(整理)大跨建筑 结构——空间结构体系.

大跨建筑

屋架结构体系——高跨比：1:6

屋架形式及适用跨度平行弦屋架拱形屋架

二、空间结构体系

(一)网架结构体系 网架的优点

• 结构组成灵活多样但又有高度的规律性，适应各种支承条件和各种建筑造型，可适

应各种建筑方面的要求

•网架高度内的空间可以用以设置管道等设施，网架结构外露或部分外露，因其几何图形的规则，可以丰富建筑效果

•网架的结构高度较小，不仅可以有效地利用建筑空间，而且能够利用较小规格的杆件建造大跨度的结构

•杆件类型划一，适合于工厂化生产、地面拼装和整体吊装

网架结构受力特点

•具有各向受力的性能，它改变了一般平面桁架的受力状态，是高次超静定空间结构•网架结构的各杆件之间互相起支撑作用，整体性强、稳定性好，空间刚度大，是一种良好的抗震结构型式，尤其对大跨度建筑其优越性更为显著

•在结点荷裁作用下，网架的杆件主要承受轴力，充分发挥材料强度，节省钢材

网架的分类

1、几何形态上分：平板网架、柱面网架、球面网架

2、平面桁架系、四角锥体系、三角锥体系

3、螺栓球节点、焊接球节点

4、双层网架、多层网架

网架材料——钢材：钢管、型钢、钢球

交正放、

网架的选型

•对于矩形平面、周边支承情况，当其边长比小于或等于1．5时，宜选用斜放四角锥网架，棋盘形四角锥网架，正放抽空四角锥网架，也可考虑两向正交斜放网架，两向正交正放网架。

•正放四角锥网架耗钢量较其他网架高，但杆件标准化程度比其他网架好，目前采用较多。

•对于中小跨度，也可选用星形四角锥网架和蜂窝形三角锥网架。当边长比大于1．5时，宜先用两向正交正放网架，正放四角锥网架和正放抽空四角锥网架。当平面狭长时，可采用单向折线形网架。

网架的结构高度

•网处的高度（即厚度）直接影响网架的刚度和杆件内力。增加网架的高度可以提高网架的刚座，减少弦杆内力，但相应的腹杆长度增加，围护结构加高。网架的高度主要取决于网架的跨度。

•网架的高度与短向跨度之比一般为：

•跨度=<30m，约为1/10~1/13

•跨度30~60m，约为1/12~1/15

•跨度>60m，约为1/14~1/18

（二）薄壳

壳体的受力特征

•薄——不致于产生明显的弯曲应力，厚——可以承受压力、拉力和剪力的形抵抗结构（将材料造成一定的形式从而获得强度去承受荷载的结构）

•

•薄壳结构赖以获得这种能力的“形”就是曲面，薄壳的结构效能就是归功于曲面的曲率和几何特征

•薄壁壳体结构，由于它主要承受曲面内的轴力作用，所以材料强度能得到充分利用，同时由于它的空间工作，所以具有很高的强度和很大的刚度。

•

•钢筋混凝土壳体（所有壳体，无论效率高低)均可按鸡蛋壳厚1/100跨度作为厚度的上限值

•

•结构的每一个细胞都最有效地投入到抵抗外载荷的战斗中（构件不再受弯，截面厚度上均匀的只收轴力）

•壳的跨厚比：1/100～1/1000

薄壳的形式和分类

•

•筒壳，球壳，折板结构，双曲扁壳，双曲抛物面壳

壳体的组合和变异

壳体的特殊类型——折板

网壳结构

网壳结构的发展

•网壳结构也是近半个世纪以来发展最快、应用最广的一种空间结构

•具有优美的建筑造型，无论是建筑平面、外形和形体都能给设计师以充分的创作自由

•在建筑平面上可以适应多种形状，如园形、矩形、多边形、三角形、扇形以及各种不规则的平面

•在建筑外形上可以形成多种曲面，如球面，椭圆面，旋转抛物面，旋转双曲面，圆锥面通过曲面的切割和组合得到

网壳结构的分类

•零高斯曲率是指曲面一个方向的主曲率半径无穷大；而另一个主曲率半径为某一数值，故又称为单曲网壳：柱面网壳、圆锥形网壳等

•正高斯曲率是指曲面的两个方向主曲率同号，均为正或均为负

•球面网壳、双曲扁网壳、椭圆抛物面网壳等

扭曲面网壳

•单块扭网壳

•

•双曲抛物面网壳

切割或组合形成曲面网壳

•球面网壳用干三角形、六边形和多边形平面时，采用切割方法组成新的网壳形式

高层建筑