第四章-大跨建筑结构选型PPT课件

特征：“薄壳、悬索、网架” 新型大跨结构
1）鸡蛋壳—薄壁结构
合理的外形，充分发挥材料受压性能，以较 薄的壳体跨越很大的空间，而具有足够
• 从鸡蛋壳到薄壁结构 • 从蜘蛛网到悬索结构 • 从蜜蜂巢到网架结构
的强度和刚度。
2）蜘蛛网—悬索结构
纤细的索网，充分发挥钢材抗拉性能，轻盈 活波，适宜与大跨度
3）蜜蜂巢—网架结构
4.2 桁架结构的型式
1）按材料：木、钢砼、钢、组合式
2）按外形：① 三角形 L≤18m，i=1/5～1/2
② 梯 形 L=18～36m，≤72m，f/L=1/6～1/8
③ 拱 形 L=18～36m，≤60m，f/L=1/6～1/8
④ 折线形
⑤ 平行弦
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第四章 大跨度建筑结构选型----4 桁架结构
2）角锥体系 ① 三角锥体 ② 四角锥体 ③ 六角锥体
3）平板网架的主要尺寸
网架短向跨度 <30m
30～60m >60m
高跨比 1/10～1/13 1/12～1/15 1/14～. 1/18
网格尺寸与短跨比 1/8～1/12 1/11～1/14 1/13～1/1819
② 格构式两铰刚架： 60～120米 ③ 格构式无铰刚架：120～150米 ④ 折线弓形刚架：40～50米
高15～20米
2）断面
① 实腹式梁高 h=(1/12～1/20)L 设预应力拉杆 h=(1/30～1/40)L
② 格构柱宽同横梁节间 5～7米 ③ 折线弓形刚架梁高、柱宽 (1/15～1/25)L
2.2 拱结构的型式
1）按受力 ① 三铰拱 ② 两铰拱 ③ 无铰拱
2）按外形 ① 双折线型
② 圆弧线型 ③ 抛物线型
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第四章 大跨度建筑结构选型----2 拱结构
2.Βιβλιοθήκη Baidu 拱结构的主要尺寸
1）跨度：公建主体30～40米，可达到95～200米， 经济跨度80～100米
2）矢高：与建筑外形、使用要求、屋面构造、内力计算有关 屋盖结构 f=(1/10～1/5)L 公建主体 f=(1/5～1/2)L
建筑结构选型
第四章 大跨度结构选型
1 大跨度建筑概况
2 拱结构
3 刚架结构
4 桁架结构
5 网架结构
6 折板结构
7 薄壳结构
8 悬索结构
9 其它结构型式 .
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1 大跨度建筑概况
1.1 大跨度建筑定义
按网架结构设计规范规定
≤30米，小跨度
30～60米，中跨度
>60米，大跨度
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第四章 大跨度建筑结构选型----1大跨度建筑概况
4.3 桁架结构节点构造
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1）支座 ① 平板支座 ② 滚轴支座
2）屋架端部 ① 内天沟式 ② 自由落水 ③ 外天沟式
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5 网架结构
5.1 网架结构的特点
1）整体刚度大，稳定性好，为空间多向受力状态 2）杆件受力合理，能充分利用材料特性 3）高跨比小，能有效利用空间 4）杆件规格少，便于工厂化、装配化 5）建筑造型新颖，可适合于多种平面
利用小型杆件，组合成整体结构，刚度大， 变形小，自重轻，材料省
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1.3 大跨度建筑的结构特征
1.3.1 大跨建筑主要承受竖向荷载 1）高层结构 荷载：水平荷载为控制因素 构件：竖向悬臂构件—柱(线)，墙(面)，筒(体) 变形：水平侧移
2）大跨结构 荷载：竖向荷载为控制因素 构件：水平简支构件 变形：竖向挠曲
3）从交叉拱到拱肋结构
交叉拱：屋面自重较大
拱 肋：结构高直轻巧
4）从穹窿结构到帆拱
穹隆：圆形平面
帆拱：方形平面
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1.2.2 平面大跨结构（19世纪后半叶～二战）
特征：“桁架、刚架、拱结构”
1）从梁到桁架 2）从梁到刚架 3）从梁到拱
平面大跨结构
• 从梁到桁架 • 从梁到刚架 • 从梁到拱肋
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1.2.3 新型大跨结构（二战～）
1.2 大跨度建筑的发展过程
1.2.1 古典大跨结构（2000多年前～文艺复兴）
特征： “砖石结构”
1）从梁到三角璇 梁：受弯，砖石不宜 拱：受压，发挥材料特性
古典大跨结构
• 从梁到三角璇 • 从筒拱到交叉拱 • 从交叉拱到拱肋结构 • 从穹隆到帆拱
2）从筒拱到交叉拱
筒 拱：墙承重，平面狭长 交叉拱：柱承重，空间贯通
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3.4 刚架结构节点构造
1）顶点铰
钢销栓
2）实腹刚架支座
① 固定支座
细石砼填实
② 铰支座
沥青麻丝填
3）格构刚架支座
① 板式支座
支反力≤100t
② 臼式支座
支反力>100t
③ 平衡支座
支反力≤100t
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4 桁架结构
4.1 桁架结构的特点
1）将受弯杆件转化为轴力杆件 2）充分利用三角形的刚性特点 3）充分利用材料特性，以小杆件拼合跨越大空间
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1.3.2 大跨结构是梁结构的改造和演变
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1.3.3 新型大跨结构的特点
① 整体上是空间结构 ② 跨度大，可覆盖巨大的室内空间 ③ 矢高小、曲率平缓，可有效利用空间 ④ 厚度薄、自重轻，节省材料 ⑤ 形式多样，可适合于各种形状的平面组合
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2 拱结构
2.1 拱结构的特点
1）拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力 2）拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩 3）拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大
5.2 网架结构的型式
1）按材料：木、钢砼、钢、组合式
2）按外形：① 平板网架 a.交叉桁架体系 b.角锥体系
② 曲面网架 a.球面网壳
b.柱面网壳
c.双曲面网壳 .
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第四章 大跨度建筑结构选型----5 网架结构
5.3 平板网架
1）交叉桁架体系 ① 两向正交正放: 适用于正方形平面 ② 两向正交斜放：适用于矩形平面 ③ 三向交叉网架：适用于圆形、三角形、多边形平面
3.1 刚架结构的特点
1）内力分布均匀 2）结构轻巧，节省材料，制作方便 3）空间高度大 4）结构刚度差
3.2 刚架结构的型式
1）按组成 ① 三铰刚架 ② 两铰刚架 ③ 无铰刚架
2）按断面 ① 实腹式
② 格构式
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第四章 大跨度建筑结构选型----3 刚架结构
3.2 刚架结构的主要尺寸
1）跨度
① 实腹式：50～60米
2.4 拱结构屋盖布置
1）跨度40～60米时 拱间距6～10米，设上弦横向支撑及纵向支撑
2）跨度70～120米时 拱间距9～15米，采用相距3～6米的成对拱
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拱结构屋盖布. 置
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2.5 拱结构支座处理
1）由拉杆承受推力 2）由框架承受推力 3）基础承受推力 4）刚性水平构件承受推力
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3 刚架结构