大跨度房屋钢结构简介

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房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第1页!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

120m160m(长春体育馆，网壳结构，1998)主跨1385m

(江阴长江大桥，悬索结构，1999)

个性化(非大量建设项目，方案的极其个性化)

大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第2页!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，抗震性能好悬索结构，网架和网壳结构大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第3页!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型式跨度在5060m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1/201/12

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大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第4页!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范围选取大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第5页!拱式结构(2)跨度达100m左右时，宜采用相距36m的拱对，拱对间距为915m大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第6页!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共68页，您现在浏览的是第7页!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，抗震性能好薄壳结构,悬索结构，网架和网壳结构,充气结构大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第8页!薄壳结构折板结构圆顶壳结构筒壳结构双曲扁壳结构大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第9页!折板结构巴黎联合国教科文组织总部会议大厅大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第10页!球壳圣索菲亚大教堂

公元532～537年建于土耳其伊斯担布尔，直径33m，原为拜占庭帝国东正教的宫庭教堂。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第11页!筒壳锯齿形锥壳大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第12页!扭壳双曲抛物面扭壳结构大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第13页!美国TWA环球航空公司候机楼

美国著名建筑师沙里宁1961年设计，用4片钢筋砼扁壳组成，形似一只正要起飞的大鸟。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第14页!墨西哥城霍奇米尔科水上公园餐馆建于1958年，费利克斯·坎德拉设计，八片莲花形双曲抛物面壳。

大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第15页!网架(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)两向正交正放网架表示法大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第16页!网架和网壳结构(3)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由四角锥体构成(五种)正放四角锥网架正放抽空四角锥网架大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第17页!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

三层网架示意图大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第18页!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(30m60m)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) 自由边反梁大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第19页!网壳我国网壳结构发展历程大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第20页!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d)三角锥柱面网壳e)抽空三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)两种大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第21页!网架和网壳结构(12)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双层球面网壳的网格形式角锥体系(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大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第22页!网壳的应用2001年河南鸭河口电厂干煤棚2003年国家大剧院大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第23页!地面安装提升就位构件补缺大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第24页!结构形式及分类

◆单向单层①单层悬索结构悬索屋盖结构通常由悬索系统，屋面系统和支承系统三部分构成。单跨双跨大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第25页!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。网状布置形式(适用于圆形，矩形等各种平面)单层双向设计要点单层悬索体系垂跨比经验取值：

1/201/10加强形状稳定性的措施：采用重屋面采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳采用横向加劲构件两向索正交布置屋面板规格统一边缘构件弯矩大于幅射式布置大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第26页!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大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第27页!帐篷式索网索网结构是同一曲面上两组曲率相反的单层悬索系统相交而成，凹向下为承重索，凸向上的稳定索。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第28页!大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第29页!车辐式双层悬索体系大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第30页!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大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第31页!膜结构富士馆——充气膜结构1970，大阪世界博览会而建16根直径4m的气囊，圆平面屋盖直径50m大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第32页!索杆膜混合体系桅杆塔柱钢缆绳膜面大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第33页!1997年长沙世界之窗剧场当年修建膜结构12座

面积：5.08万平米1998年深圳欢乐谷表演场当年修建膜结构21座

面积：4.8万平米大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第34页!仿自然界形体仿花仿山势仿波浪仿生物骨架

仿分子原子结构

晶体结构雪花花粉大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第35页!梁式结构结构型式

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)大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第36页!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大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第37页!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)结构布置跨度为4060m时，拱间距可取610m，无檩或型钢檩条大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第38页!拱式结构(3)侧窗难以开启，且宜积灰；檩条下移，构成横向天窗大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第39页!拱式结构(5)

拱脚构造处理构造不便空间利用大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第40页!薄壳结构薄壳结构基本概念：壳体厚度远小于曲面尺寸的物体。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第41页!折板结构大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第42页!球壳罗马万神殿

约公元120～124年建于意大利，直径43.3m，用天然火山灰，变壳厚，顶厚1.2m。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第43页!北京天文馆

1957年9月建成,直径25m，6cm厚，自重200kg/m2。

德国耶纳泽司天文馆

建于1922年，直径25m半球形穹顶，砼厚6cm，个真正意义薄壳。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第44页!双曲扁壳大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第45页!曲面壳顶的组合◆组合曲面

圆柱面切割组合组合扭面大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第46页!美国圣路易斯航空港候机大厅

大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第47页!网架与网壳我国网架结构发展历程1982年修建中的上海游泳馆1984年建造的广州天河体育中心体育馆大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第48页!网架和网壳结构(2)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，节点构造较复杂大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第49页!网架和网壳结构(4)斜放四角锥网架棋盘形四角锥网架星形四角锥网架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。由三角锥体构成(三种)三角锥网架大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第50页!网架和网壳结构(6)网架的点支承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

大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第51页!网架(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

注：L2

是以米计的网架短向跨度；跨度小于18米时网格数可适当减少。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第52页!网壳结构(1)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3050e)三向网格柱面网壳：联方网格柱面加纵向杆件网壳类别(以曲面外形分类)柱面网壳大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第53页!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d)联方型球面网壳e)三向网格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，小跨度大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第54页!网架和网壳结构(13)a)正交正放类b)正交斜放类c)正交斜放设斜杆类d)正交斜放设斜杆类e)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双曲面网壳大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第55页!实际施工图大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第56页!悬索结构悬索结构是以只能受拉的索作为基本承重构件，并将索按照一定规律布置所构成的一类结构体系，是杆件截面材料强度利用效率最高的结构之一。大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第57页!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单层悬索结构平行布置形式(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水平梁承受悬索拉力悬索直接锚挂于框架斜拉索将悬索拉力拉向地锚大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第58页!悬索结构(3)双层悬索结构索垳架一般形式由下凹的承重索，上凸的稳定索及它们之间的连系杆组成承重索垂跨比一般取1/201/15，稳定索拱跨比一般取1/201/25平行布置形式大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第59页!悬索结构(5)鞍形索网布置形式大跨度房屋钢结构简介共68页，您现在浏览的是第60页!工程实例美国瑞雷（Ral