大跨空间钢结构的分类及特点
体育馆大跨度钢结构施工技术要点分析
体育馆大跨度钢结构施工技术要点分析【摘要】大跨度空间结构的一个较为明显的应用就是体育场馆建筑。
这是基于体育场馆的特点，较大的跨度和空间都是体育场建筑所必须的。
本文进一步分析了体育馆大跨度钢结构施工技术要点，以供同仁参考借鉴。
【关键词】体育馆；大跨度钢结构；施工技术1、大跨度空间钢结构的分类及特点1.1网架结构网架结构具有受力合理、网架高度小、重量轻、刚度大、抗震性能好、节约钢材及可以在工厂批量生产现场施工快捷等许多优点；一般用于体育馆、大型商场、会展中心、候车厅、飞机库等建筑的屋盖。
但是也具有节点上的杆件数量较多，制作安装较为复杂等缺点。
1.2网壳结构网壳结构受力合理、跨度大，刚度大、抗变形能力强、整体稳定性好，由于构成大型空间所使用的杆件相对单一，杆件和节点构件可以工厂预制，施工速度快，不需要大型辅助机械设备。
网壳结构应用范围广阔，是一种拥有广阔发展前景的空间结构体系。
1.3悬索结构悬索结构通过索的轴向拉伸抵抗荷载作用，能充分利用材料的抗拉性能，布置灵活、节约材料、使用范围广泛、易于施工。
中国在古代就已经在使用悬索技术，古人用竹、藤等制成的材料作为吊桥的悬索。
在当代的结构中，对悬索和地锚的要求越来越高，另外悬索结构与其他常规结构相比，设计与计算上相对复杂，这都制约了悬索结构的发展。
1.4膜结构膜结构主要有空气支承膜结构、张拉式膜结构、骨架支承膜结构等形式。
常见的充气膜结构需要依靠室内不断充气，使内外产生一定压力差（东京巨蛋棒球体育馆内外气压相差0.3%），室内外的压力差使膜体受到向上的飘浮力，从而提供较大的跨度。
张拉膜结构自重是所有结构中最轻的，另外膜的张拉形状可根据建筑物形状而改变，造型变化自由。
透光性、安全性非常好，但是耐久性与其他结构相比较差。
1.5薄壳结构薄壳结构按曲面形式可分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等，按照材料可分成混凝土薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳。
壳体充分利用材料的强度，使其既能具备承重能力又具备了围护功能。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析大跨度钢结构空间管桁架是一种常用的结构形式，其主要特点是具有较好的刚度和轻质化特性，适用于大跨度建筑物的结构设计。
以下是大跨度钢结构空间管桁架设计的要点分析。
1. 结构形式选择：大跨度钢结构空间管桁架的结构形式可分为平面桁架和空间桁架两种。
平面桁架适用于跨度较短的建筑结构，空间桁架则适用于大跨度建筑结构。
根据具体的使用要求和工程条件选取合适的结构形式。
2. 载荷分析：在进行大跨度钢结构空间管桁架设计时，首先需要进行载荷分析。
根据建筑物的功能和使用要求确定各种荷载，包括自重、活载、风载、温度变形等荷载。
同时需要考虑荷载组合，并按照相应的规范计算各种荷载的作用。
3. 杆件参数设计：大跨度钢结构空间管桁架的主要构件为钢管，在设计过程中需要确定钢管的参数，包括材料强度、截面尺寸、连接方式等。
根据结构的荷载和刚度要求，计算确定合适的钢管参数。
4. 连接节点设计：连接节点是大跨度钢结构空间管桁架的重要组成部分，直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
节点设计需考虑节点形式、连接方式、节点强度等因素，并满足相应的规范要求。
常用的连接方式包括焊接、螺栓连接等。
5. 稳定性分析：大跨度钢结构空间管桁架在受到荷载作用时，需要保证整个结构的稳定性。
稳定性分析包括整体稳定性和局部稳定性两个方面，需要对结构进行弹性稳定和极限强度的计算和分析。
同时还需要考虑结构在施工过程中的临时稳定性。
6. 防腐保护：钢结构在使用过程中容易发生腐蚀，特别是在大跨度钢结构空间管桁架中，经常受到大气和湿度的影响。
在设计过程中需要考虑钢结构的防腐保护措施，包括防腐涂料、防锈涂料、防腐处理等。
7. 施工和拆除：大跨度钢结构空间管桁架的施工和拆除略复杂，需要考虑结构的拼装工艺和施工顺序。
设计时需要考虑结构的可拆性和可重复利用性，以方便后期的维修和改造。
基于性能的大跨度钢结构设计要点及注意事项
基于性能的大跨度钢结构设计要点及注意事项摘要：钢结构具有塑性好、强度高、重量轻等优点，目前被广泛使用、本文主要运用文献法、调查法，从性能角度出发，研究分析大跨度钢结构的设计要点及注意事项，就如何做好大跨度钢结构设计提几点看法，以供借鉴参考。
关键词：大跨度钢结构；性能；设计要点；注意事项大跨度钢结构，指的是横向跨越60m的钢结构。
大跨度钢结构目前主要有网壳结构、网架结构、悬索结构以及薄壳结构、膜索结构这几种结构形式【1】。
与其他类型的大跨度结构相比，大跨度钢结构的强度高、刚度大、质量轻、噪声低、环境污染小且制造简单，具有更高的实用性。
目前，世界许多国家都开始大范围采用钢结构，据不完全统计，全球超高层、大跨度结构中的一半都为纯钢结构，国外的高档住宅中有60%都使用了钢结构，在我国对钢结构尤其是大跨度钢结构的应用率也在逐年提升。
【2】尽管对大跨度钢结构的使用率在逐年提高，但与之相配套的技术、产品等还有提升空间，尤其是在设计方面还需不断改善优化。
下面结合实际，对基于性能的大跨度钢结构设计及应用有关问题做具体分析。
1大跨度钢结构设计方法1.1选取计算模型在进行大跨度钢结构设计时，要有准确的计算模型，计算模型的精确度关系到最终的设计效果与质量，因此在设计时不能将计算模型随意简化，要尽量根据建筑图建立合理的计算模型，提高模型精度，以保证最终的设计质量。
在进行设计时，要注意次构件的设计合理性，次构件对整个结构也有很大影响，所以在设计次构件时必须考虑性能、安全、质量与经济，在保证结构性能的基础上尽可能节约大跨度钢结构材料，降低工程造价【3】。
1.2节点构造设计大跨度钢结构构件多，构件之间的连接比较复杂多变。
设计节点构造时，需先确定构件连接方式、构件截面尺寸、大跨度钢结构受力情况等，综合这些因素科学选择最为合适的节点构造形式。
在选择好节点构造形式后，需将相关的数据代入模型进行计算，以保证整个结构受力合理，大跨度钢结构体系安全稳定。
大跨空间钢结构
二、 杂交结构及整体张拉结构体系
2、弦支穹顶结构
2）弦支穹顶结构的产生 那么如何能够更好地利用索穹顶结构的优点，同时又避免它的不足之处呢? 日本的M．Kawaguchi教授于1993年提出了弦支穹顶的概念，该体系由单 层网壳、撑杆及预应力索组成，如图10.3所示。显而易见，弦支穹顶是将 索穹顶的上部拉索全部采用刚性构件而构成一单层网壳，同时保持其他构件 形式不变的一种新型的混合空间结构体系。
美国工程师Geiger（盖格）对实现这种结构思想做出了极大的贡献，他借 鉴张拉集成思想并作了实质性的推广和发展，于1986年开发出一种实用 的大跨度空间结构体系——索穹顶，其实质是用一个周边受压环梁来平衡 张拉体系。
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汉城奥运会体操馆
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太阳海岸穹顶
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索穹顶结构由放射性脊索、斜索和环索组成的连续张力索网和不连续 受压杆，以及中央拉环、周边压力环构成了Geiger型穹顶的基本体系 (图10.1)。
3
一、概述
1、大跨建筑的概念
1）大跨的界定
国家标准《钢结构设计规范》、《网架结构设计与施工规程》将 60m以上定义为大跨度结构
2）大跨结构的特点
（1）自重轻，经济性好。 （2）刚度好，抗震性能好。 （3）便于工业化生产。 （4）形式多样化，造型美观。 （5）建筑、结构和使用功能的统一。
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一、概述
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二、 杂交结构及整体张拉结构体系
2、弦支穹顶结构
1）弦支穹顶结构的概念
弦支穹顶结构是将张拉整体、索穹顶等柔性结构的概念和单层网壳相结 合而形成的一种新型的空间结构体系。是由连续受拉构件( 索或钢拉杆) 和独立受压杆件( 撑杆) 共同支承上部受压结构( 或构件) 而形成的结构 形式。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点大跨厂房结构是指跨度较大的工业厂房的结构形式。
由于大跨厂房需要满足较高的承重能力和稳定性要求，因此在结构形式和构造特点上有着一些独特之处。
一、结构形式：1. 刚性框架结构：大跨厂房常采用刚性框架结构，通过竖向的柱子和横向的梁构成一个稳定的刚性框架。
这种结构形式具有承载能力强、刚度大的优点，能够满足大跨度厂房的载荷要求。
2. 梁柱结构：大跨厂房的主要承重结构由梁和柱组成，梁与柱之间通过连接件连接起来，形成一个稳定的结构体系。
梁柱结构能够有效地承担水平和垂直荷载，具有承载能力强、施工方便等优点。
3. 空间网架结构：在大跨度厂房中，为了减小结构的自重和提高承载能力，常采用空间网架结构。
空间网架结构由桁架或钢管构成，具有结构轻巧、刚度好的特点，适用于大跨度厂房的特殊要求。
二、构造特点：1. 钢结构：由于大跨厂房需要承受较大的荷载，常常采用钢结构作为主要承重结构。
钢材具有较高的强度和刚度，能够满足大跨厂房的要求。
同时，钢结构还具有施工方便、工期短、可拆装等优点。
2. 预应力技术：为了增加大跨厂房的承载能力和稳定性，常常采用预应力技术。
预应力技术通过施加预应力，使结构构件在荷载作用下具有较好的抗弯和抗剪能力，提高了整个大跨厂房的承载能力。
3. 抗震设计：大跨厂房需要具备一定的抗震能力，以应对地震等自然灾害的影响。
因此，在大跨厂房的设计中，常常考虑抗震设计，采用增加剪力墙、设置减震器等方式来提高结构的抗震性能。
4. 防火设计：大跨厂房的结构在设计时还需要考虑防火要求。
为了保证厂房的安全性，常采用防火涂料、防火隔墙等防火措施，以提高大跨厂房的防火性能。
总结：大跨厂房结构形式主要包括刚性框架结构、梁柱结构和空间网架结构，具有钢结构、预应力技术、抗震设计和防火设计等构造特点。
这些特点使得大跨厂房具有较好的承载能力、稳定性和安全性，能够满足工业厂房的使用要求。
大跨度钢结构厂房(一)
大跨度钢结构厂房（一）引言概述:大跨度钢结构厂房是一种具有广泛应用前景的建筑形式。
它利用钢材的高强度和抗拉性能，在大跨度范围内能够提供稳定和可靠的空间支撑。
本文将从结构设计、施工特点、材料选择、工程经济和环保方面，对大跨度钢结构厂房进行详细阐述。
正文内容:一、结构设计:1. 安全性需求：钢结构在大跨度厂房中的应用需要满足高强度、抗震、抗风等安全性要求。
2. 相关规范：根据国家规范，大跨度钢结构厂房的设计需要遵循相关的承载力、稳定性和刚度的规范标准。
3. 结构形式选择：根据具体工程需要，可以选择桁架结构、空心壳体结构或框架结构等结构形式。
二、施工特点:1. 快速施工：相比传统建筑形式，大跨度钢结构厂房采用钢构件的制作和安装，施工速度更快。
2. 精准制作：钢结构厂房的构件制作工艺精确，尺寸准确度高，能够提高施工过程的效率和质量。
3. 构件连接：钢结构厂房的构件连接采用螺栓和焊接等方式，确保连接牢固，提高结构整体性能。
三、材料选择:1. 钢材种类：常用钢材包括碳素钢、合金钢和不锈钢，根据实际要求选择合适的材料。
2. 钢板厚度：根据结构设计和负荷要求，确定合适的钢板厚度，以满足强度和稳定性的要求。
3. 防腐措施：钢结构厂房通常需要进行防腐处理，如涂层或镀锌等，以延长使用寿命。
四、工程经济:1. 成本优势：钢材的价格较为稳定，施工周期较短，因此大跨度钢结构厂房在工程经济方面具有较大的优势。
2. 投资回报：大跨度钢结构厂房因其较长的使用寿命和较低的维护成本，可以获得较高的投资回报率。
3. 灵活性：钢结构厂房在未来扩建或改造时，可以很方便地调整，提供了更大的灵活性和经济效益。
五、环保考虑:1. 能源节约：大跨度钢结构厂房能够减少材料和资源的使用量，提高能源利用效率。
2. 废弃物处理：钢结构厂房的废弃物可以回收利用或进行再利用，减少环境污染。
3. 可持续发展：大跨度钢结构厂房符合可持续发展理念，对环境影响较小，有利于推动绿色建筑发展。
浅谈大跨度空间钢结构施工知识分享
浅谈大跨度空间钢结构施工摘要：文章详细介绍了大跨度空间钢结构的施工技术，通过对大跨度空间钢结构类型及其施工特征进行介绍，结合钢结构的主要施工方法类别，对钢结构施工技术中的关键工序进行重点分析、归纳与总结，包括吊装、滑移、拼装、焊接等工序，仅供相关工作人员参考。
关键词：大跨度空间钢结构；施工技术；滑移；拼装当前，随着经济及科技的不断发展，我国建筑行业也随之不断发展，加上借鉴国外先进技术及经验、理念等，越来越多的新型建筑出现，尤其是大型公共建筑，包括机场建筑、体育馆等都采用大跨度空间钢结构作为建筑物的屋盖结构体系。
现就大跨度空间钢结构及其具体施工技术进行分析。
1大跨度空间钢结构类型大跨度空间钢结构建筑是指横向跨越30m以上空间的各类结构形式的建筑，其结构形式多种多样，当前世界上使用大跨度空间钢结构的各大建筑中，最典型的代表即奥运建筑，大跨度空间结构技术对多种多样、形式丰富的奥运建筑起着推动作用。
其中，奥运历史上著名的罗马体育馆主要采用装配现浇式钢筋混凝土薄壳结构，而巴塞罗那圣乔地体育馆采用了网壳结构。
其中，大跨度钢结构的类别主要如下所述：1.1网架结构网架结构主要指的是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
网架结构具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。
1.2网壳结构网壳结构与空间杆系结构较为相似，平板网架型的空间杆结构是通过杆件根据规律而组成网格，并结合壳体结构布置成一定的空间架构，因此，它不仅具备杆系的性质，而且同时具备壳体的性质。
网壳结构主要通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力进行逐点传力。
例如: 1967年建成的郑州体育馆，采用肋环形穹顶网壳，其平面直径64 m，矢高9.14m，此为国内跨度最大的单层球面网。
又如1988年建成的北京体院体育馆，主要采用带斜撑的四块组合型双层扭网壳，其平面尺寸为59.2m2，矢高3.5m，挑檐3.5m，此为我国跨度最大的四块组合型扭网壳。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点大跨厂房结构是指跨度较大的工业厂房建筑结构，通常用于制造、仓储、物流等需要大空间的场所。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点主要体现在以下几个方面：1. 结构形式大跨厂房结构通常采用钢结构或混凝土结构。
钢结构是常用的一种结构形式，它具有较高的强度和刚度，可以满足大跨度的要求。
混凝土结构则可以通过预制构件的方式实现大跨度的建造。
此外，还有一些特殊的结构形式，如桁架结构、拱形结构等，可以用于大跨厂房的建造。
2. 构造特点（1）大跨厂房结构的主要承载体是梁柱体系。
梁柱体系通常由水平梁和垂直柱组成，承担着荷载的传递和分布。
在大跨厂房结构中，梁柱体系需要具备足够的强度和刚度，以承受荷载的作用。
（2）大跨厂房结构采用大跨度的设计，可以实现大空间的连续性。
这种连续性可以通过增加支撑点、采用悬挑结构等方式来实现。
大跨厂房结构的连续性可以有效地利用空间，提高空间的利用率。
（3）大跨厂房结构通常需要考虑地震和风荷载的作用。
地震和风荷载是大跨厂房结构设计中需要特别关注的因素。
结构设计师在设计大跨厂房结构时，需要根据地震和风荷载的要求进行计算和设计，以确保结构的安全性和稳定性。
（4）大跨厂房结构的施工需要考虑工程的可行性和经济性。
大跨厂房结构的施工需要考虑到材料的选择、施工工艺的确定等一系列问题。
在施工过程中，需要合理安排施工顺序，确保结构的质量和安全。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点主要包括钢结构或混凝土结构的选择、梁柱体系的设计、连续性的实现、地震和风荷载的考虑以及施工的可行性和经济性等方面。
这些特点都是为了满足大跨厂房结构的需求，确保结构的安全和稳定。
常见的大跨度结构形式
常见大跨度的结构形式我国规范：跨度60m以上为大跨度。
类型：多为公建，人流集中，规模大，占地面积大。
例如影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港；工业建筑：飞机装配车间、飞机库等。
1、拱结构；拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力；拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩；拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大。
是一种古老的方法适合脆性材料、石材、砖材、混凝土等关键是侧推力平衡问题2、钢架结构；1、材料强度高，自身重量轻;2、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高;3、钢结构制造安装机械化程度高;4、钢结构密封性能好;5、钢结构耐热不耐火;6、钢结构耐腐蚀性差;7、低碳、节能、绿色环保，可重复利用。
3、桁架结构；受力特点是结构内力只有轴力，而没有弯矩和剪力。
这一受力特性反映了实际结构的主要因素，轴力称桁架的主内力。
4、网架结构；网架结构是高次超静定结构体系。
板型网架分析时，一般假定节点为铰接，将外荷载按静力等效原则作用在节点上，可按空间桁架位移法，即铰接杆系有限元法进行计算。
由多块条形平板组合而成的空间结构，是一种既能承重，又可围护，用料较省，刚度较大的薄壁结构，可用作车间、仓库、车站、商店、学校、住宅、亭廊、体育场看台等工业与民用建筑的屋盖。
此外，折板还可用作外墙、基础及挡土墙。
6、薄壳结构；壳，是一种曲面构件，主要承受各种作用产生的中面内的力。
薄壳结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等，材料大都采用钢筋和混凝土。
由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。
索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。
8、张拉膜结构；张拉整体结构是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的网状杆系结构，其中「不连续的压杆」的含义是压杆的端部互不接触，即一个节点上只连接一个压杆。
9、充气膜结构；充气膜结构是一种新型建筑结构，是轻型空间结构的一个重要分支，具有丰富多彩的造型，建筑特性、结构特性优越，主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。
大跨度房屋钢结构简介
薄壳结构
折板结构
01
圆顶壳结构
02
筒壳结构
03
双曲扁壳结构
04
趋弓囱却法咯甜净恕炼呻捌陇嗽碗横惦尹汲簇裂适澳殖母奈宝喉诊施薛缕大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
折板结构
称搀诈师棍阜吠吓酷兵捌晶底涸瓤伍充臭搽懒争椽昔阎场霓拢意炳兔血流大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
折板结构
巴黎联合国教科文组织总部会议大厅
拱式结构(5)
拱脚构造处理 构造不便 空间利用
哗岳夹伦并坞娄帕佩负危硷切搅盘澳撅侧檄缎赏亨便刊豌厦夫懈熄晚冬必大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
空间结构
添加标题
加强连接平面结构的纵向构件以形成一个整体结构，共同承载
添加标题
克服荷载层层重复传递，经济性好，整体刚度大，抗震性能好
网架和网壳结构(3)
三向网架
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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 常用于正三角形，正六三角形平面 在谋些平面形状会出现不规则杆件 由四角锥体构成(五种)
美国TWA环球航空公司候机楼 美国著名建筑师沙里宁1961年设计，用4片钢筋砼扁壳组成，形似一只正要起飞的大鸟。
寒诞曰贺潍险蛀钞汤锁背敌皮莆厕漳得上稳馆亢桌戳记角考芯带啄唐奸大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
美国圣路易斯航空港候机大厅
墨非镭钾净触盆鸽康摊颠很祁广妹田桔务躲斟崇鲍烽厦檀靶水绅以沿劫场大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
大跨度空间钢结构施工技术要点
大跨度空间钢结构施工技术要点我国经济实力与科学技术的发展，使社会对建筑物的要求越来越严格。
而大跨度空间钢结构的优异特点受到建筑业的关注和青睐，并且得到了广泛的应用。
本文通过分析大跨度空间钢结构的特点，对施工中的注意事项进行论述，为大跨度空間钢结构施工的顺利进行提供参考性意见，以便促进我国建筑行业的稳定发展。
标签：大跨度；空间钢结构；施工技术空间结构指形态呈三维状态的结构，大跨度空间钢结构指横向跨越空间>30m的各类结构形式的建筑。
近年来，人们生活水平的提高及工业、文化等各项事业的不断发展，使得社会对大跨度空间结构的需求越来越大。
空间体系在建筑技术快速发展的同时，逐渐将其丰富多彩的创造潜力发挥出来，体现着大自然的美丽与神奇。
一、大跨度空间钢结构的分类（一）网架结构网架结构是由许多杆件根据一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。
其重量轻、刚度大、空间受力小、抗震性能好。
在体育馆、候车厅等建筑物中应用比较广泛。
（二）网壳结构网壳结构是与平板网架类似的一种空间杆系结构。
主要以杆件为基础，按照一定的工序及规律布置的空间构架。
（三）悬索结构悬索结构由柔性的受拉绳索和边缘的构件间的彼此联合形成的承重结构。
其中钢丝绳、束、线及链条、圆钢等材料制作的悬索受拉性能较好，在建筑物中得到了广泛的使用。
二、大跨度空间钢结构的特点大跨度空间钢结构主要指网架、网壳及其组合结构和杂交结构。
这类结构受力合理、重量轻、刚度强、杆件单一且制作安装方便。
在现代建筑行业中得到了蓬勃发展。
（一）结构形式多样复杂我国自二十世纪六十年代应用网架结构开始到八九十年代的广泛应用，空间结构的形式越来越灵活多变。
其外表丰富、结构灵巧、传力简截、制作及安装便利，还有较好的经济效益，现在新兴的大型公共建筑大多选用了此结构，是当前最受广泛应用的结构之一。
例如，我国“鸟巢”利用了复杂扭曲的空间框架结构；“水立方”建筑则采用了多面体空间结构；奥运会的羽毛球馆则是使用了跨度最大的弦支穹顶结构。
大跨度钢结构建筑的特点
最近几十年，欧美澳等发达国家的大跨度钢结构建筑发展很快，表现为跨度越来越大，工程规模也越来越大，新技术和新材料的使用更为广泛，钢结构建筑外形越来越丰富。
诞生了一批具有代表性的钢结构建筑，这种钢结构建筑多体现于大型体育赛事场馆的建设，例如悉尼奥运会、雅典奥运会、德国世界杯等。
我国大跨度钢结构建筑的基础比较薄弱，但是起点低，发展快，随着国家经济实力的提高和社会发展的需要，近十年也取得较大的进步。
2008年北京奥运会的鸟巢、水立方，2010年世博会的中国馆等建筑都是中国凭借自己的钢结构技术建造的大型钢结构建筑，还有各种现代化的机场，也是不错的大跨度钢结构建筑。
综合国内外大跨度钢结构建筑的设计和施工，归纳一下现代大跨度钢结构建筑的特点如下：1、结构形式日益多样化和复杂化现代大跨度空间钢结构已经不局限于采用传统的单一结构形式，新的结构形式和各种组合结构形式不断涌现。
水立方采用了基于泡沫理论的多面体空间刚架结构；鸟巢采用了复杂扭曲空间桁架结构；奥运会羽毛球馆则采用了世界跨度最大的弦支穹顶结构；广州国际会展中心采用了张弦桁架结构。
2、结构跨度越来越大、钢材等级越来越高、钢板厚度越来越厚由于建筑功能的需要，现代空间钢结构跨度越来越大，短向跨度超百米已屡见不鲜，如国家体育场鸟巢跨度296m，国家游泳中心跨度177m，广州国际会议展览中心跨度126.6m，南京奥体中心体育场跨度360m等等。
以致国家超限专家审查委员会专门编制了大跨结构超限审查的规定。
这些大跨度空间钢结构采用了大量的高强度级别钢材如Q390C、Q420C、Q460E等高强度厚钢板，板厚甚至超过100mm。
3、现代预应力技术的大量应用预应力作为一项新技术，得到了充分应用，涌现了索穹顶、张拉整体结构和索膜结构等新型结构形式。
奥运会羽毛球馆（北京工业大学体育馆）采用了世界跨度最大的弦支穹顶结构。
国家体育馆采用了世界跨度最大的双向张弦梁结构。
4、节点形式复杂多样现代空间钢结构大多采用仿生态建筑，为了满足建筑造型，采用了各种各样的节点形式，如铸钢节点、锻钢节点、球铰节点等。
大跨度空间钢结构的应用与发展
大跨度空间钢结构的应用与发展大跨度空间钢结构是指具有较大的跨度，并采用钢材作为主要结构材料的空间结构。
它具有结构轻、刚度高、耐久性好等特点，广泛应用于体育场馆、会展中心、机场航站楼、大型工业厂房、桥梁等领域。
本文将讨论大跨度空间钢结构的应用与发展方向。
首先，大跨度空间钢结构在体育场馆领域得到广泛应用。
体育场馆一般需要较大的空间来容纳观众和运动场地。
大跨度空间钢结构可以灵活地满足这个需求，通过钢结构的轻量化设计，使得体育场馆的屋盖结构可以实现较大的跨度，减少了柱子和横梁对观众视线的遮挡。
同时，钢结构的刚度高，可以有效地抵抗风荷载和地震荷载，提高了体育场馆的安全性。
其次，大跨度空间钢结构在会展中心的应用也十分广泛。
会展中心一般需要大空间来容纳展览和会议等活动。
大跨度空间钢结构可以满足会展中心的大空间需求，同时可以通过灵活的钢结构设计，将大空间划分为多个小空间，方便会展中心的使用和管理。
此外，钢结构还可以通过不同类型的吊顶和装饰材料，使得会展中心的内部空间具有较好的视觉效果和舒适性。
再次，大跨度空间钢结构在机场航站楼的建设中也得到了广泛应用。
机场航站楼一般需要较大的跨度来容纳飞机起降和旅客流动。
大跨度空间钢结构可以满足机场航站楼的需求，同时由于钢结构的轻量化设计，可以减少大型混凝土结构对地基的要求，缩短工期，降低成本。
此外，钢结构还可以灵活地设计出大型的航站楼玻璃幕墙，提高机场航站楼的视觉效果，增加乘客的舒适感。
最后，大跨度空间钢结构在大型工业厂房和桥梁领域的应用也逐渐增多。
大型工业厂房往往需要较大的空间，并需要有一定的开放度和通透性。
大跨度空间钢结构可以满足这个需求，同时还可以通过灵活的结构设计，满足不同工业生产的要求，提高生产效率。
与此同时，大跨度空间钢结构在桥梁领域的应用也得到了越来越多的关注。
大跨度空间钢结构可以以较小的材料消耗建造出较大跨度的桥梁，提高了桥梁的通行能力和安全性。
综上所述，大跨度空间钢结构具有轻、高、好的特点，在体育场馆、会展中心、机场航站楼、大型工业厂房、桥梁等领域得到广泛应用。
大跨度钢结构的多种类型(一)
大跨度钢结构的多种类型（一）引言概述：大跨度钢结构是一种具有广泛应用前景的结构形式，具有重量轻、强度高、施工周期短等优点。
本文将介绍大跨度钢结构的多种类型，包括桁架结构、拱顶结构、空间网壳结构、索承屋盖结构和独特形态结构。
桁架结构：1. 定义：桁架结构又称为骨架结构，是由若干个三角形构成的网格状结构。
2. 优点：具有良好的刚度和稳定性，适用于悬索桥、体育馆等大型空间的覆盖结构。
3. 构件类型：主要包括上弦杆、下弦杆、斜杆等。
4. 应用案例：例如北京国家体育场（鸟巢）、广州体育场等都采用了桁架结构。
拱顶结构：1. 定义：拱顶结构是由弧形构件组成的结构形式，通常用于覆盖大跨度场地。
2. 优点：具有良好的承载能力和抗风能力，可以实现大空间的无柱支撑。
3. 构件类型：多种拱顶结构设计，如双曲面拱、等高弓形拱等。
4. 应用案例：例如迪士尼乐园的城堡、某些机场航站楼等都采用了拱顶结构。
空间网壳结构：1. 定义：空间网壳结构是由多个重复的构件组成的大面积覆盖结构。
2. 优点：具有良好的刚性和均匀分布载荷的能力，适用于大跨度建筑如展览馆、机场候机楼等。
3. 构件类型：常见的空间网壳结构有球面网壳、圆柱网壳等。
4. 应用案例：例如中国国家博物馆、韩国仁川机场等都采用了空间网壳结构。
索承屋盖结构：1. 定义：索承屋盖结构是由索杆和钢构件组成的覆盖结构，常用于体育场馆。
2. 优点：具有较大的跨度和受力均匀的特点，适用于举办大型体育赛事。
3. 构件类型：包括索杆、索梁、索承板等构件。
4. 应用案例：例如北京奥林匹克体育中心（鸟巢）的屋盖采用了索承结构。
独特形态结构：1. 定义：独特形态结构是指其他种类的大跨度钢结构中的特殊形态设计。
2. 优点：具有创意和艺术性的设计，能够提供独特的建筑外观。
3. 构件类型：根据具体设计需求，可以确定不同的构件类型和形态。
4. 应用案例：例如上海中心大厦的“魔幻”结构和北京国家大剧院的“鸟蛋”结构都属于独特形态结构。
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。
大跨度建筑结构体系简述各种大跨度结构类型
大跨度建筑结构体系简述各种大跨度结构类型大跨度建筑结构体系是指横跨较大距离的建筑结构系统，以其独特的设计和建造方式，为人们提供了更广阔的室内空间和更舒适的居住环境。
大跨度结构通常用于体育馆、展览中心、机场终端、会议中心等大型场所。
本文将简要介绍几种常见的大跨度结构类型。
1.钢结构钢结构是应用最广泛的大跨度结构类型之一，其特点是轻巧、强度高、施工方便，适用于跨度较大的建筑。
钢结构使用钢材作为主要构件，通过焊接、螺栓连接等方式进行安装。
钢结构的优点包括重量轻、可塑性好、耐腐蚀等，缺点则包括易受火灾影响、维护成本高等。
常见的钢结构类型包括钢桁架、钢索悬挂结构等。
2.混凝土结构混凝土结构是另一种常见的大跨度结构类型，其特点是稳定性好、防火性能优异。
混凝土结构使用混凝土作为主要构件，通过浇筑成型，或者采用预制件的方式进行安装。
混凝土结构的优点包括耐久性好、抗震性好、隔热性能好等，缺点则包括重量重、施工周期长等。
常见的混凝土结构类型包括空间壳体结构、空中梁板结构等。
3.张拉结构张拉结构是一种通过张拉钢索或者预应力混凝土来形成稳定结构的建筑。
张拉结构的特点是跨度大、自重轻、构件适应性强。
张拉结构通过预应力钢索或者混凝土进行张拉，使结构产生压应力，从而提高结构的稳定性和承载能力。
张拉结构的优点包括大跨度、轴向力分布均匀、形式多样，缺点则包括施工复杂、工期长等。
常见的张拉结构类型包括张拉拱结构、张拉平板结构等。
4.空间网壳结构空间网壳是一种由柱、梁、网架等构成的三维网格结构，其特点是刚性好、稳定性好。
空间网壳结构通过三维网格结构的组合，使得结构能够均匀分布荷载，提高承载能力。
空间网壳的优点包括大跨度、稳定性好、形式美观等，缺点则包括施工复杂、构件连接困难等。
常见的空间网壳结构类型包括球面网壳结构、大跨度格构结构等。
总之，大跨度建筑结构体系是一种为了满足大型场所空间需求的特殊结构设计和建造方式。
钢结构、混凝土结构、张拉结构和空间网壳结构都是常见的大跨度结构类型，每种类型都具有独特的优点和缺点，设计师在选择结构类型时需要根据具体情况进行考虑。
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。
钢结构的大跨度结构
钢结构的大跨度结构钢结构是近年来建筑设计领域极为广泛的一种建筑结构形式。
它以钢材为主要构件，经过一系列的加工工序组装而成的结构体系。
钢结构的建筑形式各异，应用范围广泛。
其中，钢结构的大跨度建筑最为引人注目。
一、什么是大跨度结构大跨度结构是指建筑结构跨度大于40米的结构体系。
在这种结构中，由于受力情况的影响，各个构件之间具有高度的交互作用，从而对材料的选取、施工工艺、节点设计产生了显著影响。
二、大跨度结构的发展历史和应用现状大跨度钢结构的应用历史非常悠久，早在欧洲文艺复兴时期就有了初步的应用。
著名的Eiffel Tower、巴黎圣母院、华盛顿纪念碑等著名建筑均采用了大跨度钢结构。
而在当前，大跨度结构得到了更加广泛的应用。
其应用范围不仅仅局限于体育场馆、展览中心、公共交通场所等领域，甚至还出现了钢结构的超高层数建筑。
三、大跨度结构的特点1. 稳定性差大跨度结构受到大风、地震等自然因素的影响，稳定性反应比较明显，构件之间的局部变形可能引起整个结构的拱状变形，从而加大了结构的整体变形和破坏风险。
2. 材料应力更大大跨度结构的自重较大，设计之初需要充分考虑到材料的应力，防止材料超载，导致材料永久性破裂。
而且结构基本上不具有可承受永久形变的能力，这就需要建设计算过程中材料的整体应力分析和细节设计。
3. 施工难度高大跨度结构施工难度很高，整个工程比较复杂，要求有较高的施工技术，还需要耐心的建模运算和结构验证等环节，这会使得所需的施工周期大于常规建筑。
四、大跨度钢结构的优点1. 建筑体量轻大跨度钢结构的体积大幅减少，对场地空间的占用更为合理。
这不仅可以节约空间，还可以在建筑设计中考虑到环境保护、文化传承等因素。
2. 施工周期短大跨度钢结构由于部件标准化，工厂化生产变成可能，不仅可以大量减少现场施工量，还可以缩短建筑资金回报周期。
3. 节能环保在建筑中，大跨度钢结构相对于传统建筑可以大量减少临时工地造成的污染，减少能源开支，做到可持续性低碳化建造。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点1.钢结构：大跨厂房主要采用钢结构，因为钢具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，适合用于搭建大跨度的厂房。
钢结构可以分为桁架结构、刚架结构和悬挂结构等形式，具有自重轻、抗震性能好的特点。
2.桁架结构：桁架结构是大跨厂房常用的结构形式，通过两组或多组成斜腿的梁构成三角形或平行四边形的桁架。
桁架结构具有刚度和稳定性好的特点，适用于大跨度和大层高的厂房。
3.刚架结构：刚架结构是由拉杆和压杆连接而成的刚性结构，用于承受压力和抗拉力。
刚架结构通常用于需要大面积的开敞空间，如大跨度厂房的顶棚或屋架结构。
4.地基处理：大跨厂房需要进行地基处理，以确保结构的稳定性和承载能力。
常见的地基处理方式包括灌注桩、承台和深基坑等，以增加地基的承载能力和抗震能力。
5.抗震设防：大跨厂房结构需要根据设计要求进行抗震设防，以保证在地震等极端环境下的安全性。
通过选择合适的结构形式、材料和技术措施，提高结构的抗震能力，如采用悬挂式结构、抗震支撑和剪力墙等。
6.屋面和墙体：大跨厂房的屋面和墙体通常采用轻质、耐久、隔音和保温的材料，如彩钢板、双层玻璃幕墙和岩棉板等。
这些材料能够满足工业生产设施对环境的要求，同时具有较好的耐候性和防火性能。
7.维护和保养：大跨厂房结构需要定期进行维护和保养，包括检查结构的安全状况、修补和更换受损部件、清洁和涂装等。
定期维护可以延长结构的使用寿命，确保安全和可靠地运行。
总之，大跨厂房结构形式和构造特点主要包括钢结构、桁架结构或刚架结构、地基处理、抗震设防、适用的屋面和墙体材料以及维护保养等方面。
通过合理设计和施工，大跨厂房能够满足工业生产设施的要求，并确保结构的安全和稳定。
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。
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大跨度梁式结构的外形及腹杆体系，决定于跨 度、屋面型式及吊天棚结构的形式，常用的有梯形 和拱形桁架。按重量最优确定的桁架的高跨比一般 为1/6～1/8。
常用形式： （1）角钢（或T型钢）桁架 （2） H型钢重型桁架* （3）钢管桁架（圆钢管或矩形管）*
BACD撕裂线割取自由体，假定由于板内塑性区的
发展引起应力重分布，破坏时撕裂面各线段上的折
算 i应 力
均匀分布且平行于腹杆轴力*，当各撕裂
段上的折算应力均达到抗拉强度fu时板件破坏。根
据平衡条件并忽略M和V，则第i 段撕裂面的平均正
应力i
和平均i 剪应i 力sini 为i :
Ni lit
sin i
展览馆
日本大分体育公园综合竞技场
伦敦千年穹顶
大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准，国家 标准《钢结构设计规范》、《网架结构设计与施工 规程》将60m以上定义为大跨度结构，计算和构造 均有特殊规定。我国目前最大跨度做到153m，以 钢索和膜材做成的索膜结构最大已做到320m。
大跨度结构主要是在自重荷载下工作，主要矛 盾是减轻结构自重，故最适宜采用钢结构。在大跨 度屋盖中应尽可能使用轻质屋面结构及轻质屋面材 料，如彩色涂层压型钢板、压型铝合金板等。
式中 d、di─分别为主管和支管外径；
i─支管轴线与主管轴线的夹角。
（2）当由主管壁塑性铰线的失效模式控制时，对X
形节点，受压支管在管节点处的承载力设计值按下
式计算：
N pj cX
大跨与空间 钢结构
崔佳
重庆大学土木工程学院
参考书目： 1.《空间网架结构》，贵州人民出版社； 2.《钢结构设计规范》GB50017-2003； 3.《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91； 4.《大跨度房屋钢结构》，中国建筑工业出版社； 5.《网壳结构设计》，中国建筑工业出版社； 6.《空间结构设计与施工》，东南大学出版社； 7. 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS
有效宽度法假定腹杆轴力Ｎ通过连接件在节点板
内按照应力扩散角度传至连接件端部与N 相垂直的 一定宽度范围内，称为有效宽度be 。
假定be范围内的节点板应力达
到 fu ， 并 令 be·t·fu=Nu( 节 点 板 破 坏 时的腹杆轴力)，按此法拟合的结 果，当应力扩散角=270时精度最 高，计算值与试验值的比值平均 为 98.9% ； 当 =300 时 ， 比 值 为 106.8%，考虑到国外多数国家对 应力扩散角均取为300，为与国际 接轨且误差较小，建议取=300。
桁架设计的难点在节点和支座，跨度大于35～ 40m时，梁式结构的支座之一必须作成可移动的， 以减小对支承墙体或支柱传递的横向反力，横向反 力一般由屋架下弦的弹性变形产生。*
上海证卷大厦
连接两幢主楼 的天桥桁架跨度 63m，共支承着从 17层至26层共8个 楼层，采用了H型 钢重型桁架。
上海浦东国际机场
主要分为两大类：
平面结构体系
梁式体系 框架式体系 拱式体系
空间结构体系
网架及网壳结构 悬索结构 膜结构
平面承重的大跨度钢结构
1 梁式结构体系
梁式结构体系一般采用简支桁架的形式，桁架 的优点是制作与安装都比较简单，其上、下弦及腹 杆仅承受拉力或压力，对支座也没有横推力。
适用跨度：4060m，更大的跨度由于耗钢量 过大而不经济。
节点板的稳定承载力约为强度承载力的80%，故可
将受压腹杆的内力乘以增大系数1.25后再按受拉节点
板的强度计算进行计算，当 c / t 10 235 / f y 时应按 规范附录F进行稳定计算。但当 c / t 17.5 235 / f y
时，规范规定的计算值将大于试验值，不安全，故
规定 c/t 不能超过 17.5 235 / f y 。对自由边加劲的无
b（或 h） 40 235
t
t
fy
（3）管结构采用的管材不应采用屈服强度fy超过
345N/mm2以及屈强比fy/fu>0.8的钢材，且钢管壁厚
不宜大于25mm。因为目前国内外对钢管节点的试
验研究工作仅限于此范围。
管结构节点的失效模式
钢管结构构件的管壁一般很薄，而管径较大， 在节点处直接焊接的钢管节点实际上是由几个圆筒壳 交汇在一起的一个空间薄壳结构。理论上采用有限元 方法或弹性薄壳理论进行分析是可行的，全过程分析 需考虑局部材料进入塑性造成的材料非线形和节点处 主管局部变形造成的几何非线形。但目前主要依赖试 验。圆形和矩形的管节点有7种破坏模式：
a) T、Yቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ节点；b) X型节点； c) K、N型节点，有间隙；d） K、N型节点，搭接。
管结构的适用范围：
（1）不直接承受动力荷载。对于承受交变荷载的
直接焊接钢管节点，其疲劳问题远较其它型钢杆件
节点受力情况复杂。
（2）为防止钢管发生局部屈曲，限制钢管的径厚
比或宽厚比
d 100 235 ；
t
fy
直接焊接的平面圆钢管节点 a) X型节点；b) T型或Y型节点； c）K型节点
直接焊接的空间圆钢管节点 e ) TT型节点；f ) KK型节点
XX型管节点： XX型管节点的数据量较少，计算结果与试验 结果吻合情况也不甚理想，而这种节点类型目前 在实际应用中较少用到，故在规范内未予列入。
直接焊接的矩形管（含方管）平面管节点
写成计算式则为
N f
i Ai
（b）
i——第i段撕裂面与拉力作用线的夹角。
公式（b）符合破坏机理，其计算结果与试验值之 比平均为87.5%，略偏安全且离散性小。
公式还适用于下图两种板件的撕裂面的计算。
由于桁架节点板的外形往往不规则，同时，一些 受动力荷载的桁架还需要计算节点板的疲劳，用撕 裂面法推导出来的公式计算比较麻烦。故参照国外 多数国家的经验，规范建议对桁架节点板也可采用 有效宽度法进行承载力计算。
88规范后的90年代，重庆钢铁设计研究院会同云 南省建筑设计院作了一系列双角钢杆件桁架节点板 的试验，其中受拉试件16个，受压试件8个。
a.受拉节点 试件的破坏特征均为沿最危险的 BA AC CD
线段撕裂破坏，即图b中的三折线撕裂，CD 和 BA 均与节点板边缘线基本垂直。*
σ
《钢结构设计规范》建议用撕裂面法，沿
有效宽度法适用于腹杆与节点板采用侧焊、 围焊、铆钉、螺栓等多种连接情况，（采用铆钉 或螺栓连接时，be应取为有效净宽度）。
b.受压节点 在压力作用下，与受压杆件相连的节点板区域
除强度破坏外，还有可能丧失稳定。试验共作了8个 受压斜腹杆的试件，其中有、无竖腹杆的试件各4个。 试验结果有以下特点：
① 当节点板的自由边长度 lf 与厚度 t 之比
为保证节点板受压时的稳定，桁架杆件间间隙不 能太大，例如有竖腹杆的节点板（或自由边有加劲
的节点板）c 15t 235 / f y ，不能理解为c 值愈小愈
好。规范规定“弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间 隙，不应小于20mm”，是由于间隙过小，焊接残余 应力影响过大。而对吊车桁架，为避免疲劳破坏又 规定此间隙“不宜小于50mm”；同时还规定在工作 温度-20C地区的桁架，为防冷脆，“腹杆与弦杆相 邻焊缝焊趾间净距不宜小于2.5t ”。同样，这些规定 不能理解为杆件间间隙愈大愈好，在某些情况如出 现矛盾，应妥善处理。
以上几种失效模式，有时会同时发生。规范针对 不同破坏模式给出了节点承载力的计算公式及构造 要求，这些公式只有少数是理论推出的，大部分是 经验公式。
例如： （1）当由支管与主管间连接焊缝的破坏控制时，
可视支管与主管的连接焊缝为全周角焊缝按正面角
焊缝公式进行计算，但取f＝1。角焊缝的计算厚度
沿支管周长是变化的，当支管轴心受力时，平均计 算厚度可取0.7hf。
i
i
cosi
Ni lit
cosi
折算应力为
red
2 i
3
2 i
Ni lit
sin 2 i
3cos2 i
Ni lit
1 2 cos2 i fu
即
Ni
1
1 2 cos2 i
litfu
令第i 段的拉剪折算系数
则 Ni ilitfu
i
1
1 2 cos2 i
由 N Ni (i lit) fu (i Ai ) fu
轴心受压构件和弯矩使自由边受拉的压弯构件， 对热轧剖分T型钢的局部稳定：
原88规范规定的宽厚比限值：
(10 0.1) 235 / f y
新规范规定的宽厚比限值：
(15 0.2) 235 / f y
计算模型为考虑翼缘与腹板完全嵌固，取屈曲 系数为1.28，不近合理，需试验验证。
（2）H型钢重型桁架
竖腹杆节点板，要求与有竖腹杆的相同。
桁架节点板厚度选用表
一般的钢结构教科书和手册均列有“桁架节点板 厚度选用表”，但都系互相参考，缺乏科学依据。这 次该研究组先制作了N- t/b关系表（N为腹杆最大拉力 ；t为节点板厚度；b为连接肢宽度），反映了侧焊缝 焊脚尺寸hf1、hf2的影响。同时又在上述参数组合的 最不利情况下，重新整理出偏于安全的N—t表。相对 来说它比以往的N—t表更符合实际。
焊缝的长度实际上是支管与主管相交线长度， 主、支管均为圆管的节点焊缝传力较为均匀，焊缝 的计算长度取为相交线长度，该相交线是一条空间 曲线。规范取为：
当di/d≤0.65时： lw＝(3.25di－0.025d)(＋0.466)
当di/d>0.65时： lw＝(3.81di－0.389d)(＋0.466)
*
③ 节点板的抗压性能取决于c/t 的大小（c为 受压斜腹杆连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦
杆的净距），在一般情况下，c/t 愈大稳定承载力