《建筑钢结构设计》5-1-空间结构概述课件.ppt

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1、空间网架结构,参考资料,1.刘锡良，韩庆华编著.网格结构设计与施工，天津大学出版社，20042.沈祖炎，陈扬骥编著.网架与网壳，同济大学出版社，19973.中华人民共和国行业标准，网架结构设计与施工规程（JGJ7-91），19914.中华人民共和国行业标准，网壳结构技术规程（JGJ61-2003，J258-2003），20035.中华人民共和国行业标准，网架结构质量检验评定标准（JGJ78-91），19916.International Journal of Space Structures,University of Surrey,UK7.Bulletin of International

2、Association of Shells and Space Structures,IASS,教学内容,1.空间结构概论2.网架的分类3.网架的设计与计算4.网壳的分类、设计与计算5.网架、网壳的制作、安装及防腐、防火处理,1 空间结构概论,空间结构的形式 网架与网壳的工程应用 网架与网壳的优缺点 部分工程事故,1.1 空间结构的形式 刚性结构体系（网架、网壳）柔性结构体系（悬索、膜、张拉整体）杂交结构体系（斜拉、悬挂、拱支、弦支）-hybrid and composite 折叠结构 开合结构 玻璃结构,一.刚性结构体系,1)网架（平板）目前空间结构中应用最为广泛，共有三大类（交叉桁架系、四

3、角锥体系和三角锥体系）13种。特点是构造简单、施工方便，杆件规格统一（上、下弦杆等长，腹杆等长）。,2）网壳 柱面网壳 球面网壳（肋环型、Schwedler、联方型、凯威特型、短程线型及三向网格型）其它各类复杂曲面（不规则）及其组合 单双层组合,单层柱面网壳的形式,单层球面网壳的形式,河北省科技馆宇宙剧场球幕放映厅,北京奥运会老山自行车馆效果图,Structural layout of Laoshan Cycling Gymnasium,Ring truss and V-shaped column,Finite element analysis model,Double-layer retic

4、ulated dome in construction,双曲马鞍面网壳-成都温江新城会展中心（120mX72m）,二.柔性结构体系,1）悬索结构 由高强拉索组成的张力结构。国内较早建成的是天津大学体操馆（62年设计施工）。关键问题是结构在风与地震作用下的动力反应。,单层悬索结构 双层悬索结构 索网结构,2）膜结构 充气膜（1988年日本东京体育馆）张力膜（1997年上海八万人体育场）影响广泛使用的原因：国产膜材性能差，进口膜材价格高；膜结构的计算机辅助设计系统的开发滞后；缺乏相应的设计施工规程。,3）张拉整体（Tensile-IntegrityTensigrity)一组不连续的受压构件与一套连

5、续的受拉单元组成的自支承、自平衡的空间网格结构。,三.杂交结构体系,斜拉网架（网壳）悬挂网架（网壳）拱支网架（网壳）弦支结构（平面或空间）,拱支网壳结构 由于拱的作用，整体网壳被划分成若干小的区段，使得网壳的整体稳定性转化为局部区段的稳定性问题，部分杆件或区段的局部失稳不会波及整个结构。,Structural layout of the suspen-dome in TEDA，China,Plate joint for suspen-dome in TEDA,四.折叠结构,用时展开，不用时收起的结构（雨伞、遮阳伞）；生活中：施工棚、集市大棚、临时住宅等；军事上：战地指挥、战地救护等；航空上：太

6、阳帆、可展式天线等。,五.开合结构,与体育事业的发展密切相关：在比较恶劣的环境条件下保护观众和运动员，实现了能在预定时间内进行预定比赛的目的；开合方式：水平移动、水平旋转、空间移动及其组合；开合时间：2025min。,六.玻璃结构,新型玻璃结构点式玻璃幕墙，省去了支撑框架，代以拉索、桁架及钢爪，玻璃的通透性大大增强，结构的抗风和抗震性能也好与普通的玻璃幕墙；玻璃结构的材料：浮法玻璃、钢化玻璃及淬火玻璃。,1.2 网架与网壳的工程应用,体育建筑机场建筑车站建筑宾馆、会堂及展览馆工业厂房 小品建筑,一.体育建筑,2008北京奥运会老山自行车馆（跨度133.06米，外挑8.238米，覆盖直径149.

7、536米；双层球面网壳，焊接球节点）；天津体育中心（跨度108米，外挑13.5米，覆盖直径135米；双层球面网壳，焊接球节点）；天津大学北洋游泳馆（跨度37米）；哈尔滨速滑馆（跨度85米，长190米）大连金州体育场看台。,二.机场建筑,深圳机场侯机大厅；北京首都机场飞机检修库。,三.车站建筑,济南长途汽车总站客运楼；高速公路收费站、加油站。,四.宾馆、会堂及展览馆,天津科技馆（D=29米）；河北科技馆（D=30米）；天津自然博物馆；天津平津战役纪念馆；廊坊制陶博物馆。,五.工业厂房,南京金陵石化总厂热电厂干煤棚(跨度60米，长度73.8米，高28.8米）；天津无缝钢管厂。,六.小品建筑,温州地标（高40.8米，跨度30米）；广东南海观音大佛（高46米，平面35*30米）。,1.3 网架与网壳的优缺点,1.优点：受力合理，可以跨越较大的跨度；结构组成灵活，有规律；计算机辅助设计比较成熟；加工制作机械化程度高。2.缺点：节点用钢量较大，加工费较高；单层网壳属缺陷敏感性结构，计算分析较为复杂。,1.4 部分工程事故,湖南某地干煤棚（72X140米）整体倒塌（2000年4月）；天津红桥地毯厂生产车间（1995年10月）。,