《大跨度钢结构课件（绪论）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大跨度钢结构课件（绪论）（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大跨与空间 钢结构,熊 刚 重庆大学土木工程学院,1 总论,远古人类挖洞穴居或筑木为巢，满足了生存空间的需要。随着社会的进步，人们需要较大空间进行公共活动。中国古代工匠用木材构筑梁柱结构的宫殿或寺庙，跨度达到2030米。古代罗马人用砖石建造拱顶或穹顶，跨度达到40米，然而结构自重达到6400kg/m2，又厚又重。这也许是在当时的材料与技术条件下所能建造屋盖的最大跨度了,1.1 概述,20世纪的工业革命推动了建筑科技的发展。在出现了水泥和钢铁等新型材料后，人们学会了建造桁架、拱、钢架之类的平面结构，能跨越5070m的跨度。 随着生活水平的提高，人类从事生产和社会活动对更大跨度的空间提出了需要。如
2、载客300400人的波音747飞机，机翼宽60m，尾翼高20m，这就需要更大的飞机库。,有如体育馆，要求能够容纳几万人的体育场、文娱表演、集会、展览的多功能厅。跨度需要做到100200m，甚至更大。 中国为2008年奥运会修建的国家体育场，跨度超过200m。英国伦敦的“千年穹顶”，直径已经达到320m。,国家体育中心“鸟巢” 能容纳10万人（2万临时：长轴340m，短轴294m。,建筑及结构特点： 围护结构为覆盖膜，钢承重骨架。,世界上最大的索膜结构伦敦千年穹顶 平面直径320m，由12根百米高的钢桅杆支撑,要跨越如此大的跨度，高强度材料的应用解决了一个方面的问题。传统的平面结构已经无能为力，
3、促使专家学者们深入研究新的结构体系 ，既能满足建筑平面、空间和造型的要求，跨越更大的跨度，又具有更好的技术经济指标。空间结构应运而生。 空间结构具有合理的结构形体，能充分发挥材料的潜力，使其具有良好的受力性能。从而不仅形体优美，经济合理，还可以跨越超大的空间，成为近年来最具生命力的结构形式之一。,所以，要营造更大的空间，取决于两个条件：一是有足够强度的材料，二是有运用这样材料来建造的技术。 大跨度结构主要是在自重荷载下工作，主要矛盾是减轻结构自重，故最适宜采用钢结构。 同时，在大跨度屋盖中应尽可能使用轻质屋面结构及轻质屋面材料，如彩色涂层压型钢板、压型铝合金板、膜材等。,我国空间钢结构从60年
4、代开始研制和应用，但扩大应用发展缓慢，自1982年空间结构委员会成立以来的二十年逐渐发展加快。 2008年奥运会申办成功、2010年上海世界博览会的申报、举办全运会、省运会等都需大量建造空间结构，给空间结构的发展提供了广阔的前景。 我国目前最大跨度做到153m,1.2 我国大跨结构的应用和发展,国家大剧院（俯视效果图）,西侧效果图,国 家 大 剧 院 钢 结 构,平面尺寸212x143m，由长短轴梁架、顶部环梁及环向连系梁组成。,开启状态（昼景）,国内第一个大型牵引开合屋盖，集钢结构、机械、液压、控制于一体； 6万座。 年设计开合次数200次，完全打开或闭合时间20min； 分固定屋盖与两片活
5、动屋盖；总用钢量约10800吨； 水平投影面积40471m2，其中开口部分17807m2； 相贯钢管桁架结构；,闭合状态（夜景）,南 通 体 育 场,固定屋盖：由2榀纵向斜拱、6榀横向主拱、10榀横向次拱、2榀内圈桁架、及单层网壳结构组成。横向主拱间距40m，最大跨度262m，拱中部跨度100m，屋面为金属屋面板； 活动屋盖：单层网壳结构，位于半径为206.8m的球面上，每片活动钢屋盖重量803吨，屋面为膜结构。,1.3 大跨度钢结构的形式,平面杆件体系,梁式体系,框架式体系,拱式体系,空间杆件体系,网架结构,网壳结构,立体桁架,张拉结构体系,悬索结构,张弦梁结构,膜结构,支承膜结构,充气膜结
6、构,张拉式,骨架式,1.体育馆 9.干煤棚 2.体育场挑棚 10.高耸结构 3.影剧院 11.塑像骨架 4.会展中心 12.标志性和装饰性结构 5.飞机库 13.玻璃幕墙支承结构 6.航站楼及候机大厅 14.楼面结构 7.工业厂房 15.人行天桥 8.公路收费站及加油站,1.4 大跨度钢结构的应用,四川资阳体育馆 椭球面网壳,重庆合川体育馆 柱面网壳,天津奥林匹克中心体育场：占地78万平方米，建筑面积158万平方米，该体育场南北长380米，东西长270米，高53米。,天津奥林匹克中心体育场空间桁架,占地78万平方米，建筑面积158万平方米，该体育场南北长380米，东西长270米，高53米。,高
7、63米，架空层高33米，上部最大边长为138米乘以138米，下部四个立柱外边距离70.2 米，建筑面积约为2.7万平方米 。,上海世博会中国国家馆,三亚“美丽之冠”文化会展中心,大连国际会议中心,会议中心整体结构可概括为 “两大三多”，两大即：大悬挑、大跨度。平台桁架周边均为悬挑结构，最大悬挑长度40米，平台及屋盖跨度最大110米。三多即：竖向承载构件转换多、钢结构类型多（涵盖了所有钢结构类型）、节点数量多（8.5万个，复杂节点1211个）,北京飞机维修工程有限公司A380 机库,总建筑面积70437平方米，总耗资约7亿元人民币。整座机库由维修大厅和附楼两部分构成。机库大厅净跨度350.8米，
8、进深110米，下弦高度30米，,重庆江北国际机场新候机楼 重庆江北国际机场新候机楼采用三维曲面，整个造型吸纳了重庆传统的吊脚楼风格，呈波浪起伏状。,钢结构采用平面承重的主次桁架结构体系，主桁架跨度90米，次桁架跨度45米，整个屋面由24根钢管斜柱支撑。 主次桁架杆件采用箱形截面，主桁架最大钢板厚度达45mm。,支座铸钢铰接节点,单层工业厂房（一）,单层工业厂房（二）,成渝高速路二郎收费站 组合柱面网壳,合肥中外合资电厂干煤棚,95mX105m，正放四角锥与棋盘四角锥组合，纵向折线三圆心柱面网壳。,艾 菲 尔 铁 塔,高300米，天线高24米，总高324米。埃菲尔铁塔得名于设计它的著名建筑师、结
9、构工程师居斯塔夫埃菲尔。是法国巴黎的重要景点和突出标志。,自由女神像,雕像锻铁的内部结构是由后来建造了巴黎埃菲尔铁塔的居斯塔夫埃菲尔设计的。自由女神像高46米，加基座为93米，重225吨，是金属铸造，置于一座混凝土制的台基上。,湖南永洲市多功能 人行天桥,贵阳市大十字多功能 人行天桥 环形网架,参考书目： 1.空间网架结构，贵州人民出版社； 2.钢结构设计规范GB50017-2003； 3.空间网格结构技术规程JGJ7-2010； 4.大跨度房屋钢结构，中国建筑工业出版社； 5.网壳结构设计，中国建筑工业出版社； 6.空间结构设计与施工，东南大学出版社； 7. 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2012 ) 8.大跨空间结构中国建筑工业出版社 9.大跨度空间结构设计科学出版社,
