空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及其主要特點(diǎn)大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)的類型梁式結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及其主要特點(diǎn)應(yīng)用

公共建筑(劇院，展覽館，體育場(chǎng)館，車站等)專門用途的建筑(飛機(jī)庫(kù)，汽車庫(kù)等)生產(chǎn)性建筑(飛機(jī)制造廠裝配車間，造船廠等)主要特點(diǎn)

跨度大

120m160m(長(zhǎng)春體育館，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，1998)主跨1385m

(江陰長(zhǎng)江大橋，懸索結(jié)構(gòu)，1999)

個(gè)性化(非大量建設(shè)項(xiàng)目，方案的極其個(gè)性化)

大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)的類型平面結(jié)構(gòu)

由一些強(qiáng)度不大的縱向構(gòu)件將平面結(jié)構(gòu)連接起來(lái)構(gòu)成縱向構(gòu)件層層重復(fù)傳遞荷載，并不分擔(dān)荷載梁式，框架式和拱式結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)加強(qiáng)連接平面結(jié)構(gòu)的縱向構(gòu)件以形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，共同承載克服荷載層層重復(fù)傳遞，經(jīng)濟(jì)性好，整體剛度大，抗震性能好懸索結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)空間作用(diaphragm，蒙皮效應(yīng))梁式結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)

不產(chǎn)生水平推力(可支承于墻壁，磚石或混凝土柱上)制造和安裝較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)布置4050m屋架檁條68m簡(jiǎn)單式屋架主檁條檁條5070m812m復(fù)雜式梁式結(jié)構(gòu)(2)結(jié)構(gòu)型式

跨度較小時(shí)，可采用實(shí)腹式梁(常用工字形截面)跨度在5070m及更大時(shí)，采用桁架形式(吊頂與下弦設(shè)間隙)

桁架外形及腹桿體系取決于跨度，屋面形式和吊頂結(jié)構(gòu)桁架高跨比一般為1/81/6(注：跨度大于50m時(shí)，運(yùn)輸超限)

常用梯形桁架；屋面坡度大時(shí)，宜用平行弦；吊頂可作弧線形(設(shè)拉桿)框架結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)

與梁式相比，框架結(jié)構(gòu)可降低建筑物高度結(jié)構(gòu)上比梁式結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)布置橫向框架布置(跨度大于60m時(shí)，應(yīng)增大框架間距，常導(dǎo)致復(fù)雜布置)縱向框架布置(跨度較小時(shí)，特別有利，可向外懸伸，用于機(jī)庫(kù)等)結(jié)構(gòu)型式跨度在5060m時(shí)，常用雙鉸實(shí)腹式框架(常用工字形截面)減輕基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)；結(jié)構(gòu)可外露；橫梁高度可取跨度的1/201/12

設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉桿減少跨中彎矩，橫梁高度可取跨度的1/401/30框架結(jié)構(gòu)(2)跨度較大時(shí)，常用雙鉸格構(gòu)式框架跨度超過(guò)100m時(shí)，宜采用無(wú)鉸格構(gòu)式框架框架結(jié)構(gòu)(3)格構(gòu)式框架的橫梁高跨比宜在跨度的1/201/12范圍選取格構(gòu)式框架立柱的寬宜取其橫梁的節(jié)間長(zhǎng)度(卸載效應(yīng))折線弓形框架接近于拱形結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能常用于高度相對(duì)較大(跨度約4050m，高度約1520m)的建筑物橫梁高度和立柱寬度皆在跨度的1/251/15范圍選取拱式結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)

拱式屋蓋受力合理比梁式和框架式屋蓋結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好(跨度超過(guò)80m時(shí)尤為顯著)結(jié)構(gòu)布置跨度為4060m時(shí)，拱間距可取610m，無(wú)檁或型鋼檁條拱式結(jié)構(gòu)(2)跨度達(dá)100m左右時(shí)，宜采用相距36m的拱對(duì)，拱對(duì)間距為915m拱式結(jié)構(gòu)(3)側(cè)窗難以開(kāi)啟，且宜積灰；檁條下移，構(gòu)成橫向天窗拱式結(jié)構(gòu)(4)結(jié)構(gòu)型式

雙鉸拱(最常見(jiàn)，制作安裝方便，較經(jīng)濟(jì)，溫度應(yīng)力低)無(wú)鉸拱(最經(jīng)濟(jì)，須設(shè)強(qiáng)支座，溫度應(yīng)力高)三鉸拱(應(yīng)用不廣，拱鑰鉸使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化)

亦分為實(shí)腹式和格構(gòu)式

宜設(shè)計(jì)成等截面

實(shí)腹式截面高度可取跨度的1/801/50

格構(gòu)式截面高度可取跨度的1/601/30水平推力拉桿設(shè)置支座設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)(5)

拱腳構(gòu)造處理構(gòu)造不便空間利用網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)多向傳力，空間剛度大，抗震性能好適應(yīng)性強(qiáng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好網(wǎng)架類別(以網(wǎng)架構(gòu)成方式分類)由平面桁架構(gòu)成(四種)兩向正交正放網(wǎng)架表示法網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(2)兩向正交斜放兩向斜交斜放兩向正交斜放短桁架對(duì)長(zhǎng)桁架有嵌固作用，受力有利角部產(chǎn)生拔力，常取無(wú)角部形式兩向斜交斜放適用于兩個(gè)方向網(wǎng)格尺寸不同的情形受力性能欠佳，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較復(fù)雜網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(3)三向網(wǎng)架三個(gè)方向的平面桁架相互交角60比兩向網(wǎng)架剛度大，適合大跨度常用于正三角形，正六三角形平面在謀些平面形狀會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則桿件由四角錐體構(gòu)成(五種)正放四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(4)斜放四角錐網(wǎng)架棋盤形四角錐網(wǎng)架星形四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架受力合理，桿件數(shù)量少屋面板類型多屋面組織排水較困難棋盤形四角錐網(wǎng)架保持正放四角錐網(wǎng)架周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空，下弦桿呈正交斜放，上弦桿呈正交正放?？朔诵狈潘慕清F網(wǎng)架屋面板類型多，屋面組織排水較困難的缺點(diǎn)。由三角錐體構(gòu)成(三種)三角錐網(wǎng)架網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(5)抽空三角錐網(wǎng)架蜂窩形三角錐網(wǎng)架

三(多)層網(wǎng)架減少弦桿內(nèi)力(25%60%)，減小網(wǎng)格尺寸，大跨經(jīng)濟(jì)性好；桿件數(shù)量多

三層網(wǎng)架示意圖網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(6)網(wǎng)架的點(diǎn)支承點(diǎn)支承的設(shè)置原則通過(guò)正彎矩和撓度減小，使整個(gè)網(wǎng)架的內(nèi)力趨于均勻?qū)τ趩慰缍帱c(diǎn)支承，懸挑長(zhǎng)度宜取中間跨的1/3(下圖a)對(duì)于多跨多點(diǎn)支承，懸挑長(zhǎng)度宜取中間跨的1/4(下圖b)點(diǎn)支承的柱帽形式

網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(7)網(wǎng)架選型周邊支承的矩形平面形狀長(zhǎng)短邊之比1.5時(shí)：斜放四角錐網(wǎng)架，棋盤形四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架對(duì)于中(30m60m)小(<30m)跨度，亦可選星形四角錐網(wǎng)架，蜂窩形三角錐網(wǎng)架長(zhǎng)短邊之比>1.5時(shí)：宜選正放類網(wǎng)架----兩向正交正放網(wǎng)架，正放四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架點(diǎn)支承的矩形平面形狀兩向正交正放網(wǎng)架，正放四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架

圓形，多邊形平面形狀宜選三向網(wǎng)架，三角錐網(wǎng)架，抽空三角錐網(wǎng)架兩邊或三邊支承的矩形平面形狀自由邊作處理后可按周邊支承情形考慮。自由邊的兩種處理方法：(a)整個(gè)網(wǎng)架高度加大，自由邊桿件截面增大(b)自由邊局部增加網(wǎng)架層數(shù)(形成反梁) 自由邊反梁網(wǎng)架糕和網(wǎng)遭殼結(jié)圓構(gòu)(8)網(wǎng)架塘屋面生排水網(wǎng)值架起夢(mèng)拱適于雙色坡排水脫；抗震眾性好；需起拱高儉度過(guò)大形，內(nèi)力甘分析應(yīng)商計(jì)及網(wǎng)架印變高度可降際低弦胃桿內(nèi)力，惑使其趨胖于均勻哪；抗震挪性好；桿件種乎類增多上弦節(jié)以點(diǎn)設(shè)漏置小倘立柱(常用)可構(gòu)造疏雙坡，四坡或股其它誤復(fù)雜鵝的多咸坡排皇水屋待面；跨阻度大道時(shí)要豪作穩(wěn)階定和戴抗震嬸計(jì)算網(wǎng)架列幾何變尺寸注：L2是以喂米計(jì)丑的網(wǎng)守架短含向跨躍度；仆跨度鳳小于18米時(shí)網(wǎng)殃格數(shù)可幕適當(dāng)減乓少。網(wǎng)架騙和網(wǎng)勾殼結(jié)租構(gòu)(9)單層殿柱面擔(dān)網(wǎng)殼脂的網(wǎng)忍格形乖式a)單斜猴桿柱面膀網(wǎng)殼京：桿憲件數(shù)杏量少囑，節(jié)好點(diǎn)構(gòu)價(jià)造簡(jiǎn)歌單；僚剛度嫩差b)人字形柱面給網(wǎng)殼越：亦級(jí)稱弗炮普爾形柱面網(wǎng)妖殼c)雙斜被桿柱面摟網(wǎng)：杠殼桿鎖件數(shù)斃量多房誠(chéng)；剛余度好d)聯(lián)方網(wǎng)格柱顯面網(wǎng)殼壤：桿件費(fèi)組成菱島形，夾攜角為30泰50e)三向網(wǎng)格柱嫂面網(wǎng)殼院：聯(lián)方網(wǎng)格柱胸面加縱哨向桿件網(wǎng)殼尚類別(以曲面脈外形分給類)柱面返網(wǎng)殼網(wǎng)架和攏網(wǎng)殼結(jié)拿構(gòu)(1裙0)a)正放四桿角錐柱摸面網(wǎng)殼b)正放抽逼空四角幣錐柱面謙網(wǎng)殼c)斜置些正放棍四角更錐柱尊面網(wǎng)重殼d)三角錐濕柱面網(wǎng)顆殼e)抽空三耳角錐柱頑面網(wǎng)殼雙層姻柱面沾網(wǎng)殼報(bào)的網(wǎng)魂格形蕩式1.交叉搬桁架破體系(略)2.四角筍錐體系a)：剛度大明，桿件線少，最斜常用b)：適用于盜小跨度桃，輕屋態(tài)面c)：系將a)斜置3.三角錐體系常用d)，e)兩種網(wǎng)架胸和網(wǎng)昏殼結(jié)濟(jì)構(gòu)(1餅1)球鐵面網(wǎng)爆殼a)肋環(huán)型全球面網(wǎng)像殼b)Sch客wed錯(cuò)ler型球抖面網(wǎng)幻玉殼c)Sc悉hw那ed老le打r型球賣面網(wǎng)橫殼d)聯(lián)方型座球面網(wǎng)蜜殼e)三向雀網(wǎng)格勿型球妨面網(wǎng)鬼殼單層叢球面橋網(wǎng)殼槍的網(wǎng)政格形唱式a):剛度差削，適用將于中，肯小跨度b):剛度好粥，適用縱于大，擊中跨度c):交叉斜炕桿Sc份hw拴ed煙le旅r型還有舊其它Sc拉h(huán)w便ed櫻le幟r型d):菱形瘦網(wǎng)格加，造棉型美堤觀e):適用于賺中，小嫩跨度網(wǎng)架和買網(wǎng)殼結(jié)舅構(gòu)(12或)a)肋環(huán)型燦四角錐源球面網(wǎng)倡殼b)聯(lián)方蝕型四廢角錐哲球面第網(wǎng)殼c)聯(lián)方型杠三角錐限球面網(wǎng)尼殼d)平板波組成彎式球斗面網(wǎng)唉殼雙層球捷面網(wǎng)殼否的網(wǎng)格和形式1.交叉桁牙架體系只需將響單層球公面網(wǎng)殼伏中的桿脅件用平瘡面網(wǎng)片竹代替(略)2.角錐體系(常見(jiàn)水四種)a):肋環(huán)型數(shù)四角錐拿球面網(wǎng)籍殼，b):聯(lián)方湯型四北角錐標(biāo)球面么網(wǎng)殼c):聯(lián)方型乒三角錐拿球面網(wǎng)鴿殼，d):平板瞧組成憐式球蕩面網(wǎng)畢殼網(wǎng)架和泰網(wǎng)殼結(jié)醉構(gòu)(1滴3)a)正交正色放類b)正交斜示放類c)正交斜元放設(shè)斜榜桿類d)正交林斜放注設(shè)斜筑桿類e)正交泛斜放裂設(shè)斜貌桿類雙曲放面網(wǎng)牙殼的巴網(wǎng)格咐形式1.正交欺正放償類a):單層跌時(shí)在波方格程內(nèi)設(shè)榮斜桿雙層時(shí)氣組成四角隊(duì)錐體2.正交撿斜放或類b):抗剪各強(qiáng)度健弱c):第三技方向應(yīng)局部設(shè)斜健桿d):全部童方格憂內(nèi)設(shè)雙賠斜桿e):第三方稼向全局設(shè)斜桿雙遣曲面父網(wǎng)殼懸索棋結(jié)構(gòu)(1芳)特點(diǎn)軸向藍(lán)拉伸抵暢抗外荷飲作用，構(gòu)充分利躺用鋼材神強(qiáng)度施工朽方便，梨費(fèi)用低便依于建膚筑造疾型單層懸索主結(jié)構(gòu)平卸行布斯置形豪式(跨度可蕉達(dá)80鄙m，德國(guó)槳多特埋蒙特滅一展稼覽廳羨，195奴6)水平積梁和條框架監(jiān)一起承受君懸索滾拉力水平殖梁承受懸樓索拉力懸索直凱接錨掛于久框架斜拉喬索將懸索學(xué)拉力拉向地衰錨懸索結(jié)前構(gòu)(2)幅首射式魚(yú)布置仁形式(適用非于圓思形，橢圓摩形平域面)下凹雙燈曲率碟謠形屋面不便矮于排演水，褲最大泳的碟形屋顛面：美國(guó)壩阿拉美達(dá)比綠賽館，?？鐝?28鈴m(196洪7)傘形屋是面最大的上傘形屋拒面：前蘇瘦聯(lián)伊總利姆躍斯克汽車庫(kù)大，跨徑20莫6m受拉誼內(nèi)環(huán)艘采用免鋼制樹(shù)，受到壓外稱環(huán)采語(yǔ)用鋼本筋混浪凝土速制作畝?？晌荼绕奖ば胁紖侵米鲒w到較尖大跨刑度。網(wǎng)安狀布秘置形扭式(適用于杠圓形，矩形燥等各宣種平鋸面)設(shè)計(jì)遵要點(diǎn)單層階懸索澡體系厲垂跨縮慧比經(jīng)曉驗(yàn)取頸值：1/詠201英/1愉0加強(qiáng)形維狀穩(wěn)定信性的措宗施：采用重舊屋面采用預(yù)濃應(yīng)力鋼矩筋混凝隔土懸掛畫(huà)薄殼采用搶橫向奏加勁貸構(gòu)件兩向索伴正交布哄置屋面板詳規(guī)格統(tǒng)昏一邊緣構(gòu)楊件彎矩爐大于幅射寶式布置懸索結(jié)餡構(gòu)(3)雙層懸索結(jié)深構(gòu)一般折形式由下凹嚴(yán)的承重協(xié)