大跨度鋼結構建筑的應用及其主要特點

大跨度房屋鋼結構的應用及其主要特點

應用

公共建筑(劇院，展覽館，體育場館，車站等)

專門用途的建筑

(飛機庫，汽車庫等)生產性建筑(飛機制造廠裝配車間，造船廠等)主要特點

跨度大

120m160m(長春體育館，網殼結構，1998)主跨1385m

(江陰長江大橋，懸索結構，1999)

個性化(非大量建設項目，方案的極其個性化)

大跨度房屋鋼結構的類型

平面結構

由一些強度不大的縱向構件將平面結構連接起來構成縱向構件層層重復傳遞荷載，并不分擔荷載梁式，框架式和拱式結構

空間結構加強連接平面結構的縱向構件以形成一個整體結構，共同承載克服荷載層層重復傳遞，經濟性好，整體剛度大，抗震性能好懸索結構，網架和網殼結構梁式結構

結構型式

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

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

常用梯形桁架；屋面坡度大時，宜用平行弦；吊頂可作弧線形(設拉桿)框架結構(1)

特點

與梁式相比，框架結構可降低建筑物高度結構上比梁式結構經濟

結構型式跨度在5060m時，常用雙鉸實腹式框架(常用工字形截面)減輕基礎負擔；結構可外露；橫梁高度可取跨度的1/201/12

設置預應力拉桿減少跨中彎矩，橫梁高度可取跨度的1/401/30框架結構(2)跨度較大時，常用雙鉸格構式框架跨度超過100m時，宜采用無鉸格構式框架框架結構(3)格構式框架的橫梁高跨比宜在跨度的1/201/12范圍選取格構式框架立柱的寬宜取其橫梁的節(jié)間長度(卸載效應)折線弓形框架接近于拱形結構的力學性能常用于高度相對較大(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范圍選取拱式結構(1)

特點

拱式屋蓋受力合理比梁式和框架式屋蓋結構經濟指標好(跨度超過80m時尤為顯著)

結構布置跨度為4060m時，拱間距可取610m，無檁或型鋼檁條拱式吳結構(2裙)跨度耍達10突0m左右另時，文宜采選用相歉距36畫m的拱愿對，推拱對宵間距當為91富5m拱式洋結構(3烈)側窗株難以緊開啟飯，且不宜積恒灰；栽檁條爺下移禾，構湊成橫吹向天摧窗拱式只結構(4拾)

結構哨型式雙蔑鉸拱(最常擾見，救制作忠安裝訊方便痰，較妙經濟監(jiān)，溫更度應聽力低)無鉸類拱(最經歡濟，椒須設譯強支摘座，駛溫度膛應力司高)三鉸屋拱(應用攔不廣樓，拱習鑰鉸長使結狠構復朱雜化)亦分褲為實拔腹式主和格釀構式宜設遙計成宣等截涂面實腹奪式截顆面高尚度可報取跨覽度的1/飄801深/5在0格構挪式截依面高脊度可凍取跨汪度的1/甩601懸/3小0水平饅推力拉桿涌設置支座哨設計框架己結構拱式禁結構(5撤)拱腳倘構造嚷處理構造南不便空間譽利用空間孕結構加強宰連接叔平面輕結構劇的縱紐奉向構蔑件以跡形成部一個谷整體率結構疼，共勻同承秋載克服治荷載震層層辰重復撓傳遞投，經畏濟性魔好，陡整體蛛剛度劫大，齡抗震嚼性能緣瑞好薄殼焦結構,懸索址結構趙，網那架和黨網殼糞結構,充氣壺結構薄殼霸結構薄殼講結構灰基本濤概念拴：殼體畜厚度榆遠小違于曲呈面尺愁寸的英物體諷。薄殼柜結構折板汽結構圓頂格殼結縫構筒殼招結構雙曲訓扁殼啦結構折板便結構折板巡壽結構巴黎弟聯合依國教白科文毛組織找總部騰會議技大廳球殼羅馬奸萬神磚殿約公翻元12呆0～12楚4年建淺于意蹈大利窄，泛直徑43山.3夠m，用鞋天然牌火山梅灰，贈變殼求厚，頑頂厚1.恩2m。球殼圣索榮菲亞視大教沙堂公元53獻2～53俯7年建展于土辱耳其辯伊斯捐擔布座爾，腦直徑33脅m，原如為拜妙占庭犬帝國創(chuàng)東正致教的鞋宮庭或教堂末。北京箱天文拼館19都57年9月建古成,直徑25醬m，6c豆m厚，贊自重20歷0k貪g/鋪m2。德國椅耶納殼澤司怒天文叛館建于19嶄22年，霞直徑25灰m半球鵝形穹愧頂，碌砼厚6c遇m，第釋一個尿真正褲意義釋薄殼盼。筒殼鋸齒管形錐蟻殼雙曲羅扁殼扭殼雙曲盲拋物碰面扭少殼結鋒構曲面偷殼頂慶的組律合◆組合棗曲面圓柱濱面切灣割組墨合組合為扭面美國TW蛋A環(huán)球酸航空翅公司北候機誕樓美國親著名蝕建筑揪師沙筑里寧19工61年設鹿計，武用4片鋼罰筋砼驗扁殼哪組成舊，形圣似一監(jiān)只正司要起馬飛的生大鳥圖。美國免圣路規(guī)易斯襯航空韻港候踢機大度廳墨西鬧哥城床霍奇列米爾低科水販上公畫園餐代館建于19沈58年，再費利敢克斯·坎德商拉設潛計，密八片徒蓮花值形雙稻曲拋盜物面狂殼。網架臘與網窮殼我國封網架耐結構馳發(fā)展寨歷程19慨82年修豬建中牌的上弦海游田泳館19駛84年建洪造的暴廣州凈天河靈體育撤中心糾體育猶館網架(1稅)

特點多旬向傳囑力，植空間買剛度夢大，賀抗震片性能甚好適蠅應性逃強經尋濟指析標好

網架鴿類別(以網催架構系成方驅式分釘類)由平化面桁懼架構成(四種)兩向怎正交域正放網架司表示嘗法網架青和網仇殼結士構(2棗)兩向懶正交狀斜放兩向累斜交評斜放兩向侍正交餐斜放短桁務架對居長桁炸架有覽嵌固怎作用莫，受仿力有威利角部該產生愚拔力管，常暢取無浙角部載形式兩向蓄斜交叛斜放適用厲于兩懸個方更向網它格尺展寸不抄同的醬情形受力梁性能扶欠佳腐，節(jié)獅點構獨造較富復雜網架帶和網犧殼結神構(3蝕)三向稍網架三個國方向即的平黨面桁周架相攀互交職角60

比兩改向網剪架剛畝度大土，適興合大君跨度常用距于正廁三角月形，概正六替三角遺形平銜面在謀演些平故面形蟻狀會岸出現舟不規(guī)刊則桿佳件由四錄角錐扛體構成(五種)正放貿四角戒錐網胖架正放窗抽空撕四角賠錐網鍵架網架我和網既殼結杯構(4渾)斜放萍四角續(xù)錐網柳架棋盤殲形四黎角錐伍網架星形薄四角務錐網若架斜放撤四角森錐網盒架受力絞合理間，桿闊件數忙量少屋面拜板類天型多屋面亦組織勞排水棉較困蔬難棋盤遍形四除角錐支網架保持曲正放貸四角費錐網津架周純邊四弱角錐不變可，中匪間四狂角錐口間隔推抽空每，下弦桿鋼呈正朝交斜緒放，吸上弦棋桿呈叔正交正放烤?？朔趿诵焙娣潘耐┙清F棕網架狹屋面勤板類型多夢，屋抓面組惰織排燒水較紙困難貨的缺點。由三駐角錐淹體構成(三種)三角卷錐網枯架網架勞和網桶殼結暫構(5墻)抽空燒三角叫錐網貓架蜂窩鍋形三裙角錐協網架三(多)層網息架減少卸弦桿奴內力(2戴5%

壇60舟%)，減孫小網舍格尺棕寸，胡大跨叼經濟怠性好鍬；桿粥件數互量多三層網架幟示意奪圖網架咱和網登殼結炭構(6責)

網架黨的點摧支承點支由承的母設置梅原則通過噴正彎腐矩和租撓度飄減小醬，使稍整個綠網架德的內迫力趨敲于均勒勻對于隆單跨博多點揀支承吳，懸棒挑長瓶度宜煙取中毫間跨喂的1/突3(下圖a)對于村多跨騰多點碼支承費，懸思挑長辱度宜話取中施間跨學的1/殿4(下圖b)點支訊承的莊柱帽體形式網架種和網謀殼結畫構(7蒸)

網架坊選型周邊慣支承恨的矩鐵形平口面形尖狀長短圾邊之鹿比1.抱5時：斜放康四角搶錐網閱架，柏棋盤劑形四吊角錐冶網架板，正放含抽空躬四角裳錐網潑架對于中(30績m

60歸m)小(<3摩0m)跨度煌，亦博可選星形擱四角錄錐網攔架，象蜂窩期形三貝角錐療網架長短意邊之填比>1喇.5時：宜選蟻正放狡類網寒架--吊--兩向丹正交粘正放網架成，正放四舉角錐嫁網架備，正放座抽空爐四角買錐網吸架點糖支承恥的矩壞形平胸面形連狀兩向兆正交我正放網架肌，正放四萄角錐表網架截，正放傷抽空病四角射錐網適架圓饑形，扇多邊畏形平漆面形兩狀宜選三向消網架潮，三精角錐博網架感，抽森空三愿角錐謎網架兩枝邊或三邊支已承的所矩形吸平面政形狀自由鬧邊作或處理茄后可蔽按周披邊支測承情急形考均慮。際自由火邊的給兩種砌處理宜方法獲：(a)整個柿網架姨高度賀加大伐，自型由邊倉桿件見截面絲式增大(b)自由忙邊局立部增拘加網時架層喊數(形成吉反梁)自由亦邊反梁網架(8樣)

網架券屋面距排水網架賄起拱適于艦雙坡廣排水唉；抗巴震性遲好；漫起拱強高度扛過大秒，內櫻力分什析應失計及網盯架變適高度可降嶺低弦止桿內力擾，使?jié)崞溱厾t于均劈燕勻；鑼抗震預性好境；桿件乳種類線增多上弦節(jié)甚點設弓置小岸立柱(常用)可構糕造雙肝坡，四坡或旺其它駝復雜彩的多糕坡排村水屋希面；跨嗚度大萌時要控作穩(wěn)螺定和悄抗震炎計算

網架象幾何免尺寸注：L2是以政米計餅的網育架短中向跨悼度；聲跨度溝小于18米時晉網格喜數可祥適當瓜減少不。網殼我國緞網殼序結構際發(fā)展問歷程網殼摟結構(1贈)單層拼柱面貝網殼摧的網疾格形菜式a)卡單斜捏桿柱豎面網擊殼：形桿件釣數量聲少，癥節(jié)點甜構造霧簡單乏；剛秧度差b)鈔人字繩形柱尖面網贊殼：慰亦稱野弗普卵爾形覽柱面北網殼c)詞雙斜窯桿柱袍面網侮：殼木桿件世數量鋸多；擠剛度鏡好d)懇聯方煙網格近柱面劉網殼梯：桿鞠件組溉成菱贊形，犁夾角注為30諸

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e)侍三向塑網格擇柱面猛網殼泊：聯因方網援格柱純面加壓縱向界桿件

網殼酬類別(以曲饅面外叫形分擾類)柱面久網殼網架軋和網賊殼結分構(1程0)a)正放墻四角姑錐柱憐面網揀殼b)正放廟抽空達四角忘錐柱塘面網剃殼c)斜置柱正放冷四角虹錐柱懶面網槐殼d)三角瀉錐柱臺面網吳殼e)抽空復三角正錐柱瞇面網天殼雙層社柱面購網殼蕉的網報格形漂式1.殘交叉會桁架辨體系銳(略聯)2.四角蜓錐體系a)：斯剛度務大，污桿件創(chuàng)少，粒最常值用b)：滲適用飄于小愈跨度槳，輕談屋面c)：云系將a)斜辨置3.三角曉錐體系常用d)賊，e)趙兩種網架因和網往殼結舞構(1閣1)球面她網殼a)肋環(huán)喉型球像面網各殼b)Sc安hw賓ed林le嫩r型球殿面網死殼c)Sc撤hw患ed訊le圈r型球皺面網兼殼d)聯方灘型球趙面網贈殼e)三向晨網格薄型球趟面網勁殼單層貼球面晴網殼腰的網冬格形嗎式a):剛度畢差，縫適用丘于中削，小韻跨度b):剛度襯好，暖適用建于大扛，中慈跨度c):交叉結斜桿Sc丘hw艱ed擇le將r型還有捷其它Sc曾hw伴ed伯le孟r型d):菱形科網格讓，造突型美率觀e):適用湊于中煉，小墻跨度網架蘋和網小殼結閑構(1荷2)a)肋環(huán)招型四壺角錐濟球面星網殼b)聯方薄型四腳角錐觀球面稻網殼c)聯方拘型三漿角錐霉球面纏網殼d)平板悶組成覽式球局面網鹽殼雙層侵球面躬網殼絨的網皇格形劈燕式角錐體系(常見超四種)a):肋環(huán)淚型四剛角錐音球面僅網殼土，b):聯方薄型四今角錐慌球面限網殼c):聯方紐奉型三忘角錐善球面涌網殼民，d):平板幕組成錫式球姓面網貌殼網架日和網才殼結放構(1撥3)a)正交熄正放歐類b)正交中斜放宵類c)正交翼斜放隱設斜房誠桿類d)正交叮斜放無設斜差桿類e)正交仔斜放毛設斜史桿類雙曲氏面網葡殼的紐奉網格允形式1.正交滑正放嘉類a):單層榨時在勒方格狼內設段斜桿雙層周時組道成四角林錐體2.正交榜斜放直類b):抗剪允強度腫弱c):第三侮方向閘局部設斜絲式桿d):全部郊方格釘內設雙娃斜桿e):第三蝴方向徐全局設斜皮桿雙曲籃面網乒殼網殼斑的應智用20壓01年晚河南套鴨河泡口電獸廠干壞煤棚20煌03年菌國家熟大劇仁院實際監(jiān)施工攝圖地面煌安裝提升搶就位構件索補缺懸索褲結構懸索塞結構瀉是以右只能唐受拉攝的索充作為援基本宮承重委構件六，并墻將索潤按照堵一定葛規(guī)律飽布置亦所構輔成的五一類浩結構壞體系菌，是掛桿件類截面餓材料咬強度拍利用步效率貼最高呆的結狼構之府一。結構師形式孤及分型類◆單向俗單層①單層面懸索迅結構懸索苦屋蓋售結構撓通常蠶由懸匙索系粗統(tǒng)，旋屋面昂系統(tǒng)華和支出承系港統(tǒng)三橫部分濱構成漆。單跨雙跨懸索櫻結構(1鼠)

特點軸哀向拉糊伸抵響抗外劈燕荷作痛用，車充分筑利用壓鋼材績強度施穗工方子便，椅費用港低便獵于建描筑造叔型

單層懸索爪結構平恥行布雁置形騎式(跨度撞可達80并m，德肯國多紛特蒙柏特一第展覽抱廳，19緩56)水平算梁和爛框架瞇一起承受己懸索熄拉力水平訴梁承受鼠懸索腐拉力懸索凈直接錨掛代于框墊架斜拉溜索將懸索德拉力拉向乓地錨懸索倆結構(2色)幅射既式布圖置形寒式(適用尖于圓付形，梁橢圓越形平臉面)下凹棍雙曲秤率碟梨形屋噸面不便鴉于排巾水，與最大踐的碟形懶屋面矛：美國惠阿拉美達猜比賽馬館，膝跨徑12靈8m(19弄67裝)傘形施屋面最大界的傘休形屋菌面：前蘇詞聯伊鞋利姆召斯克汽車半庫，換跨徑20貫6m受拉索內環(huán)桌采用折鋼制島，受層壓外慰環(huán)采名用鋼握筋混跨凝土晴制作陶?？蓽I比平駐行布誦置做隱到較希大跨職度。網狀弟布置學形式(適用惱于圓偷形，臨矩形街等各給種平陷面)單層膏雙向設計旦要點

單層莫懸索笛體系惠垂跨顯比經跪驗取肅值：1/絡201值/1撇0加強藏形狀庸穩(wěn)定抱性的竹措施愚：采用腳重屋撒面采用寇預應孫力鋼圓筋混淘凝土焰懸掛陽薄殼采用垂橫向剪加勁忙構件兩向愛索正仿交布洞置屋面歉板規(guī)碎格統(tǒng)兆一邊緣錫構件公彎矩虛大于幅歸射式突布置懸索劃結構(3鍋)

雙層懸索鋪結構索咬垳架濁一般準形式由下殘凹的解承重匙索，閥上凸撕的穩(wěn)仰定索燭及它套們之才間的典連系席桿組刊成承重唐索垂仇跨比灣一般腫取1/厭201膏/1搞5，穩(wěn)德定索嘴拱跨搬比一兇般取1/焰201曉/2迎5平行毀布置兔形式懸索搭結構(4精)幅射態(tài)式及囑網狀果布置雁形式上索俱既是芒穩(wěn)定框索，駐又直坑接承播載a)雙層齒內環(huán)哲梁b)雙層西外環(huán)縱梁c)雙層秤內外佳環(huán)梁d)單層士外環(huán)吃梁網泥狀布糞置e)雙層澤外環(huán)山梁網勁狀布弓置懸索苦結構(5丟)鞍形寶索網支布置捏形式帳篷景式索臥網索網毫結構躺是同硬一曲嫁面上口兩組托曲率全相反委的單仍層懸沿索系住統(tǒng)相登交而笑成，韻凹向葛下為愛承重淘索，慣凸向壩上的娘穩(wěn)定旬索。工程喉實例美國摧瑞雷奪（Ra臂le殊ig邊h）競減技館跡（大糟劇院濫）19次52年建柜于美隱國北滲卡羅夜里那曲州，喘平面91得.5乓m×泛91煤.5近似山圓形這，兩年個砼溫斜放乘拋物勸線拱柜，鞍缺形正蝦交預限應力等索網哭，世悄界上調第一拖個現宴代懸嘆索屋絡蓋。美國診華盛葵頓杜盆勒斯風機場19景62沙里姻寧設宮計，申兩排叛巨型浙鋼筋趕混凝究土斜拐柱支質撐，禽一高扣一低召，其帥間懸英掛40余米諒長的唱鋼索汽，上揚鋪屋最面板比，在層重力峰的作閘用下息，鋼墻絲自災然下杯垂，塵形成脹充滿戚張力堤感的稿屋頂凍曲線種。車輻萍式雙望層懸派索體寫系懸索嘆結構(6幣)

一些村典型斧建筑單金層懸參索德國壞烏柏俗特市塘游泳土館德國備多特藏蒙特挺展覽彈大廳前蘇份聯克誰達斯醒若牙養(yǎng)爾斯寒克車差庫日本漆古川忍市民杠會館懸索接結構(7狡)雙層沈懸索瑞典耕斯德商哥爾孝摩約跪翰尼反紹夫熱滑冰吐場芬蘭皂赫爾鐵辛基驚冰上法運動芬場德國殃法蘭僚克福促機動臣車檢禿修場羅馬模尼亞拴布加饒勒斯