空間結(jié)構(gòu)體系系空間結(jié)構(gòu)能適適應(yīng)不同跨度度、不同支承承條件的各種種建筑要求。。形狀上也能能適應(yīng)正方形形、矩形、多多邊形、圓形形、扇形、三三角形以及由由此組合而成成的各種形狀狀的建筑平面面，同時(shí)，又又有建筑造型型輕巧、美觀觀、便于建筑筑處理和裝飾飾等特點(diǎn)。大跨度空間結(jié)結(jié)構(gòu)體系主要要包括網(wǎng)架、、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、、懸索結(jié)構(gòu)和和索膜結(jié)構(gòu)。。1網(wǎng)架及網(wǎng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)架及網(wǎng)網(wǎng)殼是一種空空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)，它以大致致相同的格子子或尺寸較小小的單元重復(fù)復(fù)組成，實(shí)質(zhì)為一種空空間受力的桁桁架結(jié)構(gòu)，與與平面結(jié)構(gòu)比比較，由于在在荷載作用下下三向受力，，避免了在平平面結(jié)構(gòu)中的的層層傳力現(xiàn)現(xiàn)象，且結(jié)構(gòu)構(gòu)的剛度也較較平面結(jié)構(gòu)高高?？臻g結(jié)構(gòu)中以以網(wǎng)架和網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用最最廣，分為：：平板網(wǎng)架———平板型的空空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)；網(wǎng)殼——曲面面型的空間網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。1.1網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（1）三維受受力、能承受受來(lái)至各個(gè)方方向的荷載；；（2）網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)系高次超超靜定結(jié)構(gòu)，，整體性及穩(wěn)穩(wěn)定性好、空間剛度度大；（3）體系穩(wěn)穩(wěn)定、抗震性性能好，在7度及7度以以下地區(qū)可不進(jìn)行抗震震驗(yàn)算；（4）結(jié)構(gòu)高高度?。s是是平面桁架高高度的2/3、自重輕、節(jié)約鋼材材；（5）桿件及及配套零件規(guī)規(guī)格化、便于于工業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)，但制造精精度要求高；；（6）適應(yīng)性性強(qiáng)、平面布布置靈活。1.2平板式空間網(wǎng)網(wǎng)架的形式平板網(wǎng)架無(wú)論論在設(shè)計(jì)、計(jì)計(jì)算、構(gòu)造還還是施工制作作等方面均較較為簡(jiǎn)便，可可適用于大、、中、小各種種跨度的屋蓋蓋結(jié)構(gòu)體系。。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形形式較多。按按結(jié)構(gòu)組成，，通常分為雙雙層或三層網(wǎng)網(wǎng)架；按支承承情況分，有有周邊支承、、點(diǎn)支承、周周邊支承與點(diǎn)點(diǎn)支承混合、、三邊支承一一邊開(kāi)口等形形式；按網(wǎng)架架組成情況，，可分為由兩兩向或三向平平面桁架組成成的交叉桁架架體系、由三三角錐體或四四角錐體組成成的空間桁架架角錐體系等等等。按結(jié)構(gòu)組成分分類(lèi)（1）雙層網(wǎng)網(wǎng)架由上、下兩個(gè)個(gè)平放的平面面桁架作弦桿桿層，上、下下兩弦桿層間間設(shè)有腹桿層層相互聯(lián)系。。上、下層的的桿件稱(chēng)為網(wǎng)網(wǎng)架的上弦桿桿、下弦桿，，位于兩層之之間的桿件稱(chēng)稱(chēng)為腹桿。網(wǎng)網(wǎng)架通常采用用雙層。（2）三層網(wǎng)網(wǎng)架由三個(gè)弦桿層層以及層間的的兩層腹桿桿桿件組成。一一般用于跨度度及荷載較大大時(shí)，也可用用于局部加強(qiáng)強(qiáng)。按支承情況分分類(lèi)（1）周邊支支承網(wǎng)架網(wǎng)架的所有節(jié)節(jié)點(diǎn)均擱置在在柱或梁上，，因傳力直接接、受力均勻勻，是采用較較多的一種形形式。當(dāng)網(wǎng)架周邊支支承于柱頂時(shí)時(shí)，網(wǎng)格寬度度可與柱距一一致。網(wǎng)架周邊支承承于圈梁時(shí)，，網(wǎng)格的劃分分比較靈活，，可不受柱距距的約束。（2）點(diǎn)支承網(wǎng)架點(diǎn)支承網(wǎng)架可可置于四個(gè)或或多個(gè)支承上上。a圖稱(chēng)為四點(diǎn)支支承網(wǎng)架，b圖稱(chēng)為多點(diǎn)支支承網(wǎng)架。（a）（b）點(diǎn)支承網(wǎng)架主主要用于大柱柱距工業(yè)廠房房、倉(cāng)庫(kù)以及及展覽廳等大大型公共建筑筑。由于支承承點(diǎn)較少，支支點(diǎn)反力較大大。為了使通通過(guò)支點(diǎn)的主主桁架及支點(diǎn)點(diǎn)附近的桿件件內(nèi)力不致過(guò)過(guò)大，宜在支支承點(diǎn)處設(shè)置置柱帽以擴(kuò)散散反力。點(diǎn)支支承網(wǎng)架周邊邊應(yīng)有適當(dāng)懸懸挑以減少網(wǎng)網(wǎng)架跨中撓度度與桿件的內(nèi)內(nèi)力。(3)周邊支承與點(diǎn)點(diǎn)支承混合網(wǎng)網(wǎng)架在點(diǎn)支承網(wǎng)架架中，當(dāng)周邊設(shè)有維維護(hù)結(jié)構(gòu)和抗風(fēng)柱時(shí)，，可采用周邊支承與點(diǎn)點(diǎn)支承混合的形式。這這種支承方式適用于工工業(yè)廠房和展覽廳等公公共建筑。(4)三邊支承或兩兩邊支承網(wǎng)架架由于建筑功能能的要求，需需要在一邊或或兩對(duì)邊上開(kāi)開(kāi)口，因而使使網(wǎng)架僅在三三邊或兩對(duì)邊邊上支承，另另一邊或兩對(duì)對(duì)邊處理成自自由邊。自由由邊的存在對(duì)對(duì)網(wǎng)架的受力力是不利的,為此一般應(yīng)應(yīng)對(duì)自由邊作作出特殊處理理。普遍的做法是是，在自由邊邊附近增加網(wǎng)網(wǎng)架的層數(shù)（（見(jiàn)a圖），或者在在自由邊加設(shè)設(shè)托梁、托架架（見(jiàn)圖b）。對(duì)中、小型網(wǎng)網(wǎng)架亦可選擇擇增加網(wǎng)架高高度或局部加加大桿件截面面等方法。按網(wǎng)格組成分分類(lèi)1交叉桁架架體系這類(lèi)網(wǎng)架由若若干平面桁架相互交交叉組成。豎向平面桁架架的形式與一般平面桁架架相似，根據(jù)平面桁架布布置方式及交角的不同，，可分為幾種形式。（1）兩向正正交正放網(wǎng)架架兩向正交正放放網(wǎng)架的構(gòu)成成特點(diǎn)是：兩兩個(gè)方向的平平面桁架垂直直交叉，且分分別與邊界方方向平行。這這種網(wǎng)架的上上、下弦平面面呈正方形，，基本單元為為六面體，屬屬幾何可變。。為保證結(jié)構(gòu)構(gòu)的幾何不變變性以及增加加空間剛度，，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置置水平支撐，，以有效傳遞水平力。。對(duì)周邊支承承網(wǎng)架，水平支撐宜在在上弦或下弦弦網(wǎng)格內(nèi)沿周邊設(shè)置置；對(duì)點(diǎn)支承承網(wǎng)架，水平支撐則應(yīng)應(yīng)在通過(guò)支承承點(diǎn)的主桁架附近設(shè)設(shè)置。兩向正交正放放網(wǎng)架的受力力狀況取決于于平面尺寸及及支承情況。。對(duì)于周邊支支承、正方形形平面的網(wǎng)架架，其受力類(lèi)類(lèi)似于雙向板板。兩向正交正放放網(wǎng)架沿兩個(gè)個(gè)方向的桿件件內(nèi)力差別不不大，受力比比較均勻。但但隨著邊長(zhǎng)比比的變化，單單向傳力作用用漸趨明顯，，兩方向桿件件內(nèi)力差別也也隨之加大。。對(duì)于點(diǎn)支承承網(wǎng)架，支承承附近的桿件件及主桁架跨跨中弦桿的內(nèi)內(nèi)力最大，其其它部位桿件件的內(nèi)力很小小。兩向正交正放放網(wǎng)架適用于于正方形或接接近正方形以以及狹長(zhǎng)矩形形的建筑平面面。（2）兩向正正交斜放網(wǎng)架架兩向正交斜放放網(wǎng)架的構(gòu)成成特點(diǎn)是：兩兩個(gè)方向的豎豎向平面桁架架垂直交叉，，且與邊界成成45°夾角角。兩向正交斜放放網(wǎng)架中平面面桁架與邊界界斜交，各片片桁架長(zhǎng)短不不一，靠近角角部的短桁架架相對(duì)剛度較較大，對(duì)與其其垂直的長(zhǎng)桁桁架有一定的的彈性支承作作用，從而減減小了長(zhǎng)桁架架中部的正彎彎矩。在周邊邊支承情況下下，它較兩向向正交正放網(wǎng)網(wǎng)架剛度大、、用料省。對(duì)對(duì)矩形平面其其受力也較均均勻。當(dāng)長(zhǎng)桁桁架直通角柱柱時(shí)，四個(gè)角支座會(huì)會(huì)產(chǎn)生較大向向上拉力，設(shè)設(shè)計(jì)中應(yīng)予注注意。如采用用圖b所示布置方式式，拉力可由由兩榀桁架承承受。適用于正方形形和長(zhǎng)方形的的建筑平面。。（3）三向網(wǎng)架三向網(wǎng)架的構(gòu)構(gòu)成特點(diǎn)是：：三個(gè)方向的的豎向平面桁架互成60°角斜向交交叉。在三向網(wǎng)網(wǎng)架中，上、、下弦平面的網(wǎng)網(wǎng)格均為正三角形，因此此這種網(wǎng)架是以若干穩(wěn)定定的三棱體作為基本單元元所組成的幾何不變體系系。2四角錐體體系這類(lèi)網(wǎng)架以四四角錐為其組組成單元。網(wǎng)網(wǎng)架的上、下下弦平面均為正正方形網(wǎng)格，，上、下弦網(wǎng)格格相互錯(cuò)開(kāi)半格使下弦弦平面正方形的四個(gè)頂頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)于上弦平面正正方形的形心，并以腹腹桿連接，即形成若干四四角錐體。正放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架的構(gòu)成特點(diǎn)是是：以倒四角錐體為組組成單元，上、下弦桿均均與相應(yīng)邊界平行。正正放四角錐網(wǎng)架的上、、下弦節(jié)點(diǎn)均分別連接接八根桿件。正放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架的桿件受受力比較均勻勻，空間剛度度較其它類(lèi)型型四角錐網(wǎng)架架及兩向網(wǎng)架架為好。當(dāng)采采用鋼筋混凝凝土板作屋面面板時(shí)，板的的規(guī)格單一，，便于起拱，，屋面排水相相對(duì)容易處理理。但因桿件件數(shù)目較多其其用鋼量可能能略高些。正放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架一般適用用于建筑平面面呈正方形或或接近于正方方形的周邊支支承、點(diǎn)支承承（有柱帽或或無(wú)柱帽）大大柱距、以及及設(shè)有懸掛吊吊車(chē)的工業(yè)廠廠房與有較大大屋面荷載的的情況。正放抽空四角角錐網(wǎng)架構(gòu)成特點(diǎn)：在在正放四角錐網(wǎng)架的基基礎(chǔ)上，除周周邊網(wǎng)格不動(dòng)外外，適當(dāng)抽掉掉一些四角錐單單元中的腹桿桿和下弦桿，使使下弦網(wǎng)格尺尺寸比上弦網(wǎng)格格尺寸大一倍倍。其受力與正交交正放交叉梁梁系相似。正放抽空四角角錐網(wǎng)架的桿桿件數(shù)目較少少，構(gòu)造簡(jiǎn)單單，經(jīng)濟(jì)效果果好，起拱比比較方便。不不過(guò)抽空以后后，下弦桿內(nèi)內(nèi)力的均勻性性較差，剛度度比未抽空的的正放四角錐錐網(wǎng)架小些，，但能夠滿(mǎn)足足工程要求。。正放抽空四角角錐網(wǎng)架適用用于中、小跨跨度或屋面荷荷載較輕的周周邊支承、點(diǎn)點(diǎn)支承以及周周邊支承與點(diǎn)點(diǎn)支承混合等等情況。斜放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架的構(gòu)成特點(diǎn)：：以倒四角錐體為組成成單元，由錐底構(gòu)成的的上弦桿與邊界成45°夾角，而連接各錐頂頂?shù)南孪覘U則與相應(yīng)邊邊界平行。斜放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架上弦桿長(zhǎng)長(zhǎng)度比下弦桿桿長(zhǎng)度小，在在周邊支承的的情況下，通通常是上弦桿桿受壓，下弦弦桿受拉，因因而桿件受力力合理。此外外，節(jié)點(diǎn)處匯匯交的桿件（（上弦節(jié)點(diǎn)六六根，下弦節(jié)節(jié)點(diǎn)八根）相相對(duì)較少，用用鋼量較省。。周邊支承的斜斜放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架，在支承承沿周邊切向向無(wú)約束時(shí)，，四角錐體可可能繞Z軸旋轉(zhuǎn)而造成成網(wǎng)架的幾何何可變，因此此必須在網(wǎng)架架周邊布置剛剛性邊梁；點(diǎn)點(diǎn)支承的斜放放四角錐網(wǎng)架架，可在周邊邊設(shè)置封閉的的邊桁架。3三角錐網(wǎng)網(wǎng)架三角錐網(wǎng)架的的構(gòu)成特點(diǎn)是：：以等腰三角錐體為為組成單元，由于三三角形的穩(wěn)定性，因因而整體抗彎、抗扭扭剛度好。抽空三角錐網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)成特點(diǎn)是：：在三角錐網(wǎng)架的的基礎(chǔ)上，除周邊網(wǎng)網(wǎng)格不動(dòng)外，適當(dāng)抽抽掉一些三角錐單元元中的腹桿和下弦桿桿。1.3網(wǎng)架幾何不變變性分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在外外力作用下必必須是幾何不不變體系，但但是許多形式式的網(wǎng)架就其其結(jié)構(gòu)本身而而言是結(jié)構(gòu)幾幾何可變的，，只有加上適適當(dāng)?shù)闹ёs約束后才成為為幾何不變體體系。因此，，對(duì)網(wǎng)架的機(jī)機(jī)動(dòng)分析非常常重要。網(wǎng)架幾何不變變的必要條件件網(wǎng)架的力學(xué)模模型是一個(gè)鉸鉸接的空間桿桿系結(jié)構(gòu)，因因?yàn)橐粋€(gè)剛體體在空間的自自由度為6，，一個(gè)空間簡(jiǎn)簡(jiǎn)單鉸的自由由度為3，故故網(wǎng)架任一節(jié)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)自自由度。對(duì)于于具有J個(gè)節(jié)點(diǎn)m根桿件的網(wǎng)架架，支承于有有r根連桿的支座座上時(shí)，其幾幾何不變的必必要條件可由由下式計(jì)算：：m+r-3J0或m3J-r當(dāng)m=3J-r時(shí)為靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)當(dāng)m>3J-r時(shí)為超靜定結(jié)構(gòu)，m<3J-r時(shí)為幾何可變體系系。若將網(wǎng)架作為一個(gè)個(gè)剛體考慮，，則最少的支支座約束鏈桿桿數(shù)為6，即即上式中的r6。如網(wǎng)架不與支支座連接，僅僅考慮網(wǎng)架內(nèi)內(nèi)部是否幾何何可變，則由由下式計(jì)算：：K=3J-m-6當(dāng)K=0時(shí)，網(wǎng)架桿件件數(shù)恰好滿(mǎn)足足其內(nèi)部幾何何不變的必要要條件；當(dāng)K<0時(shí)，內(nèi)部有多多余桿件；當(dāng)當(dāng)K>0時(shí)，內(nèi)部幾何何可變。網(wǎng)架幾何不變變的充分條件件三角形是幾何何不變的，因因此，以三根根不共面的桿桿件交出一個(gè)個(gè)新節(jié)點(diǎn)所構(gòu)構(gòu)成的網(wǎng)架單單元也為幾何何不變體系。。當(dāng)網(wǎng)架桿系系組成的形體體是由三角形形界面組成的的多面體時(shí)，，亦是幾何不不變的。故對(duì)對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)幾幾何不變問(wèn)題題的分析可變變成平面問(wèn)題題進(jìn)行。網(wǎng)架幾幾何可可變單單元可可通過(guò)過(guò)加設(shè)設(shè)桿件件或適適當(dāng)加加設(shè)支支承鏈鏈桿使使其成成為幾幾何不不變體體系。。*用程序序計(jì)算算時(shí)，，如出出現(xiàn)撓撓度特特別大大等不不合理理情況況，則則該網(wǎng)網(wǎng)架有有可能能為幾幾何可可變。。1.4網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)計(jì)特點(diǎn)點(diǎn)（1））網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)構(gòu)的選選型根據(jù)建建筑的的造型型、平平面形形狀和和尺寸寸、支支承情情況、、荷載載大小小、屋屋面材材料等等綜合合考慮慮。從材料料用量量考慮慮宜采采用：：斜放四四角錐錐正正放四四角錐錐兩兩向正正交正正放三向交交叉梁梁系以上型型式當(dāng)當(dāng)跨度度及荷荷載都都大時(shí)時(shí)較合合理，，剛度度也比比較大大。當(dāng)當(dāng)平面面為矩矩形時(shí)時(shí)兩向向正交交斜放放與斜斜放四四角錐錐網(wǎng)架架最經(jīng)經(jīng)濟(jì)。。從平面面形狀狀和大大小考考慮，，當(dāng)為為周邊邊簡(jiǎn)支支時(shí)建建議：：①平平面為為方形形或接接近方方形、、中小小跨度度（60m)：兩向正正交斜斜放、、正放放四角角錐、、斜放放四角角錐②平平面為為矩形形：兩向正正交斜斜放或或斜放放四角角錐③平平面為為圓形形、正正多邊邊形、、扇形形：三向交交叉梁梁系或或三角角錐當(dāng)為四四點(diǎn)支支承的的連續(xù)續(xù)網(wǎng)架架：兩向正正交正正放或或正放放四角角錐。。（2））網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)構(gòu)的網(wǎng)網(wǎng)格尺尺寸和和高度度網(wǎng)格大大小直直接影影響網(wǎng)網(wǎng)架的的經(jīng)濟(jì)濟(jì)性，，應(yīng)綜綜合考考慮。。網(wǎng)架架高度度應(yīng)使使腹桿桿與弦弦桿的的夾角角在45左右右。（3））網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)構(gòu)的桿桿件設(shè)設(shè)計(jì)桿件截截面：：圓鋼鋼管、、角鋼鋼、方方鋼管管、H型鋼等等。計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度：：螺栓栓球：：1.0l弦桿0.9l焊接球球：腹桿0.8l長(zhǎng)細(xì)比比：壓壓桿180拉桿300（支支座及及附近近）、、400（（一般般）（4））網(wǎng)架架節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)與構(gòu)構(gòu)造要要點(diǎn)網(wǎng)架桿桿件通通過(guò)節(jié)節(jié)點(diǎn)（（焊接接鋼板板節(jié)點(diǎn)點(diǎn)、焊焊接空空心球球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)、螺螺栓球球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)、焊焊接短短鋼管管節(jié)點(diǎn)點(diǎn)等））把桿桿件聯(lián)聯(lián)系在在一起起組成成空間間形體體。節(jié)節(jié)點(diǎn)上上匯交交的桿桿件數(shù)數(shù)量隨隨網(wǎng)格格形式式而不不同，，一般般812根根，至至少有有6根根。且且節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的重重量一一般為為網(wǎng)架架總重重量的的20～25%，所所占用用鋼量量的比比重較較大，，因節(jié)節(jié)點(diǎn)破破壞而而造成成工程程事故故的例例子也也不少少，所所以節(jié)節(jié)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)是是關(guān)鍵鍵。①焊接空空心球球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)空心球球可分分為不不加肋肋和加加肋兩兩種，，用圓圓板經(jīng)經(jīng)壓制制成型型作成成半球球，再再由兩兩個(gè)半半球?qū)?duì)焊而而成。。這種種節(jié)點(diǎn)點(diǎn)適用用于連連接鋼鋼管桿桿件。。節(jié)點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)造造是將將鋼管管桿件件直接接焊接接連接接于空空心球球體上上，具具有自自動(dòng)對(duì)對(duì)中和和‘萬(wàn)萬(wàn)向’’性質(zhì)質(zhì)。直徑D為120～500mm的焊接接空心心球其其抗壓壓承載載力設(shè)設(shè)計(jì)值值Nc可按下下式計(jì)計(jì)算：：D─空心球球外徑徑（mm）；t─空心球球壁厚厚（mm）；d─鋼管外外徑（（mm）；ηc─受壓空空心球球加肋肋承載載力提提高系系數(shù)，，加肋肋ηc=1.4，，不加肋肋ηc=1.0。。直徑D為120～500mm的焊接接空心心球其其抗拉拉承載載力設(shè)設(shè)計(jì)值值Nt可按下下式計(jì)計(jì)算：：Nt─受拉空空心球球軸向向拉力力設(shè)計(jì)計(jì)值（（N）；f─鋼管材材料強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值（N/mm2）；ηt─受拉空空心球球加肋肋承載載力提提高系系數(shù)，，加肋肋ηt=1.1，，不加肋肋ηt=1.0。。一般空空心球球外徑徑D=（25～～45）t；空心球球壁厚厚t與鋼管管最大大壁厚厚的比比值宜宜為1.2～2.0；另外外，空空心球球壁厚厚t不宜小小于4mm。在確定定空心心球外外徑時(shí)時(shí)，球球面上上網(wǎng)架架相連連接桿桿件與與桿件件之間間的縫縫隙a不宜小小于10mm?？招那蚯蛑睆綇揭部煽沙醪讲桨聪孪率焦拦浪悖海篋=（d1+d2+a）/θθ─匯集于于空心心球節(jié)節(jié)點(diǎn)任任意兩鋼管管桿件件間的的夾角角；d1、d2─組成θ角的鋼鋼管外外徑；②螺栓球球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)由螺栓栓、鋼鋼球、、銷(xiāo)子子（或或止緊緊螺釘釘）、、套筒筒和錐錐頭或或封板板組成成，適適用于于連接接鋼管管桿件件。螺栓球球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的套套筒、、錐頭頭和封封板采采用Q235系列、、Q345系列鋼鋼材；；鋼球采用用45號(hào)鋼鋼；螺栓、、銷(xiāo)子子或止止緊螺釘釘采用用高強(qiáng)強(qiáng)度鋼材材如45號(hào)號(hào)鋼、、40B鋼、40Cr鋼、20MnTiB鋼等。。螺栓直徑一一般由網(wǎng)架架中最大受受拉桿件的的內(nèi)力控制制，一個(gè)螺螺栓受拉承承載力設(shè)計(jì)計(jì)值按下式式計(jì)算：Ntb≤ψAeftbNtb─高強(qiáng)度螺栓栓的拉力設(shè)設(shè)計(jì)值（N）；ψ─螺栓直徑對(duì)對(duì)承載力影影響系數(shù)；；當(dāng)螺栓直直徑小于30mm時(shí)，ψ=1.0；；當(dāng)螺栓直徑徑大于等于于30mm時(shí)，ψ=0.93；Ae─高強(qiáng)度螺栓栓的有效截截面面積（（mm2）；即螺栓螺紋處處的截面積積；ftb─高強(qiáng)度螺栓栓經(jīng)熱處理理后的抗拉拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值。鋼球的加工工成型分為為鍛壓球和和鑄鋼球兩兩種。鋼球球的直徑大大小要滿(mǎn)足足按要求擰擰入球體的的任意相鄰鄰兩個(gè)螺栓栓不相碰條條件。螺栓栓直徑根據(jù)據(jù)計(jì)算確定定后，鋼球球直徑D取下面兩式式中的較大大值：③焊接鋼鋼板節(jié)點(diǎn)焊接鋼板節(jié)節(jié)點(diǎn)一般由由十字節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板1和和蓋板2組成，，主要用于于桿件采用用角鋼的網(wǎng)網(wǎng)架，桿件件與節(jié)點(diǎn)板板的連接可可以用焊接接，也可以以采用螺栓栓連接。其其受力情況況與角鋼桁桁架的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板類(lèi)似。④支座節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的支座座節(jié)點(diǎn)分為為壓力支座座節(jié)點(diǎn)和拉拉力支座節(jié)節(jié)點(diǎn)兩大類(lèi)類(lèi)。壓力支支座中，平板壓力支支座常用于于較小跨度的情情況；球鉸鉸壓力支座可用用于大跨度度且?guī)疑斓乃乃闹c(diǎn)或多多支點(diǎn)網(wǎng)架。單面弧形壓壓力支座適適用于中等等跨度；雙雙面弧形壓壓力支座適適用于大跨跨度。拉力力支座中，，較常用的的有平板拉拉力支座和和單面弧形形拉力支座座。支座出出現(xiàn)拉力情情況不多，，但在越來(lái)來(lái)越多地采采用輕質(zhì)屋屋面維護(hù)材材料以后，，反號(hào)荷載載效應(yīng)情況況應(yīng)予充分分重視。板式橡膠支支座不僅可可以沿切向向及法向位位移，還可可繞兩向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，較常常用于大跨跨及中等跨跨度的網(wǎng)架架。當(dāng)支座座水平推力力較大時(shí)，，也可采用用橡膠支座座。1.5空空間網(wǎng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的的形式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的受力是一一個(gè)受彎的的平板，而而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)構(gòu)就整體而而言則是一一個(gè)主要承承受膜內(nèi)力力的殼體。。在大多數(shù)數(shù)情況下，，網(wǎng)殼被設(shè)設(shè)計(jì)為四邊邊簡(jiǎn)支，其其邊界效應(yīng)應(yīng)就更小，，因此，同同等條件下下，一般網(wǎng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)較較網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)可節(jié)約鋼鋼材約20%。此外，網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)外型型美觀，能能適應(yīng)各種種復(fù)雜的建建筑造型需需要。殼體的型體體主要采用用典型曲面面，即幾何何學(xué)曲面，，亦即不論論其曲面形形式如何，，總可以用用幾何學(xué)方方程表達(dá)。。曲面可由位位于其主曲曲率方向的的正交曲線線坐標(biāo)系來(lái)來(lái)定義，與與其相應(yīng)的的曲率半徑徑表示為R1和R2。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中中常用的形形式有：（1）柱面面網(wǎng)殼柱面網(wǎng)殼按按其支承情情況和長(zhǎng)度度分為短殼殼（L/R0.5））、中長(zhǎng)殼（0.5<L/R2.5））、長(zhǎng)殼（L/R>2.5））和筒殼。短殼常用單單波多跨的的形式，一一般沿長(zhǎng)邊邊多點(diǎn)支承承，荷載沿沿兩個(gè)方向向傳遞；長(zhǎng)長(zhǎng)殼多為端端部支承，，荷載沿長(zhǎng)長(zhǎng)度方向傳傳遞，結(jié)構(gòu)構(gòu)主要起梁梁的作用，，常用多波波單跨的形形式；筒殼是在周周邊節(jié)點(diǎn)上上均設(shè)支座座，受力性性能與單位位寬度的平平行拱類(lèi)似似，由于其其受力較均均勻，空間間剛度大，，應(yīng)用較廣廣。柱面網(wǎng)殼可可以采用單單層，也可可以采用雙雙層。單層柱面網(wǎng)網(wǎng)殼：（（a）聯(lián)方型；（（b）單斜桿型；；（c）弗普爾型悉尼國(guó)際水水上運(yùn)動(dòng)中中心雙層柱面網(wǎng)網(wǎng)殼正放四角錐錐抽空四角錐錐清華大學(xué)游游泳館柱面網(wǎng)殼的的組合應(yīng)用用——成渝渝高速路二二郎收費(fèi)站站大英博物館館（2）球面面網(wǎng)殼當(dāng)跨度較小小時(shí)可以采采用單層，，也可采用用雙層。球面網(wǎng)殼的的網(wǎng)格分割割方法很多多，主要有有：聯(lián)方型球面面網(wǎng)殼———無(wú)無(wú)緯向向桿肋環(huán)型球面面網(wǎng)殼聯(lián)方型球面面網(wǎng)殼———有緯向桿凱威特型球球面網(wǎng)殼斯威德勒型型球面網(wǎng)殼殼蒙特利爾世博會(huì)球面網(wǎng)殼通通過(guò)一定形形式的切割割，還可以以切割出各各種不同的的平面形狀狀及造型。。重慶商學(xué)院院藝術(shù)學(xué)院院報(bào)告廳（（橢球殼））（3）雙曲曲拋物面網(wǎng)網(wǎng)殼（扭殼殼）雙曲拋物面面網(wǎng)殼在幾幾何學(xué)上的的特點(diǎn)是其其曲面的形形成方式屬屬移動(dòng)式，，具有直紋紋性，即其其曲面是由由無(wú)數(shù)根斜斜交的直線組成。。通過(guò)一定的的組合，雙曲曲拋物面網(wǎng)殼殼還可以發(fā)展展出不同的造造型。1.6網(wǎng)網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力力分析和設(shè)設(shè)計(jì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的的分析不僅僅僅是強(qiáng)度度的分析，，通常還必必須包括剛剛度和穩(wěn)定定性。在某某些條件下下，結(jié)構(gòu)的的剛度和穩(wěn)穩(wěn)定性甚至至比強(qiáng)度更更為重要。。此外，在在既定荷載載下結(jié)構(gòu)力力流的分析析、導(dǎo)向和和控制也與與結(jié)構(gòu)外形形設(shè)計(jì)及剛剛度的分配配密切相關(guān)關(guān)。分析的基礎(chǔ)礎(chǔ)仍然是基基于經(jīng)典彈彈性理論。。即：方法①連續(xù)化假定定——比擬擬為連續(xù)光光面實(shí)體薄薄殼的擬殼法；擬殼法將格構(gòu)式的的球面、柱柱面或雙曲曲拋物面網(wǎng)網(wǎng)殼比擬為為連續(xù)的光光面實(shí)體球球殼、柱殼殼或雙曲拋拋物面薄殼殼。擬殼法按彈性薄殼殼理論分析析求得殼體體的內(nèi)力和和位移，再再根據(jù)應(yīng)力力值折算為為球面或柱柱面網(wǎng)殼的的桿件內(nèi)力力，此法須須經(jīng)過(guò)連續(xù)續(xù)化再離散散化的過(guò)程程。方法②離散化假定定——桿系系結(jié)構(gòu)的矩陣位移法法或有限單單元法。矩陣位移法法或有限單單元法是將網(wǎng)格結(jié)結(jié)構(gòu)離散為為各個(gè)單元元，分別求求得各單元元?jiǎng)偠染仃囮嚰敖Y(jié)構(gòu)的的總剛度矩矩陣，根據(jù)據(jù)邊界條件件修正總剛剛度矩陣后后求解基本本方程，以以得到各單單元節(jié)點(diǎn)的的位移進(jìn)而而得到桿件件的內(nèi)力。。（1）網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)的靜靜力特性影響網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)靜力特特性的因素素很多，主主要有：結(jié)結(jié)構(gòu)的幾何何外形、荷荷載類(lèi)型及及邊界條件件等。網(wǎng)殼的類(lèi)型型和形式很很多，型式式不同的網(wǎng)網(wǎng)殼，結(jié)構(gòu)構(gòu)的變形規(guī)規(guī)律及內(nèi)力力分布規(guī)律律相差甚遠(yuǎn)遠(yuǎn)。即使是是同一種型型式的網(wǎng)殼殼，當(dāng)幾何何外型尤其其是矢跨比比不同時(shí)，，都將有不不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)反映。此此外，網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)是一一類(lèi)邊界條條件敏感型型的結(jié)構(gòu)，，邊界約束束條件的細(xì)細(xì)微變化將將有可能使使結(jié)構(gòu)的靜靜力性能產(chǎn)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)牡淖兓?。?）網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)的剛剛度特性傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)一一般僅對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度度提出控制制性要求，，但對(duì)于網(wǎng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（（包括大跨跨度結(jié)構(gòu)）），還應(yīng)進(jìn)進(jìn)行剛度設(shè)設(shè)計(jì)，因?yàn)闉閯偠葘⒂坝绊懢W(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定定性能，同同時(shí)直接影影響結(jié)構(gòu)的的靜力特性性。剛度設(shè)計(jì)需需兼顧兩方方面：①?gòu)尼尫欧艤囟葢?yīng)力力及次應(yīng)力力考慮：支支承及約束束應(yīng)減弱或或設(shè)計(jì)得柔柔一些；②從結(jié)構(gòu)構(gòu)的穩(wěn)定性性考慮：結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)得剛一些些。為兼顧此兩兩方面，設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)需要要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行剛度調(diào)調(diào)整。（3）幾何何參數(shù)對(duì)網(wǎng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜靜力性能的的影響影響網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)靜力特特性的幾何何參數(shù)主要要有結(jié)構(gòu)的的跨度S、矢跨比F/S及波跨比有有關(guān)（F為柱面網(wǎng)殼殼的矢高））。筒拱中內(nèi)力力分布很不不均勻，當(dāng)當(dāng)矢跨比F/S很小時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)主要呈梁梁的作用，，跨中彎矩矩及軸力均均很大且軸軸力分布不不均；當(dāng)矢矢跨比F/S很大時(shí)（如如接近半圓圓），各桿桿軸力較小小，拱軸方方向的弦桿桿在跨中區(qū)域域受壓，在在邊緣區(qū)域受受拉。矢跨比F/S與耗鋼量W的關(guān)系跨跨度S與耗鋼量W的關(guān)系（4）柱面面網(wǎng)殼的水水平推力圓柱面網(wǎng)殼殼由于環(huán)向力的作作用而產(chǎn)生生較大的水平平推力。水水平推力N的大小也與與矢跨比有關(guān)關(guān)。水平推力的的處理可采采用：①加水平平拉桿；②結(jié)構(gòu)落落地；③增加下下部柱的柔柔度；④利用下下部結(jié)構(gòu)吸吸收推力。。（5）網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定分析整體失穩(wěn)網(wǎng)殼失穩(wěn)局部失穩(wěn)波狀失穩(wěn)條狀失穩(wěn)大波狀失穩(wěn)穩(wěn)小波狀失穩(wěn)穩(wěn)點(diǎn)失穩(wěn)桿件失穩(wěn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的的典型失穩(wěn)穩(wěn)形式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定分析析，基礎(chǔ)仍仍然是結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定理論論，但由于于影響因素素較多，如如初始缺陷陷的影響、、多參數(shù)體體系的多重重臨界點(diǎn)問(wèn)問(wèn)題、多種種工況下的的多重臨界界點(diǎn)問(wèn)題等等，對(duì)此的的研究尚不不足。目前前，基本上上只能進(jìn)行行定性分析析。2索膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)的的基本承重重構(gòu)件采用用受拉工作作的懸索或或張拉的薄薄膜，稱(chēng)為為懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)或膜結(jié)構(gòu)構(gòu)。由于受受拉構(gòu)件的的承載能力力決定于強(qiáng)強(qiáng)度而不是是穩(wěn)定性，，因而能充充分發(fā)揮鋼鋼索和膜材材受拉工作作時(shí)強(qiáng)度高高、自重輕輕的特點(diǎn)。。同時(shí)，由由于覆蓋材材料自重輕輕，使承重重結(jié)構(gòu)的重重量較小，，因而懸索索結(jié)構(gòu)和張張拉薄膜結(jié)結(jié)構(gòu)更適合合于在大跨跨度結(jié)構(gòu)中中使用。2.1懸懸索結(jié)結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)通通過(guò)索的軸軸向拉力抵抵抗外荷，，最早用于于橋梁，50年代開(kāi)開(kāi)始用于房房屋建筑，，用鋼量一一般在10kg/m2以下，但支支承結(jié)構(gòu)耗耗材較多。。（1）單層層懸索體系系特點(diǎn)：由許多平平行的單根根拉索組成成，拉索兩兩端懸掛在在穩(wěn)定的支支承結(jié)構(gòu)上上。單層懸索的的工作與單單根懸索相相似，是一一種可變體體系，在恒恒載作用下下呈懸鏈線線形式，在在不對(duì)稱(chēng)荷荷載或局部部荷載作用用下產(chǎn)生大大的位移（（機(jī)構(gòu)性位位移）。索索的張緊程程度與索的的穩(wěn)定性（（抵抗機(jī)構(gòu)構(gòu)位移的能能力）成正正比。單層懸索結(jié)構(gòu)單層懸索結(jié)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)風(fēng)能力差，，在風(fēng)吸力力作用下懸懸索內(nèi)的拉拉力下降，，穩(wěn)定性進(jìn)進(jìn)一步降低低。單層懸索結(jié)結(jié)構(gòu)宜采用用重屋面，，如裝配式式鋼筋混凝凝土板。另另一種方法法是設(shè)置橫橫向加勁梁梁。加勁梁梁的作用是是分配局部部荷載及將將索連成整整體。（2）雙層層懸索體系系由一系列承承重索和相相反曲率的的穩(wěn)定索組組成。每對(duì)對(duì)索之間通通過(guò)受拉鋼鋼索或受壓壓撐桿連系系，構(gòu)成如如桁架形式式的平面體體系，稱(chēng)索索桁架。穩(wěn)定索可以以抵抗風(fēng)吸吸力的作用，同時(shí)時(shí)，相反曲曲率的穩(wěn)定索和相應(yīng)應(yīng)的索桿能能對(duì)體系施加預(yù)應(yīng)力力，使每對(duì)對(duì)索均保持足夠大的的張緊力，，提高了整個(gè)結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定性。。懸索結(jié)構(gòu)的的計(jì)算一般般按彈性理理論，假定定索是理想想柔性的，，既不能受受壓，也不不能抗彎，，但承重索索和穩(wěn)定索索之間的連連桿絕對(duì)剛剛性。在基基本假定的的基礎(chǔ)上可可建立索曲曲線的平衡衡微分方程程，再根據(jù)據(jù)荷載及邊邊界條件求求出索的張張力。車(chē)幅式雙層層索（3）混合合懸掛體系系采用柔性的的懸索體系系與剛性的的受彎構(gòu)件件（梁、網(wǎng)網(wǎng)架、網(wǎng)殼殼、桁架等等）相結(jié)合合，可組成成共同抵抗抗外荷載的的各種混合合體系。此類(lèi)結(jié)構(gòu)或或用鋼索懸懸掛其他構(gòu)構(gòu)件，或由由鋼索對(duì)其其他構(gòu)件提提供附加支支點(diǎn)，或用用剛性的構(gòu)構(gòu)件來(lái)加強(qiáng)強(qiáng)懸索的穩(wěn)穩(wěn)定性，以以減小不均均勻荷載作作用下的機(jī)機(jī)構(gòu)性位移移。橋梁中中的斜拉橋橋和懸索橋橋也屬于這這類(lèi)混合體體系。5.4萬(wàn)座座，挑蓬外外挑50m，外環(huán)梁跨度度244m。浙江黃龍?bào)w體育中心體體育場(chǎng)吊塔及斜拉拉索2.2膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)一般鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)屋頂?shù)奈菸菝娌牧辖越圆怀惺芙Y(jié)結(jié)構(gòu)力。但但膜結(jié)構(gòu)中中的膜本身身就承受活活荷載包括括風(fēng)壓、溫溫度應(yīng)力等等，膜既是是覆蓋物，，亦是結(jié)構(gòu)構(gòu)的一部分分。索膜建筑之之所以能滿(mǎn)滿(mǎn)足大跨度度自由空間間的技術(shù)要要求，最關(guān)關(guān)鍵的一點(diǎn)點(diǎn)就是其有有效的空間間預(yù)張力系系統(tǒng)。有人人把索膜建建筑稱(chēng)為““預(yù)應(yīng)力軟軟殼”，預(yù)預(yù)張力使““軟殼”各各個(gè)部分（（索、膜））在各種最最不利荷載載下的內(nèi)力力始終大于于零（永遠(yuǎn)遠(yuǎn)處于拉伸伸狀態(tài)）。。以材質(zhì)分類(lèi)類(lèi)，結(jié)構(gòu)膜膜有以下兩兩種:（1）平面不織織膜：由各各