大跨结构第1讲-大跨房屋结构体系

大跨度房屋结构

主讲教师：石永久

一、一、大跨度房屋大跨度房屋建筑关注和研究的问题建筑关注和研究的问题

1建筑理念的创新性1、建筑理念的创新性

2、建筑结构的统一性

3、技术和经济的合理性

4、建筑与自然的协调性

5、公众的认同性

6、结构体系的先进性

二、大跨度房屋的结构特点

1、构造

①几何尺寸大跨度大），

①几何尺寸大：跨度大（

（L>60m

结构要求起控制作用；

②个别性强难以定型但构件可标准化生产

②个别性强：难以定型，但构件可标准化生产；

③屋盖问题突出

③屋盖问题突出：为结构

的主要部分，耗材料多，约

左右；

50%左右；

占总造价50%

占总造价

④层跨特点为主

；

单跨为主

为主；

、单跨

④层、跨特点：单层

单层、

造型、

外观造型、⑤建筑要求：对设计影响大，如平面形状、

⑤建筑要求：对设计影响大，如平面形状、外观

温、视听、排水等，美观、采光、通风、保温

美观、采光、通风、保

；

标志性建筑；

标志性建筑

⑥建筑、结构和使用功能的统一。

2、荷载

①屋盖自重：恒载比例大；

雪：引起振②风雪：引起振动②风、雪：引起振②风、雪：引起振动动、掀起掀起，堆积，，堆积，坍塌等坍塌等；；

③温度：变形大、超静定结构内应力大③温度：变形大、超静定结构内应力大，大空间火灾，大空间火灾；；

多点输入；

④地震：竖向作用,,多点输入

④地震：竖向作用

⑤安装：整体提升不同步；

⑥不均匀沉降对不均匀沉降敏

⑥不均匀沉降：对不均匀沉降敏感。

混凝土，

，

①结构材料：轻质高强，受拉钢，受压混凝土

——

、膜、铝合金；

、玻璃、

木、玻璃

。

装饰、承重、防水、保温。

②建筑材料：轻质，多用，

②建筑材料：轻质，多用，耐久，

耐久，装饰、承重、防水、保温

4、设计

①分析计算工作量大：结构大，节点和杆件多；

；①分析计算工作量大结构大节点和杆件多

①分析计算工作量大：结构大，节点和杆件多

②高次超静定，整体稳定和几何非线性分析复杂；

③构造复杂：考虑制造、运输、拼装、安装等因素；

材料、

、新安装工艺、机械和

测控技术。

安装工艺、机械和测控技术。

：新材料

机械和

新技术：

安装工艺机械和测控技术

测控技术

④高新技术

5施工5、施工

①制造：尺寸准确，控制积累误差，鸟巢试拼装，降低残余应力和初始应力；②运输交通工具限制尺寸保证侧向刚度②运输：交通工具，限制尺寸，保证侧向刚度；

③安装：③安装：空间空间定位定位,,拼装次序合理，吊装验算，防止倾覆。

充分发挥材料性能，节省材料--

①充分发挥材料性能，节省材料无弯矩；

②基础反力（推力小）

基础反力（推力小）；

③安装过程简单；

③安装

结构艺术性强。

④结构艺术性强

三、大跨度房屋结构应用①仓①仓储储（7272m m 刚架刚架）、煤棚）、煤棚(127m)(127m)、机库；、机库；②工业厂房：②工业厂房：190190××420420m m 网架②厂房网架网架；；③体育场馆体育场馆、娱乐中心、娱乐中心；；展览会议厅影剧院④展览，会议厅，影剧院展览，会议厅，影剧院；；⑤车站、航空港车站、航空港；；

⑥超市、商场

上海世博会

广州亚运会

高速铁路车站

航站楼

四、我国大跨度房屋结构的发展

L=61m 1959 铆接钢屋架

人民大会堂L=61m 1959

工人体育馆

, 1961

双层轮状悬索,

首都体育馆

, 1967

矩形平板网架

吉林滑冰馆吉林滑冰馆,,L=59L=59m m

黑龙江黑龙江滑冰馆滑冰馆,,L=86L=86m m 双层悬索双层悬索, , 19961996双层悬索双层悬索, , 19861986

国家大剧院

空腹桁架椭球壳体结构，

长轴21192119m 短轴14321432m 2452m 长轴长轴211.9211.9m m ，短轴短轴143.2143.2m m ，高45.245.2m m

首都机场T3：网壳结构

香港机场：网壳结构

北京奥运场馆

鸟巢：空间桁架结构

National Stadium(Bird Nest)

水立方：空间空腹网格结构

176mx176mx29m Aquatic Center(Water Cubic)

五棵松篮球

国家会议中心

Wrestling Hall

National indoor stadium 国家体育馆

农大体育馆

Judo Hall

科大体育馆

Judo Hall

Valley Ball Hall Badminton Hall

理工体育馆

工大体育馆

北大体育馆

Table tennis Hall