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1、201米 第一篇 大跨度建筑屋盖结构空间桁架：第一篇 大跨度建筑屋盖结构适用范围：工业厂房、公共建筑：体育馆、展 览馆 桁架：增加跨度、减轻自重等高排架不等高排架拱结构悬索结构国家奥林匹克体育中心 第二篇 大跨度建筑屋盖结构第一章 门式刚架结构 第二章 薄腹梁结构 第三章 桁架结构 第四章 拱结构 第五章 网架结构 第六章 悬索结构第一章 门式刚架结构一、门式刚架的结构特点与适用范围图1 装配式结构实例新疆库尔勒五千吨气调库 长春国富门式刚架厂房 杆件较少，制作方便，结构内部空间较大 梁柱刚接，横梁弯矩较铰接减少，适用于中小跨结 构，跨度可达米，最适宜米左右 刚度较差，受荷后产生挠度，用于工业
2、厂房时，吊 车起重量不宜超过100KN。特 点广泛用于工业厂房和体育馆等第二节 门式刚架的类型与构造1.从连接方式分：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架w 无铰刚架：超静定刚架，结构刚度大，但地基有不均匀 沉降时，将使结构产生附加内应力 w 有铰刚架：静定刚架，地基有不均匀沉降时，对结构不 会产生附加内应力，但跨度大时，刚度较差，一般用于 小跨度（12m）和基础较差的情况类型铰接时，刚架横梁弯矩较大，梁截面大些 ，柱一般做 成变截面，基础较小 固结时，梁截面较小 ，柱为不变截面，基础较大2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式3.从跨数分：纵向柱距：米 横向跨度：米的倍数，如米、米 h/L:h减小将使推
3、力增大， 三铰刚架： hL 两铰刚架： L稍大于h构造横 梁 的 连 接柱与基础的铰接第三节 预应力刚架结构柱为变截面结构，梁为箱形截面，预应力钢筋采 用高强度钢丝束第二章 薄腹梁结构第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围第二章 薄腹梁结构第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围图1 装配式结构实例混凝土柱截面设计平腹杆斜腹杆优点：制作、构造、吊装及设计较简单，侧向刚度 大，可以降低厂房的高度和不需设置屋面支撑 缺点：自重较大 适用跨度： 普通钢筋混凝土薄腹梁为 预应力时为第二节 薄腹梁的设计要点 和大致尺寸梁端部高度：一般不小于 双坡度的屋面坡度：1/81/12 梁截面高度：单坡梁h=(1/181/12)
4、l双坡梁h=(1/141/6)l 梁腹厚度：610cm第三章 桁架结构第一节 桁架的结构特点与优缺点受力特点开封县温泉游泳馆 湖南国际会展中心 宽141米 湖南国际会展中心 待装配的一榀平面桁架 优点： 受力性能好（受力均匀，材料利用充分） 扩大了梁式结构的适用跨度 桁架可以用多种材料制造 桁架体型可以多样化 施工方便第二节 桁架的外形与内力的关系第二节 桁架的外形与内力的关系一、木屋架 特点：节间大小均匀， 杆件内力不致突变太大 适宜跨度：米 最经济跨度：米 节间长度：1.52.5m 节间数目：屋架的类型二、钢屋架 特点：小桁架的组合， 杆件长度较短 下眩受拉 适用跨度：米以上三、钢筋混凝土
5、屋架 受力性能好 结点杆件数不多于5 腹杆与玄杆夹角不小于30度第四节 几种屋架的基本尺寸 及其适用范围基本要求： 跨度：3米模数 玄杆等截面 钢筋混凝土屋架用于大型屋面板，宽 度不小于20 cm 高跨比：刚度要求一、三角形屋架造型美观，有利于屋面排水 高跨比：h/l=1/41/6,I=1/21/3二、梯形屋架具有较大的空间，便于管道的通过和人的通行，常用于剧院 屋盖 端部高度：1.82.2m,节间长度：上玄3m，下玄6m 高跨比：h/l=1/61/8,I=1/12 非预应力屋盖：适用跨度米预应力屋盖：适用跨度米 钢屋盖：适用跨度米以上二、梯形屋架钢屋架三、弧形屋盖非预应力：适用跨度米下铉预应
6、力：适用跨度6米 高跨比：h/l=1/61/8 常为折线形四、平行铉屋架 优点：腹杆长短和节点构造统一，制作方便 缺点：杆件内力分布不均，不宜用于杆件内力相 差悬殊的结构五、无斜腹杆屋架 结构造型简单，制作方便，适用于有较大吊重的 建筑 常用跨度：、六、钢筋混凝土钢组合结构 自重轻，节省材料 常用跨度：米七、板状屋架 屋面板和屋架合二为一，传力简捷，减少了屋盖 构件，节省钢材和水泥，结构自重轻 制作复杂,柱间加托架梁 常用跨度： 米屋架选型的一般原则1、跨度36米以上：钢屋架 有侵蚀性介质：不宜采用钢结构 2、跨度36米以下：预应力钢筋混凝土屋架 1824米：可选普通钢筋混凝土屋架 3、18米
7、以下：钢筋混凝土组合屋架 4、相对湿度大于75%，或有侵蚀性介质：不宜 选用木屋架和钢屋架第四章 拱结构第一节 拱的结构特点与优缺点第二节 承受拱水平推力 的结构处理手法（）利用地基基础直接承受水平推力 （落地拱）（）利用侧面框架结构承受水平推力（）利用拉杆承受水平推力第三节 拱结构的形式与主要尺寸拱结构的形式按力学结构分 ：三铰拱、两 铰拱和无铰拱按建筑外形分 ：半圆拱和抛 物线拱拱轴形式的选择： 合理的拱轴线，只有轴力，没有弯矩 和荷载有关 均布荷载：二次抛物线w 矢高的影响： 矢高小时，拱身轴力大而且拱脚水平推力也大 矢高大时，拱身轴力和拱脚水平推力都小，但拱身的长 度增大 合理矢高:f
8、=(1/21/8)l 屋盖结构： f=(1/51/7)l矢高f=1/2时，拱轴形式为半圆，水平推力为，受 力合理，但大跨度时显得高耸，很少用于建筑物盖第四节 拱结构的建筑实例湖南一散装盐库风雨操场 室内采光效果 农贸市场 飞机库 第五章 网架结构第一节 网架结构的特点、优点与适用范 围 第二节 网架结构的分类 第三节 平板网架的结构形式 第四节 平板网架的主要尺寸 第五节 平板网架的受力特点 第六节 网架的支承方式第一节 网架结构的特点、优点与适用范围特点：平面桁架相互交叉结合而成 优点： 1多向受力的空间结构，跨度大 2刚度大，稳定性好 3杆件主要承受轴向力，能充分发挥 材料的强度 4高次超
9、静定，安全度高 5结构高度小，不仅可以有效地利用建筑空间， 而且能够利用较小的杆件建造大跨度结构 6杆件类型划一，适用于工业化生产、地面拼装 的整体吊装材料：一般为钢结构（16锰钢） 杆件：钢管、角钢 结点：空心球结点、钢板焊接结点 适用范围：中小跨度的工业和民用建筑、大跨度 的体育馆、展览馆等屋盖结构第二节 网架结构的分类按外形分：曲面网架、平面网架 一、曲面网架（网壳） 单曲、双曲、单层、双层特点： 1利用一定的起拱度来实现外力的空间传递 2多余的上凸增加了建筑容积 3巨大的推力，造成施工困难，材料消耗大二、平面网架（平板网架） 平行玄桁架交叉而成，双层平面网格 特点：空间受力，无推力第三
10、节 平板网架的结构形式一、两向正交正放网架二、两向正交斜放网架三、三向交叉网架四、锥体网架正交：两个方向桁 架互相垂直 正放：两个方向桁 架都与建筑平面 的边线平行一、两向正交正放网架特点： 两个方向桁架跨度相等或接近时，两个方向桁架受力才比 较均匀，且能发生整体空间作用如建筑平面为长方形，空间作用不明显 网格平面为几何可变体型，刚度差，需设斜撑适用范围：建筑平面为正方形或接近正方形 中等跨度：3060米8181米有柱展厅，屋盖采用双向空间钢桁架结构。 桁架下弦标高为10.55米，桁架高度H=4.0米，钢桁架 沿纵向间距为27米，沿横向间距为9米，均支承在钢 筋砼柱柱顶，由于该区屋面为屋顶花园
11、，屋面活荷载 按8.0KN/m2设计,故屋盖承重结构选用钢桁架,并且正 交桁架高度相等,弦杆为刚接,在纵向垂直支撑、系杆 的保证作用下形成空间桁架结构体系。 厦门国际会展中心 厦门国际会展中心 正交：两个方向桁架互相垂直 斜放：两个方向桁架都与建筑 平面的边线成45度角二、两向正交斜放网架1长度不统一，最长的桁架长度= 桁架长度不因平面长边的增加而改变2短桁架对长桁架起支承作用，可降低长桁架的内力3网格平面图形可维持几何不变形，空间刚度好 4网架四角的锚拉，使长桁架在角部产生负弯矩对四角支座产 生较大的拉力，使四角有可能翘起特点：由角部两个柱子共 同承担，避免拉力 集中适用范围： 任意尺寸的矩
12、形建筑平面 中等跨度：3060米 大跨度：60米以上三个方向的桁架相互交叉60度而成三、三向交叉网架特点： 1上下玄网格均为三角形 2空间刚度比两向网架好 3杆件内力更均匀 4结点汇交杆件多，构造复杂适用范围： 大跨度 ，建筑平面为三角形、六边形、圆形由三角锥、四角锥或六角锥单元组成 棱角斜杆作竖向腹杆四、锥体网架三角锥体网架型式： 1上下玄均为三角形网格-空间刚度好 2跳格三角锥体网格：上玄为三角形网格，下玄为三角形和六角形 网格-用料省适用范围：建筑平面为矩形、三边形、梯形、六边形、 圆形的大跨度结构上下玄均为方格，上下玄错开半格 适用范围：中小跨度结构 型式： 1正放四角锥体网架 2斜放
13、四角锥体网架四角锥体网架1正放四角锥体网架：锥的底边与相应的建筑平面 周边平行 A倒四角锥体（锥尖向下）：锥的底边相连为上玄 杆，锥尖的连杆为上玄杆，上下玄错开半格四角锥体网架1正放四角锥体网架 b正四角锥体（锥尖向下）四角锥体网架四角锥体网架正放四角锥体网架 特点： （1）杆件内力均匀，点支承时除支座处杆件内 力较大，其他杆件内力均匀 （2）屋面板规格比较统一，上下玄杆等长，构 造简单 适用范围： （1）平面接近于正方形的中小跨度周边支承的 建筑 （2）大柱距的点支承、有悬挂吊车的工业厂房四角锥体网架2斜放四角锥体网架：锥的底边与相应的建筑平面 周边夹角45度四角锥体网架上玄杆短对受压有利，
14、 下玄杆长为受拉杆，受力 合理适用范围：中小跨度、 矩形平面锥尖向下：上玄为正六角形网格，下玄为正三角形网格六角锥体网架锥尖向上：下玄为正六角形网格，上玄为正三角形网格六角锥体网架杆件多， 结点构造 复杂，屋 面板为六 边形或三 角形，施 工困难， 较少采用第四节 平板网架的主要尺寸短向跨度l60m时，取（1/131/18）l钢筋混凝土屋面板时，不宜超过 3m*3m 轻型屋面：36米一、网格尺寸第四节 平板网架的主要尺寸和网格尺寸相匹配短向跨度l60m时，取（1/141/18）l二、网格高度交叉桁架体系：腹杆倾角4055度 角锥网架：腹杆倾角60度 大跨度网架：再分式腹杆三、腹杆布置第五节 平
15、板网架的受力特点第六节 平板网架的支承方式每个结点都设置柱 周边不设置边桁架 用钢梁省一、周边支承于柱适用范围：大跨 度和中等跨度柱子数量少 柱距布置灵活 周边可不设置边桁架 圈梁有利于抗震二、周边支承于圈梁适用范围：中小 跨度柱子数量 少，建筑 物使用灵 活三、点支承适用范围 ：大柱距 的厂房或 仓库自由边必须设 边梁或桁架梁四、三边支承适用范围：飞 机库或飞机修 理装配车间第六章 悬索结构悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件所组成。悬索结构的组成：拉索采用由高强钢丝组成的钢绞线、钢丝绳或部丝束， 边缘构件和下部支承构件则常常为钢筋混凝土结构。索网只受轴向拉力， 既无弯矩，也无剪力，受 力简单w悬索屋盖结构的特点：悬索结构通过索的轴向受拉 来抵抗外荷载的作用，可以最充 分地利用钢材的强度。悬索结构便于建筑造型， 容易适应各种建筑平面。4.可以创造具有良好物理性能的建筑空间。 5悬索屋盖结构的稳定性较差。 6悬索结构的边缘构件和下部支承必须具有一定的刚度 和合理的形式，以承受索端巨大的水平拉力。第三节 悬索结构的型式 悬索屋盖结构按屋面几何形式的不同，可分为单曲 面和双曲面两类； 根据拉索布置方式的不同，可分为单层悬索体系、 双层悬索体系、交叉索网体系 一、单层悬索体系 单层悬索体系的
