大跨度房屋钢结构
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
大跨度结构风险控制要点
1.1大跨度结构1.1.1大跨钢结构屋盖坍塌风险1风险因素分析造成大跨钢结构屋盖坍塌的风险在设计方面的原因是设计不当引起的，主要有：（1）结构计算模型各种工况考虑不周；（2）荷载取值与实际使用情况不符，特别北方地区雪荷载引起的超载影响；（3）大跨钢结构屋盖稳定性不满足规范要求；（4）支座刚度取值不合理造成空间杆件内力与实际不符；（5）没有考虑地基基础不均匀沉降的影响。
2风险控制要点对大跨钢结构屋盖坍塌的风险，设计阶段要综合考虑和采取以下措施：（1）大跨钢结构屋盖结构设计必须考虑施工安装方案与结构分析计算的一致性，当施工安装方案改变时，必须按调整以后的施工安装工况重新进行结构分析计算；（2）大跨钢结构屋盖结构设计除满足规范要求外，要考虑非预期荷载影响，应考虑足够的安全储备，另外，在寒冷地区，应考虑温度变化对屋盖结构杆件内力的影响，并应考虑凹凸屋面的造型、采光天窗、女儿墙等引起的积雪超载；（3）大跨钢结构屋盖结构设计需特别注意整体稳定性分析及杆件稳定性分析；（4）大跨钢结构屋盖空间结构进行结构分析时，应考虑上部空间结构与下部支撑的结构的相互作用，准确合理确定支座刚度；（5）在遇到软土地基或湿陷性土质地基时，应考虑不均匀沉降造成的支座沉降和位移对上部空间杆件内力的影响，采用合理的地基基础形式，避免下部结构的不均匀沉降。
1.1.2雨棚坍塌风险1风险因素分析造成雨棚坍塌的风险在设计方面的原因主要有：（1）结构计算或构造设计不当；（2）对悬挑结构，设计文件没有提出施工程序要求。
2风险控制要点对雨棚坍塌的风险，设计阶段要综合考虑和采取以下措施：（1）对悬挑结构，设计要确保雨棚的抗倾覆能力；（2）对有拉杆的悬挑结构，设计要考虑风吸力的影响，确保拉杆受压时的强度和稳定性，同时设计要确保拉杆支座的连接节点的强度和构造合理；（3）对附于雨棚结构上的各类板件，应有牢靠的连接构造；。
大跨度工业建筑屋面钢结构选型与设计
大跨度工业建筑屋面钢结构选型与设计为满足工业建筑厂房的运行需求，让工业建筑厂房具有跨度大、层高高、建筑空间大、荷载大等特点，从而对于工业建筑的结构设计复杂多样，且具有相当难度。
特别是大跨度工业建筑的屋面钢结构选型及设计是重中之重，如果选择的型号不符合工业建筑的实际需求，就会引发新的问题，需要深入现场考察，结合已有资料展开设计，才能得到科学合理的屋面钢结构设计方案，同时还要展开优化设计，才能为后续的屋面钢结构施工奠定良好的基础。
本文以某项目为例，对大跨度工业建筑屋面钢结构选型与设计进行探讨。
标签：大跨度;工业建筑;屋面;钢结构;选型设计1、项目简述某重型装备制造基地重型钢结构厂房地处某市新区东南角，厂房长384m，宽114m，占地面积约4×104m2;厂房柱距12m，跨度36m+42m+36m。
屋架下弦最低标高为16.20m-27.02m;北跨设双层吊车（上层为2台160t/50t吊车，轨高22.5m;下层为2台75t/20t吊车，轨高18m），中跨设2台100t/32t桥式吊车（轨高16m），南跨设2台50t/5t桥式吊车（轨高12.30m）。
项目规划之初，鉴于建设地日常风力较大、空气洁净度较高、年辐射总量高于市区，非常有利于太阳能发电，同时重型工业厂房单体建筑面积大、屋顶高、屋面利用率高，并具有与建筑整体相结合的展示作用，为充分利用清洁能源，降低重装备制造业的能耗，使重装备”轻”起来，在重型钢结构厂房轻型屋顶之上建1MW太阳能光伏电站，通过多次论证，最终确定在本联合厂房南跨13000m2的屋面上满铺太阳能电池板。
2、大跨度工业建筑屋面钢结构风荷载分析该厂房为三跨结构，在屋面上安装大量的太阳能电池板，查找现行规范后，发现厂房可以参考双坡屋面结构，但是屋面本身设置了大量的太阳能电池板，并且与屋面保持20°左右的夹角，保持架空状态，在气流逐渐流过屋面时，会产生一定的风吸力，可能对屋面钢结构产生负面影响。
大跨度钢桁架连廊的结构设计与分析
大跨度钢桁架连廊的结构设计与分析摘要：高层建筑能够有效提高土地利用率，为大众提供更为舒适便利的居住、商用条件。
在现阶段，为了进一步丰富高层建筑的功能，提高建筑空间利用率，大跨度钢结构连廊已经成为当下高层建筑中极其常见的结构，其作为空中连廊结构不仅能够更好实现相邻塔楼之间的联系，增加建筑的采光和空间，同时还具备极好的美观性和观赏性。
但是大跨度钢结构连廊设计难度较高，在具体设计时需要综合考虑多方面因素的影响，因此文章结合具体工程实例探讨了高层建筑大跨度钢结构连廊设计中的要点和关键，以供参考。
关键词：大跨度钢结构连廊；竖向自振频率；时程分析；峰值加速度1大跨度钢结构连廊结构的特点大跨度钢结构连廊的设计关键在于做好各组成部分之间关系的分析和连接。
尤其对于大跨度钢结构连廊这类结构，更要进行重点关注，全面考虑风载、地震、人行激励下的动力响应等的影响。
钢结构连廊两端与主体结构的连接可以采用刚接或固定铰支座、滑动铰支座连接，一般情况下宜尽量采用刚接，当连廊处在建筑底部的1/3高度范围内时(低位连接)也可采用滑动支座连接[1]。
连廊两侧塔楼宜采用双轴对称的平面形式，如果两侧塔楼不对称，在地震中将会出现复杂的X、Y、θ相互藕联的振动，扭转影响大，对抗震不利，进而会对连廊产生严重破坏甚至塌落，同时使主体结构中与连廊相连的部位结构严重破坏[2]。
为满足行人的舒适感，大跨度钢结构连廊的舒适度分析也是至关重要的。
钢结构连廊在具体设计时需要从受力条件和环境入手展开仔细的分析计算，合理进行科学连接方式的选择及采取足够的保障措施，确保连廊的安全性。
2高层建筑大跨度钢结构连廊设计中的关键点分析2.1工程概况以及相关设计参数某高层商业建筑包括两栋塔楼，两栋塔楼在7层处设置钢结构连廊，连廊的跨度、宽度和高度分别为50.4m、5.8m和4.5米，底标高为28.7m,其两端分别作者简介：何振华（1985~），男，浙江湖州人，中华人民共和国一级注册结构工程师。
大跨度钢结构施工过程结构分析方法
大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究摘要：随着大跨度钢结构应用范围的扩大，其在施工过程中也相继出现了如下问题：吊装大型构件过程中的刚度、强度及稳定性问题；临时构件及永久构件在拆撑过程中的安全性及相互作用等问题。
本文简述了大跨度钢结构施工的施工方法及力学原理，并探析了大跨度钢结构施工力学分析方法。
关键字：大跨度结构施工力学原理结构分析方法大跨度钢结构兴起于20世纪50年代，且其结构形式在之后几十年的发展中呈现多样化的特征。
现阶段，大跨度钢结构凭借着自身独特的优势已经发展成为了我国应用范围最广的建筑类型。
作为现代化大跨度复杂钢结构的设计人员，其必须高度关注结构的最终设计状态、结构的成型过程、结构的设计状态、结构的施工程序及施工方法等。
一、大跨度钢结构施工的力学原理就大跨度钢结构施工过程而言，施工计算及施工分析事关结构施工最终要求与设计要求的内力目标及位移间的一致程度。
此外，结构施工方案的选择应该以结构设计状态要求为依据，并对施工质量进行验算及控制，以确保结构施工安全。
因大跨度钢结构施工过程可转换为慢速时变过程，则时间冻结法在结构施工力学数值分析方面的应用效果极佳。
大跨度钢结构施工力学的数值方法包括拓扑变化法、时变单元法及一般单元法。
所谓时变单元法，其主要是指在不改变离散网格的条件下，通过改变单元大小来改变求解区域，但时变单元法具有数值积分稳定性差的缺点；所谓拓扑变化法，其主要是以数值手段为依托，以拓扑学原理为基础，以改变时间范围内的时间区域，但拓扑变化法的应用具有较大局限性，即时变次数不宜过多，否则无法确保计算效率的提高；所谓一般单元法，其主要以增减单元为手段，以改变求解区域为目的，但一般单元法具有网格不断二次剖分及运算矩阵奇异等缺点。
此外，时变单元法及拓扑变化法均要求二次编写程序。
就运动物体的描述而言，拉格朗日列式的应用较为普遍，这也是大跨度钢结构施工力学分析中的一大特点。
拉格朗日描述在增量的非线性分析方面的应用效果尤其突出，理由是拉格朗日描述能够准确反映出物体各点在整个加载过程中的变形情况。
浅析大跨度钢结构设计施工建议
浅析大跨度钢结构设计施工建议摘要：大跨度钢结构设计与施工一直是一个值得探讨的问题，笔者从大跨钢结构设计方案、推广应用高性能钢材、结构安全等级的掌握、焊缝等级的选用及施工因素对设计承载能力的影响等方面提出建议。
关键词：大跨度钢结构设计施工建议一、分析大跨度空间钢结构的特点现阶段，我国大跨度空间钢结构的基础相对较弱，但其发展速度和应用规模达到了新的高度，这反映了我国经济社会的快速发展。
大跨度空间钢结构的特点主要包括以下几个方面。
1、节点形式更为复杂在现阶段，大跨度空间钢结构的一个特点就是节点形式变得更加复杂。
节点形式不但有铸钢节点，而且有球铰节点、锻钢节点等各种形式的节点。
2、结构形式多样化和复杂化大跨度空间钢结构发展初期，结构比较简单，但经济社会的不断发展对大跨度空间钢结构提出了新的要求。
大跨度空间钢结构变得更加复杂，新的组合、形式不断出现，使得大跨度空间钢结构的发展更加活跃。
鸟巢体育馆采用的结构是扭曲空间析架结构，这种结构较为复杂，从另一个侧面反映了大跨度空间钢结构的发展状态，它的形式和结构趋于复杂。
3、构件加工的难度加大，加工精度的要求提高国家级或城市的标志性建筑这些重大工程对精度要求一般较高，它不仅要求精度较高的构件，还要求十分严格的焊接技术，这在某种程度上使得大跨度空间结构的施工对质量提出了更加严格的控制。
4、钢材等级变高，钢板厚度加厚，结构跨度变大现代大型建筑规模和跨度变得越来越大，从几十米跨度到上百米甚至几百米的跨度，发展异常迅猛。
此外，钢材的等级也在不断增加，钢板的厚度加厚，据相关数据的统计，某些建筑采用的钢板厚度超过了120mm，而且还有不断增加的趋势。
5、构件数量、截面类型多，设计难度变大现代房屋的构件数量不断增加，从几百个、上千个到现在的几万个。
这些构件的横截面积并不完全相同，在尺寸和长度上有所差异，给房屋的施工带来不便。
6、大量应用现代预应力技术预应力技术有助于提高构件的刚度，使其更加持久、耐用，这一技术在弦支弯顶结构有所应用。
大跨度空间钢结构施工技术课件
二、大跨度空间钢结构加工制作 3、焊接技术
大跨度钢结构典型焊接技术： 1、网格结构的焊接 管管对接焊接、钢管相贯线焊缝、倾斜钢管对接
45°
1
3
焊完后旋转90°
45°
2
4
45°
45°
二、大跨度空间钢结构加工制作 3、焊接技术
一、大跨度空间钢结构发展及结构分类 2、网架网壳
网壳按曲面形式分可以分为柱面网壳、球面网壳、抛物面网壳、 椭球面网壳、非线形曲面网壳。
一、大跨度空间钢结构发展及结构分类 2、网架网壳
网壳节点刚 度比较复杂， 根据节点不 同可分为铰 接、半刚接、 刚接。
国家大剧院，平面尺寸为椭圆 142m x 212m
一、大跨度空间钢结构发展及结构分类 4、其他空间钢结构体系
奥运会水立方 游泳馆：多面 体空间框架结 构。
二、大跨度空间钢结构加工制作 1、加工制作流程
大跨度钢结构的加工制作流程如下，与一般钢结构的加工制作流程相近，但是复 杂程度要大得多，控制要点特别是尺寸的精度控制严格，其中深化设计、组立、 焊接技术相比于一般钢结构的加工使用了更多的新技术、新工艺。
一、大跨度空间钢结构发展及结构分类 3、预应力钢结构
张弦梁（张弦桁 架）：用撑杆连 接抗弯受压构件 和抗拉构件而形 成的自平衡体系。 张弦梁结构由三 类基本构件组成， 即可以承受弯矩 和压力的上弦刚 性构件（梁、拱、 桁架）、下弦的 高强度拉索以及 连接两者的撑杆。
一、大跨度空间钢结构发展及结构分类 3、预应力钢结构
二、大跨度空间钢结构加工制作 2、深化设计
典型节点、构件深化设计: 1、桁架节点 大跨度钢结构一般外形尺寸复杂，在进行深化设计时，必须将其与制造、安 装方案结合起来，为安装创造条件，其中重点考虑内容包括大跨度构件起拱、圆 管相贯焊接深化以及节点加固、构件分段。
大跨度钢结构安装施工方案PPT
（2）当天安装的钢构件应形成空间稳定体系。 （3）进行钢构安装时，应对称焊接，防止应力过大产生变形；各平台面上堆放的 荷载，不得超过钢梁和压型钢板的承载力。 （4）安装柱与柱之间的主梁构件时，应对柱的垂直度进行监测。除监测一根梁两 端的柱子的垂直度变化外，还应监测相邻各柱因梁连接而产生的垂直度变化。
本工程六大钢结构物流仓库均为单层单跨门式钢架结构，跨度为48m，总建筑面积为 47856.8m2；另外，在西北角设置有两个查验平台，钢结构单跨跨度分别为12m、18m，建筑 面积分别为389.5m2、1705.65m2。
项目位 置
3.地理位置
本工程位于 *******************，
*************************** ****。场地地形相对平坦，浅 表部分布有农作物和灌木丛，
2.整体安装顺 序 根据本工程跨间支撑体系设置，吊装由端头山墙轴线开始向前推进，每跨钢柱
安装完后安装柱间连接系，每榀屋架吊装后立即将该梁间支撑系安装上，使之形成
稳定体系。具体安装顺序示意图如下：
（1）安装山墙端头处第一根钢 柱 （螺栓拧紧，缆风绳临时固 定）。
（2）根据第一根钢柱做法，安装山墙位 置第一排 钢柱（注意：可适当增加山墙墙面檩条， 缆风绳 按要求固定，增加其稳定性）。
（2）招标投标文件，及与建设单位签订的合同；本项目设计图纸；
（3）施工调查资料；本公司的技术素质、资金储备、劳力资源、物资储备等综合实力；类似工程施
工经验；一体化管理体系文件要求等。
第二章 工程概况
1.项目简介：本项目用地总面积约20万m2，拟按两阶段建设，一期拟建综合楼、A1～A4，B1～B2仓
大跨度复杂钢结构施工过程中若干技术问题及
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨【摘要】：随着现代建筑业的飞速发展，大跨度空间钢结构在房屋施工中有着广泛的应用，本文先介绍大跨度空间钢结构的特点，对其在房屋施工中应注意的技术问题进行分析。
【关键词】：大跨度复杂钢结构；施工技术；问题探讨中图分类号： tu391 文献标识码： a 文章编号：引言随着经济、文化建设需求的扩大以及人们对建筑欣赏品位的提高，大跨度空间钢结构由于其形式多样化，造型美观，经济性好等特点越来越受到设计师们的青睐。
目前大跨度空间结构主要被应用到机场建筑、会展中心、体育场馆、展览馆等大型公共建筑的屋盖结构中。
各种类型的大跨度空间钢结构在欧、美、日等发达国家发展很快，其跨度和规模越来越大，新材料和新技术的应用十分广泛，结构形式越来越丰富。
许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性或标志性人文景观。
一、大跨度钢结构常见施工方法大跨度钢结构体系主要有网架结构、悬索结构和网壳结构等，对于这些类型的结构而言，由于受力形式的特点使其在施工过程中需要考虑的因素诸多，如施工场地条件、施工单位机械具准备、施工成本和工程质量等。
目前较为常见的大跨度钢结构施工方法主要有以下六种：1、高空散装法高空散装法是指将结构全部构件分成小单元散件并直接在高空设计位置拼装成整体的方法，施工过程中可以采用满堂支架法和悬挑法两种。
前者主要在国内应用的较多，这种施工方法特别适用于节点较多的网架结构，其特点是不需要大型起重设备，但是支架的搭设会占用较多的材料。
2、分条或分块安装法分条或分块安装法又称小片安装法，通常是将结构构件在地面焊接、拼装成条状或块状单元，然后由起重设备吊装至设计位置拼接成整体结构。
这种方法相对于高空散装法节省了大量的地面支架，而且分条或分块单元的大小通常可以由起重设备的负荷能力决定，因此施工方案的制定相对较灵活。
3、整体吊装法整体吊装法是指先将结构构件在地面拼装成整体，然后用起重设备将其吊装至高空设计位置并固定安装的施工方法，这种方法特别适用于中等跨度的桁架结构，但是对起重设备的要求较高，而且在整体吊装过程中地面土建工程的施工会受到很大影响。
大跨度钢结构施工要点
大跨度钢结构施工要点导言大型公共建筑及工业厂房都有大跨度钢结构的影子，大跨度结构主要是在自重荷载下工作，为减轻结构自重，往往适宜采用钢结构作为主体结构。
安装方法高空原位单元安装法高空原位安装法包括高空原位散装法和高空原位单元安装法。
“散装法”一般是指将构件采用悬挑法或满堂支架法直接在设计位置进行拼装的一种方法。
此法需搭设满堂支撑，以提供高空搁置及工人的操作平台。
优点：由于单件的重量较轻，可有效降低起重设备的起重要求。
缺点：支撑搭设时间长，高空作业多，工期跨度大，且需用大量支撑材料，占用大量建筑物内场地。
适用范围：多应用在跨度不大、工期要求不紧的网架、网壳等大跨结构中。
“单元安装法”则是把结构进行合理分块，然后将这些分块单元吊装至设计位置安装。
为保证现场单元的顺利拼接，宜先将若干单元在工厂预拼装。
此法的重点是吊装单元的合理划分，一般应把握以下要点：单元的大小视选用的起重机能力和结构形式而定，比如对于大跨钢桁架结构，分块位置不宜在桁架跨中；对于梁柱结构，设计一般建议将分段位置设在反弯点位置；对于网架及网壳结构，一般可采用分块或分条的方案；单元必须自成体系，有足够的稳定性、刚度及强度。
整体提升安装法结构滑移法采用这种安装技术，拼装场地和组装用机械设备可集中于一块相对固定的场地，与原位安装法相比，可减少临时支承与操作平台的措施用量，节约场地处理和管理成本。
先用结构滑移法，其关键的考虑是结构直接在设计位置施工有难度，例如场外周边施工场地有限，跨内不能满足吊装设备的正常行走。
这一工法的基本构成要素只是将“整体提升工法”中的地面组装、反力支承、整体提升置换为“横向移动”，所以本质上与提升工法相同。
采用此法至少应注意几个要点：结构支承处有利于铺设滑移轨道，滑移路线长，效率越高；滑移单元应为几何不变体系，滑移过程中有足够的刚度和稳定性，尽可能减少滑移时的抵抗力；当采用多点牵引来实现滑移时，为避免结构在滑移过程中发生扭转，牵引的同步性须得到控制，若难以保证，则应充分计算评估因牵引不同步给滑移单元造成的影响，必要时可为滑移单元进行临时加固；滑移单元在最后固定之前，结构在移动方向与其正交方向存在着“容易滑移”的趋势，因为与设计支承条件不同，要防止设计外(即滑移平面外)的变形，有必要采取防止“滑落”的对策，比如在两侧支承附近设置自平衡的刚性拉杆或柔性拉索。
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正放抽空四角锥网架
网架和网壳结构(4) 网架和网壳结构(4)
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
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。
d) 正交斜放设斜杆类
e) 正交斜放设斜杆类
悬索结构(1) 悬索结构(1)
特点
轴向拉伸抵抗外荷作用，充分利用钢材强度 施工方便，费用低 便于建筑造型 平行布置形式(跨度可达80m，德国多特蒙特一展览厅，1956)
水平梁和框架一起 承受悬索拉力
单层悬索结构
水平梁 承受悬索拉力 斜拉索将 悬索拉力 拉向地锚
斜放四角锥网架
由三角锥体构成(三种)
棋盘形四角锥网架
星形四角锥网架
三角锥网架
网架和网壳结构(5) 网架和网壳结构(5)
抽空三角锥网架
蜂窝形三角锥网架
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
网架和网壳结构(6) 网架和网壳结构(6)
网架的点支承
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 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
网架和网壳结构(3) 网架和网壳结构(3)
由四角锥体构成(五种)
正放四角锥网架
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，正六三角形平面 在谋些平面形状会出现不规则杆件
减轻基础负担；结构可外露；横梁高度可取跨度的1/201/12 设置预应力拉杆减少跨中弯矩，横梁高度可取跨度的1/401/30
框架结构(2) 框架结构(2)
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
框架结构(3) 框架结构(3)
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
德国多特蒙特展览大厅
前苏联克达斯若牙尔斯克车库
日本古川市民会馆
悬索结构(7) 悬索结构(7)
双层悬索
瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场
芬兰赫尔辛基冰上运动场
德国法兰克福机动车检修场
罗马尼亚布加勒斯特文体宫
悬索结构(8) 悬索结构(8)
鞍形索网
前南斯拉夫莱士科瓦克纺织博览馆
加拿大卡尔加里滑冰馆
d)三角锥柱面网壳
e)抽空三角锥柱面网壳
网架和网壳结构(11) 网架和网壳结构(11)
球面网壳
a)肋环型球面网壳
b)Schwedler型球面网壳
c)Schwedler型球面网壳 单层球面网壳的网格形式 a):刚度差，适用于中，小跨度 b):刚度好，适用于大，中跨度 c):交叉斜杆Schwedler型 还有其它Schwedler型 d):菱形网格，造型美观 e):适用于中，小跨度
网架和网壳结构(10) 网架和网壳结构(10)
a)正放四角锥柱面网壳
b)正放抽空四角锥柱面网壳
c)斜置正放四角锥柱面网壳 双层柱面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系 a)：刚度大，杆件少，最常用 b)：适用于小跨度，轻屋面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种
平行布置形式
悬索结构(4) 悬索结构(4)
幅射式及网状布置形式
上索既是稳定索，又直接承载 a)双层内环梁 b)双层外环梁 c)双层内外环梁 d)单层外环梁网状布置 e)双层外环梁网状布置
悬索结构(5) 悬索结构(5)
鞍形索网布置形式
a)
悬索结构(6) 悬索结构(6)
一些典型建筑
单层悬索
德国乌柏特市游泳馆
网架和网壳结构(13) 网架和网壳结构(13)
双曲面网壳
a) 正交正放类
b) 正交斜放类
c) 正交斜放设斜杆类 双曲面网壳的网格形式 1.正交正放类 a):单层时在方格内设斜杆 双层时组成四角锥体 2.正交斜放类 b):抗剪强度弱 c):第三方向局部设斜杆 d):全部方格内设双斜杆 e):第三方向全局设斜杆
网架和网壳结构(9) 网架和网壳结构(9)
网壳类别(以曲面外形分类)
柱面网壳
单层柱面网壳的网格形式 a)单斜杆柱面网壳：杆件数量少，节点构造简单；刚度差 b)人字形柱面网壳：亦称弗普尔形柱面网壳 c)双斜杆柱面网：壳杆件数量多；刚度好 d)联方网格柱面网壳：杆件组成菱形，夹角为30° 50° e)三向网格柱面网壳：联方网格柱面加纵向杆件
拱式结构(5) 拱式结构(5)
拱脚构造处理 构造不便 空间利用
网架和网壳结构(1) 网架和网壳结构(1)
特点
多向传力，空间刚度大，抗震性能好 适应性强 经济指标好 网架类别(以网架构成方式分类) 由平面桁架构成(四种)
网架表示法
两向正交正放
网架和网壳结构(2) 网架和网壳结构(2)
两向正交斜放
侧窗难以开启，且宜积灰；檩条下移，构成横向天窗
拱式结构(4) 拱式结构(4)
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，拱钥铰使结构复杂化)
亦分为实腹式和格构式 宜设计成等截面 实腹式截面高度可取跨度的1/801/50 格构式截面高度可取跨度的1/601/30 水平推力 拉杆设置 支座设计 框架结构
大跨度房屋钢结构简介
大跨度钢结构的应用及其主要特点 大跨度房屋钢结构的类型 梁式结构 框架结构 拱式结构 网架和网壳结构 悬索结构
大跨度钢结构的应用及其主要特点
应用
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
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 悬索结构，网架和网壳结构
空间作用(diaphragm，蒙皮效应)
梁式结构(1) 梁式结构(1)
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
结构布置
檩条 68m 屋架 檩条 主檩条 屋架 812m
d)联方型球面网壳
e)三向网格型球面网壳
网架和网壳结构(12) 网架和网壳结构(12)
a)肋环型四角锥球面双层球面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系 只需将单层球面网壳中的杆件用平面网片代替(略) 2.角锥体系(常见四种) a):肋环型四角锥球面网壳， b):联方型四角锥球面网壳 c):联方型三角锥球面网壳， d):平板组成式球面网壳 d)平板组成式球面网壳
点支承的设置原则 通过正弯矩和挠度减小，使整个网架的内力趋于均匀 对于单跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/3 (下图a) 对于多跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/4(下图b)
点支承的柱帽形式
网架和网壳结构(7) 网架和网壳结构(7)
网架选型
周边支承的矩形平面形状 长短边之比≤1.5时： 斜放四角锥网架，棋盘形四角锥网架，正放抽空四角锥网架 对于中(30m 60m)小(<30m)跨度，亦可选星形四角锥网架，蜂窝形三角锥网架 长短边之比>1.5时： 宜选正放类网架----两向正交正放网架，正放四角锥网架，正放抽空四角锥网架 点支承的矩形平面形状 两向正交正放网架，正放四角锥网架，正放抽空四角锥网架 圆形，多边形平面形状 宜选三向网架，三角锥网架，抽空三角锥网架 两边或三边支承的矩形平面形状 自由边作处理后可按周边支承情形考虑。自由边的两种处理方法： (a)整个网架高度加大，自由边杆件截面增大 (b)自由边局部增加网架层数(形成反梁) 反梁
4050m 简单式
5070m 复杂式
梁式结构(2) 梁式结构(2)
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5070m及更大时，采用桁架形式(吊顶与下弦设间隙)
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1/81/6(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)
悬索直接 锚挂于框架
悬索结构(2) 悬索结构(2)
幅射式布置形式(适用于圆形，椭圆形平面)
下凹双曲率碟形屋面 不便于排水，最大的 碟形屋面：美国阿拉 美达比赛馆，跨径 128m(1967) 伞形屋面 最大的伞形屋面： 前苏联伊利姆斯克 汽车库，跨径206m
受拉内环采用钢制，受压外环采用钢筋混凝土制作。可比平行布置做到较大跨度。
框架结构(1) 框架结构(1)
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 结构型式
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) 跨度在5060m时，常用双铰实腹式框架(常用工字形截面)
自由边
网架和网壳结构(8) 网架和网壳结构(8)
网架屋面排水
网架起拱 适于双坡排水；抗震性好；起拱高度过大，内力分析应计及 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
网架几何尺寸
拱式结构(1) 拱式结构(1)
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)