篇大跨度建筑屋盖结构课件

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四、锥体网架
由三角锥、四角锥或六角锥单元组成 棱角斜杆作竖向腹杆
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
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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
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风雨操场
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室内采光效果
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农贸市场
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飞机库
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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
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三、钢筋混凝土屋架 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
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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
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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
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第一章 门式刚架结构
预应力屋盖：适用跨度１８～３０米 钢屋盖：适用跨度３６米以上
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二、梯形屋架
钢屋架
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三、弧形屋盖
非预应力：适用跨度１８～２４米 下铉预应力：适用跨度１８～３6米
高跨比：h/l=1/6~1/8 常为折线形
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四、平行铉屋架
第二篇 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
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等高排架
不等高排架
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拱结构
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悬索结构
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受力特点
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宽141米
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待装配的一榀平面桁架
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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 木屋架、钢屋架、钢筋混凝土屋架、钢筋混凝土－钢组合结 构 桁架体型可以多样化 施工方便
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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
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第三节 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
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一、两向正交正放网架
正交：两个方向桁 架互相垂直
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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
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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
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特点
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４０米，最适宜１８米左右 刚度较差，受荷后产生挠度，用于工业厂房时，吊 车起重量不能过大
广泛用于工业厂房和体育馆等
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第二节 门式刚架的类型与构造
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第二节 桁架的外形与内力的关系
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第二节 桁架的外形与内力的关系
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第二节 桁架的外形与内力的关系
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第三节屋架的类型与屋面材料的关系
屋架的类型
木屋架 钢屋架、 钢筋混凝土屋架、 钢筋混凝土－钢组合结构
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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： ９～１８米
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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
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横 梁 的 连 接
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柱与基础的铰接
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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
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第二章 薄腹梁结构
第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围
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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
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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：１５、１８、２４、３０
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六、钢筋混凝土－钢组合结构
自重轻，节省材料 常用跨度：９～１８米
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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
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三、三向交叉网架
三个方向的桁架相互交叉60度而成
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
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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６０ｃｍ 双坡度的屋面坡度：1/8~1/12 梁截面高度：单坡梁h=(1/18~1/12)l
双坡梁中间高h=(1/14~1/6)l 梁腹厚度：6~10cm
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第三章 桁架结构
第一节 桁架的结构特点与优缺点
一、门式刚架的结构特点与适用范围
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图1 装配式结构实例
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多跨工业厂房
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新疆库尔勒五千吨气调库
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长春国富门式刚架厂房
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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=(1/2~1/8)l 屋盖结构： f=(1/5~1/7)l
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矢高f=1/2时，拱轴形式为半圆，水平推力为０， 受力合理，但大跨度时显得高耸，很少用于建 筑物盖
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第四节 拱结构的建筑实例
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
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二、两向正交斜放网架
正交：两个方向桁架互相垂直 斜放：两个方向桁架都与建筑
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第二章 薄腹梁结构
第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围
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图1 装配式结构实例
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混凝土柱截面设计
No Image
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平腹杆
斜腹杆
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Байду номын сангаас
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６～１２ｍ 预应力时为１２～１８ｍ
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第三节屋架的类型与屋面材料的关系
屋架的类型
一、木屋架 特点：节间大小均匀， 腹杆内力和杆长相对应 适宜跨度：９～２１米 最经济跨度：９～１５米
节间长度：1.5~2.5m 节间数 目：
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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：３６米以上
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
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2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式
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3.从跨数分：
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构造
纵向柱距：６米 横向跨度：３米的倍数， 如２４米、２７米 h/L:h减小将使推力增大， 三铰刚架： h＞L 两铰刚架： L稍大于h
正放：两个方向桁 架都与建筑平面 的边线平行
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：30~60米
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第四章 拱结构
第一节 拱的结构特点与优缺点
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第二节 承受拱水平推力 的结构处理手法
（１）利用地基基础直接承受水平推力 （落地拱）
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（２）利用侧面框架结构承受水平推力
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（３）利用拉杆承受水平推力
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、两铰刚架：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
三铰刚架：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
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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
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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
y
4f l2
x(l x)
矢高ｆ的影响： 矢高小时，拱身轴力大而且拱脚水平推力也大
平面的边线成45度角
特点：
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
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由角部两个柱子共 同承担，避免拉力 集中
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一、三角形屋架
造型美观，有利于 屋面排水
i=1/2~1/3
高跨比：h/l=1/4~1/6
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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：1.8~2.2m,节间长度：上玄3m，下玄6m 高跨比：h/l=1/6~1/8,i=1/12 非预应力屋盖：适用跨度１８～２４米