大跨度钢结构
钢结构大跨度的定义和应用
引言概述：
在建筑和结构设计领域，钢结构大跨度是指跨度较大的钢结构建筑物或桥梁。
由于钢材具有高强度、耐腐蚀和可塑性等优点，钢结构大跨度在现代建筑和桥梁工程中得到广泛应用。
本文将从五个方面详细探讨钢结构大跨度的定义和应用。
正文内容：
一、大跨度钢结构的定义
1.什么是大跨度钢结构
2.大跨度钢结构的测量标准
二、大跨度钢结构的应用领域
1.高层建筑中的大跨度钢结构
a.钢结构建筑的可塑性和耐火特性
b.高层建筑采用大跨度钢结构的优势
c.大跨度钢结构在摩天大楼中的应用案例
2.桥梁工程中的大跨度钢结构
a.钢桥的轻量化和抗震性能
b.大跨度钢结构在桥梁工程中的优势
c.大跨度钢结构在大型跨海大桥中的应用案例
3.体育馆和会展中心的大跨度钢结构
a.大跨度钢结构为体育馆和会展中心提供了更大的活动空间
b.大跨度钢结构在体育馆和会展中心中的应用案例
4.飞机机库和航天设施的大跨度钢结构
a.钢结构的高强度和稳定性
b.大跨度钢结构在飞机机库和航天设施中的应用案例
5.钢结构大跨度的新兴应用领域
a.大跨度可折叠式钢结构在临时建筑中的应用
b.大跨度钢结构在太阳能光伏场所和充电站中的应用
结论：
钢结构大跨度的定义和应用在现代建筑和桥梁工程中发挥着重要的作用。
通过对其定义和不同领域的应用进行详细阐述，我们可以了解到钢结构大跨度的优势和特点。
随着科技的发展和建筑需求的不断增加，钢结构大跨度在未来将继续发展并应用于更多新兴领域。
大跨度钢结构施工注意事项
钢结构设计：大跨度钢构的九个注意事项一般来说，钢结构大跨度、大体量的设计是比较繁琐的，也是工程量比较大，一般来说，大跨度、大空间、大体量的钢结构图纸设计，一定要关注到一下九个方面的影响一、判断建筑是否适用大跨度钢结构，大跨度钢结构的优点是强度高、整体重量轻、施工便捷、环保可再利用，但缺点是防火性能差、隔音效果差、易腐蚀等。
所以大跨度钢结构通常用于超高层建筑、高档住宅、大跨度且造型复杂的场馆、厂房等临时建筑，根据使用场景及要求进行防锈、隔音等处理。
二、确定建筑结构选型与布局在进行大跨度钢结构设计时，需结合大跨度钢结构建筑环境与用途，考虑水平与垂直荷载力、结构稳定性、实用性和美观性等。
比如对于超高层建筑，需要考虑钢混组合结构，支撑柱外围布置的方式；对于北方大雪地区，需要考虑积雪滑落等因素；对于大跨度的场馆结构，要考虑悬索、斜拉支撑构件结构，等等。
结构的布局要根据结构体系特征,荷载力分布情况等综合考虑，做到整体结构刚度均匀，受力均匀。
三、运用结构软件，结合施工工艺水平，对大跨度钢结构的截面、连接节点等进行设计。
四、编制图纸，设计单位编制设计图纸，大跨度钢结构制造单位依据设计图纸编制施工详图，这个过程是实现大跨度钢结构设计落地的重要环节。
五.拿到作业图纸不要盲目建模计算。
先进行全面分析，与建筑设计人员进行沟通，充分了解工程的各种情况，如功能、选型等。
六.创建设计模型建模计算前的处理要做好。
比方荷载的计算要准确，不能估计。
要完全根据建筑做法或使用要求来输入。
七.在进行结构建模的时候，要了解每个计算参数的意义，不要盲目修改参数，修改时要有依据。
八、在计算中，要充分考虑在满足技术条件下的经济性。
不能随意加大配筋量或加大构件的截面。
这一点要作为我们的设计理念之一来重视。
九、梁、柱、板等电算结束后要进行大量的调整和修改，这都要有依据可循（可根据验算简图等资料）。
大跨度的钢结构设计很多方面取决于团队的协作能力，一个优秀的钢结构设计案例的呈现，一定是全面、科学、严谨、核算完毕后，再图纸的上的集中体现。
大跨度钢结构
12
2.3 拱式结构的特点和应用
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
13
2.3 拱式结构的特点和应用 续) 拱式结构的特点和应用(续
•跨度达100m左右时，宜采用相距3∼6m的拱对，拱对间距为9∼15m
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
10
2.2 框架结构的特点和应用 续) 框架结构的特点和应用(续
•跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过100m时，宜采用无铰格构式框架
11
2.2 框架结构的特点和应用 续) 框架结构的特点和应用(续
21
3.2网架类别 续) 网架类别(续 网架类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，正六角形平面 在某些平面形状会出现不规则杆件
正放抽空四角锥网架
22
3.2网架类别 续) 网架类别(续 网架类别
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
•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
24
3.3平板网架形式的选择 平板网架形式的选择
选择网架型式考虑的因素： 建筑物的平面形状和尺寸、支承情况、荷载大小、屋 面构造、建筑要求、制造和安装的方法及材料供应情况等 • 从平面形状和大小来看，当周边简支时： 平面为方形或接近方形，且为中小跨度时，宜采用两 向正交斜放交叉梁系网架，或正放和斜放四角锥网架。 平面为矩形时，宜采用两向正交斜放交叉梁系网架， 或斜放四角锥网架。 平面为圆形、八角形、六角形、扇形，且平面尺寸较 大时，可选用三向交叉梁系网架，或三角锥网架。 • 从屋面构造来看： 正放网架的屋面板规格常一种，而斜放网架却有两三 种。倒锥体网架的上弦网格较小，因而屋面板规格也较小
大跨度钢结构设计需要注意的问题(一)
大跨度钢结构设计需要注意的问题（一）引言概述：大跨度钢结构设计是现代建筑中常见的一种结构类型，其特点是具有良好的承载力和刚度，能够满足大空间的使用需求。
然而，在进行大跨度钢结构设计时，需要注意一些问题，以确保结构的安全性和可靠性。
本文将从材料选择、荷载分析、结构系统、连接方式和施工工艺等方面，详细讨论大跨度钢结构设计需要注意的问题。
正文内容：1. 材料选择1.1. 钢材的强度和刚度：在大跨度钢结构设计中，需要选择具有足够强度和刚度的钢材，以确保结构的承载能力和稳定性。
1.2. 钢材的耐腐蚀性：考虑到大跨度钢结构常处于恶劣环境中，如海洋或高湿度地区，需要选择具有良好耐腐蚀性的钢材，以延长结构的使用寿命。
1.3. 钢材的焊接性能：大跨度钢结构常需要进行焊接连接，在选择钢材时，需要考虑其焊接性能，以确保焊接连接的质量和强度。
2. 荷载分析2.1. 自重荷载：对于大跨度钢结构，自重荷载是其中一项重要荷载，需要准确计算并合理分配，以确保结构的安全性。
2.2. 建筑物使用荷载：根据大跨度钢结构所用建筑物的具体用途和功能，需考虑并合理确定使用荷载，包括活荷载、风荷载、雪荷载等。
2.3. 温度荷载：钢材受温度变化会发生伸缩，因此需要考虑温度荷载对大跨度钢结构的影响，以确保结构的稳定性。
3. 结构系统3.1. 桁架系统：大跨度钢结构常采用桁架系统，需要合理设计桁架的几何形状和尺寸，以满足结构的承载性能和空间使用需求。
3.2. 变截面梁：在大跨度钢结构中，可通过采用变截面梁的设计方法来提高结构刚度和变形控制能力，需注意变截面梁的设计和施工要求。
3.3. 节段悬索系统：对于大跨度悬索桥等结构，需要特别注意节段悬索系统的设计和施工，以确保结构的稳定性和安全性。
4. 连接方式4.1. 螺栓连接：大跨度钢结构常采用螺栓连接，需要合理选择螺栓的型号和数量，同时注意螺栓的紧固力和锈蚀情况。
4.2. 焊接连接：对于大跨度钢结构的焊接连接，需要满足相关的设计和验收标准，确保焊缝质量和焊接连接的强度。
大跨度钢结构厂房(二)
大跨度钢结构厂房（二）引言概述：大跨度钢结构厂房是一种采用大跨度钢构件进行建造的工业厂房，具有结构稳定、承载能力强、施工周期短等优点。
本文将从材料选用、结构设计、施工技术、防腐措施和使用注意事项等五个大点展开讨论，以全面介绍大跨度钢结构厂房的相关内容。
正文内容：一、材料选用1. 钢材选用：应选用抗拉、抗压性能良好的高强度钢材。
2. 螺栓选用：螺栓应选用高强度螺栓，确保连接牢固稳定。
3. 焊材选用：采用高强度焊材，并对焊缝进行全面检测，以确保焊接质量。
二、结构设计1. 桁架布置：根据厂房尺寸和承重要求，合理布置桁架结构。
2. 支撑系统设计：选用适当的支撑系统，保证整体稳定，并考虑地震荷载。
3. 屋面设计：选择防水性能好、隔热隔音效果良好的屋面材料。
4. 隔墙设计：根据需要，设置合适的隔墙，以提高厂房的功能性。
5. 玻璃幕墙设计：根据需要，增加玻璃幕墙，提升厂房的美观性和采光效果。
三、施工技术1. 结构安装：严格按照设计要求进行结构组装，保证每个构件的准确安装。
2. 焊接工艺：采用合适的焊接工艺，确保焊缝的质量，提高连接强度。
3. 防止倾覆：采取相应的支撑和固定措施，防止大跨度钢结构厂房在施工期间发生倾覆。
4. 防雷防静电：采取合适的防雷和防静电措施，保护厂房和使用设备的安全。
四、防腐措施1. 表面防腐：在钢结构表面进行防腐处理，使用合适的涂料或防腐涂层。
2. 内部防腐：选用合适的防腐涂料对内部钢材进行防腐处理，延长使用寿命。
3. 周边防腐：对厂房周边进行防腐措施，防止外部环境对厂房的腐蚀。
五、使用注意事项1. 定期检查：定期对大跨度钢结构厂房进行检查，及时发现并修复潜在问题。
2. 正确使用：合理使用厂房设备，保证不超过其承载能力，避免压力过大。
3. 应急预案：制定完善的应急预案，用于处理突发情况，确保人员安全。
总结：大跨度钢结构厂房是一种能够满足工业生产需求的优质建筑形式。
通过材料选用、结构设计、施工技术、防腐措施和使用注意事项等方面的论述，可以帮助读者全面了解大跨度钢结构厂房的建造和使用要点，进一步提高其在工业领域中的应用价值。
大跨度房屋钢结构简介
焊接技术
采用焊接方法连接钢构件， 要求焊接工艺精湛、质量可 靠，保证结构整体性和稳定 性。
吊装技术
采用大型吊装设备将钢构件 吊装至设计位置，要求吊装 方案科学合理，确保施工安 全顺利进行。
预应力技术
通过施加预应力来提高结构 的承载能力和刚度，要求预 应力索具和锚具质量可靠， 施工工艺成熟。
防腐与防火技术
专业人才匮乏
大跨度房屋钢结构的设计和施 工需要具备专业知识和技能的 人才，目前市场上相关人才较 为匮乏。
地域适应性
钢结构在不同气候和环境条件 下的适应性需要充分考虑，以 确保建筑的安全性和稳定性。
解决方案与建议
01
02
03
04
优化设计
通过精细化设计和优化，降低 材料成本和施工难度。
防腐维护
采用先进的防腐和维护技术， 延长建筑的使用寿命。
人才培养
加强专业人才的培养和引进， 提高行业整体水平。
地域适应性研究
针对不同地区的气候和环境条 件，开展钢结构适应性研究， 确保建筑的安全性和稳定性。
04 大跨度房屋钢结构的工程实例
CHAPTER
国内外典型案例介绍
国内案例
上海中心大厦、北京鸟巢体育馆 、广州国际会展中心
国际案例
迪拜哈利法塔、伦敦千年穹顶、 美国金门大桥
环保可持续
钢材可以回收再利用，符合绿色建筑和可持续发展的理念。
设计灵活
钢结构体系可以适应各种复杂的设计需求，创造出独特且富有艺术感 的建筑造型。
面临的挑战
材料成本高
钢材是一种高成本材料，导致 大跨度房屋钢结构的建设成本
相对较高。
维护与防腐
钢材需要定期进行防腐和维护 ，以确保其长期性能和使用寿 命。
大跨度钢结构
结构型式
10
2.2 框架结构的特点和应用(续)
跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过100m时，宜采用无铰格构式框架
11
2.2 框架结构的特点和应用(续)
格构式框架的横梁高跨比宜在跨度的1/201/12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4050m，高度约1520m)的建筑物 横梁高度和立柱宽度皆在跨度的1/251/15范围选取
25
3.3平板网架形式的选择（续）
而正锥体网架却相反。 • 从支承条件来看： 当采用四点支承或四点支承的连续网架时，宜采用两 向正交正放交叉梁系网架或正放四角锥网架。 • 从跨度和荷载来看： 跨度和荷载皆较小时，锥体网架可采用部分抽空的办 法进一步节约钢材。 • 从制造和施工的角度来看： 交叉平面桁架体系要比空间桁架体系简便些。 • 从杆件截面和节点构造的合理性来看： 最宜采用钢管杆件和球节点，但价格较高且材料供应 常有困难。不如角钢杆件和钢板节点方便而便宜。
应用 主要应用于工业建筑物中
12
2.3 拱式结构的特点和应用
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)
结构布臵
跨度为4060m时，拱间距可取610m，无檩或型钢檩条
13
2.3 拱式结构的特点和应用(续)
跨度达100m左右时，宜采用相距36m的拱对，拱对间距为915m
9
2.2 框架结构的特点和应用
特点 结构布臵
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 横向框架布臵(跨度大于60m时，应增大框架间距，常导致复杂布臵) 纵向框架布臵(跨度较小时，特别有利，可向外悬伸，用于机库等) 跨度在5060m时，常用双铰实腹式框架(常用工字形截面)
大跨度钢结构建筑(一)
大跨度钢结构建筑（一）引言概述：大跨度钢结构建筑是一种以钢材为主要建筑材料，以其良好的抗拉、抗压性能和轻质高强的特点，广泛应用于桥梁、体育馆、会展中心等大型建筑。
本文将分别从结构设计、材料选用、施工工艺、质量控制和经济性等五个大点来阐述大跨度钢结构建筑的相关内容。
正文：一、结构设计1. 考虑结构稳定性：大跨度钢结构的设计检验要求关注其抗震、抗风等稳定性能，采用合适的结构形式进行布置。
2. 优化结构荷载：结构设计中需要充分考虑建筑荷载，合理配置梁、柱等承重构件，以实现结构的最佳性能和安全性。
3. 考虑温度变化影响：大跨度钢结构在日常使用过程中，受到温度变化的影响很大，需要在设计中考虑温度膨胀和收缩的影响。
二、材料选用1. 钢材选择：大跨度钢结构建筑中，常用的钢材有低合金高强度结构钢和碳钢等，需要根据实际情况选择合适的钢材。
2. 表面涂层处理：钢材在使用前需要进行防锈处理和防腐涂层，以提高其耐久性和抗腐蚀性能。
3. 其他材料选择：除了钢材外，大跨度钢结构建筑还需要选用适当的连接件、密封材料和隔热材料等，以提高建筑质量和使用效果。
三、施工工艺1. 梁柱制作：钢梁柱的制作需要按照设计要求进行切割、焊接、打磨等工艺，确保结构的精度和焊缝质量。
2. 安装顺序：大跨度钢结构建筑的安装要按照先梁后柱、先下后上的顺序进行，以确保施工的安全性和效率性。
3. 预制加工：适当采用拼装预制方式，可以减少现场施工时间和成本。
四、质量控制1. 焊接质量检验：对焊接工艺进行严格控制，并进行焊缝质量检验，以确保焊缝连接的强度和密实性。
2. 尺寸精度控制：对大跨度钢结构建筑的尺寸精度进行监控，避免因尺寸偏差而影响整体结构的连接和安装。
3. 材料质量检查：对使用的钢材和其他材料进行质量检查，确保建筑的可靠性和耐久性。
五、经济性1. 施工成本：大跨度钢结构建筑的施工成本相对较低，因为其可以在工厂预制，减少现场施工时间。
2. 使用期成本：由于钢结构建筑具有较长的使用寿命和低维护成本，使得大跨度钢结构建筑在使用期间经济实惠。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.2 框架结构的特点和应用(续)
?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
1.2 ：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 主要包括悬索结构，网架和网壳结构等
? 《网架结构设计与技术规程》JGJ7-91 中
国建筑工业出版社， 1991
? 《网壳结构技术规程》JGJ61-2003 中国建
筑工业出版社， 2003
2
主要内容
? 概述 ? 平面结构 ? 网架结构 ? 悬索结构
3
第一章 大跨度房屋钢结构简介
1.1 ：大跨度钢结构的应用及其主要特点 1.2 ：大跨度房屋钢结构的类型
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
21
3.2 网架类别(续)
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，正六角形平面 在某些平面形状会出现不规则杆件
正放四角锥网架
正放抽空四角锥网架
22
3.2 网架类别(续)
斜放四角锥网架
19
3.2 平板网架的形式和种类
? 网架类别(以网架构成方式分类)
１． 交叉平面桁架体系（两组桁架交叉梁系、三组桁架交叉梁系） ２．交叉空间桁架体系（四角锥体、三角锥体、六角锥体）
网架表示法
两向正交正放
20
3.2 网架类别 (续)
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
14
2.3 拱式结构的特点和应用(续)
?侧窗难以开启，且易积灰；檩条下移，构成横向天窗
15
2.3 拱式结构的特点和应用(续)
? 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，拱顶铰使结构复杂化)
?亦分为实腹式和格构式 宜设计成等截面
檩条
屋架
檩条 主檩条 屋架
6?? 8m 结构布置
8? 12m
40? 50m
简单式
50? 70m
复杂式
8
2.1 梁式结构的特点和应用(续) ? 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
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(注：跨度大于50m时，运输超限)
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
16
2.3 拱式结构的特点和应用(续)
?拱脚构造处理 构造不便 空间利用
? 应用 民用公共建筑 物
中
17
第三章 网架结构
3.1 ：网架结构的特点和应用 3.2 ：网架结构的形式和种类 3.3 ：网架结构形式的选择 3.4: 网架结构主要尺寸的确定 3.5: 网架的内力分析方法 3.的6: 网架在地震、温度及安装荷载作用下
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)
9
2.2 框架结构的特点和应用 ? 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)
? 空间作用 (diaphragm，蒙皮效应)
6
第二章 平面结构
2.1 ：梁式结构的特点和应用 2.2 ：框架结构的特点和应用 2.3 ：拱式结构的特点和应用
7
2.1 梁式结构的特点和应用
? 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
? 应用 可用于40m～60m左右的工业和民用建筑物中
计算原则 3.7 ：网架的杆件选择和节点构造 3.8 ：网架的制作、安装和检验
18
3.1网架结构的特点和应用
? 特点
? 空间结构体系，高次超静定 ? 能承受来自各个方向的荷载 ? 整体性好，空间刚度大，体系稳定 ? 抗震性能好 ? 可利用小规格的杆件建成大跨度的结 构 ? 自重较轻，节约材料 ? 杆件规格划一，适于工业化生产
大跨度钢结构
Large-span Steel Structure
1
参考文献：
? 《大跨度房屋钢结构》哈尔滨建筑工程学院编，中国建筑工 业出版社， 1985.11
? 《平板网架设计》刘锡良等编著，中国建筑工业出版社， 1979.7
? 《空间结构》浙江大学建筑工程学院等编著，中国计划出版社， 2003.12
一：平面结构 梁式结构 框架结构 拱式结构
二：空间结构 网架和网壳结构 悬索结构
4
1.1 ：大跨度钢结构的应用及其主要特点
? 应用
车公站等共)建筑(剧院，展览馆，体育场馆， 专门用途的建筑 (飞机库，汽车库等)造生船厂等性)建筑(飞机制造厂装配车间，
? 主要特点
?跨度大
290m? 340m(国家体育场，刚架结 5
棋盘形四角锥网架
? 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
10
2.2 框架结构的特点和应用(续)
?跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过100m时，宜采用无铰格构式框架
? 应用 主要应用于工业建筑物中
12
2.3 拱式结构的特点和应用 ? 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
13
2.3 拱式结构的特点和应用(续)
?跨度达100m左右时，宜采用相距3? 6m的拱对，拱对间距为9? 15m