大跨度空间结构复习题
大跨空间结构认知总结
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钢结构参观认知
课程名称：钢结构-房屋建筑钢结构设计
题目：大跨空间结构认知
院（系）：西建大华清学院
专业班级：土木1306班
姓名：张茂晨
学号： 41号
2016年5月7日
大跨空间结构认知
2016年4月29日早上10点30分，在钢结构老师的带领下参观了大跨空间结构体系中的网架结构模型，首先说说大框结构概念，国际壳体结构与空间结构协会的创始人,已故著名薄壳结构专家托罗哈有一句名言：“最佳结构有赖于其自身受力之形体，而非材料制潜在强度”。所谓空间结构是指：具有不易分解为平面结构体系的三维形体，具有三维受力特性，在荷载作用下呈空间工作的结构。刚架结构和排架结构（单层工业厂房），钢筋混凝土框架结构，桁架结构，拱结构都是平面结构，网架结构是典型的三维受力体系结构。
大跨结构空间结构发展历程，在无力学与结构理论情况，凭借经验与大胆的探索，古罗马最著名的穹顶是万神殿，也是建筑史
上最早，最大跨度的拱结构，万神殿的底
平面直径也为43.4米，与高度相等。万神
殿下半部为空心圆柱形，从高度一半的地
方开始，上半部为半球形的穹顶，穹顶的
墙面厚度逐渐减小，其下方墙厚6米，与
万神殿下半部墙壁等厚，到顶部则递减为
1.5米。为使穹顶墙厚的递减更有利于万
神殿整体建筑的稳固，万神殿穹顶内壁被
整齐划分为5排28格，每一格皆被由上而下雕凿凹陷，不仅使墙厚的递减更为合理，也增加了万神殿内部的美观性。还有公元前537年东罗马帝国的圣索菲亚教堂（砌体结构），中央大厅32.6m×68.6m，由一个整园穹拱和两个半圆穹顶覆盖，穹窿之下，柱拱之间，推力逐步传给更小的半圆穹顶。随着19世纪工业革命的发展，材料的进步，生铁出现，当时铁价比木材低廉，采用铁方便灵活又具有截面小等特点，在欧洲兴盛起来，1851年伦敦海德公园举行首届国际博览会的展览馆水晶宫，用的是钢材和玻璃建造的第一栋房屋，中央大厅采用了筒拱顶，支撑在空心铸铁柱上。随着钢结构快速的发展，钢筋混凝土结构也开始成熟起来，1886年英国阿士普丁发明混凝土。1886年德国冠农通过圆拱和平板荷载试验确定了钢筋受拉，混凝土受压的理论。1892年法国亨奈比克用钢筋植入混凝土中，渐渐的运用在房屋建筑中。空间结构理论研究也在同步发展，1826～1831年法国人首创薄壳理论及周边支撑筒壳近似分析法，1892年的径向剪力与弯矩理论为以后壳体结构发展打下基础。1924年天象仪概念创始人鲍尔斯费尔德教授非结构专业，用纯数学计算出自己提出的用15m直径的半圆形网壳结构的每根杆的位置和长度，建成了公认的真正意义上的空间结构的德国耶拿市蔡斯工厂的天文馆。该结构以网壳与薄壳的组合结构。其表面用钢丝覆盖后喷浆，钢的求网壳在施工中当了模架，水泥硬化后成为球壳的配筋。1925年第一个真正薄壳诞生于德国耶拿Schiff玻璃工厂厂房的旋转对称的球壳屋顶。
大跨度空间结构结课作业
大跨度空间结构结课作业
学号：090322123 姓名：李伯清班级：科信土木一班
1.什么是刚性空间结构？什么是柔性结构？各具什么特点？
答：刚性结构是在建筑物或构造物上设置的一种耐震结构。相对柔性结构而言。其柱和梁的结构牢固，并设计有高强度的耐震壁，能增强建筑物的整体刚性，承受强大地震力的冲击。与柔性结构建筑物相比，刚性结构建筑物的固有振动周期短，变形小。而柔性结构指的是其几何非线性因素在分析中影响较大而不可忽略的结构。随着社会和科技的发展，工程中新材料、新设备、新结构和新施工工艺的运用，结构向高（深）、轻、大这三个方向发展，结构形式也由原来的刚性结构转变为柔性结构。所谓柔性结构，形式上表现为高耸结构、大跨结构、深水海洋结构等，在数学模型上表现为结构的刚度小，柔性大，几何非线性不能忽略，在计算方法上柔性结构的问题与刚性结构也不相同，需要将结构简化成非线性的柔性结构系统进行计算。
另外刚性结构包括：薄壁空间结构、网架结构、网壳结构、管桁架结构；柔性空间结构则是：悬索结构、充气结构、张拉整体结构、薄膜结构。
2.按网格形式分类，网架结构分成哪些类型？
答：按网格形式分类有：（1）交叉平面桁架体系，其中有两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架；（2）四角锥体系，其中有：正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、星行四角锥网架、棋盘形四角锥网架；（3）三角锥体系，其中有三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架；（4）单向折线形网架这四种类型。
3.简述矩阵位移法的计算步骤。
大跨与空间结构大作业
研究生课程考核试卷
科目：大跨与空间结构教师：熊刚
姓名：郭一帆学号： 20141613068t
专业：结构工程类别：专硕
上课时间： 2015 年 5 月至2015 年 7 月
考生成绩：
卷面成绩平时成绩课程综合
阅卷评语：
阅卷教师 (签名) 重庆大学研究生院制
单层球面网壳结构整体稳定分析
摘要：当结构所受荷载达到某一数值时，若增加一微小的增量，则结构的平衡位形将发生很大的改变，这种现象叫做结构失稳或结构屈曲。本文使用ansys软件，使用参数化建模思想编写建立K6型凯威特网壳建模程序，将面荷载转化为节点荷载，随后进行静力分析和稳定性分析，在稳定性分析中重点分析不同初始缺陷对网壳结构整体稳定的影响情况，最后再分析考虑材料非线性后，荷载系数的改变。
关键字：初始缺陷非线性稳定极限承载力ansys
1.概述
根据失稳的性质，结构稳定问题可分为两类。第一类是理想化情况，即达到某个荷载时，结构的平衡状态发生质的变化，称为平衡分叉失稳或分支点失稳，而数学处理上是求解特征值问题，故又称为特征值屈曲分析。第二类失稳是结构失稳，变形将大大发展，而不会出现新的变形形式，故平衡状态不发生质变。在这种失稳情况下，结构的平衡形式并没有发生质的改变，结构失稳临界荷载可通过荷载-变形曲线的荷载极值点得到，因此也称为极值点失稳。这种失稳形式通常是发生在具有初始缺陷的结构中，初始缺陷大小对临界荷载有一定的影响，通过计算分析，我们可以看到初始缺陷对网壳整体稳定的影响程度，同时改变失跨比，对比初始缺陷对结构的影响程度。本文使用K6凯特威网壳为例进行分析，凯特威网壳具有杆件类型较少，内力分布均匀的特点，适用于大、中跨度结构。
大跨度结构(建筑一级考试复习资料)
中长筒壳 （1/2< B/L<3）
长筒壳
（B/L≥3）
②球壳—— 穹顶 球壳
③双曲扁壳
④鞍壳
⑤扭壳
5）折板结构
L=15m~18m
6）悬索结构（高强钢丝） ）悬索结构（高强钢丝）
施加预应力，很强边缘构件 7）杂交结构 网架 索 + 网壳 拱
8）薄膜结构（气球） ）薄膜结构（气球）
单跨
无铰
两铰
三铰
多跨
h/L=(1/30～1/50)或 1/12～1/20） 横梁 h/L=(1/30～1/50)或（1/12～1/20）
b) 桁架
桁架-----1)节点铰接 2)腹杆受轴力 3)上、下弦杆无节间荷载受 轴力 4)平面外刚度弱，需设支撑
空腹桁架-----1)节点为刚接 2)杆件承受轴力，也存在弯矩 和剪力 3)平面外刚度弱，设支撑
2)网架结构（ 2)网架结构（钢） 网架结构
平面
双层
3)网壳结构（ 3)网壳结构（钢） 网壳结构
曲面 单层
曲面 双层
以上两种统称网格结构 以上两种统称网格结构
4）薄壳结构（混凝土） ）薄壳结构（混凝土）
法国巴黎的国家工业与技术展览中心 法国巴黎的国家工业与技术展览
t/L=1/328
①筒壳（圆柱壳） 筒壳（圆柱壳） 构造简单， 构造简单，施工方便
建筑结构选型复习资料(完整有简答题)
《建筑结构选型》复习
1. 大跨度结构的分类?多高层建筑结构的分类?
（1）大跨度：刚架结构，桁架结构，薄壳结构，平面网架结构，悬索结构和网壳结构，拱式结构等
（2）①多层：多层砌体混合结构，多层框架结构，无梁楼盖结构，井格梁楼盖结构，密肋楼盖结构
②高层：框架结构体系，剪力墙结构体系，框架剪力墙结构体系，筒体结构体系
2. 梁式结构
（1）受力特点：梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用，其内力主要为弯矩和剪力，有时也伴有扭矩或轴力（2）变形特点：梁的变形主要是挠曲变形
3. 桁架结构
(1) 计算假定：
①组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线（轴线）都在同一平面内，这一平面称为桁架中心平面
②桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点
③所有外力（包括荷载及支座反力）都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上。
（2）弦杆内力分布特点：
①矩形桁架，上下弦各节间的内力随外荷载产生的总弯矩而变化，跨中节间轴力大，靠近支座处轴力较小或为零，上下弦内力变化较大
②三角形桁架上下弦杆内力在跨中节间最小,在靠近支座处最大.
③高度呈抛物线型的桁架,上下各节间轴力基本相等.
腹杆内力分布特点：
①矩形桁架跨中小而支座处大,其值变化大.
②三角形桁架跨中大,支座处小
③抛物线型桁架或折线形桁架的腹杆内力全为零
(3)屋架结构的支撑作用：
①加强屋架之间的联系②加强房屋的空间刚度③提高构件的稳定性
(4)种类：
①设置在屋架之间的垂直支撑水平系杆②设置在上、下弦还有平面内的横向支撑③通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑
4. 刚架结构的受力特点：
大跨结构第2讲
第2讲：平面大跨度结构体系 平面大跨 大跨度
4、分析和设计依据 、分析和设计依据 《钢结构设计规范（GBJ17-88）》 钢结构设计规范（ ）》 铰接平面桁架模型，弹性分析，半跨荷载组合， 铰接平面桁架模型，弹性分析，半跨荷载组合，拉压杆设计 L>24m时要考虑竖向地震作用 时要考虑竖向地震作用
第2讲：平面大跨度结构体系 平面大跨 大跨度
第2讲：平面大跨度结构体系 平面大跨 大跨度
7、立体桁架 、 钢管结构， 钢管结构，相惯节点 提高平面外稳定性 更大跨度
第2讲：平面大跨度结构体系 平面大跨 大跨度
8、预应力桁架 、 降低结构高度， 降低结构高度，采用高强度钢材 上弦杆初始受拉， 上弦杆初始受拉，下弦杆初始受压 恒载作用时弦杆内力很小 两阶段设计，小变形，线性叠加 两阶段设计，小变形，
1、拱式屋盖的布置 、 ①受力合理，比梁式和框架屋盖更经济 受力合理，比梁式和框架屋盖更经济(L>80~100m时)，受压为 时， 主，支座有推力； 支座有推力；
②组成：承重拱，纵向构件； 组成：承重拱，纵向构件； ③布置：原则上与屋架结构体系类似； 布置：原则上与屋架结构体系类似；
第2讲：平面大跨度结构体系 平面大跨 大跨度
第2讲：平面大跨度结构体系 平面大跨 大跨度
五、拱式结构 造型Biblioteka Baidu特， 有推力， 受压为主； 造型独特 ， 有推力 ， 受压为主 ； 西大饭厅木拱架，斜支座； 西大饭厅木拱架，斜支座；
大跨度空间结构体系
（a）南京会展中心
（b）沈阳奥体中心 图1.3 立体桁架结构
（2）柔性空间结构 柔性空间结构体系是指由柔性构件构成，如钢索、薄 膜等，通过施加预应力而形成的具有一定刚度的空间结构 体系。结构的形体由体系内部的预应力来决定。包括悬索 结构、膜结构和张拉整体结构等。 （3）杂交结构体系 将几种不同类型的结构体系组合成为一种新的结构体 系。 杂交体系按照其组合方式的不同可分为以下三类： 第一类为刚性结构体系之间的组合，如组合网架、组 合网壳、拱支网壳等； 第二类为柔性结构体系与刚性结构体系的组合，属于 半刚性结构，这种又可分为斜拉结构、拉索预应力结构、 张弦结构、支承膜结构等。 第三类为柔性体系之间的组合，如柔性拉索与索网的 杂交，柔性拉索与膜材之间的组合形成的索-膜结构。
大跨空间建筑结构
大跨度空间结构的特点
1、按空间结构的受力特点来划分 （1）刚性空间结构 刚性空间结构体系是指刚性构件构成的具有很好刚度的空 间结构体系。包括薄壳结构、空间网格结构以及立体桁架结构。 钢筋混凝土薄壳在施工中耗用模板及脚手架较多，所需劳 动量较大，费用高，高空浇筑或吊装费工费时。因此，薄壳结 构的应用近年来有所减少。 空间网格结构根据外形分为两大类，一类称为网架，其外 形呈平板状（图1.2a）；另一类称为网壳，其外形呈曲面状 （图1.2b） 。 立体桁架结构是以钢管通过焊接有机连接而成的一种空间 结构（图1.3）。立体桁架结构是在网架、网壳结构的基础上 发展起来的，与网架、网壳结构相比具有独特的优越性和实用 性。该结构省去一些纵向弦杆和球节点，并具有简明的结构传 力方式，可满足各种不同的建筑形式的要求，尤其是构筑圆拱 和任意曲线形状更有优势。
建筑构造复习题及答案
建筑构造复习题
一、单项选择题
1.除住宅建筑之外的民用建筑高度大于（d ）为高层建筑（不包括单层主体建筑），建筑总高度大于（）时为超高层建筑。
A. 16m，20层
B. 16m，40层
C. 24m，100 层
D. 24m，100m
2.结构的承重部分为梁柱体系，墙体只起围护和分隔作用，此种建筑结构称为（b ）。
A.砌体结构
B.框架结构
C.板墙结构
D.空间结构
3.一般建筑跨度30m以上的大跨度建筑采用（ d ）结构。中小学/
A.砌体
B.框架
C.板墙
D.空间
4.建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为（ a ）年，适用于一般性建筑。
A. 50～l00
B. 80～150
C. 25～50
D. 15～25
5.建筑物的设计使用年限为50年，适用（c ）。
A.临时性结构
B.易于替换的结构构件
C.普通房屋和构筑物
D.纪念性建筑和特别重要的建筑结构
6.耐火等级为二级的多层建筑，其房间隔墙需采用耐火极限（ c ）以上的（）。
A. 0. 5小时，难燃烧体
B. 1小时，难燃烧体
C. 0. 5小时，非
燃烧体 D. 1小时，非燃烧体
7.大型门诊楼属于（b ）工程等级。
A.特级
B.一级
C.二级
D.三级
8.模数60m的数值是（c ），经常用于（）。
A. 60mm，构件截面或缝隙
B. 600mm，门窗洞口
C. 6000mm，柱距或开间
D. 60000mm，建筑总尺寸
9.如果需要了解建筑内部的房间分布情况及估算建筑面积，可以查看（ a ）。
A.建筑平面图
B.建筑立面图
C.建筑剖面图
D.建筑详图
10.建筑平面图的外部尺寸俗称外三道，其中最里面一道尺寸标注的是（ d ）。
建筑结构复习题及答案
建筑结构复习题及答案
一、单项选择题
1.除住宅建筑之外的民用建筑高度大于（d ）为高层建筑（不包括单层主体建筑），建筑总高度大于（）时为超高层建筑。
A. 16m，20层
B. 16m，40层
C. 24m，100 层
D. 24m，100m
2.结构的承重部分为梁柱体系，墙体只起围护和分隔作用，此种建筑结构称为（b ）。
A.砌体结构
B.框架结构
C.板墙结构
D.空间结构
3.一般建筑跨度30m以上的大跨度建筑采用（ d ）结构。
A.砌体
B.框架
C.板墙
D.空间
4.建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为（ a ）年，适用于一般性建筑。
A. 50～l00
B. 80～150
C. 25～50
D. 15～25
5.建筑物的设计使用年限为50年，适用（c ）。
A.临时性结构
B.易于替换的结构构件
C.普通房屋和构筑物
D.纪念性建筑和特别重要的建筑结构
6.耐火等级为二级的多层建筑，其房间隔墙需采用耐火极限（ c ）以上的（）。
A. 0. 5小时，难燃烧体
B. 1小时，难燃烧体
C. 0. 5小时，非燃烧体
D. 1小时，非燃烧体
7.大型门诊楼属于（b ）工程等级。
A.特级
B.一级
C.二级
D.三级
8.模数60m的数值是（c ），经常用于（）。
A. 60mm，构件截面或缝隙
B. 600mm，门窗洞口
C. 6000mm，柱距或开间
D. 60000mm，建筑总尺寸
9.如果需要了解建筑内部的房间分布情况及估算建筑面积，可以查看（a ）。
A.建筑平面图
B.建筑立面图
C.建筑剖面图
D.建筑详图
10.建筑平面图的外部尺寸俗称外三道，其中最里面一道尺寸标注的是（d ）。
大跨度结构分析1
大跨度结构分析1
大跨度结构分析
摘要：现阶段，随着社会生活和科技的发展需要，人们需要更大的覆盖空间，而其他结构形式受到跨度的限制，工程师们倾向于选择大跨度结构，于是大跨度空间结构得到了快速的发展。大跨度结构花样百出，但是最基本的结构形式有桁架结构、拱结构、网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构等。
关键词：大跨度结构、建筑、应用
横向跨越30米以上空间的各类结构形式的建筑。大跨度结构多用于民用建筑中的影剧院、体育馆、展览馆、大会堂、航空港候机大厅及其他大型公共建筑工业建筑中的大跨度厂房、飞机装配车间和大型仓库等。
古代罗马已有大跨度拱顶见古罗马建筑。近代大跨度结构建筑至19世纪末已有较大成就。如1889年巴黎世界博览会的机械馆,是用三铰拱式的钢结构,跨度达115米。20世纪初,金属材料的进步和钢筋混凝土技术的发展促使大跨度建筑出现很多新的结构形式。如19121913年在波兰布雷斯劳建成的百年大厅采用钢筋混凝土穹窿顶,直径达65米,覆盖面积5300平方米。第二次世界大战后大跨度建筑又有新的发展以欧洲国家、美国和墨西哥发展最快。这个时期的大跨度建筑广泛地应用各种高强轻质材料如合金钢、特种玻璃和化学合成材料减轻了大跨度结构的自重使新颖的空间结构不断出现覆盖面积日益扩大。
结构类型有桁架结构、拱结构、网架结构、薄壳结构、网壳结构等。
1.桁架结构
桁架结构是指由若干直杆在其两端用铰连接而成的结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。
大跨度建筑结构自测题
大跨度房屋结构主要类型与受力特点自测题
21.大跨度房屋结构的主要类型与受力特点自测题来源：
一、单项选择题
1.大跨度房屋结构是指()m以上的跨度。
A. 24
B. 20
C. 16
D. 12
2.目前，我国钢屋架的跨度已做到()m。
A. 40 多
B. 50 多
C. 60 多
D. 70 多
3.目前，我国预应力钢筋混凝土屋架的跨度已做到()m。
A. 30 多
B. 40 多
C. 50 多
D. 60 多
4.屋架是由杆件组成的构件体系，其节点一般假定为()。
人.固接点8.刚接点
C.铰接点
D.视荷载情况而定
5.对于屋架结构，当荷载只作用在节点上时，所有杆件均只有()。
A.剪力
B.轴向力
C.弯矩
D.剪力和弯矩
6.抛物线形屋架一般为()屋架。
A.木结构
B.钢结构
C.混凝土结构
D.预应力混凝土来源：
A.木结构
B.钢结构
C混凝土结构D.预应力混凝土结构
8.屋架的跨中高度通常称为()。
A.矢高
B.跨高
C.屋架高
D.梁高
9.屋架的矢高一般为跨度的()。
A. 1/7〜1/8
B. 1/7~1/9
C. 1/6〜1/8
D. 1/6~1/9
10.梯形屋架上弦的坡度，为了满足排水要求，一般为()。
A. 1/11
B. 1/12
C. 1/13
D. 1/14
11.屋架的平面外刚度非常弱。在制作、运输和安装过程中要特别注意避免平面外的弯曲，大跨度屋架吊装必须进行()验算。
A.强度
B.刚度
C.稳定
D.吊装来源：
12.角锥体系架比交叉桁架体系架刚度()，受力性能更好。
A.小
B.大
C.相等
D.不能确定
13.架的()直接影响架的刚度和杆件内力。
大跨空间结构复习题
大跨度空间结构复习题（一）
一、单项选择题
1. 焊接球网架中的某根受压腹杆（注：不是支座腹杆，也不是直接承受动力荷载的腹杆），其长度为3m ，请问下列何种圆管可满足最小截面规格的要求（ ）
A. 476⨯φ
B. 5.348⨯φ
C. 489⨯φ
D. 4114⨯φ
2. 螺栓球网架中的某根受拉杆件，其截面规格为4114⨯φ，截面为A=1
3.82cm 2,承受250kN 的轴力，考虑到钢管一般都存在负公差，请问下列那一种应力最为合理（ ）
A. 181N/mm 2
B. 201N/mm 2
C. 213N/mm 2
D. 以上答案均不正确
3. 螺栓球网架结构中，当最大弦杆截面与最小腹杆截面会交于一点时，可能会出现是么情况（ ）
A. 高强螺栓被剪断
B. 腹杆被拉断
C. 腹杆弯曲
D. 以上说法不正确
4. 网架中的某根压杆，截面规格为489⨯φ，其毛截面面积为2
cm 10.68
A =,净截面2n cm 9.612A =，稳定系数为95.0=ϕ，承受150kN 的压力，则该杆件的应力为（ ）
A. 156N/mm 2
B. 148N/mm 2
C. 140N/mm 2
D. 以上答案均不正确
5. 在网格尺寸、平面尺寸不变的情况下，下列哪种网架的杆件数量最少（ ）
A. 两向正交正放网架
B. 正放四角锥网架
C. 棋盘形四角锥网架
D. 三角锥网架
6. 在网格尺寸不变的情况下，下列哪种网架的杆件夹角最大（ ）
A. 三向网架
B. 三角锥网架
C. 正放四角锥网架
D. 星形四角锥网架
7. 下列哪种说法是正确的（ ）
A. 在重力荷载作用下，正交正放网架的下弦截面规格不大于上弦
大跨度空间结构复习题
1空间结构的特点：1）空间结构具有合理形体，三维受力特性，内力均匀，结构整体刚度大，抗震性能好。对集中荷载的分散性较强，能很好的承受不对称荷载或较大的集中荷载。
2）自重轻，经济性好。3）便于工业化生产4）形式多样化，造型美观。5）有较大的跨越能力，为建筑功能提供较大的空间。6）建筑，结构和使用功能的统一。
2大跨度空间结构分类按大跨度空间结构的受力特点可分为刚性，柔性空间结构和杂交结构体系按单元划分分为板壳单元，梁单元，杆单团，索单元和膜单元。
3刚性空间结构体系包括薄壳，空间网络和立体桁架结构。薄壳结构多为钢筋混凝土整体浇灌而成
4空间网格结构一般是由钢杆件按一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构。空间网格结构根据外形分：
网架——外形呈平板状，网壳——其外形呈曲面状
5立体桁架结构是以钢管通过焊接有机连接而成的一种空间结构。
6柔性空间结构体系是指由柔性构件构成，通过施加预应力而形成的具有一定刚度的空间结构体系（包括：
悬索结构，膜结构，xx整体结构）。
7杂交空间结构体系：
第一类为刚性结构体系之间的组合，第二类为柔性结构体系于刚性结构体系的组合，第三类为柔性体系之间的组合。
8单层网壳由梁单元组成，而双层网壳由杆单元组成
9网架结构具有空间三维受力、整体性好、刚度好、施工简单、快捷等优点。优点：1，应用范围广2，建筑高度小，能更有效的利用建筑空间，获得良好的经济效益。3，网格结构的刚度大，整体性好，抗震性好。4，网格尺寸
小，可采用小规模的杆件界面，并为采用轻型屋面提供了便利的条件。5）便于制造定型化，网格可做成少数几种标准尺寸的组合单元，节点和零件，在工厂大量生产。组合单元若采用螺栓连接，网架可装可拆，也可任意加长或缩短，灵活性更大。6）由于网架杆件与节点的单一性，一般结构设计所需的施工图纸比较少。
建筑空间组合论复习题
第一章总论
一、多功能使用要求来看
(一)建筑发展中本质的联系
1、人们对建筑提出的功能和使用方面的要求；
2、人们对建筑提出的精神和审美方面的要求；
3、以必要的物质技术手段来达到前述的两方面要求。
4、简而言之，就是两个要求和一个手段。
(二)建筑的三要素：功能、技术和艺术
二、从精神和审美要求来看
萧何（为汉高祖刘邦）营建未央宫时认为：“天子以四海为家，非壮丽无以重威”。
第二章功能与空间
“形式由功能而来”的看法是由美国建筑师沙利文提出的。
罗马伟大的建筑家维特鲁斯在论述建筑时，就曾把“适用”列在建筑三要素之一。
物品对于容器的空间形式概括起来有三方面的规定性：
一：量的规定性：既具有合适的大小和容量足以容纳物品;
二：形的规定性：既具有合适的形状以适应盛放物品的要求；
三：质的规定性：所围合的空间具有适当的条件，以防止物品受到损害或变质；
一、功能对于单一空间形式的规定性
(一)一间居室，为保证基本使用要求，其面积大约在15~20m2之间。
(二)以教室为例，一间教室要容纳一个班（50人）学生的教学活动，至少要安排50张桌椅，此外还
必须保留适当的交通走道，这样的教室至少需要50 m2的面积，这就意味着要比居室大三倍左右。
(三)以每个席位占0.75 m2计算，一个拥有1000席位的观众其面积大约750 m2，这个数字比教室大
15倍，比居室大50倍。
(四)一个拥有1000席位的观众厅其面积大约为750 m2。
(五)如规定50平方米，其平面尺寸可以是7m×7m, 6m×8m, 5m×10m, 4m×12m,…….,通过比较两者之
大跨建筑结构(大跨平面结构)13.2
双铰拱
三铰拱
无铰拱
（3）拱的水平推力较大，对支座的要求较高。
为减轻水平推力，可设置水平拉杆或采用橡胶支座。
在加盖的体育场、展览馆以及飞机库里，拱的支
座常常是房屋的墙体、看台等。没有横墙或看台的 情况下则要求设置拱扶壁以承受拱的水平推力。 （4）拱截面分实腹式和桁架式两种，一般为等截 面。拱身所受弯矩较小，因而截面高度不大，实腹
荷载作用下，由于压力线
变化较大，拱的外形宜取 两极限压力线的中间线。
（2）风荷载是拱结构计算中一项非常重要的荷载， 特别应注意风吸力对拱结构的影响，还应考虑侧风 压或端风压作用在建筑物上的情况。 （3）平面的拱式结构为一受压曲杆，应按压弯杆
件设计，拱在弯矩作用平面内需要验算强度和稳定
性。因曲杆平衡微分方程的求解比较困难，目前只 能按弹性方法近似求解杆件的临界力，现行规范暂 时还没有曲杆计算长度取值的规定。拱的计算长度 系数与拱的形状、拱的矢高f 与拱跨l 的比值有关
大跨度结构
参考书目：
1.《大跨空间结构》 张毅刚等编 机械工业出版社； 2.《大跨空间结构》完海鹰编 中国建筑工业出版社； 3.《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91； 4.《空间结构设计与施工》 东南大学出版社；
概 述
大跨空间钢结构主要用于公共建筑，如大会堂、
影剧院、展览馆、音乐厅、体育馆、加盖体育场、 航空港等。 大跨度结构也用于工业建筑，如飞机制造厂的 总装配车间、飞机库、造船厂的船体结构车间等等。
建筑力学与结构ⅳ王云岗 第九章 大跨度建筑结构
辐射形布置： 内环受拉、外环受压
网状布置：
双层悬索体系
特点： 稳定性好，整体刚度大，反向曲率的索系可以承 受不同方向的 荷载作用。 适宜采用轻屋面，如铁皮、铝板、石棉板等屋面 材料和轻质高效的保温材料，以减轻屋盖自重、 节约材料、降低造价。
分类：单曲面、双曲面、 1．单曲面双层拉索体系 常用于矩形平面的单跨或多跨建筑
平面的边线成45度角
特点:
•桁架长度不统一 •桁架长度不因平面长边的增加而改变 •短桁架对长桁架起支承作用，可降低长桁架的内力 •网格平面图形可维持几何不变形，空间刚度好
适用范围： 任意尺寸的矩形建筑平面 中等跨度：30~60米 大跨度：60米以上
三向交叉网架
三个方向的桁架相互交 叉60度而成
特点：
拉索直接交叠组成，形成双曲抛物面
边缘构件： a. 闭合空间曲梁 b. 拱结构 c. 边界索
六. 索结构的尺度 承重索的垂跨比、稳定索的拱跨比
八.冲气薄结膜构结构
东京充气竞技馆（1988）
优点： •质轻、强度高 •不透气、不透水、透光好 •耐火性好 •抗震好 •制作方便 缺点： 耐久性差
膜结构分类： 1. 冲气薄膜 2. 气压式薄膜
球壳
f < 1/5 L1 L2/L1 < 2 t ～1/600R 且 > 40mm
五. 折板结构
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1空间结构的特点：1）空间结构具有合理形体，三维受力特性，内力均匀，结构整体刚度大，抗震性能好。对集中荷载的分散性较强，能很好的承受不对称荷载或较大的集中荷载。2）自重轻，经济性好。3）便于工业化生产4）形式多样化，造型美观。5）有较大的跨越能力，为建筑功能提供较大的空间。6）建筑，结构和使用功能的统一。
2大跨度空间结构分类按大跨度空间结构的受力特点可分为刚性，柔性空间结构和杂交结构体系按单元划分分为板壳单元，梁单元，杆单团，索单元和膜单元。
3刚性空间结构体系包括薄壳，空间网络和立体桁架结构。薄壳结构多为钢筋混凝土整体浇灌而成
4空间网格结构一般是由钢杆件按一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构。空间网格结构根据外形分：网架——外形呈平板状，网壳——其外形呈曲面状
5立体桁架结构是以钢管通过焊接有机连接而成的一种空间结构。
6柔性空间结构体系是指由柔性构件构成，通过施加预应力而形成的具有一定刚度的空间结构体系（包括：悬索结构，膜结构，张拉整体结构）。
7杂交空间结构体系：第一类为刚性结构体系之间的组合，第二类为柔性结构体系于刚性结构体系的组合，第三类为柔性体系之间的组合。
8单层网壳由梁单元组成，而双层网壳由杆单元组成
9网架结构具有空间三维受力、整体性好、刚度好、施工简单、快捷等优点。优点：1，应用范围广2，建筑高度小，能更有效的利用建筑空间，获得良好的经济效益。3，网格结构的刚度大，整体性好，抗震性好。4，网格尺寸小，可采用小规模的杆件界面，并为采用轻型屋面提供了便利的条件。5）便于制造定型化，网格可做成少数几种标准尺寸的组合单元，节点和零件，在工厂大量生产。组合单元若采用螺栓连接，网架可装可拆，也可任意加长或缩短，灵活性更大。6）由于网架杆件与节点的单一性，一般结构设计所需的施工图纸比较少。
10网架结构形式按结构组成分有双层和三层网架；按支承情况，可分为周边支承、点支承、三边支承和两边支承，周边支承与点支撑相结合的混合支承，按网格组成情况，可分为有两向或三向平面桁架组成的平面桁架体系和由三角锥、四角锥组成的空间桁架体系。根据搁置方式不同，可分为周边支承、点支撑、三边支撑和两边支承，以及周边支承与点支撑相结合的情况。
11双层网架由上下两个平放的平面构架做表层，上、下表层设有层间杆件相联系。组成上下表层的杆件称为网架的上弦杆或下弦杆，位于两层之间的杆件称为副杆。
12三层网架由3个平放的平面构架及层间杆件组成。三层网架结构的稳定性能比双层网架好，杆件密集，传力路径众多，结构有更好的安全储备，致使结构有很好的延性。三层网架结构杆件内力分布均匀。三层网架也存在不足之处是节点和杆件数量增多，中层节点上的链接的杆件较密。
13常用的柱帽形式有3种：1柱帽设置在网架下弦平面下，就是在支点处向下延伸一个网架高度，这种柱帽能很快将柱顶反力扩散，由于假设柱帽将占据一部分室内空间。2柱帽在网架上弦平面之上，就是在支点处向上延伸一个网架高度，其优点是不占室内空间，柱帽上凸部分可兼作采光天窗。3柱帽布置在网架内，将上弦节点直接搁置于柱顶，使柱帽呈伞形，其优点是不占室内空间，屋面处理较简单。这种柱帽承载力较低，适用轻屋盖或中小跨度网架。
14按网格形式分类,网架可分为平面桁架系和空间桁架系。平面桁架体系由平行斜架组成，杆件较多，刚度较大，适用与各种跨度。平面桁架体系分为1两向正交正放网架2两向正交斜放网架3两向斜交斜放网架空间桁架体系分为四角锥体系和三角锥体系四角锥体系是由许多四角锥按一定规律组成，组成的基本单位为倒置四角锥，这类网架上下弦平面均为方
形网格，下弦节点均在上弦网格形心的投影线上，与上弦网格的四个节点用斜腹杆相连。四角锥体系分为1）正放四角锥网架2）正放抽空四角锥网架3）斜放四角锥网架4)棋盘形四角锥网架5）星型角锥网架
三角锥体系网架是由倒置三角锥组成，组成基本单元三角锥体系分为1）三角锥网架。上下弦杆等长，上下弦平面为正三角形网格，下弦三角形顶点位于上弦三角形网格的形心投影线上2）抽空三角锥网架局部抽空上弦三角形下弦六边形刚度大3）蜂窝型三角锥网架上弦网格为三角形和六边形，下弦网格为六边形，节点杆件交汇少，刚度小。中小跨度
15网架结构的选型参照《网架结构设计与施工规范》。
在矩形平面、周边支承的情况下，两向正交斜放网架的刚度及用钢量指标均较两向正交正放为好，特别是在跨度增大时，其优越性更为明显。但是当为狭长矩形平面时，斜放类型网架的传力路线要比正放路线长，从而导致其空间作用的削弱，因而此时宜尽量选用正放四角锥、两向正交正放和正方抽空四角锥等正交正放类型的网架。
对于矩形平面四点支承或多点支承的网架，选用正交正放类型的网架，传力简洁，可以取得较好的技术经济效果。
16网架结构的几何尺寸包括上弦平面网格尺寸和网架高度，可根据网架形式、跨度大小、柱网尺寸、屋面材料，以及构造要求和建筑功能等原因确定
网格尺寸：1屋面材料。网格尺寸一般为2-4米，网格尺寸不宜超过6米，但檩条长度小于等于6米。2网格尺寸与网架高度呈合适的比例关系3通风管道的尺寸
网架高度：网架高度或网架厚度是影响网架刚度大小的主要因素，也直接影响上、下弦杆和腹杆的内力和用钢量，即网架的经济指标。网架高度越大，弦杆所受力越小，弦杆用钢量减少。1）网架高度影响刚度，上下弦杆的内力和腹杆的融洽性2）确定原则一般使腹杆和斜杆的夹角为40°--60°。
17确定网架高度时主要考虑因素1建筑要求及刚度要求2网架的平面形状：当平面形状为圆形、正方形或接近正方形的矩形时，网架高度可取小些，当矩形平面网架越狭长时，单向作用就越明显，其刚度就越小，此时网架高度应取得大些。3网架的支承条件，周边支承时网架高度可取得小些，点支承时网架高度可取得大些4节点构造形式:国内常用的有焊接空心球节点和螺栓球节点，前者安装变形小于后者。采用焊接空心节点时，网架高度可取得小些；采用螺栓球节点时，网架高度可取得大些。
18网架的起拱两个作用1是为了减少网架在使用阶段的挠度，另一个主要的作用是消除人们在视觉或心理对建造的网架具有下垂的感觉。
19屋面起拱和排水（1）一般情况下，刚架刚度大时需起拱；当L2≥60m时，采用不宜大于1/300的起拱度（2）屋面排水做法：网架结构屋面坡度一般取1%~4%。屋面排水坡度的做法1.上弦节点加小立柱找坡2.整个网架起坡3.网架变高度4 支承柱变高度
20网架结构作用主要是永久荷载、可变荷载和间接作用。100mm厚板：5.2KN/m2 恒载4.0~7.5KN/m2.。如果采用混凝土屋面板，其自重区1.0~2.5KN/m2。吊顶材料自重一般取为0.3KN/m2. 可变荷载：一般不上人屋面活荷载标准值为0.5KN/m2. 雪荷载与屋面活荷载不必同时考虑，取2者的大值。（说出理由）雪荷载的组合值系数可取0.7，频遇值系数可取0.6. 间接荷载两种：一种是温度作用，另一种地震作用，支座移动。周边支承的网架，设计烈度为8度或8度以上，考虑竖向地震作用，设计烈度为9度，考虑水平地震作用。
21作用效应组合：1承载力极限状态1）非抗震设计组合（1）由可变荷载效应控制的组合（2）由永久荷载效应控制的组合。2）抗震设计组合2正常使用极限状态
22网架的计算模型4种：1.铰接杆系计算模型2.桁架系计算模型3.梁系计算模型4.平板计算模型
23网架结构分析方法：1有限元法，很据杆件所用单元的不同，可分为杆元法，梁元法。2.