大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)簡介大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及其主要特點(diǎn)大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)的類型梁式結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及其主要特點(diǎn)應(yīng)用

公共建筑(劇院，展覽館，體育場館，車站等)

專門用途的建筑

(飛機(jī)庫，汽車庫等)

生產(chǎn)性建筑(飛機(jī)制造廠裝配車間，造船廠等)主要特點(diǎn)

跨度大

120m160m(長春體育館，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，1998)

主跨1385m

(江陰長江大橋，懸索結(jié)構(gòu)，1999)

個(gè)性化(非大量建設(shè)項(xiàng)目，方案的極其個(gè)性化)

大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)的類型平面結(jié)構(gòu)

由一些強(qiáng)度不大的縱向構(gòu)件將平面結(jié)構(gòu)連接起來構(gòu)成縱向構(gòu)件層層重復(fù)傳遞荷載，并不分擔(dān)荷載梁式，框架式和拱式結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)加強(qiáng)連接平面結(jié)構(gòu)的縱向構(gòu)件以形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，共同承載克服荷載層層重復(fù)傳遞，經(jīng)濟(jì)性好，整體剛度大，抗震性能好懸索結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)空間作用(diaphragm，蒙皮效應(yīng))梁式結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)

不產(chǎn)生水平推力(可支承于墻壁，磚石或混凝土柱上)制造和安裝較簡單結(jié)構(gòu)布置4050m屋架檁條68m簡單式屋架主檁條檁條5070m812m復(fù)雜式梁式結(jié)構(gòu)(2)結(jié)構(gòu)型式

跨度較小時(shí)，可采用實(shí)腹式梁(常用工字形截面)跨度在5070m及更大時(shí)，采用桁架形式(吊頂與下弦設(shè)間隙)

桁架外形及腹桿體系取決于跨度，屋面形式和吊頂結(jié)構(gòu)桁架高跨比一般為1/81/6(注：跨度大于50m時(shí)，運(yùn)輸超限)

常用梯形桁架；屋面坡度大時(shí)，宜用平行弦；吊頂可作弧線形(設(shè)拉桿)框架結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)

與梁式相比，框架結(jié)構(gòu)可降低建筑物高度結(jié)構(gòu)上比梁式結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)布置橫向框架布置(跨度大于60m時(shí)，應(yīng)增大框架間距，常導(dǎo)致復(fù)雜布置)縱向框架布置(跨度較小時(shí)，特別有利，可向外懸伸，用于機(jī)庫等)結(jié)構(gòu)型式跨度在5060m時(shí)，常用雙鉸實(shí)腹式框架(常用工字形截面)

減輕基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)；結(jié)構(gòu)可外露；橫梁高度可取跨度的1/201/12

設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉桿減少跨中彎矩，橫梁高度可取跨度的1/401/30框架結(jié)構(gòu)(2)跨度較大時(shí)，常用雙鉸格構(gòu)式框架跨度超過100m時(shí)，宜采用無鉸格構(gòu)式框架框架結(jié)構(gòu)(3)格構(gòu)式框架的橫梁高跨比宜在跨度的1/201/12范圍選取格構(gòu)式框架立柱的寬宜取其橫梁的節(jié)間長度(卸載效應(yīng))折線弓形框架接近于拱形結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能常用于高度相對(duì)較大(跨度約4050m，高度約1520m)的建筑物橫梁高度和立柱寬度皆在跨度的1/251/15范圍選取拱式結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)

拱式屋蓋受力合理比梁式和框架式屋蓋結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好(跨度超過80m時(shí)尤為顯著)結(jié)構(gòu)布置跨度為4060m時(shí)，拱間距可取610m，無檁或型鋼檁條拱式結(jié)構(gòu)(2)跨度達(dá)100m左右時(shí)，宜采用相距36m的拱對(duì)，拱對(duì)間距為915m拱式結(jié)構(gòu)(3)側(cè)窗難以開啟，且宜積灰；檁條下移，構(gòu)成橫向天窗拱式結(jié)構(gòu)(4)結(jié)構(gòu)型式

雙鉸拱(最常見，制作安裝方便，較經(jīng)濟(jì)，溫度應(yīng)力低)無鉸拱(最經(jīng)濟(jì)，須設(shè)強(qiáng)支座，溫度應(yīng)力高)三鉸拱(應(yīng)用不廣，拱鑰鉸使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化)

亦分為實(shí)腹式和格構(gòu)式

宜設(shè)計(jì)成等截面

實(shí)腹式截面高度可取跨度的1/801/50

格構(gòu)式截面高度可取跨度的1/601/30水平推力拉桿設(shè)置支座設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)(5)

拱腳構(gòu)造處理構(gòu)造不便空間利用網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(1)特點(diǎn)多向傳力，空間剛度大，抗震性能好適應(yīng)性強(qiáng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好網(wǎng)架類別(以網(wǎng)架構(gòu)成方式分類)由平面桁架構(gòu)成(四種)兩向正交正放網(wǎng)架表示法網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(2)兩向正交斜放兩向斜交斜放兩向正交斜放短桁架對(duì)長桁架有嵌固作用，受力有利角部產(chǎn)生拔力，常取無角部形式兩向斜交斜放適用于兩個(gè)方向網(wǎng)格尺寸不同的情形受力性能欠佳，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較復(fù)雜網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(3)三向網(wǎng)架三個(gè)方向的平面桁架相互交角60比兩向網(wǎng)架剛度大，適合大跨度常用于正三角形，正六三角形平面在謀些平面形狀會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則桿件由四角錐體構(gòu)成(五種)正放四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(4)斜放四角錐網(wǎng)架棋盤形四角錐網(wǎng)架星形四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架受力合理，桿件數(shù)量少屋面板類型多屋面組織排水較困難棋盤形四角錐網(wǎng)架保持正放四角錐網(wǎng)架周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空，下弦桿呈正交斜放，上弦桿呈正交正放?？朔诵狈潘慕清F網(wǎng)架屋面板類型多，屋面組織排水較困難的缺點(diǎn)。由三角錐體構(gòu)成(三種)三角錐網(wǎng)架網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(5)抽空三角錐網(wǎng)架蜂窩形三角錐網(wǎng)架

三(多)層網(wǎng)架減少弦桿內(nèi)力(25%60%)，減小網(wǎng)格尺寸，大跨經(jīng)濟(jì)性好；桿件數(shù)量多

三層網(wǎng)架示意圖網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(6)網(wǎng)架的點(diǎn)支承點(diǎn)支承的設(shè)置原則通過正彎矩和撓度減小，使整個(gè)網(wǎng)架的內(nèi)力趨于均勻?qū)τ趩慰缍帱c(diǎn)支承，懸挑長度宜取中間跨的1/3(下圖a)

對(duì)于多跨多點(diǎn)支承，懸挑長度宜取中間跨的1/4(下圖b)點(diǎn)支承的柱帽形式

網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(7)網(wǎng)架選型周邊支承的矩形平面形狀長短邊之比1.5時(shí)：斜放四角錐網(wǎng)架，棋盤形四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架對(duì)于中(30m60m)小(<30m)跨度，亦可選星形四角錐網(wǎng)架，蜂窩形三角錐網(wǎng)架長短邊之比>1.5時(shí)：宜選正放類網(wǎng)架----兩向正交正放網(wǎng)架，正放四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架點(diǎn)支承的矩形平面形狀兩向正交正放網(wǎng)架，正放四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架

圓形，多邊形平面形狀宜選三向網(wǎng)架，三角錐網(wǎng)架，抽空三角錐網(wǎng)架兩邊或三邊支承的矩形平面形狀自由邊作處理后可按周邊支承情形考慮。自由邊的兩種處理方法：

(a)整個(gè)網(wǎng)架高度加大，自由邊桿件截面增大

(b)自由邊局部增加網(wǎng)架層數(shù)(形成反梁) 自由邊反梁網(wǎng)架三和網(wǎng)三殼結(jié)三構(gòu)(8三)網(wǎng)架三屋面三排水網(wǎng)三架起三拱適于三雙坡三排水三；抗三震性三好；三起拱三高度三過大三，內(nèi)三力分三析應(yīng)三計(jì)及網(wǎng)三架變?nèi)叨瓤山等拖胰龡U內(nèi)力三，使三其趨三于均三勻；三抗震三性好三；桿件三種類三增多上弦節(jié)三點(diǎn)設(shè)三置小三立柱(常用)可構(gòu)三造雙三坡，四坡或三其它三復(fù)雜三的多三坡排三水屋三面；跨三度大三時(shí)要三作穩(wěn)三定和三抗震三計(jì)算網(wǎng)架三幾何三尺寸注：L2是以三米計(jì)三的網(wǎng)三架短三向跨三度；三跨度三小于18米時(shí)三網(wǎng)格三數(shù)可三適當(dāng)三減少三。網(wǎng)架三和網(wǎng)三殼結(jié)三構(gòu)(9三)單層三柱面三網(wǎng)殼三的網(wǎng)三格形三式a)單斜三桿柱面三網(wǎng)殼三：桿三件數(shù)三量少三，節(jié)三點(diǎn)構(gòu)三造簡三單；三剛度三差b)人字三形柱面三網(wǎng)殼三：亦三稱弗三普爾形柱面三網(wǎng)殼c)雙斜三桿柱面三網(wǎng)：三殼桿三件數(shù)三量多三；剛?cè)群胐)聯(lián)方網(wǎng)格三柱面三網(wǎng)殼三：桿三件組三成菱三形，三夾角三為30三50三e)三向網(wǎng)格三柱面三網(wǎng)殼三：聯(lián)方網(wǎng)格三柱面三加縱三向桿三件網(wǎng)殼三類別(以曲三面外三形分三類)柱面三網(wǎng)殼網(wǎng)架三和網(wǎng)三殼結(jié)三構(gòu)(1三0)a)正放三四角三錐柱三面網(wǎng)三殼b)正放三抽空三四角三錐柱三面網(wǎng)三殼c)斜置三正放三四角三錐柱三面網(wǎng)三殼d)三角三錐柱三面網(wǎng)三殼e)抽空三三角三錐柱三面網(wǎng)三殼雙層三柱面三網(wǎng)殼三的網(wǎng)三格形三式1.交叉三桁架三體系(略)2.四角三錐體系a)：剛?cè)却笕?，桿三件少三，最三常用b)：適三用于三小跨三度，三輕屋三面c)：系三將a)斜置3.三角三錐體系常用d)，e)兩種網(wǎng)架三和網(wǎng)三殼結(jié)三構(gòu)(1三1)球面三網(wǎng)殼a)肋環(huán)三型球三面網(wǎng)三殼b)Sc三hw三ed三le三r型球三面網(wǎng)三殼c)Sc三hw三ed三le三r型球三面網(wǎng)三殼d)聯(lián)方三型球三面網(wǎng)三殼e)三向三網(wǎng)格三型球三面網(wǎng)三殼單層三球面三網(wǎng)殼三的網(wǎng)三格形三式a):剛度三差，三適用三于中三，小三跨度b):剛度三好，三適用三于大三，中三跨度c):交叉三斜桿Sc三hw三ed三le三r型還有三其它Sc三hw三ed三le三r型d):菱形三網(wǎng)格三，造三型美三觀e):適用三于中三，小三跨度網(wǎng)架三和網(wǎng)三殼結(jié)三構(gòu)(1三2)a)肋環(huán)三型四三角錐三球面三網(wǎng)殼b)聯(lián)方三型四三角錐三球面三網(wǎng)殼c)聯(lián)方三型三三角錐三球面三網(wǎng)殼d)平板三組成三式球三面網(wǎng)三殼雙層三球面三網(wǎng)殼三的網(wǎng)三格形三式1.交叉三桁架三體系只需三將單三層球三面網(wǎng)三殼中三的桿三件用三平面三網(wǎng)片三代替(略)2.角錐體系(常見三四種)a):肋環(huán)三型四三角錐三球面三網(wǎng)殼三，b):聯(lián)方三型四三角錐三球面三網(wǎng)殼c):聯(lián)方三型三三角錐三球面三網(wǎng)殼三，d):平板三組成三式球三面網(wǎng)三殼網(wǎng)架三和網(wǎng)三殼結(jié)三構(gòu)(1三3)a)正交三正放三類b)正交三斜放三類c)正交三斜放三設(shè)斜三桿類d)正交三斜放三設(shè)斜三桿類e)正交三斜放三設(shè)斜三桿類雙曲三面網(wǎng)三殼的三網(wǎng)格三形式1.正交三正放三類a):單層三時(shí)在三方格三內(nèi)設(shè)三斜桿雙層三時(shí)組三成四角三錐體2.正交三斜放三類b):抗剪三強(qiáng)度三弱c):第三三方向三局部設(shè)斜三桿d):全部三方格三內(nèi)設(shè)雙三斜桿e):第三三方向三全局設(shè)斜三桿雙曲三面網(wǎng)三殼懸索三結(jié)構(gòu)(1三)特點(diǎn)軸三向拉三伸抵三抗外三荷作三用，三充分三利用三鋼材三強(qiáng)度施三工方三便，三費(fèi)用三低便三于建三筑造三型單層懸索三結(jié)構(gòu)平三行布三置形三式(跨度三可達(dá)80三m，德三國多三特蒙三特一三展覽三廳，19三56)水平三梁和三框架三一起承受三懸索三拉力水平三梁承受三懸索三拉力懸索三直接錨掛三于框三架斜拉三索將懸索三拉力拉向三地錨懸索三結(jié)構(gòu)(2三)幅射三式布三置形三式(適用三于圓三形，三橢圓三形平三面)下凹三雙曲三率碟三形屋三面不便三于排三水，三最大三的碟形三屋面三：美國三阿拉美達(dá)三比賽三館，三跨徑12三8m(19三67三)傘形三屋面最大三的傘三形屋三面：前蘇三聯(lián)伊三利姆三斯克汽車三庫，三跨徑20三6m受拉三內(nèi)環(huán)三采用三鋼制三，受三壓外三環(huán)采三用鋼三筋混三凝土三制作三?？扇绕饺胁既米鋈捷^三大跨三度。網(wǎng)狀三布置三形式(適用三于圓三形，三矩形三等各三種平三面)設(shè)計(jì)三要點(diǎn)單層三懸索三體系三垂跨三比經(jīng)三驗(yàn)取三值：1/三201三/1三0加強(qiáng)三形狀三穩(wěn)定三性的三措施三：采用三重屋三面采用三預(yù)應(yīng)三力鋼三筋混三凝土三懸掛三薄殼采用三橫向三加勁三構(gòu)件兩向三索正三交布三置屋面三板規(guī)三格統(tǒng)三一邊緣三構(gòu)件三彎矩三大于幅三射式三布置懸索三結(jié)構(gòu)(3三)雙層懸索三結(jié)構(gòu)一三般形三式由下三凹的三承重三索，三上