8大跨度房屋结构

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房屋建筑钢结构设计
8.2.2.3 按网格组成分类 星形四角锥网架： 星形四角锥网架：
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将四角锥底面的四杆换为十字交叉杆,并加中竖杆形成。 将四角锥底面的四杆换为十字交叉杆,并加中竖杆形成。 上弦杆比下弦杆短，受力合理。竖杆受压， 上弦杆比下弦杆短，受力合理。竖杆受压，内力等于节点 荷载。 荷载。 一般用于中小跨度周边支承情况。 一般用于中小跨度周边支承情况。
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8.2.2 网架的形式
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网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。 网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间结构， 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间结构， 是最常用的网架形式。 是最常用的网架形式。
双层网架
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8.2.2.2 按支承情况分类
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上海体育馆
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8.2.2.2 按支承情况分类 点支承
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点支承：整个网架支撑在多个支撑柱上， 点支承：整个网架支撑在多个支撑柱上，网架受力与钢筋 混凝土无梁楼盖相似。 混凝土无梁楼盖相似。 通过正弯矩和挠度减小，使整个网架的内力趋于均匀。 通过正弯矩和挠度减小，使整个网架的内力趋于均匀。 对于单跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/3 。 对于单跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/3 对于多跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/4 1/4。 对于多跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/4。
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8.2.2.3 按网格组成分类 蜂窝三角锥网架： 蜂窝三角锥网架：
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上弦为正三角形和正六边形网格，下弦为正六边形网 上弦为正三角形和正六边形网格， 本身几何可变。其上弦杆短，下弦杆长， 格。本身几何可变。其上弦杆短，下弦杆长，受力合 理。 适用于中、小跨度周边支承的情况，可用于六边形、 适用于中、小跨度周边支承的情况，可用于六边形、 圆形或矩形平面。 圆形或矩形平面。
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8.2.2.3 按网格组成分类
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首都体育馆 高空拼装
首都体育馆 平、剖面图
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8.2.2.3 按网格组成分类
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三向网架 60° 三个方向的平面桁架相互交角60° 比两向网架刚度大，适合大跨度(L>60m) (L>60m)的多边形 比两向网架刚度大，适合大跨度(L>60m)的多边形 正三角形，正六角形平面） （正三角形，正六角形平面）及圆形平面 在某些平面形状会出现不规则杆件
两向正交斜放网架 三向网架 正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架 棋盘四角锥网架 斜放四角锥网架 星形四角锥网架 三角锥网架 抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架
四角锥体系网架
三角锥体系网架
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8.2.2.3 按网格组成分类
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平面桁架网架：上下弦杆完全对应，并与腹杆位 平面桁架网架：上下弦杆完全对应， 于同一竖向平面内。 于同一竖向平面内。
上弦杆 下弦杆 斜腹杆 中间节点 支座节点
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8.2.2 网架的形式
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网架结构具有如下特点： 网架结构具有如下特点： 可实现的跨度大; 可实现的跨度大; 经济; 经济; 安全可靠; 安全可靠; 抗震性能好; 抗震性能好; 适应性强; 适应性强; 制作、安装方便。 制作、安装方便。 网架结构的缺点 节点耗钢量大， 缺点： 网架结构的缺点：节点耗钢量大，网架屋面材料的 选用还受到某些条件的限制，制造、施工费用较 选用还受到某些条件的限制，制造、 高等。 高等。
拱式结构
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8 大跨度房屋结构形式
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平板网架
网壳结构
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8 大跨度房屋结构形式
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斜拉结构
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8 大跨度房屋结构形式
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张拉整体结构
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8.2.1 空间结构的特性 优越的力学性能 良好的经济性、安全性、 良好的经济性、安全性、适用性
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8.2.2 网架的形式
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网架结构通常指的是平板网架 网架结构通常指的是平板网架，它是由按一定规 平板网架， 律布置的杆件， 律布置的杆件，通过节点连接而形成平板状的空 间桁架（ Truss）结构。 间桁架（Space Truss）结构。 目前空间结构中应用最为广泛，共有三大类（ 目前空间结构中应用最为广泛，共有三大类（交 叉桁架系、四角锥体系和三角锥体系）13种 叉桁架系、四角锥体系和三角锥体系）13种。
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8.2.2.2 按支承情况分类 各种柱帽形式
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点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减小冲剪作用。 点支承网架与柱子相连宜设柱帽以减小冲剪作用。 冲剪作用 柱帽可设置于下弦平面之下 也可设置于上弦平面之上 下弦平面之下， 上弦平面之上。 柱帽可设置于下弦平面之下，也可设置于上弦平面之上。 当柱子直接支承上弦节点时，也可在网架内设置伞形柱帽 伞形柱帽， 当柱子直接支承上弦节点时，也可在网架内设置伞形柱帽， 这种柱帽承载力较低，适用于中小跨度网架 中小跨度网架。 这种柱帽承载力较低，适用于中小跨度网架。
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8.2.2.3 按网格组成分类 三角锥网架： 三角锥网架：
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上下弦平面均为正三角形网格，上下弦节点各连9根杆 上下弦平面均为正三角形网格，上下弦节点各连9 杆件受力均匀，本身为几何不变体，整体抗扭、 件。杆件受力均匀，本身为几何不变体，整体抗扭、 抗弯刚度好。 抗弯刚度好。 适用于大中跨度及重屋盖建筑物， 适用于大中跨度及重屋盖建筑物，当建筑平面为三角 六边形和圆形时最为适宜。 形、六边形和圆形时最为适宜。
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8.2.2.1 按结构组成分类
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三层网架是由上弦、中弦、下弦、 三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹杆 组成的空间结构。 组成的空间结构。 特点：增加网架高度，减小弦杆内力、 特点：增加网架高度，减小弦杆内力、网格尺寸和 腹杆长度。 腹杆长度。 当网架跨度较大 跨度较大时 当网架跨度较大时，三层网架用钢量比双层网架用 钢量省。但由于节点和杆件数量增多， 钢量省。但由于节点和杆件数量增多，尤其是中层 节点所连杆件较多，使构造复杂，造价有所提高。 节点所连杆件较多，使构造复杂，造价有所提高。
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8.2.2.3 按网格组成分类
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斜放四角锥网架（顶顶相连）： 斜放四角锥网架（顶顶相连）： 上弦网格呈正交斜放，下弦网格为正交正放。 上弦网格呈正交斜放，下弦网格为正交正放。网 架上弦杆短，下弦杆长，受力合理。 架上弦杆短，下弦杆长，受力合理。
杆件数量少，屋面板类型多，屋面组织排水较困难。 杆件数量少，屋面板类型多，屋面组织排水较困难。 适用于中、小跨度周边支承， 适用于中、小跨度周边支承，或周边支承与点支承相 结合的矩形平面情况。 结合的矩形平面情况。
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8.2.2.3 按网格组成分类
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上海万人体育馆 施工吊装
上海万人体育馆 平面布置图(D＝ 平面布置图(D＝110m)
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8.2.2.3 按网格组成分类
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正放四角锥网架（边边相连）空间刚度较好，但杆件数 正放四角锥网架（边边相连）空间刚度较好， 量较多，用钢量偏大。适用于接近方形的中小跨度网架， 量较多，用钢量偏大。适用于接近方形的中小跨度网架， 宜采用周边支承。 宜采用周边支承。
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8.2.2.2 按支承情况分类 两边和三边支承
设置边桁架、 设置边桁架、局部加 大构件截面或局部三 层网架等加强开口边 的刚度。 的刚度。
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广州白云 机场机库 屋盖
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8.2.2.3 按网格组成分类
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两向正交正放网架
平面桁架网架
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8.2.2.3 按网格组成分类
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水平斜撑杆
水平斜撑杆
周边支承网架水平斜撑布置方式之一
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8.2.2.3 按网格组成分类
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两向正交斜放网架
两向正交斜放 短桁架对长桁架有嵌固作用，受力有 短桁架对长桁架有嵌固作用， 利角部产生拔力，常取无角部形式。 利角部产生拔力，常取无角部形式。 两向斜交斜放 适用于两个方向网格尺寸不同的情形 受力性能欠佳， 受力性能欠佳，节点构造较复杂
边 边 相 连
正放四角锥网架
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8.2.2.3 按网格组成分类
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8.2.2.3 按网格组成分类 正放抽空四角锥网架： 正放抽空四角锥网架： 周边网格锥体不动外， 周边网格锥体不动外， 跳格地抽掉一些四角 锥单元中的腹杆和下 弦杆， 弦杆，使下弦网格尺 寸扩大一倍。 寸扩大一倍。 适用于中 小跨度或 适用于中、小跨度或 屋面荷载较轻的周边 屋面荷载较轻的周边 支承、 支承、点支承以及周 边支承与点支承结合 的网架。 的网架。
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8.2.2.3 按网格组成分类 棋盘形四角锥网架： 棋盘形四角锥网架： 保持正放四角锥网架 周边四角锥不变， 周边四角锥不变，中 间四角锥间隔抽空， 间四角锥间隔抽空， 下弦杆呈正交斜放， 下弦杆呈正交斜放， 上弦杆呈正交正放。 上弦杆呈正交正放。 克服了斜放四角锥网 架屋面板类型多， 架屋面板类型多，屋 面组织排水较困难的 缺点。 缺点。
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8.2.2.2 按支承情况分类
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美国芝加哥国会大厅网架结构
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8.2.2.2 按支承情况分类 周边支撑与点支承结合
平面尺寸很大的建筑物， 平面尺寸很大的建筑物， 除在网架周边设置支承外， 除在网架周边设置支承外， 可在内部增设中间支承， 可在内部增设中间支承， 以减小网架杆件内力及挠 度。
特点：由平面桁架相互交叉所组成，其上、 特点：由平面桁架相互交叉所组成，其上、下 弦杆长度相等，杆件类型少，且上、 弦杆长度相等，杆件类型少，且上、下弦杆和 腹杆在同一平面内。一般应使斜腹杆受拉， 腹杆在同一平面内。一般应使斜腹杆受拉，竖 杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹角宜在40 40° 杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹角宜在40°～ 60° 60°之间
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8.2.2.3 按网格组成分类 抽空三角锥网架： 抽空三角锥网架：
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抽去部分三角锥单元的腹杆和下弦杆。下弦杆内力较 抽去部分三角锥单元的腹杆和下弦杆。 用钢量省，但空间刚度较三角锥网架小。 大，用钢量省，但空间刚度较三角锥网架小。 适用于中、小跨度的三角形、 适用于中、小跨度的三角形、六边形和圆形等平面的 建筑。 建筑。
建筑钢结ห้องสมุดไป่ตู้设计
8 大跨度房屋结构
8 大跨度房屋结构形式 大跨度结构的分类
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平面结构体系
梁式结构（平面、空间桁架） 平面、空间桁架） 平面刚架结构 拱式结构 平板网架结构 网壳结构 悬索结构 斜拉结构 张拉整体结构
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空间结构体系
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8 大跨度房屋结构形式
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梁式结构
平面刚架结构
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8.2.2.1 按结构组成分类
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青岛极地海洋世界效果图
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8.2.2.1 按结构组成分类
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青岛极地海洋世界鱼头部分模型
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8.2.2.2 按支承情况分类 周边支承
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周边支承是在网架四周全部或部分边界节点设置支座， 周边支承是在网架四周全部或部分边界节点设置支座， 支座可支承在柱顶或圈梁上， 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。 承板，是常用的支承方式。 为了减小弯矩，也可将周边支座略为缩进。 为了减小弯矩，也可将周边支座略为缩进。
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8.2.2.3 按网格组成分类
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两向正交正放网架：由两组分别与边界平行的平面桁 两向正交正放网架： 架互成90°交叉组成。 架互成90°交叉组成。同一方向的各平面桁架长度一 致
选用原则：在矩形建筑平面中， 选用原则：在矩形建筑平面中，网架的弦杆垂直于及平行于 边界。 边界。