钢结构课件：大跨度房屋结构.ppt

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1、本章目录基本要求1平面承重的大跨屋盖结构2空间网架屋盖结构3悬挂式屋盖简介1.了解平面承重的大跨屋盖结构的分类和构造特点。2.了解空间网架屋盖结构的特性和组成分类。3.了解悬挂式屋盖结构的布置形式。大跨度房屋结构常用于公共建筑。如会堂、影剧院、展览馆、音乐厅、体育馆、加盖体育场、市场、火车站、航空港等。也用于工业建筑，特别是在航空工业和造船工业中，如飞机制造厂的总装配车间、飞机库、造船厂的船体结构车间等。大跨度建筑物的用途、其使用条件以及对其建筑造型方面要求的差异性，决定了采用结构方案的多样性。可采用梁式、框架式、拱式、空间式以及悬挂-悬索式的结构。图0.1图0

2、.2图0.3图0.4飞机库梁式结构950110073.8477004500087500图0.5图0.6图0.7郑州碧波园娱乐中心空间拱形屋盖结构（建筑平面80m×80m）40,00021,500320001600032000800002800500012500图0.8上海国际体操中心主体育馆铝穹顶下沉式碗形气楼铝合金三角板铝合金穹顶构架遮雨板披水板铝墙板以及采光窗图0.9海南美兰机场库机库网架与拉杆拱架结构100005000500022000±0.00022.000预应力混凝土长梁115000图0.10首都机场三号航站楼图0.11日本名古屋网壳穹顶第1节平面承重

3、的大跨屋盖结构1.梁式大跨结构2.框架结构3.拱式结构了解大跨屋盖结构分类方法与应用本节目录基本要求应用：通常采用简支桁架作为主要承重构件。其上、下弦及腹杆仅承受拉力或压力，对支座也没有横推力。重点是支撑系统的布置，对保证整个结构体系的整体刚度是非常重要的。优点：制造与安装较为简单。常用体系：大跨度屋盖、预应力三角形截面桁架适用跨度：4060m，更大的跨度由于耗钢量过大而不经济。1.1梁式大跨结构◆预应力三角形截面桁架预应力三角形截面桁架便于制造、运输和安装，给设置大跨度梁式结构体系以良好基础。(a)图1.1铺设于屋架上的钢筋混凝土屋面板可参与共同受压，采用管

4、材(方管、圆管)杆件以及施加预应力这三个方面使得这种结构体系钢材用量比较经济。(b)钢筋混凝土屋面板拉杆三角形屋架6m(c)钢筋混凝土屋面板24~30m(d)钢筋混凝土屋面板18~24m玻璃窗图1.2两铰框架：对温度作用不敏感，刚度较差无铰框架：刚度好，用钢量省、便于安装，但对基础要求较高实腹框架：用工量少，可装运性好，还能降低房屋高度。格构框架：当跨度大于60m时，实腹式框架不太经济，此时可采用格构式，最大可做到150m。1.2框架结构1.2.1框架的体系及形式1.2.2计算原则及构造特点◆计算原则格构式普通框架可以折算成与其等效的实腹框架。重型的格构式框架按

5、格构式体系考虑全部腹杆的变形进行计算。大跨框架的挠度仅用可变荷载求得，永久荷载产生的挠度由相应的结构起拱来抵消。当跨度大于50m且刚性柱(支座)不高时，须计入框架的温度应力。两铰框架中，框架柱可以做成沿高度变截面形式，这样能减轻结构自重并具有较好的外观。当杆件内力大于等于2000kN时，应按重型桁架设计，杆件截面通常设计成双腹杆的。当支座反力大于2500～3000kN时，框架的支座应设计成辊轴式；反力较小时，可设计成平板式。◆构造特点在双铰框架结构中,为减小横梁中部的弯矩,可采用图中使横梁卸载的做法。O悬挂墙(a)RRe(b)图1.3横梁与柱连接的框架节点内角弯

6、折处应做成平缓曲线以避免应力集中。为使转角处腹板不致失稳，应在其内部受压区设置短加劲肋。图1.4（a）（b）1.3拱式结构1.3.1拱的体系及形式（1）拱的形式有：两铰拱、三铰拱、无铰拱。拱式体系用钢量比梁式体系及框架体系经济。两铰拱：安装和制造简单。因为铰可自由转动的特性，两铰拱易于适应变形。三铰拱：与两铰拱相比无突出的优点，拱钥铰还使拱本身结构及屋面设置复杂化。两铰拱lf(a)三铰拱lf(b)无铰拱lf(c)图1.5①设置拉杆对于软弱地基的情况，设置拉杆承担拱的横向水平力更为合适。设有拉杆的拱其支座主要承受垂直荷载，故这种情况下支座比较轻巧。无铰拱：对于弯矩

7、沿跨度的分配最为有利，但必须设置强大的基础，而且要计算温度的作用。（2）水平推力的解决措施：拱支承在墙体上时，横向反力也可用在支座铰水平处设置拉杆的办法加以解决。为了在不增加房屋高度的情况下增大房间的有效高度，有时将拉杆布置于拱支座铰水平之上。②设置拱扶壁在加盖的体育场、展览馆以及飞机库里，拱的支座常常是房屋的墙体、看台等。没有横墙或看台的情况下则要求设置拱扶壁以承受拱的水平推力。图1.6设置抬高拉杆的拱拉杆±0.05505501670017800（3）拱外形：——接近压力曲线抛物线拱：当对称的、沿拱弦线均布的荷载值起主要作用时最为合适。圆弧拱：适于扁平拱,可以

8、简化拱的设计与制造，使拱