四角锥体系

四角锥网架的上、下弦均呈正方形(或接近正方形的矩形)网格，相互错开半格，使下弦网格的角点对准上弦网格的形心，再在上下弦节点间用腹杆连接起来，即形成四角锥体系网架。四角锥体系网架有五种形式：

(1)正放四角锥网架由倒置的四角锥体组成，锥底的四边为网架的上弦杆，锥棱为腹杆，各锥顶相连即为下弦杆。它的弦杆均与边界正交，故称为正放四角锥网架。这类网架杆件受力均匀，空间刚度比其他类的四角锥网架及两向网架好，屋面板规格单一，便于起拱，屋面排水也较容易处理，但杆件数量较多，用钢量略高。

正放四角锥网架适用于建筑平面接近正方形的周边支承情况，也适用于屋面荷载较大、大柱距点支承及设有悬挂起重机的工业厂房情况。较为典型的工程实例如上海静安区体育馆(40m×40m)和杭州歌剧院(31.5m×36m)。

（2）正放抽空四角锥网架：正放抽空四角锥网架是在正放四角锥网架的基础上，除周边网格不动外，适当抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆，使下弦网格尺寸扩大一倍。其杆件数目较少，降低了用钢量，抽空部分可作采光天窗，下弦内力较正放四角锥约放大一倍， 内力均匀性、刚度有所下降，但仍能满足工程要求。正放抽空四角锥网架适用于屋面荷载较轻的中、小跨度网架。

石家庄铁路枢纽南站货棚(132m×132m，柱网24m×24m，多点支承)和唐山齿轮厂联合厂房(84m×156.9m，柱网12m×12m，周边支承与多点支承相结合)是采用这种网架形式较早的典型实例。

（3）斜放四角锥网架：斜放四角锥网架的上弦杆与边界成45°角，下弦正放，腹杆与下弦在同一垂直平面内，上弦杆长度约为下弦杆长度的0.707倍。在周边支承情况下，一般为上弦受压，下弦受拉。节点处汇交的杆件较少(上弦节点6根，下弦节点8根)，用钢量较省，但因上弦网格斜放，屋面板种类较多，屋面排水坡的形成也较困难。

当平面长宽比在1~2.25之间时，长跨跨中下弦内力大于短跨跨中的下弦内力；当平面长宽比大于2.5时，长跨跨中下弦内力小于短跨下弦内力。当平面长宽比在1~1.5之间时，上弦杆的最大内力不在跨中，而在网架1/4平面的中部。这些内力分布规律不同于普通简支平板的规律。

斜放四角锥网架当采用周边支承且周边无刚性联系时，会出现四角锥体绕轴旋转的不稳定情况，因此必须在网架周边布置刚性边梁。当为点支承时，可在周边布置封闭的边桁架，适用于中、小跨度周边支承或周边支承与点支承相结合的方形或矩形平面情况。

上海体育馆练习馆(35m×35m，周边支承)和北京某机库(48m×54m， 三边支承，开口)采用了这种网架结构形式。

(4) 星形四角锥网架：这种网架的单元体形似星体，星体单元由两个倒置的三角形小桁架相互交叉而成。两个小桁架底边构成网架上弦，它们与边界成45°角。在两个小桁架交汇处设有竖杆，各单元顶点相连即为下弦杆。因此，它的上弦为正交斜放，下弦为正交正放，斜腹杆与上弦杆在同一竖直平面内。上弦杆比下弦杆短，受力合理，但在角部的上弦杆可能受拉，该处支座可能出现拉力。网架的受力情况接近交叉梁系，刚度稍差于正放四角锥网架。

星形四角锥网架适用于中、小跨度周边支承的网架。杭州起重机械厂食堂(28m×36m)和中国计量学院风雨操场(27m×36m)采用了这种网架结构形式。

(5)棋盘形四角锥网架：棋盘形四角锥网架是在斜放四角锥网架的基础上，将整个网架水平旋转45"，并加设平行于边界的周边下弦；也具有短压杆、长拉杆的特点，受力合理；由于周边满锥，它的空间作用得到保证，受力均匀。棋盘形四角锥网架的杆件较少，屋面板规格单一，用钢指标良好。适用于小跨度周边支承的网架。

大同云岗矿井食堂(28m×18m)采用了这种网架结构形式。