建筑结构选型 专题三网格
建筑结构设计中的框架结构与空间网格设计
建筑结构设计中的框架结构与空间网格设计在建筑结构设计中，框架结构与空间网格设计是两个重要的概念。
框架结构是一种通过梁、柱和框架等构件相互连接组成的结构形式，而空间网格设计则是通过将结构构件以网格形式排列来实现。
一、框架结构设计框架结构设计在建筑领域中得到广泛应用。
它采用梁柱框架作为建筑承重结构，通过竖向传递荷载的柱子和横向传递荷载的梁构件来支撑建筑物的自重和外部荷载。
框架结构设计具有以下几个特点：1. 承载能力强：框架结构通过将荷载分散到不同的构件上来提供足够的承载能力，能够支撑大跨度建筑物的需求。
2. 空间利用率高：框架结构设计能够最大程度地减少非结构性部分占用空间的面积，使得建筑内部的空间得到有效利用。
3. 施工便利：框架结构设计中的构件形式相对简单，施工过程中比较容易组装和安装，有利于提高施工效率。
4. 设计灵活性强：框架结构适用于各种不同形式和功能的建筑物，可以根据具体的设计需求进行灵活调整。
在框架结构设计中，还有一种常见的变种结构，即钢结构。
钢结构以钢材为主要构件，具有质量轻、强度高、耐腐蚀等特点，被广泛应用于高层建筑、大跨度厂房等场所。
二、空间网格设计空间网格设计是一种将结构构件按照网格形式排列的设计方法。
其主要特点是将结构构件组成规则的网格状，使得力的传递更加均匀，从而提高结构的稳定性和承载能力。
1. 节约材料：空间网格设计中，构件之间呈规则排列，能够最大程度地减少材料的使用量，实现节约。
2. 高自重比：由于空间网格设计中结构构件紧密排列，结构的自重比较高，能够有效抵抗水平荷载和抗震能力较强。
3. 空间灵活性：空间网格设计具有较强的空间适应性，可以根据不同的空间需求进行灵活调整和变化。
4. 视觉效果好：空间网格设计中的规则构件排列形成了一种美观的视觉效果，能够提升建筑物的整体观感。
空间网格设计在现代建筑中得到广泛应用。
它能够满足大跨度结构和空间设计的需要，为建筑物提供了更加稳定和灵活的结构形式。
建筑结构选型知识点
建筑结构选型知识点一, 填空部分：1网架结构的分类：网架结构按外形的不同，可分为曲面网架和平面网架两类。
曲面网架又称“网壳”，可以是单层曲面网格，也可以是双层曲面网格。
平面网架又称“平板网架” ，是双层平面网格。
2, 平板网架的结构形式：平板网架通常由平行弦桁架交叉组成，依据桁架交叉方式的不同有下述几种型式。
两向正交正放网架, 两向正交斜放网架, 三向交叉网架, 锥体网架。
前面三种网架都是由平行弦桁架相互交叉组成，故属于交叉桁架体系网架。
锥体网架是由三角锥, 四角锥或六角锥的锥体单元组成的空间网架结构，故属于角锥体系网架。
3, 筒体结构的类型：（1）筒体－框架结构（2）框筒结构（3）筒中筒结构（4）多筒体结构4, 薄壳结构：薄壳必需具备两个条件：一是“曲面的”，二是“刚性的”。
薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。
薄壳的结构组成一般包括曲面的壳板和周边的边缘构件两部分。
薄壳的型式许多，诸如球面壳, 圆柱壳, 双曲扁壳, 幕结构, 折结构等，都是由曲面变化而创建出的各种型式。
薄壳的型式是可以千变万化的。
不过，其基本曲面形式的几何形成不外乎下述几类而已。
旋转曲面, 平移曲面, 直纹曲面, 困难曲面。
在上述的基本几何曲面上随意切取一部分，或将曲面进行不同的组合，便可得到各种各样困难的曲面。
实际常用的薄壳型式是下面探讨的：圆顶薄壳型式, 圆柱形薄壳, 双曲扁壳5, 折板的型式：折板结构的型式主要分为有边梁和无边梁的两种。
分别探讨如下。
(一)无边梁的折板——预制v形板无边梁的折板结构由V形折板和横隔构件组成。
(二)有边梁的析板—筒壳式析板结构有边梁的折板结构由折板, 边梁和横隔构件三部分组成，是现浇结构，型式及筒壳相像。
二, 名词说明部分:建筑结构：是形成肯定空间及造型，并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用，使建筑物得以平安运用的骨架。
结构选型:在建筑设计中，空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结构选型。
建筑结构选型------- 网架结构
平板网架的结构体系及其形式
• 三角锥网架 刚度特点及应用： 刚度较差，适用于屋
2.抽空三角锥网架
盖荷载较轻、跨度较 小的情况。
3.蜂窝形三角锥网架
组成特点： 上弦杆仍呈正三角形， 下弦杆则随抽锥方式 的不同而呈三角形、六边形等多种图案。 经济效果： 因杆件数与节点 数都比三角锥网架少，所以 用钢量也较少。
A.刚度好，内力均匀 B.杆件短，钢材强度得到充分发挥 C.杆件细，球铰小，节约钢材
3. 多层（弦杆）网架缺点
A.杆件和节点数量增多，增加了安装工作量 B.交汇杆件增多，球铰变大，杆件交角变小
4. 克服多层（弦杆）网架缺点的办法
局部单元抽空，加大中间弦杆间距
5. 多层（弦杆）网架工程实例
见右图 我国首都机场波音747机库
三角锥单元体
组成特点： A.由倒置的三角锥排列而成，其上下 弦杆 形成的网格图案均为正三角形; B.如果网架的高度h=s· SQRT(2/3)(s为弦杆 长度)，则 网架的全部杆件均等长； C.锥体间为角-角相连。 受力及刚度特点： 三角锥网架受力比较均匀，整体刚度也较 好。 应用： 一般适用于大中跨度及重屋盖的建筑物。
• 周边支承网架
2.结构选型
C.结构选型
三向网架
圆形或多边形的周边支 承网架，当荷载和跨度 较大时，应选用刚度较 好的右图两种方案
三角锥网架
网架结构的受力特点及其选型
• 四点及多点支承网架
1.受力特点
正交正放方 案因传力路 径较短而受 力更佳
2.结构选型
点支承宜选 用正交正放 方案
正交斜放
正交正放
2.影响因素
主要为跨度，还有荷载大小、节点 形式、平面形状、支承条件、起拱 因素、建筑功能与造型等
结构选型
工作概述
在此录入图表的综合描述 说明，在此录入图表的综
合描述说明。
结构如同建筑的骨骼，要承受各种力的作用，形成支撑体系，是建筑物赖以存在的物 质基础； 通过满足技术要求来满足建筑的使用功能； 形成特定的建筑造型； 结构科学的进步推动着建筑的发展，一部建筑史也是一部建筑结构发展史。
大势分析
在此录入图表的综合描述 说明，在此录入图表的综
梁跨度较大时，其支承处应加设壁柱
适当设置伸缩缝和沉降缝，可预防和减少墙体开 裂
房屋平、立面布置规则，房屋质量分布和刚度变 化均匀，限制房屋的高度、层高和高宽比，设置 防震缝，选用配筋砌体，设置圈梁和构造柱，可 提高砌体结构的抗震性能
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框架结构体系
框架结构体系是利用梁柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载 和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理比较 方便。主要缺点是是横向刚度小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件 (如隔墙，装饰等)破坏进而影响使用。 在非地震区，框架结构一般不超过15层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分 析。
索
膜
13
02
2.1混合结构体系 2.2框架结构体系 2.3 剪力墙结构体系 2.4薄腹梁结构 2.5 桁架结构 2.6拱结构 2.7网架结构 2.8悬索结构
常见结构体系 Structural system
混合结构体系
混合结构是指一个建筑物的承重体系中采用两种或两种以上的结构类型 混合结构一般指砖混结构，即墙体、基础等竖向承重构件采用砖砌体结构，楼盖、 屋盖等水平承重构件采用装配式或现浇钢筋混凝土结构 砖墙既是承重结构，又是围护结构
建筑结构选型
认识网格3：选择合适的网格类型
认识网格3：选择合适的网格类型学习有限元分析初期一般比较强调网格的重要性，这个阶段大家会了解到各种各样的网格（单元）类型，如质点，梁，三角形/四面体，四边形/六面体等等，每种网格有其各自特点应用于不同的场合。
其中，四面体和六面体的选择问题一直是大家争议的话题，因此本文主要从个人角度给出一些建议，希望对大家有所帮助。
易用性早期分析工程师受限于计算机的求解能力，会花大部分时间进行几何特征的简化以及模型的切分来得到完善的六面体网格。
现在普通的个人笔记本也能比较轻松地完成几十万节点的计算，再加上有限元分析技术在工程领域的推广需要压缩前处理工作的占比使其看起来更加便于使用，因此长期被打入冷宫的四面体网格又重新焕发了生机。
这个时候大家更加注重网格的易用性，个人主要从两个角度进行说明：复杂特征的适应性，局部加密的便捷性。
复杂特征的适应性如图所示基本几何体使用六面体进行划分能够一键生成，但是如果加上螺栓孔，整体的映射路径被打断，这个时候就需要进行切割使得各部分可以映射，并控制相应面网格质量才能得到质量较高的六面体网格：当更多的特征考虑进去后，需要进行更多的切割以及面网格控制才能得到高质量的六面体网格：然而实际工程模型远远比上述复杂，如果前期不通过大量的经验对模型进行合理地简化，基本上很难使用六面体进行网格划分，这个时候四面体的优势就比较明显：由于使用四面体进行网格划分不需要像六面体那样规则，因此对于复杂特征能够在不进行过多人为控制的情况下更好的适应，这一点上四面体具有绝对的优势。
局部加密的便捷性在进行应力分析时，局部应力集中比较明显的区域需要进行网格加密才能较好地模拟应力变化趋势。
常见的四边形局部加密有以下两类（偏置和切分）：如果将其扩展到六面体上如下：显然，使用偏置类进行加密虽然能让单元尺寸渐进变化，但是随着加密程度的增加，会出现大量细长的实体单元，使用1：2等切分方式虽然能够避免细长单元，但是需要大量的切割工作，并且两种加密方式都对几何模型的规正性要求极高，而使用四面体进行局部加密相对就容易得多：可以看到，四面体对于需要加密的几何特征或者指定的局部加密区域都能较方便的进行过渡，并且不受模型复杂程度的限制，因此这一点上，四面体相比于六面体优势也很明显。
建筑结构选型10_空间网架结构
建筑结构选型10_空间网架结构空间网架结构是一种由杆件和节点构成的均匀分布的网格系统，可在三维空间中形成稳定的结构。
它的优点包括承载能力大、自重轻、施工方便和空间利用率高，因此在建筑工程中被广泛应用。
本文将介绍空间网架结构的特点、分类及应用，并探讨其选型的相关考虑因素。
一、特点和分类1.特点（1）承载能力大：空间网架结构由大量的杆件和节点组成，形成均匀分布的网格系统，使得结构具有较大的承载能力，能够承受较大的荷载。
（2）自重轻：由于空间网架结构采用轻质的钢材或铝材构成，自重相对较轻，有助于减少结构的自重负荷。
（3）施工方便：空间网架结构可以预制加工，并在现场进行拼装，减少了现场施工的复杂性，提高了施工效率。
（4）空间利用率高：空间网架结构的各个杆件之间互相支撑，形成大空间的覆盖，可以让建筑物的内部空间得到更好的利用。
2.分类空间网架结构可以根据结构类型的不同进行分类。
常见的分类包括金字塔型、球型、圆筒型、球体型等。
这些分类主要根据结构形态和几何形状来划分。
二、应用领域空间网架结构可以在多个领域得到应用，包括：1.体育场馆：空间网架结构可用于搭建体育场馆的顶棚结构，能够覆盖大跨度的空间，为观众提供舒适的观赛环境。
2.展览馆：空间网架结构可以用于搭建展览馆的临时或永久性结构，提供宽敞的展示空间，给观众带来良好的观展体验。
3.会议中心：空间网架结构可用于搭建会议中心的大厅和会议室，提供开放式的空间，满足灵活多变的会议需求。
4.车站和机场：空间网架结构可以用于搭建车站和机场的候车厅和大厅，为旅客提供干净、宽敞的候车环境。
5.商业建筑：空间网架结构可用于搭建商业建筑的购物中心、办公楼等，提供更灵活的内部空间布局。
三、选型考虑因素在选择空间网架结构时，需要考虑以下因素：1.跨度要求：根据建筑物的功能和使用需求，确定空间网架结构的跨度要求。
跨度越大，所需的结构材料和工程成本会相应增加。
2.荷载要求：根据建筑物的使用要求，确定空间网架结构需要承受的荷载类型和大小。
建筑结构选型总复习、作业及答案
建筑结构选型总复习、作业及答案第一章梁1.梁按支座约束分为：静定梁和超静定梁，根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。
2.简述简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点？答：简支梁的缺点是内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑物。
简支梁是静定结构，当两端支座有不均匀沉降时，不会引起附加内力。
因此，当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。
简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。
多跨连续梁为超静定结构，其优点是内力小，刚度大，抗震性能好，安全储备高，其缺点是对支座变形敏感，当支座产生不均匀沉降时，会引起附加内力。
（图见5页）3.悬挑结构的特点：悬挑结构无端部支撑构件、视野开阔、空间布置灵活。
悬挑结构首要关注的安全性是：倾覆、承载力、变形等。
4．抗倾覆力矩/倾覆力矩>1.55.悬挑结构倾覆力矩的平衡方式：上部压重平衡；下部拉压平衡；左右自平衡；副框架平衡第二章桁架结构1.桁架结构的组成：上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆2.桁架结构受力计算采用的基本假设：（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，这一平面称为桁架的中心平面。
（2）桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。
（铰接只限制水平位移和竖向位移，没有限制转动。
）（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（节点只受集中力作用）3.桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有何关系？答：斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有直接的关系。
对于矩形桁架，斜腹杆外倾受拉，内倾受压，竖腹杆受力方向与斜腹杆相反，对于三角形桁架，斜腹杆外倾受压，内倾受拉，而竖腹杆则总是受拉。
（图见11页）4.按屋架外形的不同，屋架结构形式有几种？答：三角形屋架，梯形屋架，抛物线屋架，折线型屋架，平行弦屋架等。
5.屋架结构的选型应从哪几个方面考虑？答：（1）屋架结构的受力（2）屋面防水构造；（3）材料的耐久性及使用环境；（4）屋架结构的跨度。
建筑结构与选型
建筑结构与选型建筑结构是指建筑物在承受重力和其他力作用下变形和破坏的能力。
在建筑设计中，选择合适的建筑结构具有重要的意义，它既影响着建筑物的安全性和稳定性，也关系到建筑物的经济性和美观性。
本文将讨论建筑结构的不同类型以及选型的要点和考虑因素。
一、常见的建筑结构类型在现代建筑中，常见的建筑结构类型包括框架结构、桁架结构、砖混结构、钢筋混凝土结构等。
1. 框架结构：框架结构是指由柱子和梁组成的骨架结构，它承担着整个建筑物的重力和水平力。
框架结构具有灵活性强、适应性广等特点，广泛应用于住宅、商业和工业建筑中。
2. 桁架结构：桁架结构是由多根构杆连接而成的空间网格形状，具有轻质、高刚性和大跨度等优点。
桁架结构常用于体育馆、展览馆和大跨度的屋盖结构中。
3. 砖混结构：砖混结构是由砖墙和钢筋混凝土构件组成的，它具有抗震性好、隔热保温效果好等特点。
砖混结构常见于住宅和小型商业建筑。
4. 钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构是由钢筋混凝土构件组成的，它具有强度高、耐久性好等特点，广泛应用于各类建筑中。
二、建筑结构选型的要点在进行建筑结构选型时，需要考虑建筑物的功能需求、建筑用地的条件、预算限制、当地的气候和地质等因素。
以下是一些建筑结构选型的要点和考虑因素。
1. 功能需求：不同的建筑物有不同的功能需求，例如住宅需要考虑居住者的安全和舒适性，办公建筑需要考虑工作环境的舒适度等。
选型时需要根据建筑物的具体功能需求来确定合适的结构类型。
2. 土地条件：选型时需要考虑建筑用地的条件，包括地块的大小、形状、地质情况等。
例如，如果用地狭长，桁架结构可能更适合；如果地质条件较差，需要选择具有较好抗震性能的结构形式。
3. 预算限制：选型时也需要考虑预算限制，包括建筑材料的价格、施工成本等。
有时候，为了控制成本，可以选择更经济的结构类型。
4. 气候因素：当地的气候条件也会对建筑结构的选型产生影响。
例如，气候寒冷的地区，需要选择保温性能好的结构类型；气候炎热的地区，需要选择隔热性能好的结构类型。
建筑结构选型8建筑结构的表现形式
① 开放式：肥皂泡沫的膜形式 ② 封闭式：六角形网格式
3）泡沫状仿生的最小表面
肥皂泡是具有最小张力的表面形式 形式：网格线状
索网结构 封闭膜面 螺旋体表面
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4.2 生物学与建筑学
1）生物结构的启示
① 植物与建筑： ② 动物与建筑： ③ 人体与建筑：
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4.2 生物学与建筑学
1）均衡与稳定 均衡 — 防止结构扭转 稳定 — 利于抵抗倾覆
2 ）韵律与节奏 韵律 — 体现建筑柔美 节奏 — 强化结构刚毅
3 ）连续与渐变 连续 — 内力分布均匀 渐变 — 避免应力集中
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5 结构的美学表现
5.2 结构的逻辑美
1）高效发挥材料特性
① 高强： ② 轻质：
2）合理组织传力关系
① 简捷： ② 流畅： ③ 平衡：
发城
如唐
尚
随冈
少子
满
开
太
年密
月
张
守
狂州
26
出 猎
27
不同的技法 相似的结构
28
29
7 结构的高技术表现
7.1 高技术与艺术
1）效能
结构必须有效，首先就是天然 资源的利用。要充分发挥结构材料 的优势，把它们做成尽可能有效地 承受施加在它们上面的荷载。
2）经济 3）美观
结构艺术，不但要暴露结构， 而且要表现结构系统的性能，并使 建筑物在视觉上有助于说明该结构 性能。新的结构形式又为结构艺术 的表现创造了条件。
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4.3 仿生结构形式
4.3.1 壳结构
1）自然界的壳体
① 植物：果实的坚壳 ② 动物：外壳、角、蹄
2）形式与结构
网壳结构 结构选型
网壳结构
概述 网壳结构的分类 网壳结构的杆件与节点 网壳结构选型 网壳结构的工程实例
概 述
网壳结构是按一定规律布置的杆件通过节点连接 而成的曲面状空间杆系结构
网壳结构的分类
网壳结构按杆件和布置方式和层数划分， 可分为单层网壳、双层网壳和三层网格壳。 网壳结构按照曲面形式分类可以分为单曲 面和双曲面两种。 网壳结构可采用圆柱面、球面、双曲抛物 面、椭圆抛物面等曲面形式，也可以采用 各种组合曲面形式。
网壳的支座节点
网壳的支座节点应采用传力可靠、连接简单的构造形式， 并应符合计算规定。
1.固定铰支座 固定铰支座容许节点可以转动而不能产生线位移，它只能传递轴向力和剪力，而 不能传递弯矩和扭矩，因此固定铰支座适用于仅要求传递轴向力和剪力的单层或 双层网壳的支座节点
。
2.弹性支座
弹性支座可以用于节点需要在水平方向产生一定弹性变形并且能转动的网壳支座 节点，如图 一般用于对水平推力有限制或者需要释放温度应力的网壳结构中。
而成的，主要有三角锥、抽空三角锥、蜂窝型三角锥网壳等。
网壳结构的杆件与节点
网壳结构的杆件
网壳结构的杆件可以采用采用普通型钢或薄壁型钢，管材宜采用 高频焊管或无缝钢管，当节点有：焊接空心球节点、螺旋球节点、嵌入式毂（gǔ)
节点等几种。详细的介绍及构件要求请参照课本P77-P78
进行球面划分时需注意以下两个方面： ①杆件规格尽可能少，以便制作与装配。 ②形成的结构必须是几何不变体系。
（3）单层双曲抛物面网壳。单层双曲抛物面网壳是外形为双曲抛物面的单层网壳 结构，采用三向网格，其中两个方向杆件沿直纹布置，也可以采用两向正交网格， 杆件沿主曲率方向布置，局部区域可加设斜杆。 单层球面网壳结构可采用肋环形、肋环斜杆形（又称为施威特勒形）。三向网格、 扇形三向网格（凯威特型）、葵花形三向网格、短程线性等形式。 （4）单层椭圆抛物面网壳。单层椭圆抛物面网壳是外形为椭圆抛物面的网壳结构， 可采用三向网格、单向斜杆正交正放网格、椭圆底面网格等形式。如图所示
网壳结构
正放四角锥
抽空四角锥
斜置正放四角锥
三角锥柱面网壳
抽空三角锥柱面网壳
清华大学游泳馆
柱面网壳的组合应用—— 成渝高速路二郎收费站
三．球面网壳 当跨度较小时可以 采用单层，也可采 用双层。 球面网壳的网格分 割方法很多，主要 有：
大英博物馆
肋环型球面网壳
施威德勒球面网壳
单层球 联方型球面网壳
面网壳 三向网格型球面网壳
4.影响网壳结构稳定性 主要因素
1. 非线性效应
• 几何非线性：屈曲后的部位由薄膜应力 状态转变为弯曲应力状态
• 材料非线性
• 对于单层网壳几何非线性的影响非常大， 对于双层网壳通常要同时考虑双重非线 性的影响
• 几何非线性的影响随着网壳跨度的增加 而明显增大，材料非线性则随跨度减小 而增大
2. 初始缺陷 网壳结构的初始缺陷包括：
拟壳法按弹性薄壳理论分析求得壳体的内力和位移， 再根据应力值折算为球面或柱面网壳的杆件内力，此 法须经过连续化再离散化的过程。
方法② 离散化方法——矩阵位移法或有限单元法。 矩阵位移法或有限单元法是将网格结构离散为各个 单元，分别求得各单元刚度矩阵及结构的总刚度矩阵， 根据边界条件修正总刚度矩阵后求解基本方程，以得 到各单元节点的位移进而得到杆件的内力。
• 具有负高斯曲率的双曲抛物面稳定性更好
• 网壳规程要求：对单层的球面网壳、圆柱 面网壳和椭圆抛物面网壳以及厚度较小的 双层网壳进行稳定性验算；对双曲抛物面 网壳可不考虑稳定问题。
厚度较小的双层网壳是指厚度小于以下范 围：球面网壳的厚度为跨度的1/30~1/60， 圆柱面网壳的厚度为宽度的1/20~1/50，椭 圆抛物面网壳的厚度为短向跨度的 1/20~1/50。
建筑结构选型 专题三网格
七 网架结构工程实践
1.网架在工业厂房中的应用 （1）概况：长城钢铁厂不锈钢管车间是一 个总面积为3.65万m 2的车间, 横向为4个 等高连跨, 每跨为30m , 总长288m , 分成 四个温度区段, 边列柱距为6m , 中间三列 为12～24m , 每区段上设有两道横向天窗, 每道伸缩缝中设有3t 检修用悬挂吊车和 检修平台, 在每跨中设有一个桥式吊车检 修孔。
网架力学特点
空间结构，三维受力
受力机理为（离散化的）梁板结构，承
受弯矩 上弦受压，下弦受拉 上弦杆有稳定问题 对温度内力等变形反应敏感（高次超静 定）
四角锥
三角锥
二、我国常用的网架结构形式
1、交叉桁架体系（见下图） 两向正交正放网架 两向正交斜放网架 两向斜交斜放网架 三向网架
新梅天桥桥面板下部
（2）空腹网架结构构造特点
空腹网架人行天桥是由上、中、下三层网架组 合而成 下层网架：采用了正放四角锥(可以是各种型式 的网架) , 是桥梁的主要组成部分, 它和盖梁相 连接,且支撑桥面系供人行走。人群活载通过桥 面系—横梁—下层网架—盖梁—墩柱传到基础。 中层网架是桥梁结构的主要立面, 决定桥梁造 型美观与否。是由突出平面的四角锥体组成抽 掉了锥体顶点连杆。 上层网架支撑屋面板, 屋面板则起到遮阳避雨 的作用。
3、特点及存在问题
空间网格结构优点： (1)可以工业化大量
生产。 (2)具有非常自由的建筑造型。(3) 具有施工上的灵活性和快捷性 (4)可以用 小构件构成大空间，因而具有轻型化的 特点。（4）一般为高次超静定结构，局 部损坏，可通过内力重分布调整结构的 受力，不至于成为几何可变体系。 空间网格结构存在下列问题：(1)存在强 度过剩问题(2)制造精度要求高(3)造价较 高（视具体情况）
2014春北航《建筑结构选型》在线作业三满分答案
北航《建筑结构选型》在线作业三一、单选题1. 充气式薄膜结构是利用（）来稳定薄膜以承受外荷载。
A. 薄膜内的气压B. 薄膜外的气压C. 薄膜内外的空气压差D. 薄膜的抗压性正确答案：C9. 梁的变形主要是（）变形。
A. 拉伸B. 压缩C. 挠曲D. 剪切正确答案：C3. 门式刚架中的无铰刚架，柱底弯矩大，是( )，结构刚度大。
A. 稳定结构B. 超稳定结构C. 静定结构D. 超静定结构正确答案：D4. 关于框架柱的反弯点，哪个结论是正确的（）A. 上层梁的线刚度增加将导致本层柱的反弯点下移B. 下层层高增大将导致本层柱的反弯点上移C. 柱的反弯点高度与该柱的楼层位置有关，与结构的总层数无关D. 柱的反弯点高度与荷载分布形式无关正确答案：A5. 拱梁组合体系一般采用哪种推力体系（）。
A. 推力由系梁承担B. 基础直接承担C. 邻拱推力的平衡D. 单拱推力平衡正确答案：A6. 桁架的节点是( )。
A. 刚接B. 铰接C. 铆接D. 焊接正确答案：B7. 拱桥结构设计的中心问题是（）。
A. 拱顶高度的计算B. 拱脚推力的结构处理C. 拱桥跨度的设计D. 拱桥跨的个数计算正确答案：B8. 网壳结构的网格尺寸必须保证与网壳厚度由合适的比例，使腹杆与弦杆之间的夹角在（）之间。
A. 20~30度B. 30~40度C. 40~55度D. 55~75度正确答案：C9. 楼盖平板直接支承在柱子上，而不设主梁和次梁，楼面荷载直接通过柱子传至基础的结构称为（）。
A. 现浇框架结构B. 无梁楼盖结构C. 装配式框架结构D. 装配整体式框架结构正确答案：B10. 实腹式刚架适用于跨度不大的结构，常作成（）式结构。
A. 两铰B. 三铰C. 四铰D. 无铰正确答案：A二、多选题1. 膜结构由（）组成。
A. 折板B. 侧边构件C. 上承结构D. 下承结构正确答案：ABD2. 在地震区，钢框架梁与柱的连接构造，下列哪些说法是正确的（）。
北航-建筑结构选型习题及参考答案4
建筑结构选型习题及参考答案4单项选择题1.筒壳结构按照跨度与波长的比值不同分为：L1/L2＞=3则称为( )。
A、长壳B、短壳C、中壳D、中长壳答案：A2.筒体结构体系不包括( )。
A、框架筒结构 B、框筒结构 C、筒中筒结构D、束筒结构答案：A3.选择基础形式通常要考虑的因素不包括下列哪一项？( )A、上部结构荷载B、地基条件C、施工和经济因素D、形式对称美观答案：D4.三角形屋架的屋面采用瓦类材料排水，其坡度一般为( )。
A、1/2～1/3B、1/3～1/4C、1/4～1/5D、1/5～1/6答案：A5.按网格的形式及其排列方式分类，单层筒网壳不包括( )。
A、三向网格型筒网壳 B、单斜杆型筒网壳 C、多斜杆型筒网壳 D、联方网格型筒网壳答案：C6.网架的支承形式不包括( )。
A、三边支承网架 B、两边支承网架C、点支承网架D、面支承网架答案：D7.网架的压力支座形式不包括( )。
A、单面弧形压力支座 B、多面弧形压力支座 C、球铰压力支座 D、板式橡胶支座答案：B8.下面哪一项不属于框架构件的划分方式？( )A、短柱单梁式B、长柱单梁式C、长柱复梁式D、组合单元式答案：C9.砌体填充墙框架结构在地震作用下顶点位移与建筑高度比的限制是( )。
A、1/500 B、1/550C、1/600 D、1/800答案：B10.悬挑结构的抗倾覆安全系数应大于( )。
A、1B、1.5C、2D、2.5答案：B11.下列哪个选项不属于网壳结构中常用的形式？( ) A、柱面网壳B、抛物面网壳C、球面网壳D、扭面网壳答案：B12.无梁楼盖的结构形式不包括( )。
A、柱 B、柱帽 C板 D、楼盖答案：D13.下列哪个选项不属于现浇肋梁楼盖结构的组成？( ) A、支撑构件 B、板C、次梁D、主梁答案：A14.根据拉索布置方式的不同，下列哪个选项不属于悬索结构的分类？( ) A、单层悬索体系 B、双层悬索体系 C、多层悬索体系 D、交叉索网体系答案：C15.网架的压力支座形式不包括( )。
网格结构在建筑中的应用及优势
网格结构在建筑中的应用及优势随着时代的发展，人们对于建筑美学的追求也愈发深入，如今在建筑设计中为了寻求独特的创新，网格结构的概念已经逐渐浮现出来，成为了新一代建筑设计的趋势。
那么，在建筑中网格结构到底有哪些应用和优势呢？本文将为大家梳理分析。
1. 网格结构的应用网格结构是通过钢管或其他材料向网格方案组合成三维结构，可以用于桥梁、塔楼、体育馆以及支持大型玻璃幕墙等建筑物的主体结构。
它的主要应用在以下场景中：1.1 桥梁结构建筑和桥梁都需要坚固的结构，特别是桥梁，因为它们需要承受更多的重量。
网格结构可以有效增强桥梁的强度和稳定性，同时减轻桥梁的自重，使整座桥梁更加美观，因此，网格结构在桥梁上的应用非常广泛。
例如，著名的伦敦塔桥就是使用网格结构设计的。
1.2 塔楼塔楼是一种非常耸立的建筑物，以其高度和美观度、耐用性和先进技术而闻名于世界。
为了使塔楼的重心更加稳固，网格结构是塔楼设计中的常用结构之一，例如，华尔街金融中心、东京的银座大厦和布拉格的吉克洛夫电视塔都使用了网格结构。
1.3 体育馆体育馆是一个大型的、多功能的公共建筑，极具挑战性。
为了能够承受大量的人流和高度的照明要求，体育馆采用的结构必须坚固耐用。
网格结构设计使得体育馆的支撑结构力度更为均匀，同时对于制定更有创意的设计也具备了良好的条件。
1.4 玻璃幕墙在现代建筑设计中，玻璃幕墙已经成为了主流，同时，人们越来越追求透明度和大面积的采光，这给建筑设计带来了巨大的困难。
为了解决这些问题，网格结构的应用成为了摆在建筑师面前的选择之一。
网格结构使得大型玻璃幕墙的承载能力得到了极大的提高，同时更容易实现透明度高的设计要求。
2. 网格结构的优势2.1 增强建筑稳定性在建筑设计中，要保证建筑稳定性非常重要。
使用网格结构设计可以在提高建筑强度的同时降低建筑的总重量，从而更加稳定。
2.2 提高建筑美学网格结构的特点是材料少，造型华丽且优美，更重要的是能够设计出更多的表现形式，这可以为设计师提供更大的想象空间，从而让建筑变得更加独特和美观。
装配式建筑的网格化设计与结构优化方法
装配式建筑的网格化设计与结构优化方法随着城市化进程的加快，对建筑效率和可持续发展需求的提高，装配式建筑成为了一种备受关注的新兴技术。
装配式建筑以其高质量、高效率、环保节能等特点，在住宅、商业和工业领域得到了广泛应用。
在装配式建筑中，网格化设计与结构优化是重要的技术手段，可以帮助实现模块化生产和系统闭环设计。
本文将深入探讨装配式建筑中的网格化设计与结构优化方法。
一、网格化设计方法1. 组件划分：在装配式建筑中，将整个结构划分为多个组件是进行网格化设计的基础。
组件划分需要考虑到模块间的连接方式、重力和风荷载等外部作用力以及内部力学性能等因素。
根据这些因素，可以将整个结构划分为适当大小的模块，并确定连接方式以及组件之间的相互作用。
2. 网格参数设计：在确定了组件划分后，接下来需要对每个组件进行详细的参数设计。
这包括确定各个节点位置、梁柱的尺寸、钢筋的数量等。
通过合理设计网格参数，可以有效控制结构的整体性能和质量。
3. 空间布置优化：在进行网格化设计时，空间布置优化是一个重要的环节。
通过将不同功能区域进行合理布置，并考虑到通风、采光等因素，可以提高装配式建筑的舒适度和可用性。
同时，通过优化布局还可以减少材料和能源消耗，实现环境友好型建筑。
二、结构优化方法1. 材料选取：在装配式建筑中，材料选取是结构优化的基础。
需要根据结构力学特点和使用需求选择合适的材料。
比如，在轻钢结构中常使用轻型钢材作为主要承重元件，具有较轻质量和优异的抗震性能；而在混凝土模块建筑中可以选择预制混凝土组件以提高施工效率。
2. 结构拓扑优化：结构拓扑优化是指在已知边界条件下，对结构形态进行优化以达到最佳的强度和刚度性能。
通过使用拓扑优化算法，在保证安全性和稳定性的前提下，减少材料的使用量和结构的自重。
这样可以降低整个建筑的成本，并提高装配式建筑的可行性和可持续性。
3. 结构强度优化：在装配式建筑中，设计优化结构的强度是非常重要的。
通过数值模拟和试验验证等手段，可以确定各个节点、连接件以及组件的受力情况。
建筑结构选型-第七章 网壳结构
塑料网壳和玻璃钢网壳结构：目前较少采用。
ห้องสมุดไป่ตู้
第7章 网壳结构 7.2 筒网壳结构
柱面网壳，单曲面结构 横截面形式圆弧形以及椭圆形、抛物线形和双中心圆弧形等。 覆盖的平面为矩形 横向短边为端边(L2) ，纵向长边为侧边(L1)
其整体传递外荷的方式与筒壳类似
按网肋构成与传荷方式的不同，分为两类 拱式受压的筒网壳（类似短筒壳）；
图7-3-3 施威特勒型网格
第7章 网壳结构 7.3 球网壳结构 7.3.1 单层网壳
3）联方型网格
由左斜肋与右斜肋构成菱形网格，也可 加设环向肋，形成三角形网格。 特点是没有径向杆件，规律性明显，造 型美观，仰视，像葵花一样。其缺点是 网格周边大，中间小，不够均匀。 联方型网格网壳刚度好，可用于大中跨 度的穹顶。
球网壳扭网壳各种曲面经切割组合后的网壳网壳结构71概述三网壳结构的分类tt单层柱单斜杆柱面网壳弗普尔柱面网壳交叉斜杆型柱面网壳联方网格型柱面网壳三向网格型柱面网壳交叉桁架体系四角锥体系三角锥体系正放四角锥柱面网壳抽空正放四角锥柱面网壳斜臵正放四角锥柱面网壳三角锥柱面网壳抽空三角锥柱面网壳网壳结构71概述三网壳结构的分类分类单层球三向网格型球面网壳凯威特型球面网壳短程线球面网壳交叉桁架体系角锥体系肋环型四角锥球面网壳联方型四角锥球面网壳联方型三角锥球面网壳平板组合式球面网壳木网壳结构仅在早期的少数建筑中采用近年来在一些木材丰富的国家也有采用胶合木建造网壳的有的跨度已超过100m
第7章 网壳结构 7.2 筒网壳结构 7.2.1 单层筒网壳
悉尼国际水上运动中心
第7章 网壳结构 7.2 筒网壳结构 7.2.1 单层筒网壳 增强结构刚度措施：
三向网格型
端部设横向端肋拱
网格建筑设计方案
网格建筑设计方案网格建筑设计方案是一种创新的建筑设计方式，也是未来建筑发展的趋势。
它通过网格结构的应用，将建筑设计和施工相结合，实现建筑物结构的优化和功能的提升。
下面我将为大家介绍一种基于网格结构的建筑设计方案。
该建筑设计方案以一个办公楼为例，采用网格结构的思想进行设计。
首先，建筑师将整个建筑物划分为一个个网格单元，每个网格单元拥有相同的大小和形状。
这样一来，不仅能够提高建筑物的结构稳定性，还能够实现建筑物的灵活布局和功能的可扩展性。
在建筑物的外立面设计上，可以采用不同材料组成的网格墙体，如玻璃、金属等。
这不仅能够增强建筑物的视觉效果，还能够提升建筑物的隔热性能和采光性能。
同时，这些网格墙体还可以根据需要进行开合调整，实现建筑物内外空间的无缝连接。
在建筑物的内部设计上，可以将网格结构应用于楼层间的布置和空间分割。
每个网格单元可以被用作一个独立的办公室，或者多个网格单元可以组合成一个大空间。
这样一来，不仅能够满足不同企业的需求，还能够提高办公空间的利用率和灵活性。
此外，网格结构还可以应用于建筑物的楼梯、电梯和管道等设施的布置。
通过将这些设施与网格结构相结合，可以实现建筑物内部空间的最大化利用，并且便于维护和管理。
此外，还可以将网格结构与绿色建筑相结合，实现建筑物的节能和环保。
例如，可以在网格墙体上安装太阳能板，利用太阳能发电，为建筑物提供清洁能源。
同时，还可以利用网格结构内部的空间进行储能，实现能源的有效利用和管理。
总之，网格建筑设计方案是一种创新的建筑设计方式，通过应用网格结构，实现建筑物的优化和功能的提升。
它不仅能够提高建筑物的结构稳定性和空间利用率，还能够提升建筑物的隔热性能和节能环保性能。
相信在未来，网格建筑会成为建筑界的新宠，为人们带来更加智能化、绿色化和可持续发展的建筑环境。
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定）
四角锥 三角锥
二、我国常用的网架结构形式
1、交叉桁架体系（见下图） 两向正交正放网架 两向正交斜放网架 两向斜交斜放网架 三向网架
两向斜交斜放网架
2、四角锥体系（应用最多的是平板式正放 四角锥网架, 主要是因为其造型简单, 便于 设置天窗, 可满足工艺要求, 制造方便。）
(3)经济指标
网架本身是28kg/m 2, 加上屋面的其 它钢构件共约33.3kg/m 2, 甲方工程 结算结果:总用钢量1215t, 总造价 1056万元, 为进行比较曾做过的屋架 方案为62kg/m 2, 总用钢量为2271t, 总造价应为1719万元, 相比较, 网架 约节省38%。
(4)该工程总结
3、特点及存在问题
空间网格结构优点： (1)可以工业化大量 生产。 (2)具有非常自由的建筑造型。(3) 具有施工上的灵活性和快捷性 (4)可以用 小构件构成大空间，因而具有轻型化的 特点。（4）一般为高次超静定结构，局 部损坏，可通过内力重分布调整结构的 受力，不至于成为几何可变体系。
1 用钢量最小 2 满足建筑功能和设备专业要求 3 满足施工安装和场地条件要求 4 结合屋面板的型式，选择结构高度
和网格尺寸等。
六 各类支承条件网架结构选型
1、周边支承的网架结构选型 2、周边支承和点支承相结合网架结构选型 3、多点支承网架结构选型 4、四点支承网架的选型 5、三边支承一边自由的网架结构选型
空间网格结构存在下列问题：(1)存在强 度过剩问题(2)制造精度要求高(3)造价较 高（视具体情况）
4 体系设计需解决的问题
结构形体设计
设计一空间网格结构时，通常要先设定 一个连续体曲面，然后以离散构件置换。
单元及组合
空间网格结构最显著的特征是用重复的 图形形成规则的单元组合。
连接
曲 面 方 案
➢ 为了减小弯矩，也可将周边支座略为缩进， 如图 (c)
图 点支承
➢ 点支承网架受力与钢筋混凝土无梁楼盖相 似。
➢ 为减小跨中正弯矩及挠度，设计时应尽量 带有悬挑，多点支承网架的悬挑长度可取 跨度的1／4～1／3 (图)。
七 网架结构工程实践
1.网架在工业厂房中的应用
（1）概况：长城钢铁厂不锈钢管车间是一 个总面积为3.65万m 2的车间, 横向为4个 等高连跨, 每跨为30m , 总长288m , 分成 四个温度区段, 边列柱距为6m , 中间三列 为12～24m , 每区段上设有两道横向天窗, 每道伸缩缝中设有3t 检修用悬挂吊车和 检修平台, 在每跨中设有一个桥式吊车检 修孔。
第二节 网架结构选型设计
一、网架结构的特点 空间刚度大，整体性和稳定性较好，安
全度也较大 具有良好的抗震性 网架高度小、可减少建筑高度、节约能
源和墙体材料 节约钢材 平面布置灵活，可适应各种建筑平面。 便于吊顶及布置通风等管道。
网架力学特点
空间结构，三维受力 受力机理为（离散化的）梁板结构，承
正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架 斜放四角正放抽空四角锥网架
斜放四角锥网架
棋盘形四角锥网架
3、三角锥体系
正三角锥网架 抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架
正三角锥网架
蜂窝三角锥网架
三、网架设计的一般规定
1 网架起拱：不大于短向跨度的1/300 2 容许挠度：不宜超过短向跨度的1/200 3 网架自重：注意节点的重量，大约增加20% 4 杆件设计 材料：Q235,Q345 截面形式:角钢、钢管（无缝，焊接） 杆件容许长细比（压杆、拉杆） 杆件截面最小尺寸（普通型钢不宜小于L45×3
生产工厂化, 有利于保证制造精度和质量。
2温州体育馆网架的设计
(1) 工程概况
温州体育馆是目前浙江省最大的体育馆之一, 也是温州体育中心(包括体育馆、体育场、游
泳馆) 中最早建成的工程。温州体育馆屋盖网 架是网架结构在温州地区的首次应用。温州 体育馆底层为综合娱乐用房, 二层为体育馆。 总建筑面积23166m 2。体育馆平面为正方形, 拥有固定座位4600 余席, 另有活动座位360 席。 比赛观众大厅形状为间等边八边形。工程采 用现浇钢筋混凝土框架结构, 屋面则采用网架 结构。下图为体育馆的内外景。
支承条件对网架选型有直接的影响,要根据 支承情况选择合理的网架形式。对于三边或两 边等支承网架,开口边做适当处理;点支承网架 要适当考虑悬挑边。网架选型时,要根据跨度、 屋面荷载情况、网架是否吊有其它重物选择合 理的网格及网架高度。
周边支承
➢ 周边支承是在网架四周全部或部分边界节点 设置支座(图a，b)，支座可支承在柱顶或圈 梁上，网架受力类似于四边支承板，是常用 的支承方式。
正放四角锥网架
(2)设计中的几点考虑和效果
采用平板式正放四角锥网架结构。 采用12m 柱距 网架上弦分格为3m×3m 由于层面覆盖面积太大(短方向尺120m ) ,
在车间内的亮度必然较差, 仅靠侧窗横向 天窗远不能满足采光要求, 为此在层面 上均匀布置了2.1m ×2.1m 的采光天井.
网架结构水平刚度大, 更能保证下部结构 协同工作, 抗震性能远大于平面结构。
造型新颖、现代化气息强, 完全适应传统 的柱网模式及墙梁、吊车梁等标准构件。
更适于建筑师塑造新型的现代化厂房。
单位面积用钢量低, 比传统屋架做法约少 20%～ 40%。
造型统一, 节点构造可定型, 有利于实现 设计标准化, 提高设计效率和设计质量。
或L56×36×3角钢；薄壁型钢厚度不小于2mm)
四 网架的一般计算方法
1 假设:空间铰节点；荷载作用于节点（静 力等效原则）；铰接刚性支座或弹性支 座
2 计算方法 空间桁架位移法：以位移为未知量建立
节点平衡方程，计算机完成。
五 网架选型设计的思路和方法
网架选型设计原则：满足使用功能；受
力合理；经济
专题三——空间网格结构 选型设计
网架结构 网壳结构
第一节 概述
1、定义：一种空间传力的杆系网格状结构。它 不仅包括铰接体系，也包括刚接体系的结构。 空间网格结构可定义为：组合小型结构单元， 使力流能够均衡地向三向传递；采用大致相同 的格子或尺度较小的单元组成的一种空间结构。
2、分类及发展：空间网格结构可以分为平板型 (网架)和曲面型(网壳)两类。网架一般是双层的， 在某些情况下也可做成三层，而网壳有单层和 双层两种。