《空间网架结构设计》PPT课件

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1、大跨度房屋钢结构简介大跨度钢结构的应用及其主要特点大跨度房屋钢结构的类型梁式结构框架结构拱式结构网架和网壳结构悬索结构大跨度钢结构的应用及其主要特点应用公共建筑(剧院，展览馆，体育场馆，车站等)专门用途的建筑(飞机库，汽车库等)生产性建筑(飞机制造厂装配车间，造船厂等)主要特点跨度大120m160m(长春体育馆，网壳结构，1998)主跨1385m(江阴长江大桥，悬索结构，1999)个性化(非大量建设项目，方案的极其个性化)大跨度房屋钢结构的类型平面结构由一些强度不大的纵向构件将平面结构连接起来构成纵向构件层层重复传递荷载，并不分担荷载梁式，框架式和拱式结

2、构空间结构加强连接平面结构的纵向构件以形成一个整体结构，共同承载克服荷载层层重复传递，经济性好，整体刚度大，抗震性能好悬索结构，网架和网壳结构空间作用(diaphragm，蒙皮效应)梁式结构(1)特点不产生水平推力(可支承于墙壁，砖石或混凝土柱上)制造和安装较简单结构布置4050m屋架檩条68m简单式屋架主檩条檩条5070m812m复杂式梁式结构(2)结构型式跨度较小时，可采用实腹式梁(常用工字形截面)跨度在5070m及更大时，采用桁架形式(吊顶与下弦设间隙)桁架外形及腹杆体系取决于跨度，屋面形式和吊顶结构桁架高跨比一般为1/81/6(

3、注：跨度大于50m时，运输超限)常用梯形桁架；屋面坡度大时，宜用平行弦；吊顶可作弧线形(设拉杆)框架结构(1)特点与梁式相比，框架结构可降低建筑物高度结构上比梁式结构经济结构布置横向框架布置(跨度大于60m时，应增大框架间距，常导致复杂布置)纵向框架布置(跨度较小时，特别有利，可向外悬伸，用于机库等)结构型式跨度在5060m时，常用双铰实腹式框架(常用工字形截面)减轻基础负担；结构可外露；横梁高度可取跨度的1/201/12设置预应力拉杆减少跨中弯矩，横梁高度可取跨度的1/401/30框架结构(2)跨度较大时，常用双铰格构式框架跨度超过100m

4、时，宜采用无铰格构式框架框架结构(3)格构式框架的横梁高跨比宜在跨度的1/201/12范围选取格构式框架立柱的宽宜取其横梁的节间长度(卸载效应)折线弓形框架接近于拱形结构的力学性能常用于高度相对较大(跨度约4050m，高度约1520m)的建筑物横梁高度和立柱宽度皆在跨度的1/251/15范围选取拱式结构(1)特点拱式屋盖受力合理比梁式和框架式屋盖结构经济指标好(跨度超过80m时尤为显著)结构布置跨度为4060m时，拱间距可取610m，无檩或型钢檩条拱式结构(2)跨度达100m左右时，宜采用相距36m的拱对，拱对间距为915m拱式结构(

5、3)侧窗难以开启，且宜积灰；檩条下移，构成横向天窗拱式结构(4)结构型式双铰拱(最常见，制作安装方便，较经济，温度应力低)无铰拱(最经济，须设强支座，温度应力高)三铰拱(应用不广，拱钥铰使结构复杂化)亦分为实腹式和格构式宜设计成等截面实腹式截面高度可取跨度的1/801/50格构式截面高度可取跨度的1/601/30水平推力拉杆设置支座设计框架结构拱式结构(5)拱脚构造处理构造不便空间利用网架和网壳结构(1)特点多向传力，空间刚度大，抗震性能好适应性强经济指标好网架类别(以网架构成方式分类)由平面桁架构成(四种)两向正交正放网架表示法网架

6、和网壳结构(2)两向正交斜放两向斜交斜放两向正交斜放短桁架对长桁架有嵌固作用，受力有利角部产生拔力，常取无角部形式两向斜交斜放适用于两个方向网格尺寸不同的情形受力性能欠佳，节点构造较复杂网架和网壳结构(3)三向网架三个方向的平面桁架相互交角60比两向网架刚度大，适合大跨度常用于正三角形，正六三角形平面在谋些平面形状会出现不规则杆件由四角锥体构成(五种)正放四角锥网架正放抽空四角锥网架网架和网壳结构(4)斜放四角锥网架棋盘形四角锥网架星形四角锥网架斜放四角锥网架受力合理，杆件数量少屋面板类型多屋面组织排水较困难棋盘形四角锥网架保持正放四角锥网架周边四角锥不变，中间

7、四角锥间隔抽空，下弦杆呈正交斜放，上弦杆呈正交正放。克服了斜放四角锥网架屋面板类型多，屋面组织排水较困难的缺点。由三角锥体构成(三种)三角锥网架网架和网壳结构(5)抽空三角锥网架蜂窝形三角锥网架三(多)层网架减少弦杆内力(25%60%)，减小网格尺寸，大跨经济性好；杆件数量多三层网架示意图网架和网壳结构(6)网架的点支承点支承的设置原则通过正弯矩和挠度减小，使整个网架的内力趋于均匀对于单跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/3(下图a)对于多跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/4(下图b)点支承的柱帽形式网架和网壳结构(7)网架选型周边支承的矩形平