大跨度建筑节点构造设计
大跨度建筑案例分析
2013年12月2日，国家大剧院壳体钢结构安装完成
·网壳结构
网壳是一种与平板网架类似的空间 杆件结构，系以杆件为基础，按照一 定规律组成网格，按壳体结构布置的 空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。 其传力特点是通过壳内两个方向的拉 力，压力或剪力逐点传力。此结构是 一种有广阔发展空间的空间构件。
建筑师利用金属网的通透性，使简单厚 重的建筑结构在视觉上形成为多维空间，轻 盈简捷又不失空间的纵深感站在壳体的公共 空间内，人们可以看到弧形的金属网从高处 垂下，将歌剧院与壳体公共空间分隔开来隐 隐透出淡黄色人们可以透过金属网看到歌剧 院环廊内人们活动的场景，若隐若现，朦胧 而神秘，激发人们的好奇、想象和思索。建 筑师充分利用了金属网的特点来提升室内的 装饰效果。
大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属板覆盖,前后两侧有 两个类 似三角形的渐开式玻璃幕墙切面,整个建筑漂浮于人造 水面之上。
国家大剧院壳体结构呈半椭球型。 由顶环梁，梁架，斜撑和环向连系 杆件组成。其中顶环梁呈椭圆形，长轴 长约60米，短轴长约38米，由环形钢架， 箱形梁，以及H型钢焊接而成。梁架呈 中心对称辐射状布置。 连杆沿水平环向布置，上下里外共 82道，并采用铸钢连接件或套筒连接件 连接。
·结语
国家大剧院是世界上最大的剧院拥有世界上最大的穹顶，是世界上最深的建筑，拥有亚洲最大的管 风琴。整体简洁而富有美感，但又不乏活力，仿佛里面有股生命力向外爆发。堪称建筑奇观，同时又彰 显出北京这个古老的城市的现代风貌与活力。城市建筑不再关乎审美或情感，而是对社会秩序的解释， 建筑也总是超越功能的，是建筑的形式给人们以经验，赋予城市以结构。
大跨度建筑分析
Analysis of Long Span Construction
浅析大跨度建筑钢结构设计
要 的影 响作用 。 在 钢结构 设计 当中， 一定要创建 与现 实工作 情况相 吻合 的模型 ， 不 可以随便的改变计算 模型， 当钢结构 设计达 到一个较为理 想
虽然我 国的现代 建筑 中已经实现 了对 钢结 构的广 泛的使 用 ， 对钢 化 的状 况的时 候， 需 要兼顾 到 “ 次 构件”的作用， 很 好的展现 出经济 安 结构 的设计 水平也 有了很大的 进步和 提高 ， 但 是在 大跨度 的钢结 构的 全设 计的宗旨， 最终达到节省钢 材、 减少工程 造价的最终效 果 。 设计过程 中， 仍 然存在很多的问题 。 三十米 以上的大跨度 的钢 结构从实 用中看 ， 还 是比较少 的， 因此 ， 在 对这种大 跨度的钢 结构 进行设 计的过
钢 结构所 使用的 材料 是非 常均匀 的， 是一种 较为 理想化 的统一 的 弹性 体 ， 与当下 所使用 的计算方式 及理 念完全 相吻合。 除此 之外 ， 钢 结 构 构件连 接模 型跟现 实状况 较为 一致 ， 在进行 模型计 算的时候 所使 用
引言 在建筑 施 工的过 程中， 采 用钢结 构可以实现 对 结构 自身的 重量 的 降低 ， 也可以实现对 自身的强度的提 高， 所以为了更好 的实现建 筑结构 的塑性 和韧性 ， 有关部门在建筑结 构设计 的过程中， 应该根据 情况适 当 的选择符合施 工要求 的钢材， 才能 更好的发挥钢结 构的优势 。 不仅要实 现钢 结构 的自身强度的提 高， 还要 满足其他的使 用功能 ， 如防火 和防腐 等功能。
４ ． ３ 节点构造复 杂 钢 结构设 计当中最为显著的一 个特征 是钢结 构构件 相互间连接是
程 中， 应该注 意对其重 点部 位的调整 。 因为钢材市场 受到全球 经济形势 比较复 杂的 ， 这是设 计工作 者在进 行设 计的时 候需 要特 别关注 的一 个 的影 响 ， 也面临着钢 材价格 的不断波 动， 因此 在钢材 的选择过 程中， 不 方 面。 节点设 计一定要对 于结 构受力状况 、 建筑 有关准求 、 构件 截面 形
大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究
大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究一、本文概述随着现代建筑技术的飞速发展，大跨度钢结构因其独特的结构形式和优越的受力性能，在桥梁、体育场馆、会展中心等大型公共建筑领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨大跨度钢结构的选型、设计分析以及关键节点的试验研究，旨在为相关领域的工程实践提供理论支持和技术指导。
文章将系统介绍大跨度钢结构的常见类型及其特点，包括悬索结构、斜拉结构、拱桥结构等，并对不同结构类型的适用性进行评述。
随后，本文将深入阐述大跨度钢结构的设计原则和方法，包括静力分析、动力分析、稳定性分析等，以确保结构的安全性和经济性。
在此基础上，文章将重点关注大跨度钢结构中的关键节点设计，包括节点的选型、受力性能分析以及细部构造设计等。
通过节点试验研究，探讨关键节点在不同受力状态下的性能表现，为节点的优化设计提供依据。
本文将总结大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究的成果和经验，指出目前存在的问题和不足，并展望未来的研究方向和发展趋势。
通过本文的研究，旨在推动大跨度钢结构技术的创新与发展，为相关领域的工程实践提供更为科学、合理的解决方案。
二、大跨度钢结构选型研究大跨度钢结构选型是钢结构设计的核心环节，其选型合理性直接关系到结构的稳定性、经济性以及施工的可行性。
在大跨度钢结构选型研究过程中，需要综合考虑结构跨度、荷载条件、材料性能、施工技术以及美学要求等多方面因素。
根据结构跨度和荷载条件，进行初步的结构形式选择。
对于超大跨度结构，悬索结构、斜拉结构以及空间网格结构等轻型结构往往具有更好的受力性能和经济效益。
而对于中等跨度结构，钢桁架、钢拱桥等传统钢结构形式则可能更为适用。
材料性能也是选型研究中的重要考量因素。
高强度钢材和新型防腐材料的出现，为大跨度钢结构的设计提供了更多可能性。
例如，采用高强度钢材可以有效减轻结构自重，提高结构性能；而新型防腐材料则可以延长结构使用寿命，降低维护成本。
施工技术的可行性也是选型研究中不可忽视的因素。
最新大跨建筑 结构——空间结构体系
大跨建筑结构——空间结构体系大跨建筑屋架结构体系——高跨比：1:6屋架形式及适用跨度平行弦屋架拱形屋架折线形屋架梯形屋架杆件受力不均匀，用料较多力情况虽然合理，但由于上弦各节点都落在抛物线上，尺寸很零件，施工不方便三角形屋架适用于较小跨度的屋盖(跨度宜在15m以内)弦支点座落在抛曲线附近，所以，受力比较合理，折线形屋架采用较多上弦扦出两个坡度较小的斜直线组成，半边屋架的外轮廓线为梯形，斜杆呈人字形。
这种屋架的刚度、构造比较简单，自重较大，一般用于跨度为24m一36m的工业建筑物二、空间结构体系(一)网架结构体系网架的优点•结构组成灵活多样但又有高度的规律性，适应各种支承条件和各种建筑造型，可适应各种建筑方面的要求•网架高度内的空间可以用以设置管道等设施，网架结构外露或部分外露，因其几何图形的规则，可以丰富建筑效果•网架的结构高度较小，不仅可以有效地利用建筑空间，而且能够利用较小规格的杆件建造大跨度的结构•杆件类型划一，适合于工厂化生产、地面拼装和整体吊装网架结构受力特点•具有各向受力的性能，它改变了一般平面桁架的受力状态，是高次超静定空间结构•网架结构的各杆件之间互相起支撑作用，整体性强、稳定性好，空间刚度大，是一种良好的抗震结构型式，尤其对大跨度建筑其优越性更为显著•在结点荷裁作用下，网架的杆件主要承受轴力，充分发挥材料强度，节省钢材网架的分类1、几何形态上分：平板网架、柱面网架、球面网架2、平面桁架系、四角锥体系、三角锥体系3、螺栓球节点、焊接球节点4、双层网架、多层网架网架材料——钢材：钢管、型钢、钢球双向正交正放、斜放三向交叉正放四角锥体系四角锥体网架的上弦和下弦平面均为方形网格，上下弦错开半格，用斜腹杆连接上下弦的网格交点，形成一个个相连的四角锥体。
四角锥体网架上弦不易再分杆，因此网格尺寸受限制，不宜太大。
它用于中小跨度斜放四角锥•所谓斜放，是指四角锥单元的底边与建筑平面周边夹角为45。
房屋 建筑学 大 跨度 建筑构造 大 跨度 建筑结构型式与建筑造型
房屋建筑学大跨度建筑构造大跨度建筑结构型式与建筑造型大跨度建筑结构型式与建筑造型结构是房屋的骨架，是形成建筑内部空间和外部形式的物质基础，结构是在特定的材料和施工技术条件下运用力学原理创造出来的。
某种新的结构一旦产生并在工程实践中反复出现时，便会逐渐形成一种崭新的建筑形式。
可见结构技术是影响建筑的重要因素，在大跨度建筑中尤其如此。
通过上述例子说明，在建筑设计中，选择结构型式不仅是结构工程师的工作，也是建筑师的职责，现代建筑的特点是建筑艺术与建筑技术的高度统一。
建筑师只有对各种结构形式的基本力学特征和适用范围有深入的了解才能自由地进行创作，把结构型式与建筑造型融为一体。
现就大跨度建筑常见的各种结构型式及其建筑造型作介绍。
一、拱结构及其建筑造型拱结构及其建筑造型(一)拱的受力特点、优缺点和适用范围拱是古代大跨度建筑的主要结构型式。
由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的变矩值可以降低到最小限度，主要内力变为轴向压力，且应力分布均匀，能充分利用材料的强度，比同样跨度的梁结构断面小，故拱能跨越较大的空间。
但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保持结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。
常见的方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。
很明显，这会使建筑的平面空间组合受到约束。
拱的内力主要是轴向压力，结构材料应选用抗压性能好的材料。
古代建筑的拱主要采用砖石材料，近代建筑中，多采用钢筋混凝土拱，有的采用钢桁架拱，跨度可达百米以上。
拱结构所形成的巨大空间常常用来建筑商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。
(二)拱的型式拱结构按组成和支座方式不同分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。
(三)拱结构的建筑造型拱结构的造型主要取决于矢高大小和平衡拱推力的方式。
拱的矢高对建筑的外部轮廓形象影响最大。
矢高小的拱，外形起伏变化小，呈扁平状，结构占用的空间小，但水平推力和拱身轴力都偏大。
而矢高大的拱，外形起伏变化强烈，产生的水平推力和轴向力都较小，但拱身材料耗费量多，拱下形成的内部空间大，拱曲面坡度很陡，当采用油毡屋面时，容易出现沥青流淌和油毡滑移现象。
第三章大跨度建筑构造1
薄壳结构是用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成 的薄板结构。
受力特点：结构呈空间受力状态，主要承受曲面内的 轴向力，弯矩和扭矩很小，刚度和强度都非常好。结 构厚度仅为跨度的几百分之一。 优点： 结构自重轻、省材料、跨度大、外形多样。
缺点：多数薄壳结构建筑的形体较为复杂，多采用现 浇施工；费工、费时、费模板，结构计算较复杂，不 宜承受集中荷载。
三、大跨度建筑的主要结构类型
结构技术是影响建筑 空间形式及造型的重 要因素，在大跨度建 筑中尤其如此。
按建筑材料和建造方式分为 钢筋混凝土薄壳结构 网架结构 轻钢结构 管桁架结构 悬索结构
膜结构
索-膜结构 混合结构
§3.2大跨度建筑结构类型及其造型、技术特点
一、拱结构及其建筑造型 二、钢架结构及其建筑造型 三、桁架结构及其建筑造型 四、折板结构及其建筑造型
哥特建筑尖拱与骨架拱
弧三角拱
罗马万神庙室内
法国里昂机场高速铁路车站
代表钢 铁时代 的埃菲 尔铁塔
文艺复兴时期公共会堂帕拉迪奥
（二）拱的形式
三铰拱
两铰拱 无铰拱
三铰拱
两铰拱
无铰拱
（三）拱结构的建筑造型
取决于矢高和平衡拱推力的方式 矢高影响建筑的外部轮廓形象。 通常矢高为拱跨的1/7～1/5，最小不小于1/10。
适用范围：体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场、 商场等公共建筑。
（二）桁架结构的形式
1.用材：木材、钢材、钢筋混凝土
2.形式：三角形、梯形、拱形、无斜腹杆式和三铰拱 式
（三）桁架结构的建筑造型
大跨度建筑的结构类型及造型
薄壳结构形式
筒壳 圆顶壳 双曲扁壳 双曲抛物面壳
双曲扁壳与双曲抛物面壳
北京火车站——双曲扁壳
薄壳结构的建筑造型
建筑造型是以各种几何曲面图形 为基本，有圆筒形、圆球形、双 曲抛物面形。 不简单重复上述基本形式，而是 巧妙地运用交贯、切割、改变参 数等方法，重新组合再创造。造 型独特新颖，突出建筑个性。
巴黎国家工业与技术中心陈列馆
三束锥状双曲面薄壳交 汇于屋顶中心，立面呈 抛物线形，上下双层壳 板组成空腔壳体，平均 厚度18CM,仅为跨度的 1/144。
美 国 麻 省 理 工 学 院 礼 堂
埃罗· 沙里宁，1/8球面薄壳，平面为曲边三角 形，边梁向上卷起，传递荷载至三个支座，地 下埋设水平拉杆，平衡推力，铜板覆盖，玻璃 幕墙曲面外墙。
肯尼迪机场候机楼
四片双曲面钢砼薄壳合围成 屋顶，展翅飞翔的大鸟。采 光带分开四部分，边梁朝支 座逐渐加宽，适应增大的内 力。模型实验，艺术与结构 的完美结合，没有生硬的几 何图形痕迹。
空间网格结构
多根杆件
以一定规律 节点连接
平板网架 曲面网壳 空间结构形式
1、多向受力结构，整体性强，稳定， 刚度大； 2、杆件主要承受轴向拉、压力，符合 材料特性，节省； 3、结构高度小，有效利用空间； 4、杆件规格统一，易于生产。
大跨度建筑钢结构设计分析
大跨度建筑钢结构设计分析摘要：新时期，建筑行业高速发展，在基建领域中，钢结构的施工较简便，在施工性能方面也占据一定的优势。
正是由于钢结构自身的特点，为整体钢结构工程的发展创造了基础。
对于大跨度钢结构的设计工作来说，整体的钢结构较复杂，施工周期较长，所以钢结构的设计存在一定的难度。
设计人员为了在合理的设计钢结构，应该提高自身的能力，加大钢结构的研究力度。
本文对大跨度建筑钢结构设计进行分析研究。
关键词：钢结构；大跨度；构件设计；节点设计一、大跨度建筑钢结构设计方法（一）选取计算模型在进行大跨度钢结构设计时，要有准确的计算模型，计算模型的精确度关系到最终的设计效果与质量，因此在设计时不能将计算模型随意简化，要尽量根据建筑图建立合理的计算模型，提高模型精度，以保证最终的设计质量。
在进行设计时，要注意次构件的设计合理性，次构件对整个结构也有很大影响，所以在设计次构件时必须考虑性能、安全、质量与经济，在保证结构性能的基础上尽可能节约大跨度钢结构材料，降低工程造价。
（二）节点构造设计大跨度钢结构构件多，构件之间的连接比较复杂多变。
设计节点构造时，需先确定构件连接方式、构件截面尺寸、大跨度钢结构受力情况等，综合这些因素科学选择最为合适的节点构造形式。
在选择好节点构造形式后，需将相关的数据代入模型进行计算，以保证整个结构受力合理，大跨度钢结构体系安全稳定。
（三）稳定性设计在进行大跨度钢结构设计时，也必须注重稳定性设计，包括大跨度钢结构构件局部的稳定性设计、完整构件的稳定性设计及整体结构体系的稳定设计等。
（四）刚度控制研究表明，大多数钢结构的构件截面主要由整体刚度条件决定，强度条件与稳定条件决定性次之。
所以，在进行大跨度钢结构设计时，要先从整体刚度出发，对整个结构进行详细分析与精密计算，对整个结构的刚度进行控制，确保整体结构安全稳定。
二、大跨度钢结构设计要点（一）结构构件体系在实际设计和优化的过程中，应该仔细检查钢结构是否出现压弯的情况，应该从根本上提高整体的安全性，相关设计人员应该仔细观察软件构件的发展情况，通过软件的共建数据来实现系统的正常运行。