、桿件下料長度、錐頭長度、錐頭止口長度、段套筒長度、螺栓球切削量、焊接預(yù)留間隙，及構(gòu)件組合詳圖。
桿件計算的意義：
1.復(fù)核設(shè)計圖紙桿件材料表中桿件的焊接長度是否準(zhǔn)確。
2.復(fù)核設(shè)計圖紙桿件材料表中桿件的下料長度是否準(zhǔn)確。
3.依據(jù)設(shè)計圖紙桿件材料表計算出錐頭的止口長度，并與公司庫存錐頭、或常規(guī)使用的錐頭比較，檢查二者的止口長度是否一致，若發(fā)現(xiàn)不一致應(yīng)采取加長或減小桿件下料長度的措施進(jìn)行調(diào)整。也可以按照設(shè)計圖定做錐頭。
螺栓球的計算
在網(wǎng)架設(shè)計圖中，螺栓球加工詳圖一般表示如下圖，其為一般平板螺栓球網(wǎng)架球加工圖，其分別表示網(wǎng)架弦桿及腹桿的角度位置及對應(yīng)螺栓孔的大小，弦桿十字正交，腹桿位置分別由兩組角度控制，一組為腹桿水平投影位置與弦桿的交角，另一組為腹桿與其投影平面的交角。上圖中腹桿的控制角度一組為47°4′或42°56′，另一組為41°49′。如下圖所示：
根據(jù)網(wǎng)架設(shè)計圖所提供的網(wǎng)格尺寸及網(wǎng)格厚度即可對螺栓球進(jìn)行計算。
螺栓球計算的意義：
1.復(fù)核設(shè)計圖提供的螺栓球加工圖是否準(zhǔn)確。
2.為加工提供螺栓球加工圖放樣，指導(dǎo)加工。
3.可手工計算桿件是否有打架現(xiàn)象。
4.當(dāng)網(wǎng)架弦桿與支座存在交角時，為加工廠焊接支座與支座筋板提供指導(dǎo)。
網(wǎng)架支托設(shè)計：
螺栓球網(wǎng)架支托一般為Q235鋼，而螺栓球為45號鋼，由于二者材質(zhì)差異較大，施工現(xiàn)場支托安裝一般都采取螺栓連接的形式，支托螺栓一般使用M20普通螺栓即可。支托的加工及安裝方法又可分為兩中。支托一為支托螺栓與支托焊死，施工時通過旋轉(zhuǎn)支托將其擰入螺栓球內(nèi)，支托板必須做成圓形；支托二為支托螺栓與支托不進(jìn)行焊接，并在支托板頂部開孔，施工利用套管扳手將支托螺栓擰入螺栓球內(nèi)。
螺栓球網(wǎng)架的桿件制作技術(shù)要點如下：
1、鋼管下料前應(yīng)進(jìn)行鋼管材料復(fù)驗，合格后方可投入使用，采用HID-900MTS數(shù)控管子相貫線切割機(jī)進(jìn)行下料，切割質(zhì)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2、錐頭采用圓鋼下料，錐頭毛坯鍛造前不得有過燒、裂紋等缺陷，鍛后要求正火處理，出去氧化皮。
3、錐頭鍛造成型后采用銑床加工錐頭與桿管內(nèi)壁相配合的臺階、錐頭小端平面及焊縫坡口，錐頭兩端面垂直度應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
4、錐頭、管件的組裝時，保證在鋼管端部與錐頭之間預(yù)留有2-3mm的間隙，且要求桿件兩端錐頭頂面與鋼管軸線垂直度達(dá)到0.5%R，R為錐頭低端部半徑、桿件兩端錐頭端面圓孔軸線與鋼管軸線的不同軸度不大于管徑的1%。
5、桿件裝配完后，采用NXC-2×500KR型網(wǎng)架桿件雙頭自動焊接機(jī)床進(jìn)行焊接。焊縫應(yīng)進(jìn)行抗拉強(qiáng)度檢驗，其承載力檢驗系數(shù)應(yīng)滿足規(guī)范的要求。
螺栓球網(wǎng)架的螺栓球制作要點
1、螺栓球選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T699-99）規(guī)定的45號鋼，下料前應(yīng)對材料復(fù)驗合格后才可使用。
2、螺栓球采用熱鍛成型，應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度，成型后螺栓球不應(yīng)有裂紋、褶皺和過燒。
3、螺栓球螺絲尺寸應(yīng)符合《普通螺絲基本尺寸》GB196中有關(guān)粗牙螺絲的相關(guān)規(guī)定，螺絲公差必須符合《普通螺絲公差》GB197中6H級精度的規(guī)定。
螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工方案
螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝形式多樣，主要有：腳手架平臺散裝；高空散裝；地面組裝，高空分片吊裝對接；地面組裝，起吊拔桿整體吊裝；高空平臺拼裝，分片軌道滑移組裝等。施工質(zhì)量重點控制網(wǎng)架下垂撓度、荷載控制等。特別在荷載控制方面，嚴(yán)禁在支撐結(jié)構(gòu)未全部就位且未完成固定前隨意加注荷載，以避免造成網(wǎng)架變形甚至發(fā)生坍塌事故。
