大跨屋盖结构的形式与计算要点
钢结构大跨度屋盖设计与施工
钢结构大跨度屋盖设计与施工随着建筑技术的不断发展，钢结构大跨度屋盖在现代建筑设计与施工中扮演着重要的角色。
钢结构的优势在于其高强度、轻质化和可塑性等特点，使得它成为大跨度屋盖的理想选择。
本文将探讨钢结构大跨度屋盖的设计与施工，从材料选择、结构设计到施工过程中的关键问题进行讨论。
一、材料选择在钢结构大跨度屋盖的设计与施工中，材料选择是决定屋盖性能和质量的关键因素之一。
常用的钢材有普通钢和高强度钢两种，根据实际应用需要选择不同的材料。
一般来说，大跨度屋盖在承载能力上需要使用高强度钢材，通过使用更轻薄的材料，可以减少结构自重，提高整体的抗震性能。
二、结构设计在设计大跨度屋盖的钢结构时，需要考虑多个参数，如最大跨度、荷载要求、施工方法等。
首先，根据屋盖的跨度大小来确定合适的结构形式，如梁、桁架或折皱屋盖等。
梁式结构适用于中小跨度，而大跨度屋盖常采用桁架结构，通过桁架的布置来平衡荷载以及提高整体的稳定性。
其次，在钢结构屋盖的设计中，需要考虑荷载要求，包括永久荷载和可变荷载。
永久荷载主要是屋盖自重以及延伸器件重量，可变荷载则是指人流、雪、风荷载等。
根据荷载要求进行结构分析和计算，确定合适的截面尺寸和材料。
最后，施工方法在大跨度屋盖的设计中也非常重要。
由于钢结构屋盖通常需要在现场焊接和组装，因此合理的施工方法能够提高施工效率和质量。
工程师需要制定详细的施工方案，并根据具体情况进行优化。
同时，还需要注意安全施工，确保工人在高空作业时有必要的防护措施。
三、施工过程中的关键问题在钢结构大跨度屋盖的施工过程中，还存在一些关键问题需要重视。
首先是预制构件的精准度问题。
由于大跨度屋盖中涉及到很多组件的焊接和组装，构件的加工和现场拼装需要非常精确，以确保整体结构的质量和稳定性。
其次是焊接的技术要求。
焊接是钢结构大跨度屋盖施工中非常重要的一环，焊接质量直接影响到结构的可靠性和安全性。
因此，在施工过程中需要严格控制焊接工艺参数，保证焊缝的质量，减少焊接缺陷的出现。
大跨度房屋钢结构简介
工程实例
美国瑞雷（Raleigh）竞技馆（大剧院） 1952年建于美国北卡罗里那州，平面
91.5m×91.5近似圆形，两个砼斜放抛物线拱，鞍 形正交预应力索网，世界上第一个现代悬索屋盖 。
54
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美国华盛顿杜勒斯机场 1962沙里宁设计，两排 巨型钢筋混凝土斜柱支撑，一高一低，其间悬挂 40余米长的钢索，上铺屋面板，在重力的作用下 ，钢丝自然下垂，形成充满张力感的屋顶曲线。
正放。
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网架和网壳结构(5)
抽空三角锥 三(多网)架层网架 减少弦杆内力(25% 性好；杆件数量多
蜂窝形三角 锥网架 60%)，减小网格尺寸，大跨经济
三层网架示
意图
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网架和网壳结构(6)
网架的点支承 点支承的设置原则 通过正弯矩和挠度减小，使整个网架的内力趋于均匀 对于单跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/3 (下图a) 对于多跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/4(下图b)
大时网可要两架向 构作几正造交稳何网 正双放 架定尺， 形坡正 式和寸放，四抗角四锥 震坡计或钢 算网筋其格混数凝它土屋复面跨体杂高系比的多坡网格排数钢檩水条屋屋面体面跨 系高 ；比跨度
正放抽空四角锥
(24)+0.2L2 1014 (68)+0.07L2 (1317)+0.03L2
两向正交斜放，棋盘形四角锥
大跨度房屋钢结构简介
大跨度钢结构的应用及其主要特点 大跨度房屋钢结构的类型 梁式结构 框架结构 拱式结构 网架和网壳结构 悬索结构
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大跨度钢结构的应用及其主要特点
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，造船厂等) 主要特点
大跨度框架结构设计浅谈
大跨度框架结构设计浅谈【摘要】大跨度框架结构应用广泛，本文就其应用从多个方面进行说明，主要包括大跨钢结构的特点及应用、大跨度混凝土框架结构中设计的注意问题和解决对策、大跨度轻钢门式钢架在干煤棚的设计、格构梁式大跨度框架设计原则等内容。
【关键词】大跨度；框架；设计一、前言建筑行业随着我国科技的不断进步迅猛发展，大跨度框架结构设计在建筑中广泛应用，在多种建筑中都有着非常明显的优势，研究大跨度框架结构设计是非常有现实意义的。
二、大跨度钢结构的特点及应用1.大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准，我国的《钢结构设计规范》、《网架结构设计与施工规程》将跨度60m 以上的结构定义为大跨度结构，计算和构造均有特殊规定。
目前，我国以钢索和膜材做成的索膜结构最大跨度已做到320 m。
2.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。
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、压型铝合金板等。
3.在大跨度空间结构中引入现代预应力技术，不仅使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。
通过适当配置拉索，或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载，前者即为斜拉结构体系，后者则为预应力结构体系。
这一类“杂交”结构体系将改善原结构的受力状态，降低内力峰值，增强结构刚度、技术经济效果明显提高。
三、大跨度混凝土框架结构中设计的注意问题和解决对策尤其要重视大跨度混凝土框架结构体系之中的配筋率，在对大跨度混凝土框架结构进行配筋的过程中，一般配筋率都相对较低，这主要是考虑到框架角柱在地震状态下所可能会受到的影响，并且还承受了双向弯矩对于框架所施加的荷载，再加上框架结构横梁本身的约束力较低的情况下，必须要让框架柱能够长时间的承受受压状态，促使框架柱本身的扭转建立最大化，这也是大跨度框架结构之中所存在的最大构件。
绝大多数情况下，为了能够促使框架柱的配筋数据有效性，就必须要采取先进的计算机方式进行计算，同时为了能够促使大跨度混凝土框架结构设计能够有更大的强度，就必须要对以下几个方面的问题加以重视：1.通常情况下，务必要针对框架的计算值进行估算处理，在估算的结果中找出两个最不利的计算值，并且通过对误差极大的那个计算值，来对框架结构本身的数据进行测算，得出了精确的测算数据之后，才能够进行相应的配筋操作。
大跨楼屋盖结构建模教学
大跨楼屋盖结构建模教学1.概述网架本身具有：重量轻、刚度大、抗震性能好、空间大等自身的优势,所以越来越受到大家的青睐.大跨度楼盖和屋盖的应用也越来越普遍,也越来越多的出现在大家的视线中,比如：加油站、门厅、大型展厅,都喜欢采用这种混搭结构形式.但是大部分设计师,对于这种结构如何建模及进行整体计算非常困惑,本篇文章将详细讲解,如何在结构设计软件PKPM中快速完成这类结构的建模及相关参数的设置.2.网架独立计算的缺点和整体计算的必要性大家对于这种结构,有一些很简化的处理方法.一般都是先对网架单独进行计算分析,然后把支座力以集中力的形式,加到下部主体结构中,以此来考虑网架荷载对下部结构的影响.另外,因为网架的面内刚度很大,所以设计师一般采用一些近似的方法,模拟网架刚度对主体结构的影响,比如：用虚梁、用等代梁、用刚性杆件、用刚性楼板模拟等.但这些模拟方法都是不准确的,因为不管用什么方法模拟,都没有真实的把上部网架建到模型中,更无法实现上部网架和下部主体结构的整体计算分析,尤其是网架单独分析与整体分析在动力特性上的差异.所以这些简化处理方法,都无法真实反映出网架的刚度、没有反映出网架真实的变形及振动、无法准确考虑竖向地震的影响、无法考虑上下部的相互作用,以及大屋盖结构和下部结构的整体效应.简言之,这些近似的处理方法都是不准确的,网架与下部结构整体计算是十分必要的.3.相关的规范条文规范中对于该类结构的规定很多,下面列出其中几处,供大家参考：《建筑抗震设计规范》10.2.7中提到：屋盖结构抗震分析的计算模型,应符合下列要求：1、应合理确定计算模型,屋盖与主要支承部位的连接假定应与构造相符.2、计算模型应计入屋盖结构与下部结构的协同作用.《建筑抗震设计规范》10.2.7条文说明：屋盖结构自身的地震效应是与下部结构协同工作的结果.由于下部结构的竖向刚度一般较大,以往在屋盖结构的竖向地震作用计算时通常习惯于仅单独以屋盖结构作为分析模型.但研究表明,不考虑屋盖结构与下部结构的协同工作,会对屋盖结构的地震作用,特别是水平地震作用计算产生显著影响,甚至得出错误结果.即便在竖向地震作用计算时,当下部结构给屋盖提供的竖向刚度较弱或分布不均匀时,仅按屋盖结构模型所计算的结果也会产生较大的误差.因此,考虑上下部结构的协同作用是屋盖结构地震作用计算的基本原则.考虑上下部结构协同工作的最合理方法是按整体结构模型进行地震作用计算.因此对于不规则的结构,抗震计算应采用整体结构模型.当下部结构比较规则时,也可以采用一些简化方法(如等效为支座弹性约束)来计入下部结构的影响.但是,这种简化必须依据可靠且符合动力学原理.透过以上内容,可以非常清晰的看到,对于这种结构结构进行整体分析的必要性.4.应用PKPM整体建模方法为了实现这种结构形式的快速建模,V3以后的版本,利用PMSAP核心的集成设计,即图1.图1因为该产品线是PM和Spas的结合,对于下部的标准层依然可以在PM 中正常建模,只有上部的空间网架需要采用Spas的建模方式.具体的操作流程如下：1、新建工程目录,并且在左侧选择第二条产品线：PMSAP核心的集成设计.然后直接进入【结构建模】模块中；2、此时会进入PMCAD建模界面,设计师可以在该界面下,建立下部主体结构模型,如图2所示；图23、建完下部主体结构后,开始建立空间网架；进到空间层有两条路径：路径一,点击：【基本丨工具】>【空间建模】菜单,程序即可自动进入空间建模模块,如图3所示；图3路径二,点击【添加新标准层】>【空间标准层】,也可以进入空间层建模功能,如图4所示：图44、进入空间层功能后,程序会弹出图5的对话框.图5设计师可以根据工程需要,选择显示部分楼层,或者显示全部楼层（对于楼层比较多的工程,可以选择显示部分楼层,使得后续操作更方便）；5、创建上部网架模型.对于上部网架,程序支持：自己创建或者外部导入两种方式；方法一,围区网架：如果是非常规则的网架,可以使用程序提供的【围区网架】功能,如图6所示.图6具体操作步骤如下：a）选择【围区网架】命令；b）沿逆时针依次选择节点,直至形成封闭围区,然后右键确定.c）选择与网架网格平行的两点,会弹出图7所示的对话框.图7设置相应的参数后,即可形成图8所示的网架；最后按照实际截面进行构件布置即可.图8方法二,外部导入：a）先用pmsap打开已经建好的网架,点击图9中的【设基点】命令,再点击网架中的某一点.这样,下次导入该网架时,就会以刚刚设置的点左右对位基点；图9b）【PMSAP核心的集成设计】打开已经建好的下部结构,然后进入空间标准层；c）点击【导入子结构】,然后根据定位基点,把网架拼到下部结构中即可,如图10所示.图106、对下部主体结构和上部空间网架层,进行组装：1）点击【返回】键,回到PM建模界面,如图11所示；图112）点击：【楼层组装】>【空间层组装】,会弹出图12所示的空间层组装对话框；图123）根据实际工程情况,选择“空间标准层号”,以及对应的“标准层号”,本实例的空间层以及标准层号都是1；4）设置好对应关系后,点击“添加”即可完成空间层的组装.拼装后的完整模型,如图13所示：图135.几个关键点说明如果设计师看的仔细的话,会发现刚才导入的网架中,有一根竖向的短线；其实这根短线是用来模拟支座的.因为网架和下部结构之间需要通过支座连接,所以这里通过一根短柱来模拟支座.下面说一下支座的建模,以及支座和下部结构的连接如何模拟；1）支座的模拟：模拟支座的小短柱,可以按照实际支座的高度建模即可（一般是300-600mm之间）；支座的截面宽度,可以定在300-400mm左右.如果把支座层单独建成一个标准层,并且与下部结构一起组装的话,因为该层柱子太短,刚度较大,为了规避掉这个问题,建议设计师把该短柱层,直接建到上部网架层中；本例题即是采用的这种建模方法.2）支座层与下部结构的连接形式：根据实际工程情况不同,网架与下部结构的连接形式,也可能有所不同,比如：滑动、铰接等.设计师可以根据自己的工程情况,在程序中设置相应的参数,即可达到不同的约束效果,如图14所示;图14图14中,K11、K22、K33,表示三个方向的平动约束刚度；Kθ1、Kθ2、Kθ3,表示三个方向的转动约束刚度；如果按照上图的约束刚度填写,即是常见的铰接形式.因为每个节点有三个平动、三个转动六个自由度,设计师可以根据自己的工程情况,进行约束刚度的填写,进而可以达到不同的约束情况.另外：对于一般不会产生附加阻尼的支座,图14中的阻尼系数填零即可.约束形式定义好后,即可布置到模型中,如图15所示：图15到此,上部网架和下部主体结构已经完整拼接到一起；设置好相应的计算参数后,就可以对结构进行整体计算和分析了.6.小结本文较为详细的介绍了底部结构与顶层网架这种常见结构形式的建模方法、参数设置等,希望会对设计师能够有所帮助.。
大跨度屋盖结构的几种形式
大跨度屋盖结构的几种形式
大跨度屋盖结构是建筑中常见的一种结构形式，它能够支撑大面积的屋面，使得室内空间更加开阔。
在大跨度屋盖结构中，有以下几种形式：
1. 悬索屋盖结构：这种结构形式采用钢索或钢缆来支撑屋顶，使得屋顶悬浮在上方。
这种结构形式可以实现大跨度的无柱空间，但需要注意的是，由于悬索的受力性质，需要对地基进行较为严格的要求。
2. 钢桁架屋盖结构：钢桁架结构是一种经济、实用的结构形式，在大型体育馆、展览馆等场馆中应用广泛。
这种结构形式的优点在于，可以实现大跨度、高强度、大空间。
3. 桥式屋盖结构：这种结构形式是将桥梁结构用于屋盖上，形成一种类似于桥梁的结构形式。
这种结构形式可以实现大跨度、高强度、大空间，并且具有美观的外观。
4. 双曲面屋盖结构：双曲面屋盖结构是一种美观、流线型的结构形式，它可以实现大跨度、高强度、大空间的要求。
这种结构形式的优点在于，可以实现较为均匀的载荷分布，适用于大型体育馆、展览馆等场馆。
以上几种形式都是在大跨度屋盖结构中比较常见的形式，每一种形式都有其优点和适用范围，建筑设计者需要根据具体的空间要求和功能需求，选择合适的结构形式。
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大跨钢结构屋盖的认识和理解
大跨钢结构屋盖的认识和理解一、结构形式和特点大跨钢结构屋盖是一种广泛应用于大型建筑和公共设施的结构形式，其特点在于能够提供大空间、高强度、轻质、耐久的建筑结构。
这种结构形式主要包括钢梁、钢柱、钢支撑、钢桁架等构件，通过精确的计算和设计，能够实现复杂的空间结构和优美的建筑造型。
大跨钢结构屋盖能够适应不同的气候条件和环境因素，因此在现代建筑中具有广泛的应用前景。
二、力学性能大跨钢结构屋盖的力学性能是其重要特性之一。
这种结构形式具有较高的承载能力和抗风、抗震性能。
钢材料的强度高、自重轻，能够有效地分散和吸收地震和风力等自然灾害产生的能量，从而保证了建筑物的安全性和稳定性。
同时，大跨钢结构屋盖还具有良好的延性和塑性，能够在较大的变形下保持结构稳定，不易破坏。
三、设计与建造大跨钢结构屋盖的设计与建造是其复杂性和技术性的重要体现。
设计师需要根据建筑要求和实际情况进行精确的计算和设计，确定合理的结构形式和构件尺寸，以确保结构的安全性和稳定性。
在建造过程中，需要采用先进的施工技术和管理手段，保证构件的精度和质量，同时需要严格遵守施工规范和安全标准，确保施工过程的安全性和可靠性。
四、维护与保养大跨钢结构屋盖的维护与保养对于保证其使用寿命和安全性具有重要意义。
由于钢材料易受腐蚀和氧化，因此需要定期进行清洁和维护，防止构件表面出现锈蚀和裂纹。
同时，需要对结构进行定期的检查和检测，确保其结构和构件的正常使用。
如果发现任何异常或损坏，需要及时进行修复和加固，以防止问题扩大和保证结构的安全性。
五、案例分析为了更好地理解大跨钢结构屋盖的应用和发展趋势，以下将介绍几个典型的案例分析。
（1）国家体育馆“鸟巢”北京奥运会主场馆“鸟巢”采用了大跨钢结构屋盖，其独特的结构和造型成为了北京的地标性建筑之一。
该场馆采用了双向倾斜的钢桁架屋盖，具有独特的外形和视觉效果，同时也体现了大跨钢结构屋盖的优点和发展趋势。
（2）上海中心大厦上海中心大厦是世界上最高的建筑之一，其采用了大跨钢结构屋盖，实现了超大空间和高度的建筑目标。
大跨度型钢混凝土梁板屋盖设计
大跨度型钢混凝土梁板屋盖设计摘要：随着经济的不断发展，以及功能需求的不断提升，越来越多的大跨度结构形式在各种建筑设计中出现。
按照GB50011-2010建筑抗震设计规范的要求，跨度大于18 m的框架为大跨度框架。
解决大跨度屋面结构有许多方法，如采用钢结构、预应力混凝土梁板结构或者是型钢混凝土梁板结构等。
各种结构形式有各自的特点和要求。
预应力框架主梁的经济跨度为15m～25m，梁跨高比15～20。
在该跨度范围内采用预应力混凝土，可解决大跨度梁的抗裂、挠度问题，扩大柱网，形成大空间，提高建筑物的使用功能。
关键词：大跨度结构；型钢混凝土梁板；屋盖设计前言高层建筑和大跨度建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物。
随着经济的发展，人口向城市集中，造成城市用地紧张，促进了高层建筑的发展。
而随着人们物质和精神文明建设的发展，各类公共建筑也不断涌现，这又促进了大跨度建筑的发展。
这两类建筑都具有自重较大，结构构件受力较大，抗震性能要求较高的特点，而型钢混凝土结构相对于传统的钢筋混凝土结构，能更好地适应这些要求，因而在近些年来得到快速的发展。
型钢混凝土结构，又称钢骨混凝土结构或劲性钢筋混凝土结构，它是指梁、柱、墙、筒体等杆件或构件，以型钢为骨架，外围包以钢筋混凝土所形成的组合结构。
使用的型钢可分为实腹式和空腹式两大类：实腹式型钢构件可由型钢或钢板焊成，常见的截面有I、H形等，也有矩形及圆形钢管。
空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢组成。
空腹式型钢比较节约钢材，但制作费用较高，抗震性能相对较差，目前应用不多。
实腹式型钢由于制作简便、承载力大，因此被广泛应用。
1型钢混凝土结构的优缺点1.1与钢筋混凝土构件相比较，型钢混凝土结构具有以下特点：（1）整体工作—型钢骨架与外包钢筋混凝土形成整体，共同受力。
（2）截面尺寸小—钢筋混凝土构件受到自重和配筋率限值的制约，提高承载力和刚度的唯一途径是加大截面尺寸；而型钢混凝土构件可以利用设置较大截面的型钢参与共同受力，承载力相同，截面面积可以大大减小。
速来围观，三大全国性铁路站房大跨度屋盖设计教学
速来围观，三⼤全国性铁路站房⼤跨度屋盖设计教学这⾥有迄今为⽌我国西南地区最⼤的旅客集散地——贵阳北⽕车站，也有中亚门户“丝绸之路经济带”上的加速器——乌鲁⽊齐新客站，更有沟通中国—东盟的黄⾦通道——南宁东⽕车站。
南宁东⽕车站南宁东站总建筑⾯积26.7万㎡，其中站房⾯积12万㎡，是我国沟通中国-东盟的国际性铁路交通综合枢纽⼯程，总规模3场24站台⾯30线(含正线)。
其强烈现代感的建筑外观充分体现了南⼤门的恢宏⽓势，⼜展现出绿城崛起的未来态势。
正⽴⾯▲站房最⼤平⾯尺⼨顺轨⽅向为186m，垂直于轨道⽅向为414.8m。
主站房地下⼀层，地上三层。
站房结构安全等级⼀级，抗震设防烈度6度，设计基本加速度为0.10g，设计分组为第⼀组，建筑场地类别为Ⅱ类，抗震设防类别为⼄类建筑。
顺轨⽅向剖⾯▲屋盖结构顺轨道⽅向跨度为42m+66m+42m，垂轨向跨度33.1 m～46.25m。
根据建筑造型及屋盖⼤开洞的采光要求，屋盖采⽤管桁架与⽹架相结合的结构体系，⽀承屋盖的结构柱采⽤钢管混凝⼟柱。
为了减⼩中间⼤跨屋盖结构的挠度和杆件截⾯，设计中将两侧低标⾼处⼩跨屋盖与中间⼤跨屋盖结构连成整体。
考虑屋盖汇⽔⾯较⼤，采⽤结构找坡以满⾜屋⾯排⽔要求，同时也利于提⾼屋盖竖向平⾯内的刚度。
为减⼩温度作⽤效应和提⾼结构抗震性能，设置2道与轨道平⾏的变形缝。
分缝处屋盖结构垂轨向柱距为33.1m，缝设在跨中，采⽤⽹架（桁架）对挑来实现，桁架⾼度2m～3m左右。
本⼯程候车⼤厅层⾼较⾼，为了减⼩柱顶位移，将管桁架上下弦均与柱连接。
屋盖⽹架结构进⾏了以下三种⽅案⽐选，⽅案1：⾼度4.5～6.0m单层局部抽空⽹架；⽅案2：⾼度3.0m局部双层加强⽹架；⽅案3：⾼度6.0m管桁架。
垂直于铁轨⽅向柱间布置主桁架，平⾏于铁轨⽅向结合天窗的开洞布置次桁架。
针对上述3种⽅案，分别进⾏计算分析，并按中间两跨43m及两侧相邻各半跨33.1m范围进⾏统计，⽐选结果见下表。
大跨度建筑屋盖结构1
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
宽141米
湖南国际会展中心
湖南国际会展中心
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
类型
1.从连接方式分：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
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 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
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 18~24米：可选普通钢筋混凝土屋架 3、18米以下：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
钢筋混凝土门式刚架 梁高可按连续梁确定，一般取跨度的 1/15~1/20，但不宜小于250mm； 柱底截面高度一般不小于300mm，柱顶 截面高度则为600~900mm。 梁柱截面为等宽，一般应大于柱高的 1/20，且不小于200mm. 门式钢架的纵向柱高距一般为6m； 横向跨度以米为单位取整数，一般以3m 为模数，如15m、18m、21m、24m等。
钢刚架结构 钢刚架结构分为实腹式和格构式两种。 实腹式钢架适用于跨度不很大的结构， 常做成两铰式结构。当为两铰或三铰刚 架时，构件应为变截面。 实腹式刚架的横梁高度一般可取为跨度 的1/12~1/20。 格构式刚架结构的适用范围较大，有刚 度大、耗钢省等优点。 跨度较小时可采用三铰式结构，跨度较 大时可采用两铰式或无铰结构。格构式 刚架的梁高可取跨度的1/15~1/20。
现代施工技术-高层及大跨度钢结构施工
（3）高空滑移法
①滑移方法：单条滑移、逐条积累滑移。 ②滑移设备：滑轨、导向轮。 ③同步控制 ④挠度调整
网架单元拼装完成后即可滑移。通常是在网架支
座下设滚轮，使滚轮在滑轨上滑移，也可在网架支座
下设支座底板，使支座底板沿预埋在钢筋混凝土框架
梁上的预埋钢板上滑移。网架滑移可用卷扬机或手动
葫芦牵引。
（4）网架整体提升或顶升法
（2）分条（块）吊装法
条状单元将网架沿长跨方向分割为若干区段，而每个区段 的宽度可以是一个网格至三个网格，其长度为短跨的跨度。
块状单元是网架沿纵横方向分割后的单元形状为矩形或正 方形。
施工要点： （1）网架单元划分 1）网架单元相互紧靠，可将下弦双角钢分开在两个单
元上。此法多用于正放四角锥网架施工。（见图）
提升是将提升设备置于网架上面， 通过吊杆将网架提升到设计标高就 位。
特点：整个网架在地面进行总拼 焊接，然后垂直提升或顶升到设计 标高就位安装。提升法适用于周边 支承的网架，顶升法适宜点支承网 架。
多机抬吊网架
起重机位于两侧抬吊网架
拔杆提升法的空中位移
采用拔杆提升网架
采用电动螺杆提升机提升网架
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
※1.2.1高空散装法
深圳市青少年宫
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
※1.2.2分条或分块安装方法
此法又称小片安装法，是指将结构从平面分割成若干 条状或块状单元，分别由起重机械吊装至高空设计位 置总拼装成整体的安装方法。
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1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
2）网架单元相互紧靠，单元间上弦用剖分式安装节点连 接。此法多用于斜放四角锥网架
大跨度空间结构的主要形式及特点
膜结构的主要形式
膜结构形式上主要有气 压式膜结构、气承式膜 结构、混合式膜结构和 悬挂薄膜结构。
膜结构主要特点
膜结构主要有自重轻、跨度 大，建筑造型自由、丰富，施工 方便，具有良好的经济性和较高 的安全性，透光性和自结性好， 耐久性较差等特点。
团结 信赖 创造 挑战
4、悬索结构
悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件并将索 按照一定规律布置所构成的一类结构体系。悬索屋 盖结构通常由悬索系统、屋面系统和支撑系统三部 分构成。用于悬索结构的钢索大多采用由高强钢丝 组成的平行钢丝束、钢绞线或钢缆绳等，也可采用 圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。
团结 信赖 创造 挑战
国家大剧院
团结 信赖 创造 挑战
悉尼歌剧院
团结 信赖 创造 挑战
本次结构分析总结
相对而言，网架结构和网壳结构在施工、结构
上比较简单，方便，稳定。但在造型上相对单
一，变化不大。而膜结构，悬索结构在造型上
较多变，灵活，适合多种形式，但对于结构受
力等要求更高。
在本次设计上，我们认为这几种结构对于我们
团结 信赖 创造 挑战
2、网壳结构
曲面形网格结构称为网壳结构。有单层网 壳和双层网壳之分，网壳的用材主要有钢网 壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。
团结 信赖 创造 挑战
球面网壳
双曲面网壳
圆柱面网壳
双曲抛物面鞍型网壳
单块扭网壳ຫໍສະໝຸດ 四块组合型扭网壳团结 信赖 创造 挑战
网壳结构主要特点
大跨度屋盖设计
大跨度屋盖设计屋盖是建筑物的重要部分之一，起到了保护建筑物及其内部空间免受外部环境（如天气、水、阳光等）影响的作用。
大跨度屋盖的设计在现代建筑中越来越普遍，因为它可以为建筑物提供更广阔的空间和更强的视觉效果。
下面将探讨大跨度屋盖的设计原则、材料选择和施工注意事项等方面。
设计原则大跨度屋盖的设计需考虑以下几个方面：1.结构稳定性：大跨度屋盖通常需要支持更大的重量，因此需要考虑结构稳定性。
最好选择适合建筑物用途和地形条件的结构形式，同时考虑抗风、抗震、抗水等方面。
在设计过程中，需要考虑到横向和纵向的位移问题，尽可能减少屋盖的变形和振动。
2.材料保护性：屋盖的材料应能够抵御不良气候和自然环境的影响。
在大部分情况下，需要对材料进行保护性处理，如防水、防紫外线等。
同时，还要考虑环保性，选择对环境友好的材料。
3.美观性：大跨度屋盖设计需要考虑建筑物的整体风格和美观性。
设计应符合建筑物的设计理念和外观风格，同时突出屋盖的特色，使其成为建筑物中最吸引人的部分之一。
材料选择大跨度屋盖通常采用以下建筑材料：1.钢结构：钢结构是大跨度屋盖的最常用材料之一。
由于钢的高强度和耐久性，可以支持更大的重量，并耐受更严酷的气候和环境。
2.混凝土：混凝土是另一种常用的材料。
其重量大，耐用性好，可以承受更大的重量和压力，但在抗震方面存在一定的局限性。
3.木材：木材有较好的耐久性和美观性。
但是，木材不能耐受长期暴露在热、潮、风等环境中，因此需要进行保护处理。
4.玻璃：玻璃被广泛用于大跨度屋盖的建造中。
随着技术的不断进步，玻璃不断提高了其耐久性和抗力，使得它可以成为大跨度屋盖的理想选择。
施工注意事项大跨度屋盖在施工过程中需要注意以下几点：1.选材：选择合适的材料是设计成功的关键。
需要选择符合设计要求和地形条件的适当的材料，同时还要注意环保问题。
2.施工周期：大跨度屋盖的建造需要较长的时间，需要规划好施工期限和进度。
3.工艺要求：建造大跨度屋盖需要先进行详细的设计和技术探讨。
大跨度房屋钢结构设计与分析
大跨度房屋钢结构设计与分析摘要：当今社会经济飞速发展,人民生活水平日益提高,世界各国纷纷筹划建造更大、更高、更长的各种超大型复杂结构物。
来满足人们对生活空间的追求。
大跨度房屋钢结构设计是经济和社会发展的需要。
本文介绍了大跨度钢结构设计的现状和大跨度房屋主要的钢结构划分，分析了大跨度房屋钢结构的设计要点。
关键词：大跨度，房屋，钢结构，设计要点引言与其他材料的结构相比,钢结构具有材料强度高、结构重量轻;结构的塑性韧性较好;钢结构的制造简单施工周期短等优点。
我们在进行钢结构设计时,应当从工程实际出发,合理选用钢材,选择高强度、具有较好经济指标的钢材;在结构方案选择上,应尽可能采用标准化、模数化的结构布置;在连接设计中,应选用构造简单、传力直接的节点形式,并应满足构造要求;另外,在钢结构设计中,还应保证钢结构在加工、运输、安装和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求,并应针对钢结构的实际,满足防火、防腐的要求。
宜优先选用通用的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量。
一、大跨度钢结构设计的现状与设计其他形式的钢结构一样，大跨度钢结构设计主要解决结构体系设计、构件设计及连接节点设计等方面的内容。
与其他形式钢结构不一样的是，大跨度钢结构体系几何与材料非线性影响突出，延性性能成为其体系、构件、节点的安全控制因素。
在工程实践中，设计技术人员迫切需要设计规范提供明确的大跨度钢结构计算分析理论与设计方法、与现代计算技术相应的工程实用计算软件以及明确的结构承载力与变形能力安全控制指标。
我国现行钢结构及相关设计规范( 程) 对体系、构件及连接节点等三个层次设计的现状可简单总结如下:1、在计算理论与设计方法方面，现行钢结构及相关设计规范( 程) 对计算理论与方法的规定，相当程度是基于手算或平面简化计算技术，对于空间受力的大跨度钢结构体系缺乏适应性。
此外现行钢结构及相关设计规范( 程) 对连接设计有计算公式，对节点设计缺乏明确的计算理论和方法。
大跨屋盖结构
K cx
?
3E c I cy H3
K cy
?
3E cIcx H3
? Ec——支承柱的材料弹性模量；
17
3.4.4 总刚矩阵中边界条件的处理方法 ? 未引入边界条件前，总刚矩阵 [K]是奇异的，不
能进行求解。引入结构边界条件消除刚体位移 后，总刚矩阵为正定矩阵。
位移为零
处理方法 弹性约束
指定位移
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ18
3.4.5 网架的边界条件及对称性利用 ? (1)对称性利用 ? 当网架结构 (包括支座)和外荷载有 n个对称面时，
系为 xyz ，x 轴与ij杆平行。
局部直角 坐标下
图3.24 ij 杆的杆端轴力和位移
4
? 杆端力向量为： ? 杆端位移向量为： ? 杆端力和位移的关系可写为
5
坐标转换
整体坐标
? 结构分析中为方便杆 端力和位移的叠加， 应采用统一坐标系， 即结构整体坐标 xyz。 这样需对局部坐标系 下的单元刚度矩阵进 行坐标转换。
? 对于本例，总刚度矩阵中的第 7行至第9行的元 素表示如下：
15
16
? 总刚矩阵具有下列特点： ? 矩阵具有对称性 ，计算时不必将所有元素列出，
只列出上三角或下三角即可。 ? 矩阵具有稀疏性 。 ? 网架结构每一节点所连杆件数量有限，总刚矩
阵中除主对角及其附近元素为非零元素外，其 余均为零元素。 ? 非零元素集中在主对角线两旁的带状区域内， 计算机存贮时，按一维变带宽存放，可有效节 省计算机容量，带宽大小与网架节点编号有关， 进行网架节点编号时，应尽可能使各相关节点 号差值缩小。
可利用对称条件只分析网架的 1／2n。 ? 计算时，对称面内各杆件的截面积应取原截面
大跨度建筑结构体系简述-各种大跨度结构类型
大跨度空间结构是目前发展最快的结构类型。
大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展战况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。
而大跨度结构的表现形式是多种多样的。
大跨度空间结构；拱券结构及穹隆结构；椼架结构与网架结构；壳体结构；悬索结构；膜结构一、拱券结构及穹隆结构从迄今还保存着的古希腊宏大的露天剧场遗迹来看，人类大约在两千多年前，就有扩大室内空间的要求。
古代建筑室内空间的扩大是和拱结构的演变发展紧密联系着的，从建筑历史发展的观点来看，一切拱结构-包括各种形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的变化和发展，都可以说是人类为了谋求更大室内空间的产物。
券拱技术是罗马建筑最大的特色及成就，它对欧洲建筑做出了巨大的贡献，影响之大无与伦比。
罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式和风格以及某些建筑的功能和规模等等都是同券拱结构有密切联系。
拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力，为保持稳定，这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。
例如以筒形拱来形成空间，反映在平面上必须有两条互相平行的厚实的侧墙，拱的跨度越大，支承它的墙则越厚。
很明显，这必然会影响空间组合的灵活性。
为了克服这种局限，在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上，创造出一种双向交叉的筒形拱。
而之后为了建筑的发展热门又创造出了穹隆结构穹隆结构也是一种古老的大跨度结构形式，早在公元前14世纪建造的阿托雷斯宝库所运用的就是一个直径为14.5米的叠涩穹隆。
到了罗马时代，半球形的穹隆结构已被广泛地运用于各种类型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神庙。
神殿的直径为43.3米，其上部覆盖的是一个由混凝土做成的穹隆结构。
在大跨度结构中，结构的支点越分散，对于平面布局和空间组合的约束性就越强；反之，结构的支承点越集中，其灵活性就越大。
从罗马时代的筒形拱衍变成高直式的尖拱拱肋结构；从半球形的穹隆结构发展成带有帆拱的穹隆结构，都表明由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。
第九章 大跨屋盖结构
厦门国际会展中心
厦门国际会展中心
81×81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，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。
(6)如果需要考虑温度变化引起的网架内力，可采用 空间桁架位移法，或近似计算方法。 (7)对非抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合应按 国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009—2001 的规定进行计算。 (8)对抗震设计的网架， 荷载及荷载效应组合尚 应符合国家标准《建筑 抗震设计规范》的规定。
五、网架高度及网格尺寸 ⑴网架高度：与屋面荷载、跨 度、平面形状、支承条件及 设备管道等因素有关。 下列情况时，网架高度大些： A、屋面荷载较大、跨度较大时； B、狭长平面时，单向传力明显 时； C、点支承网架； D、网架中有穿行管道时。
⑵网格尺寸：与网架高度关系密切。 A、斜腹杆与弦杆夹角在40°～55°之间为宜； B、网格尺寸要与屋面材料相适应，直接铺设钢筋混凝 土板时尺寸不宜大于3m。 C、若采用有檩体系时，檩条长度一般不超过6m。 对周边支承的各类网架高度及网格尺寸按下表选用。
— 系数，对钢管杆件网架取1.0；对型钢杆件网架取1.2。
2、网架结构的可变荷载有： ①屋面(或楼面)活荷载； ②雪荷载(雪荷载不应与屋面活荷载同时组合)； ③风荷载，由于网架刚度较大，自振周期较小，计算 风载时可不考虑风振系数的影响； ④积灰荷载； ⑤吊车荷载(工业建筑有吊车时考虑)。 3、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。
大跨屋盖结构
水平抗震验算
在抗震设防烈度为8度的地区，对于周边支承的中小跨 度网架可不进行水平抗震验算；在抗震设防烈度为9度的 地区，对各种网架结构均应进行水平抗震验算。水平地震 作用下网架的内力、位移可采用空间桁架位移法计算。
（4）温度内力：不计算的条件
①支座节点的构造允许网架侧移，且侧移值不小于下式的 计算值； ②周边支承的网架，当网架验算方向跨度小于40m，且支 承结构为独立柱或砖壁柱； ③在单位力作用下，柱顶位移大于或等于下式的计算值
网架的网格尺寸
1. 与高度关系密切，斜腹杆与弦杆夹角应控制在40°～ 55°之间为宜； 2. 要与屋面材料相适应。
周边支承网架可按下表选用：
网架上弦网格数和跨度比 网架形式 两向正交正放网架，正放四角 锥网架， 正放抽空四角锥网架 两向正交斜放网架，棋盘形四 角锥网架，斜放四角锥网架， （6～8）＋0.08L2 星形四角锥网架 注：1．L2 为网架短向跨度，单位为 m； 2．当跨度在 18m 以下时，网格数可适当减少。 钢筋混凝土屋面体系 网格数 （2～4）＋0.2L2 10～14 （6～8）＋0.07L2 (13～17)–0.03L2 跨高比 钢檩条屋面体系 网格数 跨高比
点支承和周边支承相结合的网架屋盖，竖向地震作用标准值为
FEvki v Gi
v 为竖向地震作用系数。Gi为网架第i节点的力荷载代表值，永久
荷载取100%；雪荷载及屋面积灰荷载取50%，屋面活荷载不计入
竖向地震作用系数 场地类别 设防烈度 Ⅰ 8 9 可 不 计 算 （ 0.10） 0.15 Ⅱ 0.08（ 0.12） 0.15 Ⅲ、Ⅳ 0.10（ 0.15） 0.20
常用网架选型表 支承方式 平面形状 跨度 网架形式 斜放四角锥网架、两向正交正放网架、两向正 交斜放网架、正放四角锥网架、棋盘形四角锥网 架、正放抽空四角锥网架、蜂窝形三角锥网架、 星形四角锥网架 两向正交正放网架、两向正交斜放网架、正放 四角锥网架、斜放四角锥网架 两向正交正放网架、正放四角锥网架、正放抽 空四角锥网架、斜放四角锥网架 两向正交正放网架、正放四角锥网架、正放抽 空四角锥网架、单向折线形网架 ≤ 60m 圆形、多边形 ＞ 60m 三边支承 矩 四点支承及 多点支承 周边支承与 点支承结合 三向网架、三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂 窝形三角锥网架 三向网架、三角锥网架
建筑概论第8章 大跨建筑简介
中国国家游泳中心，平面尺寸177m×177m，是世界上最大的膜结构工程，总 建筑面积65000～80000平方米，见图8-33。除地面外，外表面都采用了膜材料— ETFE。
图30 阿拉伯塔酒店图
图31 水立方
（六）充气结构
充气结构是由薄膜材料制成的构件充入空气后形成的结构，具有自重轻、跨 度大、构造简单、建造方便外形灵活等优点。
图3 德国法兰克福机场机库
图4 马拉卡拉体育场
（5）首都人民大会堂，采用的是钢屋架，跨度达到60m，南北长336米，东西宽 206米，高46.5米，占地面积15万平方米，建筑面积17.18万平方米。比故宫的全 部建筑面积还要大。见图5。 （6）北京奥运会主场馆“鸟巢”，目前是世界上跨度最大的钢结构建筑，外形像 鸟巢，立面与结构达到了完美的统一，工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长
深圳龙岗商业中心建筑面积114300平方米，2003年开工兴建，是我国也是 世界上第一个充气悬浮的建筑，见图32。
图32 深圳龙岗商业中心
（七）应力蒙皮结构
应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结 构。
1959年建于美国巴顿鲁治的应力膜皮屋盖，是第一个应力蒙皮大跨结构。屋 盖直径为117m，高35.7m，由一个外部管材骨架形成的短程线桁架系来支承804 个双边长为4.6m的六角形钢板片单元，钢板厚度大于3.2mm，钢管直径为 152mm，壁厚3.2mm，见图33。
屋盖为大跨度网架的钢筋混凝土框架结构设计
屋盖为大跨度网架的钢筋混凝土框架结构设计摘要：随着人们对生活、工作空间的要求逐渐增高，为满足建筑上大空间要求，笔者结合实例介绍一下钢筋混凝土框架结构顶层屋盖为大跨度的网架的处理方法。
关键词：大跨度网架；框架结构；屋盖中图分类号：tu7文献标识码：a文章编号：前言随着我国经济的迅速发展，人们对生活、工作空间的要求越来越高，结构设计人员面临的挑战也越来越大。
结构设计人员经常会遇到这样的工程：为了满足建筑上大空间的要求，钢筋混凝土框架结构顶层屋盖为大跨度的网架，如职工文化体育活动中心、燃气锅炉房等大型工业与民用建筑。
下面笔者结合某锅炉房煤改气工程的结构设计，介绍一下自己的处理方法。
1 工程概况该煤改气锅炉房抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，属高地震烈度区，占地面积1600m2，建筑总高度为13.2米，为单层的框架结构，屋盖为大跨度网架，网架支撑在周边的框架柱上，网架的平面尺寸为：30m×53米，网架厚度约为2.5m。
2 pmcad中建模（网架层）2.1 相关规范的规定现行的《建筑抗震设计规范》（gb50011-2010）第3.6.6条第一款规定：计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况。
2.2 现行的《网架结构设计与施工规程》（jgj7-91）第3.3.1条规定：由平面桁架系组成的网架结构和正防四角锥网架结构，经过惯性矩的折算，可简化为相应的交叉梁系，用差分法进行内力、位移计算。
梁的折算惯性矩i可按下式计算：式中：at、ab—分别为网架上、下弦杆截面面积h—网架高度因此，在进行框架结构计算时，可将网架简化为等惯性矩的交叉梁系。
3 模型的简化处理根据以上相关规范的规定，pmcad中模型的建立应符合以下两个条件：1）、应保证模型中网架平面内的刚度与实际情况基本一致。
2）、应保证网架的荷载能按实际受力情况传递到相应的框架梁、柱上。
图pmcad中网架简化示意图基于以上两点的要求，顶层网架屋盖在pmcad中模型处理方法为：按网架按等惯性矩的原则换算成交叉工字型钢梁（或等代虚梁，梁材料类别为刚性杆）输入，并且输入网架对框架产生的荷载。
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网架形式
网架上弦网格数和跨度比
钢筋混凝土屋面体系
钢檩条屋面体系
网格数
跨高比
网格数
跨高比
两向正交正放网架，正放四角 锥网架，正放抽空四角锥网架 （2～4）＋0.2L2
两向正交斜放网架，棋盘形四
10～14 （6～8）＋0.07L2 (13～17)–0.03L2
角锥网架，斜放四角锥网架， （6～8）＋0.08L2 星形四角锥网架
两向正交斜放
第3章 大跨屋盖结构
棋盘形四角锥网架
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。适用于中、小跨 度周边支承方形或接近 方形平面的网架。
棋盘形四角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
第3章 大跨屋盖结构
正放四角锥网架
杆件受力较均匀，空 间刚度比其它类型的 四角锥网架及两向网 架好。适用于建筑平 面接近正方形的周边 支承及点支承情况。
正放四角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
正放抽空四角锥网架
周边网格锥体不动外 ，跳格地抽掉一些四 角锥单元中的腹杆和 下弦杆，使下弦网格 尺寸扩大一倍。适用 于中、小跨度或屋面 荷载较轻的周边支承 、点支承以及周边支 承与点支承结合的网 架。
三角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
抽空三角锥网架
抽去部分三角锥单元的腹杆 和下弦杆。下弦杆内力较大 ，用钢量省，但空间刚度较 三角锥网架小。适用于中、 小跨度的三角形、六边形和 圆形等平面的建筑。
抽空三角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
蜂窝形三角锥网架
上弦为正三角形和正六边 形网格，下弦为正六边形 网格。本身几何可变。其 上弦杆短，下弦杆长，受 力合理。适用于中、小跨 度周边支承的情况，可用 于六边形、圆形或矩形平 面。
第3章 大跨屋盖结构
网架结构的支承
周ห้องสมุดไป่ตู้支承
第3章 大跨屋盖结构
网架结构的支承
l/3 l l/3
l/4 l
l
l/3
l
l
l/4
l/3
图点3—支18 承点支承
第3章 大跨屋盖结构
网架结构的支承
周边支承和点支承结合
第3章 大跨屋盖结构
网架高度及网格尺寸：网架的高度与屋面荷载、跨度、平面 形状、支承条件及设备管道等因素有关。
空间结构体系 平板网架结构，网壳结构，悬索结构，斜拉结构，张拉整体 结构等
第3章 大跨屋盖结构
刚架结构
第3章 大跨屋盖结构
3.2 网架的形式
按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架
上弦 腹杆
下弦
(a)
上弦 中弦
上腹杆
下腹杆 下弦
(b)
第3章 大跨屋盖结构
3.2.1网架结构的几何不变性分析
网架结构几何不变的必要条件： W=3J-m-r≤0
两向正交斜放
第3章 大跨屋盖结构
两向正交斜放网架
几何不变体系，网架空间 刚度大，受力性能好，内 力分布也较均匀。杆件数 量多，节点构造比较复杂 。三向网架适用于大跨度 且建筑平面为三角形、六 边形、多边形和圆形的情 况。
两向正交斜放
第3章 大跨屋盖结构
四角锥体系网架 正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架 棋盘形四角锥网架 斜放四角锥网架 星形四角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
两向正交正放网架
由两组分别与 边界平行的平 面桁架互成 90°交叉组成 。同一方向的 各平面桁架长 度一致
两向正交正方
第3章 大跨屋盖结构
两向正交斜放网架
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。比正交 正放网架空间刚度大 ，受力均匀，用钢省 。适用于建筑平面为 矩形的情况。
几何可变体系 的判断： [K]中对角线上出现零元素 |K|=0
第3章 大跨屋盖结构
3.2.2双层网架常用的形式
平面桁架系网架 两向正交正放网架 两向正交斜放网架 三向网架
特点：由平面桁架相互交叉所组成，其上、下弦杆长度相等， 杆件类型少，且上、下弦杆和腹杆在同一平面内。一般应使 斜腹杆受拉，竖杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹角宜在40°～ 60°之间
蜂窝形三角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
3.2.3网架选型
根据建筑平面形状和跨度大小，支承方式、荷载大小、屋面 构造和材料、制作安装方法等因素。 《网架结构设计与施工规程》JGJ 7-91 大跨度为60m以上 中跨度为30～60m 小跨度为30m以下
第3章 大跨屋盖结构
网架结构的支承 周边支承 点支承 周边支承与点支承相结合 两边和三边支承等
注：1．L2 为网架短向跨度，单位为 m； 2．当跨度在 18m 以下时，网格数可适当减少。
第3章 大跨屋盖结构
网架的挠度要求及屋面排水坡度 容许挠度：用作屋盖—L2/250，用作楼盖—L2/300 排水坡度：3%～5% 起拱要求：L2/300
找坡立柱
用小立柱 网架屋面找坡
起拱
第3章 大跨屋盖结构
3.3 网架的计算要点
满足《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91的规定
3.3.1直接作用（荷载）和间接作用
对使用阶段荷载作用下的内力和位移进行计算，并应根 据具体情况对地震作用、温度变化、支座沉降等间接作用及 施工安装荷载引起的内力和位移进行计算。 永久荷载：①网架自重；②屋面（或楼面）材料重力；③吊 顶材料的重力；④设备管道的重力。
。
星形四角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
三角锥体系网架 三角锥网架 抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
三角锥网架
上、下弦平面均为三 角形网格。杆件受力 均匀，本身为几何不 变体，整体抗扭、抗 弯刚度好。适用于大 中跨度及重屋盖建筑 物，当建筑平面为三 角形、六边形和圆形 时最为适宜。
普通高等学校土建学科专业“十一五”规划教材
钢结构
下册 房屋钢结构设计
陈绍蕃 主编
中国建筑工业出版社
第3章 大跨屋盖结构
主要内容：
大跨屋盖结构体系 网架的形式 网架计算要点 网架的设计
重点：
网架的形式 网架的设计（杆件和节点）
第3章 大跨屋盖结构
3.1 结构形式
平面结构体系 梁式结构（平面桁架、空间桁架），平面刚架和拱式结构
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 。适用于中、小跨度 周边支承，或周边支 承与点支承相结合的 矩形平面情况。
斜放四角锥网架
第3章 大跨屋盖结构
星形四角锥网架
将四角锥底面的四 杆换为十字交叉杆, 并加中竖杆形成。 适用于中、小跨度 周边支承方形或接 近方形平面的网架