第五章大跨度结构选型

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1、第五章大跨度结构选型1大跨度建筑概况2拱结构3刚架结构4桁架结构5网架结构6折板结构7薄壳错构8悬索结构1大跨度建筑概况1.1大跨度建筑定义按网架结构设计规范规定<30米，小跨度30〜60米，中跨度>60米，大跨度1.2大跨度建筑的发展过程1.2.1古典大跨结构（2000多年前〜文艺复兴）特征：“砖石结构”1.2.2平面大跨结构（19世纪后半叶〜二战）特征：“桁架、刚架、拱结构”1.2.3新型大跨结构（二战〜）特征：“薄壳、悬索、网架”1.3大跨度建筑的结构特征1.3.1大跨建筑主要承受竖向荷载1）高层结构荷载：水平荷载

2、为控制因素构件：竖向悬臂构件一柱（线），墙（面），筒（体）变形：水平侧移2）大跨结构荷载：竖向荷载为控制因素构件：水平简支构件变形：竖向挠曲1.3.2大跨结构是梁结构的改造和演变1.3.3新型大跨结构的特点①整体上是空间结构②跨度大，可覆盖巨大的室内空间③矢高小、曲率平缓，可有效利用空间④厚度薄、自重轻，节省材料⑤形式多样，可适合于各种形状的平面组合2拱结构2.1拱结构的特点1）拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力2）拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩3）拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大2.2拱结

3、构的型式1）按受力①三铰拱②两铰拱③无铰拱2）按外形①双折线型②圆弧线型③抛物线型2.3拱结构的主要尺寸1）跨度：公建主体30〜40米，可达到95〜200米，经济跨度80〜100米2）矢高：与建筑外形、使用要求、屋面构造、A力计算有关屋盖结构仁（1/10〜1/5）L公建主体f=（l/5〜1/2）L2.4拱结构屋盖布置1）跨度40〜60米时拱间距6〜10米，设上弦横向支撑及纵向支撑2）跨度70〜120米时拱间距9〜15米，采用相距3〜6米的成对拱2.5拱结构支座处理1）由拉杆承受推力2）由框架承受推力3）基础承受推力4）刚

4、性水平构件承受推力3刚架结构3.1刚架结构的特点1）内力分布均匀2）结构轻巧，节省材料，制作方便3）空间高度大4）结构刚度差3.2刚架结构的型式1）按组成①三铰刚架②两铰刚架③无铰刚架2）按断而①实腹式②格构式3.2刚架结构的主要尺寸1）跨度①实腹式：50〜60米②格构式两铰刚架：60〜120米③格构式无铰刚架：120〜150米④折线弓形刚架：40〜50米高15〜20米2）断面①实腹式梁高h=（l/12〜l/20）L设预应力拉杆h=（l/30〜l/40）L②格构柱宽同横梁节间5〜7米③折线弓形刚架梁髙、柱宽（1/15〜1

5、/25）L3.4刚架结构节点构造1）顶点校钢销栓2）实腹刚架支座①固定支座细石砼填实②铰支座沥青麻丝填3）格构刚架支座①板式支座支反力＜100t②臼式支座支反力〉loot③平衡支座支反力彡loot4桁架结构4.1桁架结构的特点1）将受弯杆件转化为轴力杆件2）充分利用三角形的刚性特点3）充分利用材料特性，以小杆件拼合跨越大空间4.2桁架结构的型式1）按材料：木、钢砼、钢、组合式2）按外形：①三角形L彡18m，i=l/5〜1/2②梯形L=18-36m,彡72m,f/L=l/6〜1/8③拱形L=18〜36m,彡60m，f/L=

6、l/6〜1/8④折线形⑤平行弦4.3桁架结构节点构造1）支座①平板支座②滚轴支座2）屋架端部①内天沟式②自由落水③外天沟式5网架结构1）整体刚度大，稳定性好，为空间多向受力状态2）杆件受力合理，能充分利用材料特性3）高跨比小，能有效利用空间4）杆件规格少，便于工厂化、装配化5）建筑造型新颖，可适合于多种平面5.2网架结构的型式1）按材料：木、钢砼、钢、组合式2）按外形：①平板网架a.交叉桁架体系b.角锥体系②曲谢网架a.球囬网壳b.柱面网壳c.双曲而网壳5.3平板网架1）交叉桁架体系①两向正交正放：适用于正方形平面②两向

7、正交斜放：适用于矩形平面③三向交叉网架：适用于圆形、三角形、多边形平而2）角锥体系①三角锥体②四角锥体③六角锥体3）平板网架的主要尺寸网架短向跨度髙跨比网格尺寸与短跨比卜1/10〜1/131/8〜1/1230〜60m1/12〜1/151/11〜1/14>60m1/14〜1/181/13〜1/185.4平板网架杆件与节点1）杆件①角钢②钢管2）节点①十字钢板节点：用于角钢杆件，焊接或螺栓②球节点：用于钢管杆件a.实心球：螺栓连接a.空心球：焊接连接3）网架上弦起坡排水坡度要求2〜5%①结构起拱：跨度＞60m时，起拱1/30

8、0②上弦加柱：按坡度变高5.5平板网架构造1）支承方式①四边支承：四边设圈梁，支于列柱②柱支承：四点或多点柱支承③三边支承：三边支于列柱自由边加托梁、边桁架、拱2）支座构造①平板铰支座：用于跨度较小②转动弧形支座：用于跨度大③摇摆支座：用于跨度大、温差大5.6网壳简介1）球面网壳2）柱而网壳6折板结构6.1折板结构的