大跨度钢结构
大跨度钢结构
二：空间结构 网架和网壳结构 悬索结构
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1.1：大跨度钢结构的应用及其主要特点
应用
大跨度钢结构
公共建筑(剧院，展览馆，体育场馆，车站等) 专门用途的建筑 (飞机库，汽车库等)
生产性建筑(飞机制造厂装配车间，造船厂等)
主要特点 •跨度大
290m 340m(国家体育场，刚架结构，2008)
空间作用(diaphragm，蒙皮效应)
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第二章 平面结构
大跨度钢结构
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
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2.1 梁式结构的特点和应用
特点
大跨度钢结构
•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
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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大跨在度跨钢结度构的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
大跨度钢结构
Large-span Steቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl Structure
大跨度钢结构
1
参考文献：
大跨度钢结构
《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，
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。
大跨度钢结构厂房(一)
大跨度钢结构厂房（一）引言概述:大跨度钢结构厂房是一种具有广泛应用前景的建筑形式。
它利用钢材的高强度和抗拉性能，在大跨度范围内能够提供稳定和可靠的空间支撑。
本文将从结构设计、施工特点、材料选择、工程经济和环保方面，对大跨度钢结构厂房进行详细阐述。
正文内容:一、结构设计:1. 安全性需求：钢结构在大跨度厂房中的应用需要满足高强度、抗震、抗风等安全性要求。
2. 相关规范：根据国家规范，大跨度钢结构厂房的设计需要遵循相关的承载力、稳定性和刚度的规范标准。
3. 结构形式选择：根据具体工程需要，可以选择桁架结构、空心壳体结构或框架结构等结构形式。
二、施工特点:1. 快速施工：相比传统建筑形式，大跨度钢结构厂房采用钢构件的制作和安装，施工速度更快。
2. 精准制作：钢结构厂房的构件制作工艺精确，尺寸准确度高，能够提高施工过程的效率和质量。
3. 构件连接：钢结构厂房的构件连接采用螺栓和焊接等方式，确保连接牢固，提高结构整体性能。
三、材料选择:1. 钢材种类：常用钢材包括碳素钢、合金钢和不锈钢，根据实际要求选择合适的材料。
2. 钢板厚度：根据结构设计和负荷要求，确定合适的钢板厚度，以满足强度和稳定性的要求。
3. 防腐措施：钢结构厂房通常需要进行防腐处理，如涂层或镀锌等，以延长使用寿命。
四、工程经济:1. 成本优势：钢材的价格较为稳定，施工周期较短，因此大跨度钢结构厂房在工程经济方面具有较大的优势。
2. 投资回报：大跨度钢结构厂房因其较长的使用寿命和较低的维护成本，可以获得较高的投资回报率。
3. 灵活性：钢结构厂房在未来扩建或改造时，可以很方便地调整，提供了更大的灵活性和经济效益。
五、环保考虑:1. 能源节约：大跨度钢结构厂房能够减少材料和资源的使用量，提高能源利用效率。
2. 废弃物处理：钢结构厂房的废弃物可以回收利用或进行再利用，减少环境污染。
3. 可持续发展：大跨度钢结构厂房符合可持续发展理念，对环境影响较小，有利于推动绿色建筑发展。
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。
大跨度钢结构1
3.大跨度钢结构
大跨度结构主要有网架结构、悬索结构和网壳结构等。
（1）网架结构（图）
网架结构广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结构。
具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。
构成网架的基本单元有三角锥、三棱体、正方体、截头四角锥等，由这些基本单元可组合成平面形状的三边形、四边形、六边形、圆形或其他任何形体。
一般而言，网架钢结构有下列三种节点形式：
·焊接球节点
·螺栓球节点（图）
·钢板节点
（2）悬索及索桁架结构
以一系列拉索为主要承重构件，这些索按一定的规律组成各种不同的形式，悬挂于相应的支撑结构上，使材料强度在受拉情况下得到充分发挥的结构形式。
节约钢材（以浙江省体育馆为例，仅17kg/m2）、外形美观、设计施工较复杂，适合于大跨度屋顶。
（3）网壳结构
同网架结构一样，网壳也是由许多杆件按一定规律布置，通过节点连接成空间杆系结构，但网架的外形呈平板状，而网壳的外形呈曲面状。
一般为单层或双层，按其外形为单曲面或双曲面而构成网状穹顶、网状筒壳以及双曲抛物面网壳等多种形式。
网壳结构的特点：外形美观、通透感好，建筑空间大、用材省，设计施工较复杂。
苏州乐园宇宙大战馆球体屋面（穹顶）（图）
上海商务中心（网状网壳）（图）。
大跨度钢结构应用及其设计要点探讨3篇
大跨度钢结构应用及其设计要点探讨3篇大跨度钢结构应用及其设计要点探讨1大跨度钢结构应用及其设计要点探讨随着工程建设领域的不断进步和发展，大跨度钢结构在建筑工程和桥梁工程中得到了广泛的应用。
大跨度钢结构具有独特的优势，如强度高、稳定性好、施工周期短等。
但同时，由于其结构特性的复杂性，对设计要求也十分高。
本文将探讨大跨度钢结构应用及其设计要点。
一、大跨度钢结构的应用大跨度钢结构应用于建筑工程中，主要用于大型超高层建筑、大型综合商场、超大型基础设施建设等。
在桥梁工程中，大跨度钢结构则主要应用于特长、特宽的跨径或难以采用传统桥梁结构的地形条件下。
大跨度钢结构具有很多优势。
一方面，它可以实现结构自然性和美观性的完美结合，很好地满足了形态和美学方面的要求；另一方面，大跨度钢结构可以实现空间利用率的最大化，是大型建筑、体育场馆等建筑中常用的结构形式。
二、大跨度钢结构设计要点大跨度钢结构的设计要注意以下几个方面：1.桥梁结构的承载力问题桥梁结构的承载力是重要的设计要点。
在钢结构的设计中，其承载力大小与其结构的刚度密切相关。
对于大跨度钢结构，如果不能满足其承载力和承载能力的要求，则铁路、公路等基础设施的安全性将遭受威胁。
2.抗震设计桥梁的考虑在设计大跨度钢结构时，需要考虑其受到的地震力。
大跨度钢结构须考虑其受力性能，以应对震后的变形和振动，避免结构变形或失稳。
3.强度设计问题强度是指大跨度钢结构能够承受的最大荷载。
在大跨度钢结构的设计中，需确保其各部分的强度达到或超过所要求的标准，同时要细节化设计其各部分的承重构件。
4.结构体系的优化设计问题优化设计是任何一种设计都需要考虑的问题。
对于大跨度钢结构来说，优化设计符合其尽量减小结构材料的使用，同时提高其结构的整体强度和稳定性，进而降低工期、成本和风险等多个方面所带来的优势。
5.建造阶段的安全问题大跨度钢结构在建造时，需要考虑其安全性。
在钢结构的设计中，需谨慎考虑其各部分的承重、加固和抗震等性能。
什么是大跨度钢结构(一)2024
什么是大跨度钢结构（一）引言概述：大跨度钢结构是一种在建筑和桥梁领域广泛应用的结构形式。
它以钢材为主要材料，并通过合理的设计和施工方法，实现了大跨度空间的架设和支撑。
大跨度钢结构具有承载能力强、抗震性能好、施工周期短等优点，被广泛应用于体育馆、展览馆、车站等建筑项目和大型桥梁工程。
本文将从以下5个大点详细阐述什么是大跨度钢结构。
正文：一、大跨度钢结构的概念1.1 大跨度钢结构的基本定义1.2 大跨度钢结构的特点和优势1.3 大跨度钢结构与传统结构的比较1.4 大跨度钢结构的应用领域1.5 大跨度钢结构的发展趋势二、大跨度钢结构的组成与构造2.1 大跨度钢结构的基本组成2.2 大跨度钢结构的常用构造形式2.3 大跨度钢结构的连接方式2.4 大跨度钢结构的施工技术要点2.5 大跨度钢结构的维护与保养三、大跨度钢结构的设计原则与方法3.1 大跨度钢结构的设计概述3.2 大跨度钢结构的受力分析与设计方法3.3 大跨度钢结构的稳定性分析与设计方法3.4 大跨度钢结构的疲劳分析与设计方法3.5 大跨度钢结构的耐久性设计与防腐措施四、大跨度钢结构的施工技术与管理4.1 大跨度钢结构的施工准备与方案制定4.2 大跨度钢结构的施工技术与工序安排4.3 大跨度钢结构的质量控制与验收标准4.4 大跨度钢结构的施工安全与环保管理4.5 大跨度钢结构施工中常见问题及解决方法五、大跨度钢结构案例分析5.1 国内外典型大跨度钢结构项目介绍5.2 大跨度钢结构的设计与施工难点分析5.3 大跨度钢结构的成功经验与教训总结5.4 大跨度钢结构在未来发展中的前景展望5.5 大跨度钢结构的社会经济效益分析总结：大跨度钢结构作为一种创新的结构形式，具备卓越的设计、施工和经济性能。
本文通过对大跨度钢结构的概念、组成、设计原则、施工技术和案例分析等方面的阐述，展示了大跨度钢结构的重要性和应用前景。
希望本文能为相关领域的研究者和从业人员提供有益的参考和借鉴。
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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
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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
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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
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2.2 框架结构的特点和应用 续) 框架结构的特点和应用(续
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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
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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
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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
棋盘形四角锥网架
保持正放四角锥网架周边四角锥 不变，中间四角锥间隔抽空，下 弦杆呈正交斜放，上弦杆呈正交 正放。 克服了斜放四角锥网架屋面板类 型多，屋面组织排水较困难的缺 点。
斜放四角锥网架
棋盘形四角锥网架
星形四角锥网架
三角锥网架
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3.2网架类别 续) 网架类别(续 网架类别
抽空三角锥网架
蜂窝形三角锥网架
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3.3平板网架形式的选择（续） 平板网架形式的选择（ 平板网架形式的选择
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。
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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)
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)
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网架在地震， 网架在地震，温度及安装荷载作用下 的计算原则(续 的计算原则 续)
二：温度应力 网架结构施工完毕时的气温和网架使用 阶段最高或最低环境温度的差别，将引起网架杆件的温度 伸长或缩短，如果这些温度变形受到阻碍，将产生温度应 力。一般温差变化常按±300C计算。 温度变化引起的网架内力，可采用矩阵位移法或其他 近似方法计算。 网架结构符合下列条件之一时，可不考虑温度应力： （1）.支座节点的构造允许网架侧移时,其侧移值应大于 或等于“网架规程”所给表达式的计算值；（2）.当周边 支承的网架，且网架验算方向跨度小于40米时。支承结构 应为独立柱或砖壁柱。（3）.在单位力作用下，柱顶位移 大于或等于“网架规程”所给表达式的计算值。
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3.6 网架在地震，温度及安装荷载作用 网架在地震， 下的计算原则
一：地震作用 网架结构属于高次超静定结构，具有良好 的抗震性能。其抗震计算可按下列规定进行。 1：竖向地震作用 向 在抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋盖结构可 不进行竖向抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的地区 ，网架屋盖结构应进行竖向抗震验算。竖向地震作用标准 值按下式确定: FEvKi = ±ψvGi 2：水平地震作用 在抗震设计烈度为7度的地区，可不进行水平方向的 抗震验算；在抗震设计烈度为8度的地区，对于周边支承
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网架的内力分析（ 网架的内力分析（续）
拟夹层板法：把网架连续化为由三层不同材料组成的夹 层板，考虑网架剪切变形的影响，以一个挠度和两个转角 共三个广义位移为未知量，采用弹性平板弯曲理论建立基 本微分方程。然后用差分法或级数法解出挠度、弯矩和剪 力。再根据弯矩和剪力确定网架内力。 本法适用于两向正交正放，正放四角锥及正放抽空四 角锥网架。我国《网架结构设计与施工规程》JGJ17-91中 列有表格可直接查取拟板的内力和位移系数，再按相应公 式求得杆件内力和挠度。 假想弯矩法：假定网架下弦节点又一个假想弯矩能满足 平衡要求，根据静力平衡条件导出弯矩方程，然后逐个节 点写出以假想弯矩为未知数的多元一次联立方程。解出假 想弯矩后，即可求得网架杆件的内力。此方法适用于斜放 四角锥和抽空四角锥网架。
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
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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 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
•个性化(非大量建设项目，方案的极其个性化)
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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
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 适应性好
应用
广泛应用于公共建筑及工业厂房中
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3.2平板网架的形式和种类 平板网架的形式和种类
•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
应用 主要应用于工业建筑物中
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 3.6: 网架在地震、温度及安装荷载作用下的 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
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3.1网架结构的特点和应用 网架结构的特点和应用
檩条 6∼8m 屋架 檩条 主檩条 屋架 8∼12m
40∼50m 简单式
50∼70m 复杂式
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2.1 梁式结构的特点和应用 续) 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) 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)
大跨度钢结构
Large-span Steel Structure
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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
《网架结构设计与技术规程》JGJ7-91中国
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2.3 拱式结构的特点和应用 续) 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
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2.3 拱式结构的特点和应用 续) 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)
•网架变高度 可降低弦杆内力，使其趋于均匀；抗震性好；杆件种类增多 •上弦节点设置小立柱(常用) 可构造双坡，四坡或其它复杂的多坡排水屋面；跨度大时要作稳定和抗震计算 •支承柱变高度
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3.5 网架的内力分析
平板网架的内力分析方法很多，最常采用的有下列几种： 矩阵位移法：把网架离散为各个杆件，建立单杆的杆端 力和杆端位移的关系方程，然后根据力的平衡条件，建立 起各个节点的平衡方程，以节点位移为未知数，解出位移 后再确定全部内力。这是目前网架内力分析中比较精确的 方法，有电算的通用程序可以使用，它适用于各种平面形 状和支承条件的网架 交叉梁系差分法：把空间网架简化为交叉梁系，只考 虑体系的垂直位移，同时假设上下弦节点的垂直位移相 等。按照交叉梁系理论列出挠曲平衡微分方程，解出挠 度，然后进行弯矩和剪力的计算。为了避免求解微分方 程之繁，常采用差分法求解。