建筑结构选型(ppt 85页)
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建筑结构选型(ppt 85页)
第十章 网架结构
第一节 网架结构的特点、优点与适用范围
概念：是由多根杆件沿平面或曲面组成的网状空 间杆件体系的结构
网架结构特点：
空间结构 杆件轴向受力为主 结构形式灵活
厦门漳州后石电厂球形煤仓
与桁架结构比较
工程实例
沈阳博览中心144m特大跨度钢桁架
桁架结构 网架结构
推力问题
（实际工程wk.baidu.com采用较少）
加拿大1967蒙特利尔 博览会美国馆
建筑师富勒善用三角形的网 架组成多面体穹窿。这种结 构以较少的材料造成了轻质 高强的屋盖，轻巧的覆盖了 很大的空间。
加拿大1967蒙特利尔博览会美国馆
长春万人体育馆
长春体育馆采用 日本进口方钢管 网壳轻钢桁架结 构。其设计、制 做、安装难度之 高，在亚洲堪称 首例。该馆总建 筑面积31192平方 米，主馆长跨度 192米，短轴跨度 146米，中心夭高 50米，容纳观众 12000人。
第三节 网架的结构形式
两向正交正放网架
适合接近正方 形建筑平面 （空间作用）
几何可变（斜 向支撑）
适宜中等跨度 30~60m
两向正交斜放网架
北京国际俱乐部网球馆采用的网架结构型式
三向交叉网架
结构空间刚度好 构件内力均匀 节点连接复杂
扇形平面
（上海文化广场）
八角形平面
（江苏体育馆）
上海体育馆 圆形平面
网架结构的优点：
跨度增大（30~60m） 材料节省（受力分配均匀） 安全性高（高次超静定） 施工方便（屋顶、屋面施工装修等）
第二节 网架结构外形分类
平板型网架
壳形网架
网架结构杆件材料多采用钢材
螺栓球节点 网架构造示 意
壳形网架( 曲面网架 )
• 建造费用高 • 施工难度大 • 经济效果不明显
国家大剧院地基很深， 一般要打到地下26米 左右，最深处达32米
地下水
难题二：突发事件时7000观众如何安全撤离？
难题三：“大蛋壳”屋顶如何制作？
国家大剧院“蛋壳”形的屋顶最大跨度 达212米，跨度之大，世界罕见。其内 部骨架由钢结构焊接而成，外部面层则 大量采用了钛金属板这种主要用于制造 飞机等航空器的金属材料，因为钛金属 板强度大，耐腐蚀，而且色泽好，既薄 且轻，所以整个“蛋壳”外层大约由1 万多块共达3万平方米的钛金属板和 6000多平方米的玻璃板拼装而成。
变形和防水问题
难题四：露天水池如何一年四季“春水荡漾”？ 控制水池水温
难题五：国家大剧院如何不当水上漂？ 确保整个国家大剧院的重量大于地下水的浮力
其他：清洗和密封问题
国家体育馆
北京院的方案：采用“龙生于水”、“投玉入波” 的理念，将整个建筑设计为一个融入环境的透明 体。屋顶采用浮空开启的独特方式，创造性地利 用20个氦气囊构成浮空屋面，并且可以在奥运会 开闭幕式等重大仪式上造成震撼人心的戏剧效果。
建筑外部围护结构为钢结构壳体，呈半椭球形，其椭 球形屋面主要采用钛金属板饰面，中部为渐开式玻璃 幕墙
国家大剧院大事记
1958年，周恩来总理提出建设国家大剧院，并批示， 地址“以在人民大会堂以西为好”，国家大剧院的建 设被列入“十大国庆工程”。但由于受当时经济条件 限制，这一工程未能实施。
直径110m 用钢量46.8kg/m2
锥体网架
•四角锥
棋盘形四 角锥
倒四角锥 正四角锥
正放四角锥 斜放四角锥
•三角锥
跳格三角锥
•六角锥
节点复杂，一般不采用
第五节 平面网架受力分析
第六节 网架杆件与节点
杆件可用
钢管（受力合理，节省钢材) 角钢（在小跨度简单型式使 用）
网架的结点
角钢杆件多用钢板连接，焊接或螺栓连接 钢管杆件连接宜采用钢球连接（构造简单，连接 方便，用钢量少，美观）
分空心和实 心两种钢球
第七节 网架的支承方式
周边柱直接支承
适合大跨度和中等跨度
周边支承于圈梁，圈 梁支撑于柱
适于中小跨度网架
四点支承或多点支撑
适于大柱距的厂房或仓库
三边支承
飞机库或飞机修理及装配车间常常采用
需在自由边设 置边梁或桁架 梁
第八节 网架的屋面材料与屋面坡度
一般采用轻质屋面材料 坡度一般为２％~５%
1998年4月，公开进行建筑设计国际招标。共收到 69个方案，国内32个（包括香港特别行政区），国 外37个。
在此后一年零4个月的时间里经过两轮竞赛三次修改， 多次评选和论证，最后选中法国人保罗·安德鲁的方 案。
2000年4月，工程动工。
国家大剧院面临五大技术难题
难题一：如何让人民大会堂不受施工影响？
屋面是平面为核桃 形的曲肋球面网壳
国家大剧院
工程位于北京人 民大会堂西侧， 西长安街以南， 总占地面积 11.893公顷，总 建筑面积149520 平方米，总投资 额26.88亿人民 币。
法国著名建筑师保罗·安德鲁
椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达35500平方米， 各种通道和入口都设在水面下。这个建筑设计方案 由法国巴黎机场公司设计，清华大学配合
70年代末，文化部曾重提兴建国家大剧院之事，仍 未实现。
1990年，文化部再次提出在原址上兴建国家大剧院 ，并成立了筹建办公室。
1997年10月，中央决定在人民大会堂西侧空地尽快 兴建国家大剧院。
1998年1月8日，中央决定成立国家大剧院建设领导 小组和国家大剧院业主委员会。确定建设规模12万 平方米，建设内容为4个剧场，建筑设计方案采取邀 请方式为主进行国际招标，用4年左右时间建成。估 算，国家大剧院约需投资25.5亿元，外汇额度1亿美 元，其来源将主要是国家财政拨款。
讨论 结构选型－结构设计
“鸟巢”方案展现了一个新颖、独特、庞大的异型钢结构建筑物， 该方案预计消耗8万吨各类钢材，最长的一条钢梁达300米，平 均钢梁长度将在50至180米之间，巨型体育场的形象完美纯真， 外观即结构，犹如树枝织成的鸟巢，其灰色矿质般的钢网以透
面对最昂贵的“鸟笼”
一位国外评委对国家体育场的推荐方案赞叹不已： “这确实是一个新的殿堂，她营造了一种情感，那就 是家的情感！”一位中国记者走出会场后，却迫不及 待地给朋友发出短信：竞赛结果惨不忍睹！北京又成 了外国建筑师的试验场。
平面网架(平板网架 )
• 空间结构（双层） • 结构布置合理 • 经济效果好
第十章 网架结构
第一节 网架结构的特点、优点与适用范围
概念：是由多根杆件沿平面或曲面组成的网状空 间杆件体系的结构
网架结构特点：
空间结构 杆件轴向受力为主 结构形式灵活
厦门漳州后石电厂球形煤仓
与桁架结构比较
工程实例
沈阳博览中心144m特大跨度钢桁架
桁架结构 网架结构
推力问题
（实际工程wk.baidu.com采用较少）
加拿大1967蒙特利尔 博览会美国馆
建筑师富勒善用三角形的网 架组成多面体穹窿。这种结 构以较少的材料造成了轻质 高强的屋盖，轻巧的覆盖了 很大的空间。
加拿大1967蒙特利尔博览会美国馆
长春万人体育馆
长春体育馆采用 日本进口方钢管 网壳轻钢桁架结 构。其设计、制 做、安装难度之 高，在亚洲堪称 首例。该馆总建 筑面积31192平方 米，主馆长跨度 192米，短轴跨度 146米，中心夭高 50米，容纳观众 12000人。
第三节 网架的结构形式
两向正交正放网架
适合接近正方 形建筑平面 （空间作用）
几何可变（斜 向支撑）
适宜中等跨度 30~60m
两向正交斜放网架
北京国际俱乐部网球馆采用的网架结构型式
三向交叉网架
结构空间刚度好 构件内力均匀 节点连接复杂
扇形平面
（上海文化广场）
八角形平面
（江苏体育馆）
上海体育馆 圆形平面
网架结构的优点：
跨度增大（30~60m） 材料节省（受力分配均匀） 安全性高（高次超静定） 施工方便（屋顶、屋面施工装修等）
第二节 网架结构外形分类
平板型网架
壳形网架
网架结构杆件材料多采用钢材
螺栓球节点 网架构造示 意
壳形网架( 曲面网架 )
• 建造费用高 • 施工难度大 • 经济效果不明显
国家大剧院地基很深， 一般要打到地下26米 左右，最深处达32米
地下水
难题二：突发事件时7000观众如何安全撤离？
难题三：“大蛋壳”屋顶如何制作？
国家大剧院“蛋壳”形的屋顶最大跨度 达212米，跨度之大，世界罕见。其内 部骨架由钢结构焊接而成，外部面层则 大量采用了钛金属板这种主要用于制造 飞机等航空器的金属材料，因为钛金属 板强度大，耐腐蚀，而且色泽好，既薄 且轻，所以整个“蛋壳”外层大约由1 万多块共达3万平方米的钛金属板和 6000多平方米的玻璃板拼装而成。
变形和防水问题
难题四：露天水池如何一年四季“春水荡漾”？ 控制水池水温
难题五：国家大剧院如何不当水上漂？ 确保整个国家大剧院的重量大于地下水的浮力
其他：清洗和密封问题
国家体育馆
北京院的方案：采用“龙生于水”、“投玉入波” 的理念，将整个建筑设计为一个融入环境的透明 体。屋顶采用浮空开启的独特方式，创造性地利 用20个氦气囊构成浮空屋面，并且可以在奥运会 开闭幕式等重大仪式上造成震撼人心的戏剧效果。
建筑外部围护结构为钢结构壳体，呈半椭球形，其椭 球形屋面主要采用钛金属板饰面，中部为渐开式玻璃 幕墙
国家大剧院大事记
1958年，周恩来总理提出建设国家大剧院，并批示， 地址“以在人民大会堂以西为好”，国家大剧院的建 设被列入“十大国庆工程”。但由于受当时经济条件 限制，这一工程未能实施。
直径110m 用钢量46.8kg/m2
锥体网架
•四角锥
棋盘形四 角锥
倒四角锥 正四角锥
正放四角锥 斜放四角锥
•三角锥
跳格三角锥
•六角锥
节点复杂，一般不采用
第五节 平面网架受力分析
第六节 网架杆件与节点
杆件可用
钢管（受力合理，节省钢材) 角钢（在小跨度简单型式使 用）
网架的结点
角钢杆件多用钢板连接，焊接或螺栓连接 钢管杆件连接宜采用钢球连接（构造简单，连接 方便，用钢量少，美观）
分空心和实 心两种钢球
第七节 网架的支承方式
周边柱直接支承
适合大跨度和中等跨度
周边支承于圈梁，圈 梁支撑于柱
适于中小跨度网架
四点支承或多点支撑
适于大柱距的厂房或仓库
三边支承
飞机库或飞机修理及装配车间常常采用
需在自由边设 置边梁或桁架 梁
第八节 网架的屋面材料与屋面坡度
一般采用轻质屋面材料 坡度一般为２％~５%
1998年4月，公开进行建筑设计国际招标。共收到 69个方案，国内32个（包括香港特别行政区），国 外37个。
在此后一年零4个月的时间里经过两轮竞赛三次修改， 多次评选和论证，最后选中法国人保罗·安德鲁的方 案。
2000年4月，工程动工。
国家大剧院面临五大技术难题
难题一：如何让人民大会堂不受施工影响？
屋面是平面为核桃 形的曲肋球面网壳
国家大剧院
工程位于北京人 民大会堂西侧， 西长安街以南， 总占地面积 11.893公顷，总 建筑面积149520 平方米，总投资 额26.88亿人民 币。
法国著名建筑师保罗·安德鲁
椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达35500平方米， 各种通道和入口都设在水面下。这个建筑设计方案 由法国巴黎机场公司设计，清华大学配合
70年代末，文化部曾重提兴建国家大剧院之事，仍 未实现。
1990年，文化部再次提出在原址上兴建国家大剧院 ，并成立了筹建办公室。
1997年10月，中央决定在人民大会堂西侧空地尽快 兴建国家大剧院。
1998年1月8日，中央决定成立国家大剧院建设领导 小组和国家大剧院业主委员会。确定建设规模12万 平方米，建设内容为4个剧场，建筑设计方案采取邀 请方式为主进行国际招标，用4年左右时间建成。估 算，国家大剧院约需投资25.5亿元，外汇额度1亿美 元，其来源将主要是国家财政拨款。
讨论 结构选型－结构设计
“鸟巢”方案展现了一个新颖、独特、庞大的异型钢结构建筑物， 该方案预计消耗8万吨各类钢材，最长的一条钢梁达300米，平 均钢梁长度将在50至180米之间，巨型体育场的形象完美纯真， 外观即结构，犹如树枝织成的鸟巢，其灰色矿质般的钢网以透
面对最昂贵的“鸟笼”
一位国外评委对国家体育场的推荐方案赞叹不已： “这确实是一个新的殿堂，她营造了一种情感，那就 是家的情感！”一位中国记者走出会场后，却迫不及 待地给朋友发出短信：竞赛结果惨不忍睹！北京又成 了外国建筑师的试验场。
平面网架(平板网架 )
• 空间结构（双层） • 结构布置合理 • 经济效果好