《钢结构》第八章 大跨度房屋结构
大跨度房屋钢结构设计
车辆工程技术132工程技术1 结构体系的描述上述的结构形式如果钢筋混凝土柱顶与H人字形铜梁刚接，仍可定性为门式刚架体系，参照门式刚架的受力特点进行计算和设计。
然而由于其柱顶与钢梁的结合上由两种完全不同的材料组成，其传力是否可靠，至关重要，钢梁为弹性材料，钢筋混凝土柱为弹塑性材料，钢筋混凝土柱顶混凝土节点区作为刚性节点，受力十分复杂，因此柱项节点的构造也较为复杂，这就给设计和施工造成了一定的难度，也增加了造价。
实际上该类节点要做到完全刚性节点，也难以做到，设计时仍应适当提高钢梁跨中的弯矩系数。
上述的结构形式，如果钢筋混凝土柱项与H人字形刚梁铰接，则不能定性为门式刚架体系，从其受力特点来分析，对H钢人字形钢梁应定性为两铰折线拱，应按照拱的受力特点进行计算和设计，拱脚提供的反力应能阻止拱的位移变形，在小跨度的情况下（一般为跨度18米及18米以下），拱脚提供的反力取决于钢筋混凝土柱的抗推力（侧位移刚度），在大跨度的情况下（一般为跨度18米以上），则应设置拉杆或在梁、柱间采用刚接节点。
对钢筋混凝土柱而言，应定性为跨变结构排架柱，按跨变排架进行受力分析和设计。
2 结构计算应考虑的问题对于上述的双铰折线拱H钢屋梁和跨变钢筋混凝土排架柱的结构体系，若未设置拉杆，其计算较为繁琐，如果未予以认真对待或认识不清，仅采用通常平面杆系计算软件电算了事，不管其跨度多大都一样，则是一种不负责任的做法，也给结构留下安全隐患。
实际上，目前通用的平面杆系计算软件是基于两个基本假设的基础上进行受力分析的，其一是平截面假设，即结构受力后杆件的截面保持不变，其二是杆件与杆件之间的夹角不变，即结构受力后梁，柱之间或折梁之间的夹角不变。
这种假设对门式刚架而言，是符合其计算简图的，但这种假设对本文所针对的结构则不适用，也不符合实际受力的计算简图，首先人字型钢梁由于拱脚推力较大（跨度越大，推力就越大），如果拱脚不设置拉杆或柱的抗推力（侧向刚度）不足，将产生较大水平位移，势必造成钢梁屋脊处夹角的改变，即杆件与杆件之间夹角的改变，不符合计算软件的基本假设，其次由于拱脚水平位移的加大，给钢筋混凝土柱增加了附加弯矩，即存在二阶效应问题，而软件计算又未考虑二阶效应，再者由于悬索效应，屋面钢梁内力将急剧增加，柱项的剪力也急剧增加．反过来又造成更不利的情况，这些都是目前计算软件没有考虑和解决的问题，因此电算的结果将产生较大的误差，直接用电算结果进行设计显然是不合理和错误的，势必留下安全隐患，要解决这个问题，首先应解决好计算问题。
大跨度建筑屋盖结构课件
•大跨度建筑屋盖结构
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•大跨度建筑屋盖结构
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2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式
•大跨度建筑屋盖结构
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3.从跨数分：
•大跨度建筑屋盖结构
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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
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第四节 拱结构的建筑实例
湖南一散装盐库
•大跨度建筑屋盖结构
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•大跨度建筑屋盖结构
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•大跨度建筑屋盖结构
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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
•大跨度建筑屋盖结构
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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
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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：
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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
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受力特点
•大跨度建筑屋盖结构
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开封县温泉游泳馆
大跨度钢结构房屋标准
大跨度钢结构房屋标准
大跨度钢结构房屋是指跨度较大的钢结构建筑，其设计和建造需要遵循相关的标准和规范，以确保房屋的安全、稳定和耐久性。
以下是一些常见的大跨度钢结构房屋标准：
1. 建筑设计标准：大跨度钢结构房屋的设计应符合国家或地区的建筑设计规范和标准，如建筑结构荷载规范、钢结构设计规范等。
2. 材料标准：大跨度钢结构房屋所使用的钢材应符合国家或地区的相关材料标准，如钢材的化学成分、力学性能、焊接性能等。
3. 制造和安装标准：大跨度钢结构房屋的制造和安装应符合国家或地区的相关制造和安装标准，如钢结构工程施工质量验收规范、焊接工艺评定标准等。
4. 防火标准：大跨度钢结构房屋的防火设计应符合国家或地区的相关防火标准，如建筑设计防火规范、钢结构防火涂料应用技术规范等。
5. 防腐标准：大跨度钢结构房屋的防腐设计应符合国家或地区的相关防腐标准，如钢结构防腐蚀涂装技术规程、钢结构工程施工质量验收规范等。
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
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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 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，网架的弦杆垂直于及平行于 边界。
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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
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❖ 星形四角锥网架：
➢ 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，内力等于节点 荷载。
➢ 一般用于中小跨度周边支承情况。
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房屋建筑钢结构设计
8.2.2.3 按网格组成分类
u L αEΔt1 2ξEAm0.038f
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房屋建筑钢结构设计
8.2.3.2 一般设计规定
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❖ 网架选型原则：
➢ 网架的选型应结合工程的平面形状、建筑要求、荷 载和跨度的大小、支承情况和造价等因素综合分析 确定。
➢ 按照《网架结构设计与施工规程》JGJ 7—91的划 分：大跨度为60m以上；中跨度为30—60m；小跨度 为30m以下。
水平斜撑杆
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水平斜撑杆
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周边支承网架水平斜撑布置方式之一
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房屋建筑钢结构设计
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 利角部产生拔力，常取无角部形式。
大跨度建筑标准
大跨度建筑标准
大跨度建筑的标准因材料和结构的差异而有所不同。
在混凝土结构中，大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑。
而在钢结
构中，跨度超过60m的结构被视为大跨度结构。
此外，大跨度空间结构的形体呈空间状，并同时具有三维受力特性，具有荷载传递路线最短，受力均匀等特点。
这种结构主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。
在工业建筑中，大跨度结构则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业建筑师。
大跨度房屋钢结构简介
焊接技术
采用焊接方法连接钢构件， 要求焊接工艺精湛、质量可 靠，保证结构整体性和稳定 性。
吊装技术
采用大型吊装设备将钢构件 吊装至设计位置，要求吊装 方案科学合理，确保施工安 全顺利进行。
预应力技术
通过施加预应力来提高结构 的承载能力和刚度，要求预 应力索具和锚具质量可靠， 施工工艺成熟。
防腐与防火技术
专业人才匮乏
大跨度房屋钢结构的设计和施 工需要具备专业知识和技能的 人才，目前市场上相关人才较 为匮乏。
地域适应性
钢结构在不同气候和环境条件 下的适应性需要充分考虑，以 确保建筑的安全性和稳定性。
解决方案与建议
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优化设计
通过精细化设计和优化，降低 材料成本和施工难度。
防腐维护
采用先进的防腐和维护技术， 延长建筑的使用寿命。
人才培养
加强专业人才的培养和引进， 提高行业整体水平。
地域适应性研究
针对不同地区的气候和环境条 件，开展钢结构适应性研究， 确保建筑的安全性和稳定性。
04 大跨度房屋钢结构的工程实例
CHAPTER
国内外典型案例介绍
国内案例
上海中心大厦、北京鸟巢体育馆 、广州国际会展中心
国际案例
迪拜哈利法塔、伦敦千年穹顶、 美国金门大桥
环保可持续
钢材可以回收再利用，符合绿色建筑和可持续发展的理念。
设计灵活
钢结构体系可以适应各种复杂的设计需求，创造出独特且富有艺术感 的建筑造型。
面临的挑战
材料成本高
钢材是一种高成本材料，导致 大跨度房屋钢结构的建设成本
相对较高。
维护与防腐
钢材需要定期进行防腐和维护 ，以确保其长期性能和使用寿 命。
第八章 钢结构
N f An
式中， N—荷载引起的轴心拉力或压力 An—净截面面积 f—钢材抗拉或抗压设计强度
二、轴心受力构件的刚度
轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量的
l0 i
式中 构件最不利方向的长细比，一般为 两主轴方向长细比的较大值.x = lox/ ix，y = loy/ iy lo-----相应方向的构件计算长度 i -----相应方向的截面回转半径
低合金钢： Q×××质量等级（A～E）
如Q235-A· F、Q345-C
6. 钢材的选择
（1）结构或构件的重要性； （2）荷载的种类（静荷载或动荷载）； （3）连接方法（焊接或非焊接）；
（4）工作条件（温度，腐蚀等）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定：
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊 接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷 弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
压弯构件广泛的用于柱子，如工业建筑中的厂
房框架柱。它们不仅要承受上部结构传下来的 轴向压力，同时还受有弯矩和剪力。
二、结构用钢的种类 1. 化学成分
普通碳素钢 Q235 普通低合金钢 Q345、Q390、Q420
2. 炉种 平炉 氧气顶吹转炉 成本高，质量好（6小时100t左右） 成本低，质量也可（15分钟150t）
3. 脱氧程度 沸腾钢（F） 脱氧较差 镇静钢（Z） 脱氧充分 半镇静钢（b） 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 特殊镇静钢（TZ）
大跨度房屋结构
大跨度房屋结构摘要：随着经济的发展，大跨度结构在公共建筑中的应用越来越广泛。
关键词：大跨度;实腹式框架;格构式框架Abstract: with the development of economy, big span structure in the public buildings used more widely.Keywords: big span; Solid-web framework; Of lattice frame大跨度房屋结构常用于公共建筑。
公共建筑如大会堂，影剧院，展览馆，音乐厅，体育馆，加盖体育场，市场，火车站，航空港等，受使用要求和建筑造型要求所制约，具有大的跨度。
它们是为了满足人类社会文化生活不断丰富的需求而产生的。
大跨度房屋结构也用于工业建筑。
特别是航空工业和造船工业中，更多地采用大跨度结构如飞机制造厂的总装配车间，飞机库，造船厂的船体结构车间等等。
这些建筑采用大跨度结构是受装配机器（如船舶，飞机）的大型尺寸或工艺过程要求所决定的。
大跨度建筑物的用途，其使用条件以及对其建筑造型方面要求的差异性，决定了采用结构方案的多样性------梁式的，框架式的，拱式的，空间式的以及悬挂-悬索式的。
梁氏及框架式体系，较常用于矩形平面的大跨建筑无盖；拱式体系具有建筑造型方面的优点，跨度在80m和更大时，这种体系比较经济；呈网格或实腹薄壳及褶板，平板网架结构，穹顶或篷盖状的空间体系，用钢量最为经济，多用于圆形或矩形的房屋平面。
悬挂结构体系中主要承重构件是用高强材料制作的受拉索缆（钢绞线，高强钢丝束等），轻巧是它的最大优点。
这种结构体系制造和安装都比较简单。
大跨度屋盖主要具有矩形平面。
但是公共建筑如影剧院，音乐厅，体育馆，展览馆等，除了矩形平面，也可能具有圆形或椭圆形平面。
采用普通矩形以外的平面，使屋盖结构的构成复杂化，这不便于使用定型结构构件。
大跨建筑物一般不属于大量建设项目，其建筑及结构方案极具个性，当然，这也在一定程度上限制了结构的定型化及工业化。
大跨度钢结构常见的结构形式
大跨度钢结构常见的结构形式引言概述：大跨度钢结构是指跨度较大的钢结构，通常用于搭建室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
大跨度钢结构具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、灵活性高等优点，因此在现代建筑中得到了广泛应用。
本文将重点介绍大跨度钢结构常见的结构形式，包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
正文内容：一、桁架结构：1.三角形桁架结构：采用三角形为基本单元构成的桁架结构，具有结构简单、刚度优良的特点。
2.斜撑桁架结构：在三角形桁架结构的基础上增加了斜撑杆件，提高了桁架的刚度和稳定性。
3.曲线桁架结构：将直线桁架结构改造成曲线形式，在满足结构强度要求的同时增加了建筑的美观性。
二、刚架结构：1.空间刚架结构：将单层或多层刚架平面展开到三维空间中，形成空间刚架结构，能够充分利用空间，提高建筑的使用效率。
2.梁柱刚架结构：将水平梁与竖直柱连接组成的刚架结构，常用于大型室内体育馆等场馆。
三、空间网壳结构：1.单层空间网壳结构：由面板、边缘梁和中央支撑的结构形式，适用于跨度较大的建筑，如体育馆、展览馆等。
2.多层空间网壳结构：在单层空间网壳结构的基础上增加了多层空间结构，提高了结构的稳定性和承载能力。
四、索网结构：1.索杆式索网结构：采用索杆和梁构成的结构形式，常用于建筑的顶棚结构，例如机场候机厅等。
2.索缆式索网结构：采用高强度钢缆构成主要承载结构，适用于大跨度桥梁等工程。
五、综合结构：1.桁架加刚架结构：将桁架和刚架相结合，形成强度和刚度兼备的综合结构形式。
2.桁架加空间网壳结构：在桁架结构上增加空间网壳结构，提高了结构的稳定性和承载能力。
总结：大跨度钢结构具有较大的跨度，适用于建造室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
常见的结构形式包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
不同的结构形式在强度、刚度和稳定性等方面各具优势，根据建筑的具体要求和设计条件选择合适的结构形式可以保证工程的质量和安全。
大跨度房屋钢结构设计与分析
大跨度房屋钢结构设计与分析摘要：当今社会经济飞速发展,人民生活水平日益提高,世界各国纷纷筹划建造更大、更高、更长的各种超大型复杂结构物。
来满足人们对生活空间的追求。
大跨度房屋钢结构设计是经济和社会发展的需要。
本文介绍了大跨度钢结构设计的现状和大跨度房屋主要的钢结构划分，分析了大跨度房屋钢结构的设计要点。
关键词：大跨度，房屋，钢结构，设计要点引言与其他材料的结构相比,钢结构具有材料强度高、结构重量轻;结构的塑性韧性较好;钢结构的制造简单施工周期短等优点。
我们在进行钢结构设计时,应当从工程实际出发,合理选用钢材,选择高强度、具有较好经济指标的钢材;在结构方案选择上,应尽可能采用标准化、模数化的结构布置;在连接设计中,应选用构造简单、传力直接的节点形式,并应满足构造要求;另外,在钢结构设计中,还应保证钢结构在加工、运输、安装和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求,并应针对钢结构的实际,满足防火、防腐的要求。
宜优先选用通用的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量。
一、大跨度钢结构设计的现状与设计其他形式的钢结构一样，大跨度钢结构设计主要解决结构体系设计、构件设计及连接节点设计等方面的内容。
与其他形式钢结构不一样的是，大跨度钢结构体系几何与材料非线性影响突出，延性性能成为其体系、构件、节点的安全控制因素。
在工程实践中，设计技术人员迫切需要设计规范提供明确的大跨度钢结构计算分析理论与设计方法、与现代计算技术相应的工程实用计算软件以及明确的结构承载力与变形能力安全控制指标。
我国现行钢结构及相关设计规范( 程) 对体系、构件及连接节点等三个层次设计的现状可简单总结如下:1、在计算理论与设计方法方面，现行钢结构及相关设计规范( 程) 对计算理论与方法的规定，相当程度是基于手算或平面简化计算技术，对于空间受力的大跨度钢结构体系缺乏适应性。
此外现行钢结构及相关设计规范( 程) 对连接设计有计算公式，对节点设计缺乏明确的计算理论和方法。
建筑结构课件-大跨度建筑结构
120m 160m(長春體育館，網殼結構，1998)
主跨1385m (江陰長江大橋，懸索結構，1999)
•個性化(非大量建設專案，方案的極其個性化)
大跨度房屋鋼結構的類型
平面結構
由一些強度不大的縱向構件將平面結構連接起來構成 縱向構件層層重複傳遞荷載，並不分擔荷載 梁式，框架式和拱式結構
網架和網殼結構(12)
a)肋環型四角錐球面網殼 d)平板組成式球面網殼
b)聯方型四角錐球面網殼
c)聯方型三角錐球面網殼
雙層球面網殼的網格形式 1.交叉桁架體系
只需將單層球面網殼中的杆件用平面網片代替(略) 2.角錐體系(常見四種)
a):肋環型四角錐球面網殼， b):聯方型四角錐球面網殼 c):聯方型三角錐球面網殼， d):平板組成式球面網殼
德國多特蒙特展覽大廳 日本古川市民會館
•雙層懸索
懸索結構(7)
瑞典斯德哥爾摩約翰尼紹夫滑冰場
芬蘭赫爾辛基冰上運動場
德國法蘭克福機動車檢修場
羅馬尼亞布加勒斯特文體宮
•鞍形索網
懸索結構(8)
前南斯拉夫萊士科瓦克紡織博覽館
加拿大卡爾加裏滑冰館
两向正交斜放，棋盘形四角锥 斜放四角锥，星形四角锥
钢筋混凝土屋面体系
网格数
跨高比
(24)+0.2L2 1014 (68)+0.08L2
钢檩条屋面体系
网格数
跨高比
(68)+0.07L2 (1317)+0.03L2
注：L2 是以米計的網架短向跨度；跨度小於18米時網格數可適當減少。
網架和網殼結構(9)
網架和網殼結構(3)
•由四角錐體構成(五種)
《钢结构》第八章-大跨度房屋结构PPT课件
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第八章 大跨度房屋结构 单层悬索体系
悬挂式屋盖常用的有：
双层悬索体系
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金属薄壳—膜、鞍状 应力索网等
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
感谢您的阅读收藏，谢谢！
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第八章 大跨度房屋结构
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第八章 大跨度房屋结构
大跨度建筑物的用途、其使用条件及对其建 筑造型方面的要求的差异性，决定了采用结构方 案的多样性—梁式的、框架式的、拱式的、空间 式的以及悬挂—悬索式的。
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第八章 大跨度房屋结/3/12
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第八章 大跨度房屋结构
空间网架屋盖结构
第八章 大跨度房屋结构
按支撑情况分类 1、周边支承网架 2、点支承网架 3、周边支承与点支承混合网架 4、三边支承或两边支承网架
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第八章 大跨度房屋结构
网架结构的设计特点
一般设计规定 1、选型 2、网格尺寸和网架高度 3、网架结构体系的屋面 4、网架杆件 5、网架节点设计与构造要点
浅析大跨度房屋钢结构设计
浅析大跨度房屋钢结构设计摘要:对于大跨度房屋钢结构的框架进行了详细的介绍，整合了多个大跨度房屋的钢结构设计经验，并对其结构设计进行了系统的分析和归纳，对大跨度房屋钢结构的设计研究有重要的意义。
关键词：大跨度房屋钢结构设计分析1、前言随着社会的发展与进步，钢结构在大跨度房屋设计中应用越来越广泛。
钢结构相较于其他的材料结构有其鲜明的优点，比如有足够高的材料强度、较好的塑性和韧性、简单的制造工艺和较短的施工周期等。
在实际的工程应用中，应该科学的对钢材进行筛选，尽可能的选择有较高强度和性价比相对高的钢材；在其结构选择上，根据其标准要求合理的选择相应的结构方案；在其连接处的设计中，尽量采用较为简单的力学传递结构，满足其应有的运动要求。
此外，在实际的钢结构设计中，还要使钢结构在实际应用过程中满足其各个参数的要求，并根据实际需要做好防火和防腐等方面的设计。
所以，应该优先选择通用性的钢结构构件，减少其制作安装的流程，提高材料的实用性。
2、大跨度房屋主要的钢结构划分根据刚性差异，大跨度房屋钢结构可以分成以下三种：刚性结构、柔性结构和杂交结构。
其中，杂交结构可以用两种方式来获得，一种是通过刚性结构和柔性结构的有机组合，另一种是利用变更传统结构的特点，这里我们更多来讨论刚性大跨度房屋和柔性大跨度房屋。
2.1刚性大跨度房屋结构刚性大跨度房屋的组成结构主要包括钢梁和钢相架，且它们自身的刚度决定着刚性大跨度房屋总体的机构刚度。
所谓的空间网格结构就是指结构组成是规则的空间单元，而空间结构的定义与其正好相反。
空间网格结构的形式主要有网站结构、网壳结构、组合网架结构和预应力网架结构等。
空间网格结构一般由钢杆件组成，有众多优点，比如合理的受力、简单方便的计算过程、较大的刚度、优良的抗震性能、丰富的造型、较强的适应性等。
空间结构一般由钢梁或者钢析架组成，在跨度较大的情况下还应该用预拉力索来增加结构的刚度、减少钢的用量。
除了与空间网格结构相同的优点之外，还有其它优点。
大跨度钢结构
• 适应性好
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3.2平板网架的形式和种类
网架类别(以网架构成方式分类)
１． 交叉平面桁架体系（两组桁架交叉梁系、三组桁架交叉梁系） ２．交叉空间桁架体系（四角锥体、三角锥体、六角锥体）
网架表示法
两向正交正放
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3.2网架类别 (续)
两向正交斜放
两向斜交斜放
两向正交斜放 短桁架对长桁架有嵌固作用，受力有利 角部产生拔力，常取无角部形式
空间作用(diaphragm，蒙皮效应)
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第二章 平面结构
2.1：梁式结构的特点和应用 2.2：框架结构的特点和应用 2.3：拱式结构的特点和应用
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2.1 梁式结构的特点和应用
特点
不产生水平推力(可支承于墙壁，砖石或混凝土柱上) 制造和安装较简单
应用 可用于40m～60m左右的工业和民用建筑物中
计算原则 3.7：网架的杆件选择和节点构造 3.8：网架的制作、安装和检验
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3.1网架结构的特点和应用
特点
• 空间结构体系，高次超静定
• 能承受来自各个方向的荷载
• 整体性好，空间刚度大，体系稳定
• 抗震性能好
• 可利用小规格的杆件建成大跨度的结 构
• 自重较轻，节约材料
• 杆件规格划一，适于工业化生产
结构型式
跨度在5060m时，常用双铰实腹式框架(常用工字形截面)
减轻基础负担；结构可外露；横梁高度可取跨度的1/201/12 设置预应力拉杆减少跨中弯矩，横梁高度可取跨度的1/401/30
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2.2 框架结构的特点和应用(续)
跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过100m时，宜采用无铰格构式框架
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什么是大跨度钢结构(二)2024
什么是大跨度钢结构（二）引言概述：在之前的文档《什么是大跨度钢结构（一）》中，我们介绍了大跨度钢结构的基本概念、特点以及应用领域。
本文将继续深入探讨大跨度钢结构的相关内容，通过分析其设计原则、材料选取、施工技术等方面，帮助读者更好地理解和应用大跨度钢结构技术。
正文内容：1. 设计原则a) 荷载分析：大跨度钢结构设计需要准确分析并考虑各种荷载情况，包括静态荷载、动态荷载、雪载、风载等。
b) 结构稳定性：钢结构的稳定性是设计的重要考虑因素，必须采取相应的措施来保证结构的稳定性，如设置合理的支撑系统、采用适当的构造形式等。
c) 防火设计：大跨度钢结构在防火设计上需要考虑火灾发生的可能性，采用适当的防火材料和装置来保护结构的完整性和稳定性。
d) 施工可行性：设计时需考虑施工工艺和条件，确保设计方案的施工可行性，并减少施工过程中的困难。
2. 材料选取a) 钢材选择：大跨度钢结构常使用的钢材包括高强度钢和碳钢，具有较高的强度和良好的可塑性。
b) 防腐蚀处理：为了延长钢结构的使用寿命，常采用热镀锌、喷涂等防腐蚀处理方式，提高结构的耐候性和防腐蚀性。
c) 断面形状：根据结构的需求和受力情况选择合适的钢材断面形状，如H型钢、管状钢等。
3. 施工技术a) 建立施工计划：大跨度钢结构施工需要提前建立详细的施工计划，确保施工进程的顺利进行，包括施工工艺、机械设备的选择等。
b) 焊接技术：大跨度钢结构的焊接工艺对结构的安全性和可靠性有重要影响，需采用合适的焊接工艺和技术规范，确保焊接质量。
c) 构件安装：在钢结构的安装过程中，要进行精确的测量和定位，保证构件的准确安装，并采取适当的固定和连接方式。
4. 应用领域a) 体育场馆：大跨度钢结构在体育场馆的应用广泛，能够满足大空间的需求，并具备足够的强度和稳定性。
b) 交通运输设施：大跨度钢结构在桥梁、隧道和地铁等交通运输设施的建设中得到广泛应用，能够提供大跨度和高强度的支撑。
《大跨度房屋刚结构》PPT课件
68m
檩条
屋架
檩条 主檩条 屋架
812m
4050m 简单式
5070m 复杂式
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4
梁式结构(2)
结构型式
•跨度较小时，可采用实腹式梁 (常用工字形截面)
•跨度在5070m及更大时，采用桁架形式(吊顶与下弦设间隙)
桁架外形及腹杆体系取决于跨度，屋面形式和吊顶结构
桁架高跨比一般为1/81/6(注：跨度大于50m时，运输超限)
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11
拱式结构(4)
结构型式
•双铰拱(最常见，制作安装方便，较经济，温度应力低) •无铰拱(最经济，须设强支座，温度应力高) •三铰拱(应用不广，拱钥铰使结构复杂化)
•亦分为实腹式和格构式 宜设计成等截面 实腹式截面高度可取跨度的1/801/50 格构式截面高度可取跨度的1/601/30
•水平推力 拉杆设置 支座设计 框架结构
主要特点 •跨度大
120m 160m(长春体育馆，网壳结构，1998)
主跨1385m (江阴长江大桥，悬索结构，1999)
•个性化(非大量建设项目，方案的极其个性化)
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2
大跨度房屋钢结构的类型
平面结构
由一些强度不大的纵向构件将平面结构连接起来构成 纵向构件层层重复传递荷载，并不分担荷载 梁式，框架式和拱式结构
棋盘形四角锥网架
•由三角锥体构成(三种)
星形四角锥网架
三角锥网架
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17
网架和网壳结构(5)
抽空三角锥网架
蜂窝形三角锥网架
•三(多)层网架
减少弦杆内力(25% 60%)，减小网格尺寸，大跨经济性好；杆件数量多
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三层网架示意图
1A411043大跨度房屋结构的主要类型与受力特点
1A411043 ⼤跨度房屋结构的主要类型与受⼒特点⼀般认为，⼤跨度房屋结构是指24m以上的跨度。
能做到24m以上跨度的结构有桁架、架、刚架、拱、悬索和薄壁空间结构等。
(1)⼤跨度屋架⼤跨度的屋架多采⽤钢桁架或预应⼒混凝⼟桁架。
1)屋架的受⼒特点：屋架是由杆件组成的构件体系，其节点⼀般假定为铰接点。
当荷载只作⽤在节点上时，所有杆件均只有轴向⼒，其材料强度可以得到充分利⽤，这就是屋架结构的优点，因此它在较⼤跨度的建筑中得到应⽤。
2)屋架的形式、基本尺⼨：3)屋架的制作、运输与安装：屋架就其整体结构讲是受弯构件，平⾯结构。
屋架的平⾯外刚度⾮常弱。
(2)平板架结构1)架的特点与适⽤范围：架结构可分为平板架和曲⾯架两种。
平板架采⽤较多，其优点如下：①三维空间受⼒体系。
杆件主要承受轴向⼒，受⼒合理，节省材料。
②整体性好，刚度⼤，稳定，抗震性能好，可悬挂吊车；③杆件类型较少，⽐较统⼀，适于⼯业化⽣产；④尤其适⽤于⼤跨结构，体育馆、展览馆等⼤型建筑⼴泛采⽤。
2)结构形式：平板架可分为交叉桁架体系和⾓锥体系两类。
交叉桁架体系是由上下弦平⾏的平⾯桁架，相交叉联成⼀体的空间结构。
⾓锥体系架是由三⾓锥、四⾓锥或六⾓锥单元分别组成的空间架结构。
它⽐交叉桁架体系架刚度⼤，受⼒性能更好，⽽且可以在⼯⼚⽣产出标准⾓锥单元体，便于现场安装。
3)平板架的受⼒特点：架的⾼度(即厚度)直接影响架的刚度和杆件内⼒。
架的⾼度主要取决于跨度。
格尺⼨应与架⾼度配合决定。
4)架的杆件形式与节点：杆件形式有钢管和⾓钢两种。
钢管⽐⾓钢受⼒合理，材料节省35％，⼤跨度架多⽤钢管。
5)架结构的制作与安装：架制作要求精度⾼。
否则会产⽣附加内⼒使部分构件受⼒过⼤。
架结构的安装⽅法可分为⾼空拼装和整体安装两类。
(3)单层刚架结构1)单层刚架的受⼒特点与适⽤范围：单层刚架⼀般是由直线形杆件，梁与柱刚性连接⽽成的结构。
其受⼒特点是：在竖向荷载作⽤下柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩；在⽔平⼒的作⽤下，梁对柱约束减少了柱内弯矩。
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第八章 大跨度房屋结构
单层悬索体系
悬挂式屋盖常用的有：
双层悬索体系
金属薄壳—膜、鞍状 应力索网等
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第八章 大跨度房屋结构
梁式的大跨结构
体系 框架结构 形式
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第八章 大跨度房屋结构
空间网架屋盖结构 人们常常将平板型的空间网格结构简称为网 架，将曲面型的空间网格结构简称为网壳。
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第八章 大跨度房屋结构
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第八章 大跨度房屋结构
大跨度建筑物的用途、其使用条件及对其建 筑造型方面的要求的差异性，决定了采用结构方 案的多样性—梁式的、框架式的、拱式的、空间 式的以及悬挂—悬索式的。
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Designቤተ መጻሕፍቲ ባይዱPrinciples of Steel Structure
第八章 大跨度房屋结构
网架结构的设计特点
一般设计规定 1、选型 2、网格尺寸和网架高度 3、网架结构体系的屋面 4、网架杆件 5、网架节点设计与构造要点
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第八章 大跨度房屋结构
平板式空间网架的形式
按结构组成分类 1、双层网架
2、三层网架
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第八章 大跨度房屋结构
按支撑情况分类 1、周边支承网架 2、点支承网架
3、周边支承与点支承混合网架
4、三边支承或两边支承网架
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