网架上弦支承与下弦支承区别详解
一、支承位置与受力传递路径差异
上弦支承
支承点位直接设置在网架上部上弦节点位置,竖向支撑构件从建筑下部立柱向上延伸,顶部托举上弦球节点。
屋面产生的自重、雨雪、设备等荷载先作用于上弦网格,荷载经过腹杆逐层向下传导,直接由就近支撑立柱承接分流,再传递至下部竖向承重结构。整体传力路径短,上部荷载可就近卸除,跨中区域杆件承担的荷载占比会明显降低。
下弦支承
支承点位布置在网架底部下弦节点位置,支撑立柱向上延伸至网架底层,托举下弦球节点。
全部屋面荷载先经由上弦杆件、多层腹杆逐级传递至底层下弦网格,再由下弦位置的支撑构件统一传导至下方立柱与基础。所有竖向荷载都要完整穿过整套空间网格体系,跨中区域弦杆与腹杆需要承担全部跨间弯矩与剪力。
二、结构内力与杆件受力特性
上弦支承
支撑点位于受压的上弦层,支撑位置会形成局部反向承压约束,能够直接抵消一部分屋面向下的压力,大幅削弱网架整体弯曲效应。
跨中上下弦杆的内力水平整体偏低,腹杆分担的剪力荷载小,网格内部应力分布为平缓,不易出现局部杆件受力过载的情况。边缘区域的上弦杆件会承担支撑带来的局部集中压力,边缘腹杆受力小幅提升,但整体内力峰值远低于下弦支承形式。
下弦支承
支撑点设在受拉的下弦层,整体网架如同底部多点托举的悬空板,完整的弯曲弯矩集中体现在跨中区域。
跨中上弦杆件受压程度加大,下弦杆件受拉力同步提升,斜腹杆需要承担大的剪切分力,整体杆件内力梯度差距明显,跨中与边缘杆件受力差异悬殊。若建筑覆盖范围偏大,跨中杆件容易出现应力超限问题,往往需要提升杆件截面规格。
三、建筑空间利用
上弦支承
支撑立柱穿过网架空腔向上连接上弦节点,立柱会占据网架内部空腔空间,网架下方可获得完整无遮挡的开阔净高,底部空间不存在立柱遮挡,室内地面到网架下表面全程通透。
适合对室内底部空间完整性要求高的建筑,室内布局不受立柱分割,可自由划分功能区域,无立柱遮挡视野,适合大型展厅、室内运动场馆、无隔断大空间厂房。
下弦支承
支撑立柱仅延伸至网架底部,不会伸入网架空腔内部,网架内部网格完整无构件穿插。但立柱会分布在室内顶部下方,从地面直达网架底部,室内空间会被立柱分割,形成多处竖向遮挡,分割室内完整视野与使用面积。
多用于室内空间允许设置立柱、对底部通透度无严格要求的建筑,或是夹层、多层建筑屋面等空间受限场景。
四、建筑层高与屋面构造适配
上弦支承
立柱抵达网架顶部,屋面面层可以直接完整铺设,支撑立柱不会破坏屋面防水、保温整体构造,屋面排水、采光板排布不受立柱干扰。
屋面面层施工连续性好,在板材上预留立柱穿孔,防水渗漏隐患少;网架自身结构高度不占用室内有效净高,同等建筑层高下,室内可用竖向空间充裕。
下弦支承
立柱停留在网架底部,屋面面层整体连续完整,不会被立柱穿透,屋面防水构造同样简洁。但网架整体结构厚度会完全占用室内净高,同等建筑层高条件下,室内可使用竖向高度会被压缩,层高有限时容易产生压抑感。
如需增设吊顶、通风管道、各类悬挂设备,可直接依附下弦节点布置,立柱不会干扰下部吊挂体系。
五、支座构造与施工安装差异
上弦支承
支座构件安装于网架上部节点,支撑立柱顶部需要配套加高支座、托球构件,支座整体外露于屋面下方、网架上侧。
现场安装工序需先完成立柱施工,再吊装网架就位,将上弦节点放置于立柱顶部支座上方,吊装对位管控精度要求高;后期检修支座时,需要抵达屋面下方网架上部区域,检修操作空间狭小。
立柱穿插在网架内部,网架分块吊装时要避让立柱,拼装分段划分会受到立柱位置限制。
下弦支承
支座全部布置在网架底部下侧,支座构件直接坐落在立柱顶部,支座暴露于网架下方,人员站在室内地面即可完成支座检查、防腐维护、滑移调节等操作,检修便捷度高。
网架整体吊装避让内部立柱,分块划分不受支撑构件约束,整体拼装、吊装流程顺畅;支座找平、限位、减震构件均可在地面高度施工,高空作业量大幅减少。
六、结构稳定、温度变形与造价特点
上弦支承
支撑约束作用于网架顶层,整体结构抗倾覆稳定性强,水平风荷载、地震作用下,网架侧向位移容易被顶部立柱约束,整体抗侧刚度表现优。
温度伸缩产生的变形集中在网架底部,下弦滑移支座可顺畅释放变形应力,大面积网架温度附加应力控制良好。
同等覆盖范围下,杆件内力小,杆件规格偏轻巧,但加长立柱、上部专用托球支座会增加竖向支撑构件用料,支撑体系综合成本有所上升。
下弦支承
支撑约束集中在底部,网架上部处于完全悬空状态,水平外力作用下整体侧向变形幅度大,高抗震、大风地区需额外增设侧向支撑构件提升稳定性能。
温度伸缩变形全部集中在网架底部支座位置,大面积网架需要布置大量滑动支座抵消附加应力,支座配套耗材用量多。
网架杆件内力偏大,跨中杆件规格需加厚加大,但竖向立柱高度短、构造简单,支撑构件用料少;中小跨度场景整体综合造价低。
七、适用场景区分
上弦支承适用场景
核心需求为室内完整无柱大空间、追求开阔通透视觉,建筑覆盖范围宽广,抗震、抗风设防标准较高,不允许室内立柱分割场地,例如大型室内体育馆、会展中心、大型候机大厅、大型综合展厅。
下弦支承适用场景
室内空间允许布置立柱,对底部通透度无硬性要求,层高充裕,屋面存在大量吊顶、管线、设备吊挂需求,中小尺度屋面、多层建筑屋顶、普通厂房、小型采光顶棚等项目。|








