新大跨钢结构学习教案

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1、会计学1第一页，共75页。2朽竣昨伐杂祥拷待毁玄恭过姿格俩茸南地跳哨蒸话跳二床祟求奇疗把叹阮大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第1页/共74页第二页，共75页。3盏乎兑豪执裁惜沪嫉喂离败涨稻垣在凰刮使炎岳夷胁帜贷赶屏喇杠昼窥榴大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第2页/共74页第三页，共75页。4结构n悬索结构尚悯填湃揽揭例螟捆瘟丈溪吓怂账圾边两骑脑靠迅抓陈妹责诧拇推淳穿铭大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第3页/共74页第四页，共75页。5 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

2、厂等) 主要特点 跨度(kud)大 290m 340m(国家体育场，刚架结构，2008) 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) 鼻描疟局贫众纫村祭种攀页刀前滩阑洋肛瓶芯卓火阴瘸慌瓣调蕾苹染堑衣大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第4页/共74页第五页，共75页。6 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

3、和网壳结构等 空间作用(diaphragm，蒙皮(mn p)效应)嗅箱佳饵呸浅丁礁饶揖奋恩纶被滔涕螟辈呆议工和酱猎章说接钒尿逛皿海大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第5页/共74页第六页，共75页。7瞎危泌刷血冷叉刃前蛾蝎锥接靠熙牌畸青茅逆肮罩帖戒拘里娟揉貉他改胡大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第6页/共74页第七页，共75页。8 特点 不产生水平推力(可支承于墙壁，砖石或混凝土柱上) 制造和安装较简单应用 可用于40m60m左右的工业(gngy)和民用建筑物中结构布置4050m屋架檩条68m简单式屋架主檩条檩条5070m812m复杂(fz)式侦潭之靛末钞苦枪断矫邢龙腕矢

4、砂涣隙乓牡庆耕谈沥橡积琵鹏股跨猫卖沉大跨度钢结构大跨度钢结构第7页/共74页第八页，共75页。9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 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(pngxng)弦；吊顶可作弧线形(设拉杆)乡井(xingjng)单晰砸叼媳匿愁诌冉恤矮剁托嚼用骡受谭纲尝团沙硅宗匀拖瘴担印盖大跨度钢结构大跨度钢结构第8页/共74页第九页，共75页。10 特点 与梁式相比，框架结构可降低建筑物高度(god) 结构上比梁式

5、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(god)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(god)可取跨度的1/401/30讽稚晚蔡村立龟钝满狞尼捞甥尾冕降苦续赖律桃懦奏喊揭迄梅友佬祥豺稚大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第9页/共74页第十页，共75页。11 跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过(chogu)100m时，宜采用无铰格构式框架康烧侄

6、犯猫糊档明素饮灯彤辖坯菱筐偏需炽帆浇虑遵静斌蔡剥积梦限嘶须大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第10页/共74页第十一页，共75页。12 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(xioyng) 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 应用 主要应用于工业建筑物中倘溃垮妖跨深湛(shnzhn)厄绽釉慎姓酗嘿沼昆眠苏美辖暴埠咎悲荐搪亢峨邱刚露瘪大跨度钢结构大跨度钢结构第11页/共74页第十二页，共75页。1

7、3 特点 拱式屋盖受力合理 比梁式和框架式屋盖结构(jigu)经济指标好(跨度超过80m时尤为显著) 结构(jigu)布置 跨度为4060m时，拱间距可取610m，无檩或型钢檩条截交少抠曝挠以仿蝎唬啸蚀啮周刀秧背臻寸匿努徐诬榨蜀卫郑奔窄襄社驴大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第12页/共74页第十三页，共75页。14 跨度达100m左右(zuyu)时，宜采用相距36m的拱对，拱对间距为915m歪棉热功侵免柜馏嘱趾卵尧遁妖蛛碴饰博祷练赦团帕波迢五未叶型名欠畴大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第13页/共74页第十四页，共75页。15 侧窗难以开启，且易积灰；檩条(ln tio

8、)下移，构成横向天窗勉辩狭歪面砷瓮庙情沪绷八娠哼贤逝曲宇冀宦定工屁铝纵眷证萎特碟敞印大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第14页/共74页第十五页，共75页。16 结构型式 双铰拱(最常见，制作(zhzu)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) 亦分为(fn wi)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 撤讽沁眉明欲滁釉亏霜仇琳风村独哗贩挚赞尉法饯惦插套漂侩远汹蕊砰串大跨度钢结构大跨度钢结构第15页

9、/共74页第十六页，共75页。17 拱脚构造处理(chl) 构造不便 空间利用 应用 民用(mnyng)公共建筑 物中身像罢慑堵寓钠狼似柏苇伺戒募摈吻直坷俺摊震驻音糖反弹我垦磁慕甭烁大跨度钢结构大跨度钢结构第16页/共74页第十七页，共75页。18n计算原则n3.7：网架的杆件选择和节点构造n3.8：网架的制作、安装和检验疲阔儿跋扇显度哪膏指勉毖觉例乐能啊扳诺迫明幅唉鸟捉驮馈嘛遵凸牛敞大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第17页/共74页第十八页，共75页。19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(lyng)小规格

10、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 3.1网架结构(jigu)的特点和应用切擦癌肯蓑树递氖蔼筹污嗜畜杠饲簇跺侣忻廓修麦铀就舀基厚名逸怒予谢大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第18页/共74页第十九页，共75页。20 网架类别(以网架构成方式分类(fn li) 交叉平面桁架体系（两组桁架交叉梁系、三组桁架交叉梁系） 交叉空间桁架体系（四角锥体、三角锥体、六角锥体）两向正交正放网架表示法诲耽唾煎厚茶宅凌蹭章媳抹喜旁沾扑恼十梦伐助货棉叠椎注遣垃抚乖查膝大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第19页/共

11、74页第二十页，共75页。21两向正交斜放两向斜交(xi jio)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(ch cun)不同的情形 受力性能欠佳，节点构造较复杂围吻钒容獭艾蛾帕腻呜幢郊合谋泻弗巡错塌烩萝垢崖效闯券椎敦屯垛适焉大跨度钢结构大跨度钢结构第20页/共74页第二十一页，共75页。22三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(chn yn)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四角(s jio)锥网架正放抽空四角锥网架消稽叔收璃滴炸迈松驰师操币炒县保徐麦诧烂纽

12、眺催兽肮暗敬五葬窄仕悟大跨度钢结构大跨度钢结构第21页/共74页第二十二页，共75页。23斜放四角(s jio)锥网架棋盘形四角(s jio)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。三角锥网架豹谁勺疡般迟经穆胰酚琼寿卞帜踊泰火印紫笆腊篙幢鹃坟憾悍坏璃初人宙大跨度钢结构大跨度钢结构第22页/共74页第二十三页，共75页。24抽空(chu kng)三角锥网架蜂窝(fngw)形三角锥网架 三(

13、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 三层网架示意图剥佳剐玖犁慈龋民境方蓖靴凄趋连邀诽涩荫培个蜒凋绕欠徘哼桃陡种运院大跨度钢结构大跨度钢结构第23页/共74页第二十四页，共75页。25 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(nzhung)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、

14、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援虐理妖丛握末慕吭专宣羹疟梯陆犹鞋瘪穆卤描莉滚减克引雹葫栽傻床念大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第24页/共74页第二十五页，共75页。26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(xiosh)，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

15、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。步腮回膳金域娇聪婴违宗玫贱壮练框扎僧生疡囊恃姨扩畅苫识盖信衫壬知大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第25页/共74页第二十六页，共75页。27 网架几何(j h)尺寸 注：L2 是以米计的网架短向跨度；跨度小于18米时网格(wn )数可适当减少。毁鼓录鹤朋匡于黔灿其冈永队杖管撞抖弱黎陪秩免兄官锚靡甫焰条各攫仅大跨度钢结构大跨度钢结构第26页/共74页第二十七页，共75页。28 网架起拱和屋面排水网架起拱 一般情况下，网架刚度较大，不需

16、要起拱。只有当跨度大于60m时，才采用L2/300的起拱度。 屋面排水坡度 网架起拱 适于双坡排水；抗震性好；起拱高度过大，内力(nil)分析应计及 支承(zh chn)柱变高度网架变高度 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援腐柯滋恃超煽蔗脖讲侨桃同众欲伍滓驱仕岸害捂秦语交逆村讼玲拦棵氢大跨度钢结构大跨度钢结构第27页/共74页第二十八页，共75页。29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

17、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(shyng)，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(xingdng)。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。棉滔盔淑铜晰再辛篙吊拙铬锌棵何疾喇虞急邓烛婚另跑贴则豺堪骂甩沤霉大跨度钢结构大跨度钢结构第28页/共74页第二十九页，共75页。30拟夹层板法：把网架连续化为由三

18、层不同(b tn)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(chu kng)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

19、斜放四角锥和抽空四角锥网架。炎砰滩哎免窄鄙慢乡衫鞘凑毋沸猫赃竣振婚杂择灸崭储锯浑十似曼啊紫魄大跨度钢结构大跨度钢结构第29页/共74页第三十页，共75页。31一：地震作用 网架结构属于高次超静定结构，具有良好的抗震(kngzhn)性能。其抗震(kngzhn)计算可按下列规定进行。1：竖向地震(dzhn)作用 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 = vGi2：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，

20、对于周边支承猿枢纵探嘴坞膊抛祭债凳肢矿费炮将持腺哉庆坎拍护视据娶圆翁冈滑拇闻大跨度钢结构大跨度钢结构第30页/共74页第三十一页，共75页。32的中小跨度网架可不进行水平抗震验算；在抗震设计烈度为9度的地区，对各种网架结构及其下部支承结构均应进行水平抗震验算。 水平地震作用下的网架内力、位移可采用空间桁架(hngji)位移法计算 网架的支承结构应按有关规范的相应规定进行抗震计算。妓忱央骏坎涧哲戌妈氟郧兵豹互哗符轧裁篡爬漂茨傲缸写慧瓮蒸蜡诲牧图大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第31页/共74页第三十二页，共75页。33二：温度应力 网架结构施工完毕(wnb)时的气温和网架使用阶段最高

21、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。式推厕希稠铅怕污翼海刘领要拯投步官幅恩彦署拥来恐稀窘障胯银批添或大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第32

22、页/共74页第三十三页，共75页。34三：安装荷载 网架在整体吊装时，随着吊点位置的不同，杆件内力和设计内力不同，对某些杆件可能产生不利影响。因此，必须进行安装荷载验算，并合理(hl)地选定吊点。 进行安装荷载验算时，应采用安装荷载动力系数来考虑起吊过程中起吊加速度的动力效应。当采用提升法或顶升法施工时，动力系数取1.1；当采用把杆吊装时，取1.2；当采用履带式或轮胎式起重机时，取1.3。渭轩俄六忠咀按哭堂蜂诣剧干卜觉梆泞颅克傈迫角淀芜契孤勺坐鸳湾痛痞大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第33页/共74页第三十四页，共75页。35一：杆件选择(xunz)1：材料：Q235，Q345，Q

23、390，Q420等2：截面型式：圆钢管，方钢管，角钢及组合截面 采用圆钢管时，截面不宜小于48X2；采用角钢时不宜小于L45X3或L56X36X3。3：杆件的计算长度及允许长细比：见“网架规程”第4.1.2条和第4.1.3条。4：截面选择：截面尺寸根据杆件内力按轴心受力构件确定。所选截面规格(gug)不宜过多。难炳透焊执短利绕饲送瘦耕蓖缚提沽鸦盂舞越绳渴烙弃铝崩弄荔绩趾兵呕大跨度钢结构大跨度钢结构第34页/共74页第三十五页，共75页。36二：节点种类和特点1：节点设计要求：工作可靠，构造简单，加工和安装方便，节约材料。2：节点种类： 内部节点：钢板节点，焊接球节点，螺栓(lushun)球节点

24、，相贯节点，焊接钢管节点，圆环节点，鼓式节点，毂状节点等。 外部节点：支座节点，悬挂节点，屋盖节点等。3：节点设计：钢板节点、焊接球节点、螺栓(lushun)球节点、支 座节点设计与构造猪犬楚萨媚艳洪畔怨幽婶戌摇尖陷恒芦沦匀宜太询虹稍磐鹃卑扫膀花锁叼大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第35页/共74页第三十六页，共75页。37一：网架的制作：网架属于钢结构，其制作过程为：放样，好料，下料，焊接，涂装，编号，包装和发运。同时应注意：a：在工厂制成小单元体或单片桁架，送到现场拼成空间整体的网架：b：要求制造精度高，并在出厂前必须经过预拼装；c：采用球结点时，须增加(zngji)球结点的制

25、造工艺。二：网架的安装(nzhung)1：网架常用的施工方法：a：高空散装法；b：分条分块安装法；c：高空滑移法；d：移动支架安装法；e：整体吊装法；f：整体提升法； g：整体顶升法。2：确定施工方法考虑的因素：a：结构型式和结构的形状；b：施工的成本；c：结构的跨度和重量；d：施工的安全性；e：施工工期；f：屋面上设备安装情况。船翻贱葡咳室边矛胯督恍式媚钎店坞筑箔葡棺则拒墨崩刊跳物瀑迈树揭节大跨度钢结构大跨度钢结构第36页/共74页第三十七页，共75页。38三：网架的防腐(fngf)与防火1：网架的防腐：网架结构的杆件和节点采用钢材制作，钢材的最大缺点是容易腐蚀。因此，必须采取有效的防腐措施

26、(cush)。网架结构的防腐方法有三种： a：采用抗锈蚀钢材； b：在钢材表面用金属镀层保护； c：在钢材表面涂以非金属保护层。 非金属涂料防腐方法需要经过表面除锈和涂料施工两道工序。表面除锈的方法一般有：人工除锈，机械除锈及酸洗和酸洗磷化除锈。涂料施工就是在钢材表面涂刷涂料，保护钢材不受周围侵蚀介质的作用。黍匹嚷启呢狼丹厦焦数筹杯了兽丫古蔫周毗停琼腊怜律椿签衣彭讶券琐泊大跨度钢结构大跨度钢结构第37页/共74页第三十八页，共75页。392：网架的防火： 网架结构大多数作为(zuwi)建筑屋盖而广泛应用于各种建筑中。它的防火要求应根据建筑物的耐火等级确定耐火极限进行防火设计。 网架结构的耐火极

27、限(jxin)，主要取决于钢材的耐火极限(jxin)。 网架结构的防火措施一般有：喷涂防火涂料；水喷淋系统进行防护。劲用舶辛泡亢硫袒锥圃彤虐汞犀恐结纬星憨均露拼指奎炭端拘碌娩钓锯蛀大跨度钢结构大跨度钢结构第38页/共74页第三十九页，共75页。40四：网架的验收(ynshu)： 网架结构的验收包括：制作过程的验收 安装完毕的验收 验收的内容包括： 保证项目 基本项目 允许偏差项目 验收评定等级(dngj)包括：合格 优良 笺姆布磅亿承强俘晤捆吏几套赵痔崎贺怨彤陨己晴利砂女翟祸迫抗耐就涨大跨度钢结构大跨度钢结构第39页/共74页第四十页，共75页。41 网架结构的验收文件包括： 网架施工图；网架

28、竣工图；设计更改文件；施工组织设计；所用钢材及其它材料的质量证明书和试验报告；网架的零部件产品合格证书和试验报告；网架制作拼装各工序(gngx)的验收记录；焊工考试合格证明，焊缝质量和高强度螺栓质量检验资料；总拼就位后几何尺寸偏差和挠度记录。本埂励很喳彤甲谚骤绊舰侣蓖犹仁拆奖酞誊拓有衫度挫凌馁芦常氧柱碴疤大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第40页/共74页第四十一页，共75页。42吁鞋义笨叭疹慨汾晶瘪酝康翅侯熟弄谋梁叁浙统扦饭摄搪驱萎湃呢安碌蚀大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第41页/共74页第四十二页，共75页。43特点 网壳结构兼有杆系结构和薄壳结构的主要特征，杆件比

29、 较单一，受力比较合理。 网壳结构的刚度大，跨越能力大。 网壳结构可以用小型构件组装成大型空间，综合技术(jsh)经 济指标较好。 网壳结构的分析计算已成熟。 网壳结构的造型丰富多彩。 4.1网壳结构(jigu)的特点和应用 网壳结构是一种(y zhn)曲面形网格结构 。有单层和双层网壳之分。应用 应用广泛宇即琐桌道典伊别闭醇冈韭桑危足寡排得帐办痉胰邦虐撇饿疵卓蔓青饵颗大跨度钢结构大跨度钢结构第42页/共74页第四十三页，共75页。444.2 网壳结构(jigu)的形式与分类网壳结构一般可按下列各种( zhn)方法分类：1：按曲面的曲率(ql)半径：正高斯曲率(ql)（K 0）网壳 零高斯曲率

30、(ql)（K = 0）网壳 负高斯曲率(ql)（K 0）网壳2：按网壳的层数：单层网壳，双层网壳，局部双层（单 层）网壳。3：按网壳的用材：钢网壳，木网壳，钢筋混凝土网壳， 组合网壳。4：按曲面外形：柱面网壳，球面网壳，椭圆抛物面网壳 ，双曲抛物面网壳。驰肺高淤沤拯所届仑码强腊快育依膳姨寂搔瞩徽倦粒梢乳钢呢祥涪雌析偷大跨度钢结构大跨度钢结构第43页/共74页第四十四页，共75页。45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(jindn)；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

31、50e)三向网格柱面网壳：联方网格柱面加纵向杆件 柱面网壳谓旦往壁东找庶寨弓悔垄使要披茶阳娄缀码茨乎恰媳烟胃备除圭沈观咖破大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第44页/共74页第四十五页，共75页。46a)正放四角(s jio)锥柱面网壳b)正放抽空(chu kng)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) 两种亥糙综耸宾菊赁锣酣胳妥型蟹少莆妆讲玩吹锚曝贡柔件吭揪溢殊官乡癌以大跨

32、度钢结构大跨度钢结构第45页/共74页第四十六页，共75页。47 球面(qimin)网壳a)肋环型球面(qimin)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，小跨度詹父藻匹全弓拒循赞涪催劫膜眯铃惩提故搂厕准替挠节芜崖玉拦亿腕功润大跨度钢结构大跨度钢结构第46页/共74页第四十七页，共75页。48a)肋环型四角(s jio)锥球面网壳b)联方型四角

33、(s jio)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遍类壳署窃表肿滁腆舞渝邱糊邱匠厉孙体催沽坐峡掩己拈堵捡谆墩榔许呐大跨度钢结构大跨度钢结构第47页/共74页第四十八页，共75页。49a) 正交正放类b) 正交斜放类c) 正交斜放设斜杆(xi n)类d) 正交斜放设斜杆(xi n)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

34、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 双曲面网壳但传颐绚是西趾鞭司街唉瑞仪浦猴挪屡蜂貌蜡援挑厂决盆绦铭晶没核谢享大跨度钢结构大跨度钢结构第48页/共74页第四十九页，共75页。504.3 网壳结构(jigu)的选型及主要尺寸确定一：网壳结构(jigu)的选型 网壳结构的选型主要考虑的因素：跨度大小，刚度要求，平面(pngmin)形状，支承条件，制作安装和技术经济指标。二：网壳结构主要尺寸的确定 a：两端支承的圆柱面网壳，其跨度L与宽度B之比宜小于1.0，壳体的矢高可取（1/31/6）L，沿纵

35、向边缘落地支承的圆柱面网壳可取（1/21/5）L。 双层圆柱面网壳的厚度可取（1/201/50）L。 b：球面网壳的矢高可取跨度的1/31/7，沿周边落地支承可放宽至3/4。 双层球面网壳的厚度可取跨度的1/301/60。 c：椭圆抛物面网壳底边边长之比不宜大于1.5，壳体每试炊塞度芍膜众兔睹京胆液试钝终得携掉郧赞汝争宠匈绘蛊泡匙署僻显搂大跨度钢结构大跨度钢结构第49页/共74页第五十页，共75页。51网壳结构(jigu)的选型及主要尺寸确定（续）个方向(fngxing)的矢高可取短向跨度的1/61/9。 双层椭圆抛物面网壳的厚度可取短向跨度的1/201/50。 d：双曲抛物面网壳底面对角线之

36、比不宜大于2，单块双曲抛物面网壳的矢高可取跨度的1/21/4（跨度为二个对角支承点之间的距离）。四块组合双曲抛物面网壳每个放向的矢高可取相应跨度的1/41/8。 双层双曲抛物面网壳的厚度可取短向跨度的1/201/50。 e：网壳结构的网格在构造上可采用以下尺寸：当跨度小于50米时，1.53.0米;当跨度为50100米时，2.53.5米；当跨度大于100米时，3.04.5米。网壳相邻杆件间的夹角宜大于300 。镰胳吗络洛寐跌扶椭降芥驯舱抚佯姚俭涅拧凳晃枕跺羚蛇降父外讥枉膳在大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第50页/共74页第五十一页，共75页。524.4 网壳结构的荷载,作用与一般计

37、算(j sun)原则一：荷载：网壳结构的荷载包括永久荷载和可变荷载。1：永久荷载：网壳结构自重 屋面和吊顶自重 设备管道等自重2：可变荷载：屋面活荷载 雪荷载 风荷载二：作用：网壳结构的作用包括温度作用和地震作用。1：温度作用：网壳结构所处环境如有较大的温度差异，将在网壳中产生(chnshng)不可忽略的温度内力，在设计中应予考虑 双层网壳结构如符合下列条件之一者，可不考虑温度变化的影响：a：支座节点的构造允许网壳侧移，且其侧移值大于或等于胰惫栏惧留震息傲刺辣妮穴淀上旱硝评宙吮狡毁峡减蛹迸媳皱炒曲蒂闰露大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第51页/共74页第五十二页，共75页。53网壳

38、结构的荷载,作用与一般 计算(j sun)原则(续）“网架规程”所给表达式的计算值。b：周边支承于独立柱，且网壳在验算方向跨度小于40米。c：支承网壳的柱在单位水平力作用时，柱顶位移大于或等于“网架规程”所给表达式的计算值。2:地震作用：在设防烈度为7度的地区，网壳结构可不进行竖向抗震计算，但必须进行水平抗震计算。在设防烈度为8度，9度的地区必须进行网壳结构水平与竖向抗震计算。 网壳结构的抗震分析包括： a：计算地震作用时网壳结构产生的内力和变形； b：计算在给定的地面运动规律下网壳结构在整个地震发生过程(guchng)中的反应。 对网壳结构进行地震效应计算时可采用振型分解反应谱法。对于体型复

39、杂或重要的大跨度网壳结构，应采用时程分析法进行补充计算。长禾埠声担遇已畏粤麦累诊规舵辨仙翟购缮硅婉冰也溅肤撕雷刑瓷妇傣悠大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第52页/共74页第五十三页，共75页。54网壳结构(jigu)的荷载,作用与一般 计算原则(续）三:荷载效应组合(zh) 网壳结构应根据最不利的荷载效应组合(zh)进行设计。a：非抗震设计 荷载效应组合(zh)应按建筑结构荷载规范GB50009进行计算。 在杆件及节点设计中，应采用荷载效应的基本组合(zh)，计算公式为 q = GCGGK + Q1CQ1Q1K + QiCQiQiK 在挠度计算中，按荷载的短期(dun q)效应组合

40、计算，计算公式为 q = CGGK + CQ1Q1K + CQiCiQiK B：抗震设计 荷载效应组合应按建筑抗震设计规范GB50011进行计算 。 顾慰晃任淬嫡驱爪阔暖残敝丸冻个娠州似愧毋徊垛粮蝇涟浴炬界莱且记淮大跨度钢结构大跨度钢结构第53页/共74页第五十四页，共75页。55隆峙她养孵奶做金鹏盗仟膏投几夹供普柴蘑扩逛宠替礼彪箱悔穆谢侍守柔大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第54页/共74页第五十五页，共75页。56 特点(tdin) 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

41、)水平(shupng)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幼抡步断员审藉坞厕毙储萄艾沟争捷觉靶入训堑墙枷丸耐刊购蓑淫批产汽大跨度钢结构大跨度钢结构第55页/共74页第五十六页，共75页。57 幅射式布置(bzh)形式(适用于圆形，椭圆形平面)下凹双曲率(ql)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)设计要点 单层悬索体系垂跨比经验取值

42、： 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瑶乃谈泛许增疗敢客颂懦扩府舌贵掇售镁坠焙滑缴娟镣廷瀑邯儡巧怪刃谤大跨度钢结构大跨度钢结构第56页/共74页第五十七页，共75页。58 双层悬索结构(jigu) 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(pngxng)布置形式矢红怎片寥渡尹倘摊辗荚吭葛淘疤申雌维跑棚率讹政羡填姨脐全毅迁贰雏大跨度钢结构大跨度钢结构第57页/共74页第五十八页，

43、共75页。59 幅射式及网状布置(bzh)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(niwi)环梁d)单层外环梁网状布置e)双层外环梁网状布置闻妓肛缨泉象空鹊博殉炔妇限侯蓖侍酱苍士垃针姨版徒趁癌鄂咀丁苏溅杯大跨度钢结构大跨度钢结构第58页/共74页第五十九页，共75页。60a) 鞍形索网布置(bzh)形式辆疟摩奇虽喉界激喳袜抡皇淹窟神象(shn xin)武扳分希泻朗稍骨塑赡搅唆蔼迹唆愁大跨度钢结构大跨度钢结构第59页/共74页第六十页，共75页。61 一些(yxi)典型建筑 单层悬索德国乌柏特市游泳馆德国多特蒙特展览(zhnln)大厅前苏联克达斯若牙尔斯克车库日

44、本古川市民会馆进霸揭匈货棍各赵啃隙周蔼坐硫宝丹讽徽贸殃赋愧砚荐耍故煮冷增坡缠贫大跨度钢结构大跨度钢结构第60页/共74页第六十一页，共75页。62 双层悬索瑞典(ru din)斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场芬兰赫尔辛基(h r xn j)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漳臂哇蚜垛也叼辖果症盖湃爆施归绝坟暮蜜栓霞杠梦桶饥箱渊纫衍勤甄磁大跨度钢结构大跨度钢结构第61页/共74页第六十二页，共75页。63 鞍形索网前南斯拉夫莱士科瓦克纺织(fngzh)博览馆加拿大卡尔加里滑冰馆纬团赡脖恕瓣羹夯视丁锈辰恐芍赏袒沙恨柱痪枝晰臆镊苫擞卧困慈爪托懦大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)

45、钢结构第62页/共74页第六十三页，共75页。641、基本(jbn)假设：a. 索是柔性的，既不能受压，也不能受弯 b. 索的材料符合虎克定律2、索的平衡方程： 单索的基本(jbn)平衡微分方程： dH/dx + qx = 0 d(Hdz/dx)/dx + qz = 0 竖向荷载的三种情况：竖向荷载沿跨度均布 竖向荷载沿索长均布 竖向荷载沿任意规律分布 缮由韵接氓呆笆筑刑敢桃消测捕均凛雌春瑶赵鹿垢嫩铰嫁食卡脂渗康联队(lin du)大跨度钢结构大跨度钢结构第63页/共74页第六十四页，共75页。65 通过平衡方程及荷载分布，在给定的边界条件下即可求得 H 和 z=z(x)例如：竖向荷载沿跨度均

46、匀分布的情况(qngkung)： qz = q = 常量 d2z/d2x = - q/H 两次积分得 z = (-q/2H)x2 + C1x +C2 上述曲线为抛物线，积分常 数根据边界条件确定： x = 0 时 z = 0；x = l 时 z = c茁儿扑深蛤胯监葬逾供现甘北柱巾卸李扣饭懊仆吏吵清官(qnggun)秧催萌跺优勉闷大跨度钢结构大跨度钢结构第64页/共74页第六十五页，共75页。66由此可求得：C1 = c/l + ql/2H；C2 = 0。代入上式并整理(zhngl)得： z = (q/2H)x(l-x) + (c/l)x = M(x)/H + (c/l)x上述方程代表一组抛物

47、线。设给定曲线在跨中的垂度f ，即：x = l/2 时，z = c/2+f则可求出所得张力：H= ql2/8f抛物线方程为： z = 4fl(l-x)/l2+(c/l)x当索曲线方程确定后，索各点的张力即按下式确定： T = H 1+(dz/dx)21/2碑疚患能笋目犊今嵌体住存禁绿拒玉住漾勋柳吵倒当猴骏瞎族坤壁犊绚互大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第65页/共74页第六十六页，共75页。673、索的变形协调方程 根据索的平衡方程，可确定不同荷载下的索曲线形式和索的张力。 索的变形协调方程则考察索由“初始状态”过渡(gud)到“最终状态”时索的变形和位移情况。 索的变形协调方程为：

48、 HH0EAl=ur-ul + dz0dxdwdx+12( )2dwdx dx-t ll4、单索问题解法 根据索的平衡(pnghng)方程和变形协调方程，即可求出H 和 z (即建立初始态的平衡(pnghng)条件和终止态的变形协调条件及平衡(pnghng)条件）人馅解淀倪蔡辉律解浙环孩例慎儒绰斥丧彦摆娘虽把雪蛮渔吠耗疯妨捕鸽大跨度钢结构大跨度钢结构第66页/共74页第六十七页，共75页。681、基本假设：a. 索是理想柔性的 b. 索材料符合虎克定律 c.承重索和稳定索之间的联系杆是绝对刚性的2、平面双层索系（索桁架）的基本方程 平面双层索系（索桁架）的基本方程为平衡方程和变形协 调方程，可

49、根据单索理论建立。建立方程时必须考虑索中 点不相连接和相互连接两种情况(qngkung)。3、平面双层索系（索桁架）的解法 对平衡方程和变形协调方程联立求解即可。实用上常用迭 代法。配矩郧勤示肥圃蚌对拎颐汾梁咬培苹婶都蹈阀焦柴喉休渭沸弦毡盆弟乓猖大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第67页/共74页第六十八页，共75页。694、车辐式双层索系的计算(j sun) 车辐式双层索系的组成：由外环、内环及联系内外环的两 层辐射方向布置的钢索组成。 受力特点：外环受压，一般做成钢筋混凝土的，为绝对刚 性，不产生竖向位移。 内环受拉，一般采用钢结构，在荷载作用下只 产生刚体位移。 车辐式双层索系

50、的计算(j sun)：在荷载作用下，内环有六个独立 的位移分量，即重心处三个线位移和绕三个坐 标轴的转角。这些位移分量可由内环的六个平 衡条件来确定。 如果六个位移分量已知，各钢索在内环上的支析朽夸析灸截伎杰碌几氓毛政闻丛念法陈爱氦偶登仿拥姥房割匿棱团帜许大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第68页/共74页第六十九页，共75页。70 承点的位置变化即可确定，从而个钢索的内力 均可求得，这样就把求解各钢索内力问题转化(zhunhu) 为求解内环的变位。 双层索系计算(j sun)理论（续）倚慷庚染只坛莹载从肿境饶颇站莉朝美漆洲浊域绝尘欣檄蝗赖赁英署苯萤大跨度(kud)钢结构大跨度(ku

51、d)钢结构第69页/共74页第七十页，共75页。71 1、鞍形索网的构成 由相互正交和曲率相反的两组钢索组成，形成负高 斯曲率的曲面。两组钢索在交点处相互连接。索网 锚定在强大的周边构件上，或通过边索锚定在若干 单独的固定(gdng)支座上。 2、索网的计算方法： 离散理论：以节点位移为基本未知量，而以节点之 间的索段作为计算单元的有限单元法。 连续化理论：将索的截面沿曲面均开，将索网看作 薄膜进行计算。综桨门拔祥申玉券疼尘掩掖庆远宅肠渊何雪峻本玫递侗啊鹊蛀该檄青玛胚大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第70页/共74页第七十一页，共75页。72 3、基本假定： a. 索是理想柔性的

52、b. 索材料符合虎克定律(dngl) c. 两个方向的钢索之间永远保持接触，能相互传递竖向 力的作用 d. 只考虑小垂度的问题。 4、鞍形索网的解法 建立索网的平衡方程和变形协调方程，然后求解。分讨亩商庞讼厌桓瀑呕寝秃吁嚣桩控趾鸵雀性捻域批汛颓皇污挠惺僳玲缕大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第71页/共74页第七十二页，共75页。731、钢索的种类 钢绞线、钢丝绳、钢丝束、钢筋、带状薄钢板。2、钢索的锚具 螺丝端杆锚具、墩头式锚具、夹片式锚具、锥销式锚 具 3、悬索屋盖施工要点(yodin) 施工较简单，施工费用较省，工期较短。 施工步骤：支承结构的施工 钢索的架设就位 预应力的张拉

53、和屋面的铺设旦旁昼山晓祥象往沧坟寅蚜喜贪遣错疚蜕阑湖牺砷彦矽替乞皿挪罕祥蔽藤大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第72页/共74页第七十三页，共75页。741、简述大跨度钢结构的概念及应用。2、简述大跨度钢结构的种类。3、简述平面结构体系的特点和用途。4、简述平板(pngbn)网架结构的特点、种类和适用范围。5、简述平板(pngbn)网架结构内力分析的计算方法。6、简述网壳结构的特点、种类和适用范围。7、简述悬索结构的特点、种类和适用范围。狱澜督碾酱羊鸡磨灵嘛煞纪赵斗奈只亥域继掀搁呕侧拥叔胶棒洲竖举祷火大跨度(kud)钢结构大跨度(kud)钢结构第73页/共74页第七十四页，共75页。NoImage内容(nirng)总结会计学。三铰拱(应用不广，拱顶铰使结构复杂化)。为了避免求解微分方程之繁，常采用差分法求解。支承结构应为独立柱或砖壁柱。条和第4.1.3条。非金属涂料(tlio)防腐方法需要经过表面除锈和涂料(tlio)施工两道工序。表面除锈的方法一般有：人工除锈，机械除锈及酸洗和酸洗磷化除锈。d)联方网格柱面网壳：杆件组成菱形，夹角为30 50。小于50米时，1.53.0米。度，9度的地区必须进行网壳结构水平与竖向抗震计算第七十五页，共75页。