《建筑钢结构设计》5-1-空间结构概述课件.ppt

1、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 Associati

2、on of Shells and Space Structures, IASS1.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 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、四角锥体系和三角锥体系）13种。 特点是构造

3、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北京奥运会老山自行车馆效果图Structural layout of Laoshan Cycling Gymnasium149536283401495362800Ring trussDouble-layerV-shapedreticulated domecolumns11xyAOB1-1Plan

4、 viewRing truss and V-shaped columnRing trussRing beam 1Double-layerD1200 x20Ring beam 2D500 x16Web membersD245x10reticulated domeV-Shaped columnsD1000 x18Finite element analysis modelDouble-layer reticulated 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

5、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）拱支网壳结构拱支网壳结构 由于拱的作用，整体网

6、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，China615460035400354001234ABPlate 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

7、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149.536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

8、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）。