鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理3_1

1、 3.1 3.1 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式 3.2 3.2 網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式 3.3 3.3 網(wǎng)架的計(jì)算要點(diǎn)網(wǎng)架的計(jì)算要點(diǎn) 3.4 3.4 空間桿系有限元法空間桿系有限元法 3.5 3.5 網(wǎng)架桿件設(shè)計(jì)網(wǎng)架桿件設(shè)計(jì) 3.6 3.6 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 3.7 3.7 網(wǎng)殼網(wǎng)殼新加坡濱海藝術(shù)中心新加坡濱海藝術(shù)中心 第三章 大跨屋蓋結(jié)構(gòu) 大跨度結(jié)構(gòu)的分類大跨度結(jié)構(gòu)的分類 平面結(jié)構(gòu)體系平面結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)體系 梁式結(jié)構(gòu)梁式結(jié)構(gòu)（平面、空間桁架）（平面、空間桁架） 平面剛架結(jié)構(gòu)平面剛架結(jié)構(gòu) 拱式結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu) 平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu) 斜拉結(jié)構(gòu)斜拉結(jié)構(gòu)

2、張拉整體結(jié)構(gòu)張拉整體結(jié)構(gòu)3.13.1結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式梁式結(jié)構(gòu)（平面、空間桁架）梁式結(jié)構(gòu)（平面、空間桁架） 一般采用簡(jiǎn)支桁架的形式，其優(yōu)點(diǎn)是制作與安裝都比較簡(jiǎn)單，一般采用簡(jiǎn)支桁架的形式，其優(yōu)點(diǎn)是制作與安裝都比較簡(jiǎn)單，其上、下弦及腹桿僅承受拉力或壓力，對(duì)支座也沒(méi)有橫推力。其上、下弦及腹桿僅承受拉力或壓力，對(duì)支座也沒(méi)有橫推力。 適用跨度：適用跨度：4040 6060m，更大的跨度由于耗鋼量過(guò)大而不經(jīng)濟(jì)。，更大的跨度由于耗鋼量過(guò)大而不經(jīng)濟(jì)。 跨度較小時(shí)，可采用實(shí)腹式梁 (常用工字形截面) 跨度較大時(shí)，采用桁架形式 支撐系統(tǒng)的布置對(duì)保證整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的整體剛度非常重要。支撐系統(tǒng)的布置對(duì)保證整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的整

3、體剛度非常重要。上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)平面剛架結(jié)構(gòu)平面剛架結(jié)構(gòu) 跨度較小時(shí)，常用實(shí)腹式框架(常用工字形截面)； 跨度較大時(shí)，常用格構(gòu)式框架；拱式結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：平面（立體）桁架相互交叉結(jié)合而成特點(diǎn)：平面（立體）桁架相互交叉結(jié)合而成網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)組成層數(shù)組成層數(shù)單層網(wǎng)殼單層網(wǎng)殼雙層網(wǎng)殼雙層網(wǎng)殼曲面形狀曲面形狀柱面網(wǎng)殼柱面網(wǎng)殼球面網(wǎng)殼球面網(wǎng)殼日本名古屋網(wǎng)殼穹頂日本名古屋網(wǎng)殼穹頂國(guó)家大劇院國(guó)家大劇院懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)組組成成層層數(shù)數(shù)單層單層懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)雙層雙層懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：傳力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：屋面穩(wěn)定性差，抗風(fēng)（上吸力）能力小。常采用重屋面，適用于中小跨

4、度建筑的屋蓋。特點(diǎn)特點(diǎn)：穩(wěn)定性好，整體剛度大，反向曲率的索系可以承受不同方向荷載。適宜于采用輕屋面，如鐵皮、鋁板、石棉板等屋面材料和輕質(zhì)高效的保溫材料，以減輕屋蓋自重、節(jié)約材料、降低造價(jià)單層單層懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)雙層雙層懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)u鞍形索網(wǎng)體系：鞍形索網(wǎng)體系：由兩組相互正交、曲率相反的鋼索直接交由兩組相互正交、曲率相反的鋼索直接交疊組成，形成負(fù)高斯曲率的曲面。疊組成，形成負(fù)高斯曲率的曲面。a)l北卡羅萊那州北卡羅萊那州ReleighReleigh體育館體育館l 浙江人民體育館浙江人民體育館 19861986年年 橢圓形，橢圓形，80m x 60m80m x 60m，雙曲拋物面索網(wǎng)，邊緣為閉

5、合的空間，雙曲拋物面索網(wǎng)，邊緣為閉合的空間曲梁（曲梁（2m x 0.8m2m x 0.8m）。拉索水平力的傳遞 （1）拉索水平力通過(guò)豎向承重結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ),拉索的兩端可錨固在具有足夠抗側(cè)剛度的豎向承重結(jié)構(gòu)上。（2）拉索水平力通過(guò)拉錨傳至基礎(chǔ)l）錨固在足夠重的大體積混凝土中；2）利用底板及回填土自重抵抗拉力；3）錨固于受拉摩擦樁或受彎摩擦樁上；4）錨固在巖石層的鉆孔中。斜拉結(jié)構(gòu)斜拉結(jié)構(gòu)張拉整體結(jié)構(gòu)張拉整體結(jié)構(gòu)張拉整體結(jié)構(gòu)張拉整體結(jié)構(gòu)基本組成單元：基本組成單元：張力索、壓桿、膜張力索、壓桿、膜索桿張力結(jié)構(gòu)索桿張力結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）柔性體系，依靠施加預(yù)應(yīng)力提供剛度；（2）結(jié)構(gòu)效率極高，自重

6、輕，如佐治亞穹頂（Georgia Dome） 30 kg /m2 ；（3）自平衡體系（加上外圈壓力環(huán)）；16榀，直徑120m，容納15000觀眾太陽(yáng)海岸穹頂太陽(yáng)海岸穹頂 1989亞特蘭大佐治亞穹頂亞特蘭大佐治亞穹頂1992 屋蓋平面為240m193m的橢圓形, 156個(gè)節(jié)點(diǎn)，78根桅桿 , 30 kg /m2 19921992年度全美最佳設(shè)計(jì)年度全美最佳設(shè)計(jì) 伊利諾依州立大學(xué)紅鳥(niǎo)體育館伊利諾依州立大學(xué)紅鳥(niǎo)體育館 198824根桅桿，91m77m臺(tái)臺(tái)灣灣桃桃園園體體育育場(chǎng)場(chǎng)跨度120m，有3圈環(huán)索，容納15000觀眾1993日本天城穹頂日本天城穹頂200m280m，40榀輻射狀索桁架索桁架 ，罩

7、蓬面積為34000平方米 馬來(lái)西亞吉隆坡室外體育場(chǎng)馬來(lái)西亞吉隆坡室外體育場(chǎng)286m225.6m，罩蓬寬66.5m 韓國(guó)釜山體育場(chǎng)韓國(guó)釜山體育場(chǎng) 整個(gè)屋蓋是一個(gè)直徑228米的圓，由48根形混凝土柱支撐，橢圓大小為180m152m 薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)張拉結(jié)構(gòu)張拉結(jié)構(gòu)實(shí)體實(shí)體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)五大空間結(jié)構(gòu)五大空間結(jié)構(gòu)三大空間結(jié)構(gòu)三大空間結(jié)構(gòu)柔性空間結(jié)構(gòu)柔性空間結(jié)構(gòu)組合空間結(jié)構(gòu)組合空間結(jié)構(gòu)剛性空間剛性空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)剛剛性性差差異異網(wǎng)殼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)網(wǎng)架網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)薄殼薄殼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)索膜索膜結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)索承網(wǎng)殼索承網(wǎng)殼張弦桁架（梁）張弦桁架（梁）斜拉網(wǎng)架斜拉網(wǎng)架平板網(wǎng)架平板網(wǎng)架網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)梁式結(jié)構(gòu)梁式結(jié)構(gòu)平面剛架結(jié)構(gòu)平面剛架結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)返