大跨與空間鋼結(jié)構(gòu)施工課件2

空間結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)能適應(yīng)不同跨度、不同支承條件的各種建筑要求。形狀上也能適應(yīng)正方形、矩形、多邊形、圓形、扇形、三角形以及由此組合而成的各種形狀的建筑平面，同時，又有建筑造型輕巧、美觀、便于建筑處理和裝飾等特點。大跨度空間結(jié)構(gòu)體系主要包括網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)和索膜結(jié)構(gòu)。

精選課件空間結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)能適應(yīng)不同跨度、不同支承條件的各種建筑要11網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精選課件1網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精選課件2

空間網(wǎng)架及網(wǎng)殼是一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，它以大致相同的格子或尺寸較小的單元重復(fù)組成，實質(zhì)為一種空間受力的桁架結(jié)構(gòu)，與平面結(jié)構(gòu)比較，由于在荷載作用下三向受力，避免了在平面結(jié)構(gòu)中的層層傳力現(xiàn)象，且結(jié)構(gòu)的剛度也較平面結(jié)構(gòu)高。

空間結(jié)構(gòu)中以網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣，分為：

平板網(wǎng)架——平板型的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；網(wǎng)殼——曲面型的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。精選課件空間網(wǎng)架及網(wǎng)殼是一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，它以大致相同的格子3精選課件精選課件4

1.1網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點（1）三維受力、能承受來至各個方向的荷載；（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)系高次超靜定結(jié)構(gòu)，整體性及穩(wěn)定性好、空間剛度大；（3）體系穩(wěn)定、抗震性能好，在7度及7度以下地區(qū)可不進行抗震驗算；（4）結(jié)構(gòu)高度?。s是平面桁架高度的2/3、自重輕、節(jié)約鋼材；（5）桿件及配套零件規(guī)格化、便于工業(yè)化生產(chǎn)，但制造精度要求高；（6）適應(yīng)性強、平面布置靈活。

精選課件1.1網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點精選課件5

1.2平板式空間網(wǎng)架的形式平板網(wǎng)架無論在設(shè)計、計算、構(gòu)造還是施工制作等方面均較為簡便，可適用于大、中、小各種跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)體系。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形式較多。按結(jié)構(gòu)組成，通常分為雙層或三層網(wǎng)架；按支承情況分，有周邊支承、點支承、周邊支承與點支承混合、三邊支承一邊開口等形式；按網(wǎng)架組成情況，可分為由兩向或三向平面桁架組成的交叉桁架體系、由三角錐體或四角錐體組成的空間桁架角錐體系等等。精選課件1.2平板式空間網(wǎng)架的形式精選課件6

按結(jié)構(gòu)組成分類

（1）雙層網(wǎng)架由上、下兩個平放的平面桁架作弦桿層，上、下兩弦桿層間設(shè)有腹桿層相互聯(lián)系。上、下層的桿件稱為網(wǎng)架的上弦桿、下弦桿，位于兩層之間的桿件稱為腹桿。網(wǎng)架通常采用雙層。（2）三層網(wǎng)架由三個弦桿層以及層間的兩層腹桿桿件組成。一般用于跨度及荷載較大時，也可用于局部加強。精選課件按結(jié)構(gòu)組成分類精選課件7按支承情況分類（1）周邊支承網(wǎng)架

網(wǎng)架的所有節(jié)點均擱置在柱或梁上，因傳力直接、受力均勻，是采用較多的一種形式。當(dāng)網(wǎng)架周邊支承于柱頂時，網(wǎng)格寬度可與柱距一致。網(wǎng)架周邊支承于圈梁時，網(wǎng)格的劃分比較靈活，可不受柱距的約束。

精選課件按支承情況分類精選課件8

（2）點支承網(wǎng)架點支承網(wǎng)架可置于四個或多個支承上。a圖稱為四點支承網(wǎng)架，b圖稱為多點支承網(wǎng)架。（a）（b）精選課件（2）點支承網(wǎng)架（a）（b）精選課件9

點支承網(wǎng)架主要用于大柱距工業(yè)廠房、倉庫以及展覽廳等大型公共建筑。由于支承點較少，支點反力較大。為了使通過支點的主桁架及支點附近的桿件內(nèi)力不致過大，宜在支承點處設(shè)置柱帽以擴散反力。點支承網(wǎng)架周邊應(yīng)有適當(dāng)懸挑以減少網(wǎng)架跨中撓度與桿件的內(nèi)力。精選課件點支承網(wǎng)架主要用于大柱距工業(yè)廠房、倉庫以及展覽廳等大型公10

(3)

周邊支承與點支承混合網(wǎng)架在點支承網(wǎng)架中，當(dāng)周邊設(shè)有維護結(jié)構(gòu)和抗風(fēng)柱時，可采用周邊支承與點支承混合的形式。這種支承方式適用于工業(yè)廠房和展覽廳等公共建筑。精選課件

(3)周邊支承11

(4)

三邊支承或兩邊支承網(wǎng)架由于建筑功能的要求，需要在一邊或兩對邊上開口，因而使網(wǎng)架僅在三邊或兩對邊上支承，另一邊或兩對邊處理成自由邊。自由邊的存在對網(wǎng)架的受力是不利的,為此一般應(yīng)對自由邊作出特殊處理。精選課件(4)三邊支承或兩邊支承網(wǎng)架精選課12

普遍的做法是，在自由邊附近增加網(wǎng)架的層數(shù)（見a圖），或者在自由邊加設(shè)托梁、托架（見圖b）。對中、小型網(wǎng)架亦可選擇增加網(wǎng)架高度或局部加大桿件截面等方法。

精選課件普遍的做法是，在自由邊附近增加網(wǎng)架的層數(shù)（見a圖）13

按網(wǎng)格組成分類

1交叉桁架體系這類網(wǎng)架由若干平面桁架相互交叉組成。豎向平面桁架的形式與一般平面桁架相似，根據(jù)平面桁架布置方式及交角的不同，可分為幾種形式。（1）兩向正交正放網(wǎng)架精選課件按網(wǎng)格組成分類精選課件14

兩向正交正放網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：兩個方向的平面桁架垂直交叉，且分別與邊界方向平行。這種網(wǎng)架的上、下弦平面呈正方形，基本單元為六面體，屬幾何可變。為保證結(jié)構(gòu)的幾何不變性以及增加空間剛度，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置水平支撐，以有效傳遞水平力。對周邊支承網(wǎng)架，水平支撐宜在上弦或下弦網(wǎng)格內(nèi)沿周邊設(shè)置；對點支承網(wǎng)架，水平支撐則應(yīng)在通過支承點的主桁架附近設(shè)置。精選課件兩向正交正放網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：兩個方向的平面桁架垂直15

兩向正交正放網(wǎng)架的受力狀況取決于平面尺寸及支承情況。對于周邊支承、正方形平面的網(wǎng)架，其受力類似于雙向板。兩向正交正放網(wǎng)架沿兩個方向的桿件內(nèi)力差別不大，受力比較均勻。但隨著邊長比的變化，單向傳力作用漸趨明顯，兩方向桿件內(nèi)力差別也隨之加大。對于點支承網(wǎng)架，支承附近的桿件及主桁架跨中弦桿的內(nèi)力最大，其它部位桿件的內(nèi)力很小。兩向正交正放網(wǎng)架適用于正方形或接近正方形以及狹長矩形的建筑平面。精選課件兩向正交正放網(wǎng)架的受力狀況取決于平面尺寸及支承情況。對16

（2）兩向正交斜放網(wǎng)架兩向正交斜放網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：兩個方向的豎向平面桁架垂直交叉，且與邊界成45°夾角。精選課件（2）兩向正交斜放網(wǎng)架精選課件17

兩向正交斜放網(wǎng)架中平面桁架與邊界斜交，各片桁架長短不一，靠近角部的短桁架相對剛度較大，對與其垂直的長桁架有一定的彈性支承作用，從而減小了長桁架中部的正彎矩。在周邊支承情況下，它較兩向正交正放網(wǎng)架剛度大、用料省。對矩形平面其受力也較均勻。當(dāng)長桁架直通角柱時，四個角支座會產(chǎn)生較大向上拉力，設(shè)計中應(yīng)予注意。如采用圖b所示布置方式，拉力可由兩榀桁架承受。適用于正方形和長方形的建筑平面。精選課件兩向正交斜放網(wǎng)架中平面桁架與邊界斜交，各片桁架長短不一18

（3）

三向網(wǎng)架三向網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：三個方向的豎向平面桁架互成60°角斜向交叉。在三向網(wǎng)架中，上、下弦平面的網(wǎng)格均為正三角形，因此這種網(wǎng)架是以若干穩(wěn)定的三棱體作為基本單元所組成的幾何不變體系。精選課件（3）三向網(wǎng)架精選課件19

2四角錐體系這類網(wǎng)架以四角錐為其組成單元。網(wǎng)架的上、下弦平面均為正方形網(wǎng)格，上、下弦網(wǎng)格相互錯開半格使下弦平面正方形的四個頂點對應(yīng)于上弦平面正方形的形心，并以腹桿連接，即形成若干四角錐體。精選課件2四角錐體系精選課件20

正放四角錐網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：以倒四角錐體為組成單元，上、下弦桿均與相應(yīng)邊界平行。正放四角錐網(wǎng)架的上、下弦節(jié)點均分別連接八根桿件。精選課件正放四角錐網(wǎng)架精選課件21正放四角錐網(wǎng)架的桿件受力比較均勻，空間剛度較其它類型四角錐網(wǎng)架及兩向網(wǎng)架為好。當(dāng)采用鋼筋混凝土板作屋面板時，板的規(guī)格單一，便于起拱，屋面排水相對容易處理。但因桿件數(shù)目較多其用鋼量可能略高些。正放四角錐網(wǎng)架一般適用于建筑平面呈正方形或接近于正方形的周邊支承、點支承（有柱帽或無柱帽）大柱距、以及設(shè)有懸掛吊車的工業(yè)廠房與有較大屋面荷載的情況。精選課件正放四角錐網(wǎng)架的桿件受力比較均勻，空間剛度較其它類型22正放抽空四角錐網(wǎng)架

構(gòu)成特點：在正放四角錐網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，除周邊網(wǎng)格不動外，適當(dāng)抽掉一些四角錐單元中的腹桿和下弦桿，使下弦網(wǎng)格尺寸比上弦網(wǎng)格尺寸大一倍。其受力與正交正放交叉梁系相似。精選課件正放抽空四角錐網(wǎng)架精選課件23正放抽空四角錐網(wǎng)架的桿件數(shù)目較少，構(gòu)造簡單，經(jīng)濟效果好，起拱比較方便。不過抽空以后，下弦桿內(nèi)力的均勻性較差，剛度比未抽空的正放四角錐網(wǎng)架小些，但能夠滿足工程要求。正放抽空四角錐網(wǎng)架適用于中、小跨度或屋面荷載較輕的周邊支承、點支承以及周邊支承與點支承混合等情況。精選課件正放抽空四角錐網(wǎng)架的桿件數(shù)目較少，構(gòu)造簡單，24斜放四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架的構(gòu)成特點：以倒四角錐體為組成單元，由錐底構(gòu)成的上弦桿與邊界成45°夾角，而連接各錐頂?shù)南孪覘U則與相應(yīng)邊界平行。精選課件斜放四角錐網(wǎng)架精選課件25斜放四角錐網(wǎng)架上弦桿長度比下弦桿長度小，在周邊支承的情況下，通常是上弦桿受壓，下弦桿受拉，因而桿件受力合理。此外，節(jié)點處匯交的桿件（上弦節(jié)點六根，下弦節(jié)點八根）相對較少，用鋼量較省。周邊支承的斜放四角錐網(wǎng)架，在支承沿周邊切向無約束時，四角錐體可能繞Z軸旋轉(zhuǎn)而造成網(wǎng)架的幾何可變，因此必須在網(wǎng)架周邊布置剛性邊梁；點支承的斜放四角錐網(wǎng)架，可在周邊設(shè)置封閉的邊桁架。精選課件斜放四角錐網(wǎng)架上弦桿長度比下弦桿長度小，在周邊支承的情26

3三角錐網(wǎng)架三角錐網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：以等腰三角錐體為組成單元，由于三角形的穩(wěn)定性，因而整體抗彎、抗扭剛度好。精選課件3三角錐網(wǎng)架精選課件27抽空三角錐網(wǎng)架

構(gòu)成特點是：在三角錐網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，除周邊網(wǎng)格不動外，適當(dāng)抽掉一些三角錐單元中的腹桿和下弦桿。精選課件抽空三角錐網(wǎng)架精選課件28

1.3網(wǎng)架幾何不變性分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在外力作用下必須是幾何不變體系，但是許多形式的網(wǎng)架就其結(jié)構(gòu)本身而言是結(jié)構(gòu)幾何可變的，只有加上適當(dāng)?shù)闹ёs束后才成為幾何不變體系。因此，對網(wǎng)架的機動分析非常重要。

精選課件1.3網(wǎng)架幾何不變性分析精選課件29網(wǎng)架幾何不變的必要條件網(wǎng)架的力學(xué)模型是一個鉸接的空間桿系結(jié)構(gòu)，因為一個剛體在空間的自由度為6，一個空間簡單鉸的自由度為3，故網(wǎng)架任一節(jié)點有3個自由度。對于具有J個節(jié)點m根桿件的網(wǎng)架，支承于有r根連桿的支座上時，其幾何不變的必要條件可由下式計算：m+r-3J0或m3J-r

當(dāng)m=3J-r

時為靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)

m>3J-r時為超靜定結(jié)構(gòu)，m<3J-r時為幾何可變體系。精選課件網(wǎng)架幾何不變的必要條件精選課件30

若將網(wǎng)架作為一個剛體考慮，則最少的支座約束鏈桿數(shù)為6，即上式中的r6。如網(wǎng)架不與支座連接，僅考慮網(wǎng)架內(nèi)部是否幾何可變，則由下式計算：

K

=3J-m-6當(dāng)K=0時，網(wǎng)架桿件數(shù)恰好滿足其內(nèi)部幾何不變的必要條件；當(dāng)K<0時，內(nèi)部有多余桿件；當(dāng)K>0時，內(nèi)部幾何可變。精選課件精選課件31網(wǎng)架幾何不變的充分條件三角形是幾何不變的，因此，以三根不共面的桿件交出一個新節(jié)點所構(gòu)成的網(wǎng)架單元也為幾何不變體系。當(dāng)網(wǎng)架桿系組成的形體是由三角形界面組成的多面體時，亦是幾何不變的。故對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)幾何不變問題的分析可變成平面問題進行。網(wǎng)架幾何可變單元可通過加設(shè)桿件或適當(dāng)加設(shè)支承鏈桿使其成為幾何不變體系。*用程序計算時，如出現(xiàn)撓度特別大等不合理情況，則該網(wǎng)架有可能為幾何可變。精選課件網(wǎng)架幾何不變的充分條件精選課件32精選課件精選課件33

1.4網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點

（1）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型

根據(jù)建筑的造型、平面形狀和尺寸、支承情況、荷載大小、屋面材料等綜合考慮。從材料用量考慮宜采用：斜放四角錐正放四角錐兩向正交正放三向交叉梁系以上型式當(dāng)跨度及荷載都大時較合理，剛度也比較大。當(dāng)平面為矩形時兩向正交斜放與斜放四角錐網(wǎng)架最經(jīng)濟。精選課件1.4網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點精選課件34從平面形狀和大小考慮，當(dāng)為周邊簡支時建議：①平面為方形或接近方形、中小跨度（60m)：兩向正交斜放、正放四角錐、斜放四角錐②平面為矩形：兩向正交斜放或斜放四角錐③平面為圓形、正多邊形、扇形：三向交叉梁系或三角錐當(dāng)為四點支承的連續(xù)網(wǎng)架：兩向正交正放或正放四角錐。精選課件從平面形狀和大小考慮，當(dāng)為周邊簡支時建議：精選課件35（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格尺寸和高度

網(wǎng)格大小直接影響網(wǎng)架的經(jīng)濟性，應(yīng)綜合考慮。網(wǎng)架高度應(yīng)使腹桿與弦桿的夾角在45左右。（3）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件設(shè)計桿件截面：圓鋼管、角鋼、方鋼管、H型鋼等。計算長度：螺栓球：1.0l

弦桿0.9l焊接球：腹桿0.8l長細(xì)比：壓桿180拉桿300（支座及附近）、400（一般）精選課件（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格尺寸和高度精選課件36（4）網(wǎng)架節(jié)點設(shè)計與構(gòu)造要點網(wǎng)架桿件通過節(jié)點（焊接鋼板節(jié)點、焊接空心球節(jié)點、螺栓球節(jié)點、焊接短鋼管節(jié)點等）把桿件聯(lián)系在一起組成空間形體。節(jié)點上匯交的桿件數(shù)量隨網(wǎng)格形式而不同，一般812根，至少有6根。且節(jié)點的重量一般為網(wǎng)架總重量的20～25%，所占用鋼量的比重較大，因節(jié)點破壞而造成工程事故的例子也不少，所以節(jié)點設(shè)計是關(guān)鍵。精選課件（4）網(wǎng)架節(jié)點設(shè)計與構(gòu)造要點精選課件37

①焊接空心球節(jié)點空心球可分為不加肋和加肋兩種，用圓板經(jīng)壓制成型作成半球，再由兩個半球?qū)付?。這種節(jié)點適用于連接鋼管桿件。節(jié)點構(gòu)造是將鋼管桿件直接焊接連接于空心球體上，具有自動對中和‘萬向’性質(zhì)。精選課件①焊接空心球節(jié)點精選課件38

直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗壓承載力設(shè)計值Nc可按下式計算：

D

─空心球外徑（mm）；

t─空心球壁厚（mm）；

d─鋼管外徑（mm）；

ηc

─受壓空心球加肋承載力提高系數(shù)，加肋ηc=1.4，不加肋ηc=1.0。精選課件直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗壓承載力設(shè)39

直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗拉承載力設(shè)計值Nt可按下式計算：

Nt─受拉空心球軸向拉力設(shè)計值（N）；

f─鋼管材料強度設(shè)計值（N/mm2）；ηt

─受拉空心球加肋承載力提高系數(shù)，加肋ηt=1.1，不加肋ηt=1.0。精選課件直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗拉承載力設(shè)40

一般空心球外徑D=（25～45）t；空心球壁厚t與鋼管最大壁厚的比值宜為1.2～2.0；另外，空心球壁厚t不宜小于4mm。在確定空心球外徑時，球面上網(wǎng)架相連接桿件與桿件之間的縫隙a不宜小于10mm?？招那蛑睆揭部沙醪桨聪率焦浪悖?/p>

D=（d1+d2+a）/θ

θ─匯集于空心球節(jié)點任意兩鋼管桿件間的夾角；d1、d2─組成θ角的鋼管外徑；精選課件一般空心球外徑D=（25～45）t；空心球壁厚t與鋼41

②螺栓球節(jié)點由螺栓、鋼球、銷子（或止緊螺釘）、套筒和錐頭或封板組成，適用于連接鋼管桿件。精選課件②螺栓球節(jié)點精選課件42

螺栓球節(jié)點的套筒、錐頭和封板采用Q235系列、Q345系列鋼材；鋼球采用45號鋼；螺栓、銷子或止緊螺釘采用高強度鋼材如45號鋼、40B鋼、40Cr鋼、20MnTiB鋼等。精選課件螺栓球節(jié)點的套筒、錐頭和封板采用Q235系列、Q3443

螺栓直徑一般由網(wǎng)架中最大受拉桿件的內(nèi)力控制，一個螺栓受拉承載力設(shè)計值按下式計算：

Ntb≤ψAeftb

Ntb

─高強度螺栓的拉力設(shè)計值（N）；

ψ─螺栓直徑對承載力影響系數(shù)；當(dāng)螺栓直徑小于30mm時，ψ=1.0；當(dāng)螺栓直徑大于等于30mm時，ψ=0.93；

Ae─高強度螺栓的有效截面面積（mm2）；即螺栓螺紋處的截面積；

ftb─高強度螺栓經(jīng)熱處理后的抗拉強度設(shè)計值。精選課件螺栓直徑一般由網(wǎng)架中最大受拉桿件的內(nèi)力控制，一個螺栓受拉44

鋼球的加工成型分為鍛壓球和鑄鋼球兩種。鋼球的直徑大小要滿足按要求擰入球體的任意相鄰兩個螺栓不相碰條件。螺栓直徑根據(jù)計算確定后，鋼球直徑D取下面兩式中的較大值：精選課件鋼球的加工成型分為鍛壓球和鑄鋼球兩種。鋼球的直徑大小45③焊接鋼板節(jié)點焊接鋼板節(jié)點一般由十字節(jié)點板1和蓋板2組成，主要用于桿件采用角鋼的網(wǎng)架，桿件與節(jié)點板的連接可以用焊接，也可以采用螺栓連接。其受力情況與角鋼桁架的節(jié)點板類似。精選課件③焊接鋼板節(jié)點精選課件46

④支座節(jié)點

網(wǎng)架的支座節(jié)點分為壓力支座節(jié)點和拉力支座節(jié)點兩大類。壓力支座中，平板壓力支座常用于較小跨度的情況；球鉸壓力支座可用于大跨度且?guī)疑斓乃闹c或多支點網(wǎng)架。

精選課件④支座節(jié)點精選課件47單面弧形壓力支座適用于中等跨度；雙面弧形壓力支座適用于大跨度。拉力支座中，較常用的有平板拉力支座和單面弧形拉力支座。支座出現(xiàn)拉力情況不多，但在越來越多地采用輕質(zhì)屋面維護材料以后，反號荷載效應(yīng)情況應(yīng)予充分重視。精選課件單面弧形壓力支座適用于中等跨度；雙面弧形壓力支座適用48板式橡膠支座不僅可以沿切向及法向位移，還可繞兩向轉(zhuǎn)動，較常用于大跨及中等跨度的網(wǎng)架。當(dāng)支座水平推力較大時，也可采用橡膠支座。精選課件板式橡膠支座不僅可以沿切向及法向位移，還可繞兩向轉(zhuǎn)動49

1.5空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力是一個受彎的平板，而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就整體而言則是一個主要承受膜內(nèi)力的殼體。在大多數(shù)情況下，網(wǎng)殼被設(shè)計為四邊簡支，其邊界效應(yīng)就更小，因此，同等條件下，一般網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)較網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可節(jié)約鋼材約20%。此外，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)外型美觀，能適應(yīng)各種復(fù)雜的建筑造型需要。精選課件1.5空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式精選課件50殼體的型體主要采用典型曲面，即幾何學(xué)曲面，亦即不論其曲面形式如何，總可以用幾何學(xué)方程表達。曲面可由位于其主曲率方向的正交曲線坐標(biāo)系來定義，與其相應(yīng)的曲率半徑表示為R1和R2。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中常用的形式有：精選課件殼體的型體主要采用典型曲面，即幾何學(xué)曲面，亦即不51

（1）柱面網(wǎng)殼

柱面網(wǎng)殼按其支承情況和長度分為短殼（L/R0.5）、中長殼（0.5<L/R2.5）、長殼（L/R>2.5）和筒殼。短殼常用單波多跨的形式，一般沿長邊多點支承，荷載沿兩個方向傳遞；長殼多為端部支承，荷載沿長度方向傳遞，結(jié)構(gòu)主要起梁的作用，常用多波單跨的形式；筒殼是在周邊節(jié)點上均設(shè)支座，受力性能與單位寬度的平行拱類似，由于其受力較均勻，空間剛度大，應(yīng)用較廣。精選課件（1）柱面網(wǎng)殼精選課件52柱面網(wǎng)殼可以采用單層，也可以采用雙層。單層柱面網(wǎng)殼：（a）聯(lián)方型；（b）單斜桿型；（c）弗普爾型精選課件柱面網(wǎng)殼可以采用單層，也可以采用雙層。單層柱面網(wǎng)53悉尼國際水上運動中心精選課件悉尼國際水上運動中心精選課件54

雙層柱面網(wǎng)殼正放四角錐抽空四角錐精選課件雙層柱面網(wǎng)殼正放四角錐抽空四角錐精選課件55清華大學(xué)游泳館精選課件清華大學(xué)游泳館精選課件56柱面網(wǎng)殼的組合應(yīng)用——成渝高速路二郎收費站精選課件柱面網(wǎng)殼的組合應(yīng)用——成渝高速路二郎收費站精選課57大英博物館（2）球面網(wǎng)殼當(dāng)跨度較小時可以采用單層，也可采用雙層。球面網(wǎng)殼的網(wǎng)格分割方法很多，主要有：精選課件大英博物館（2）球面網(wǎng)殼精選課件58聯(lián)方型球面網(wǎng)殼——無緯向桿肋環(huán)型球面網(wǎng)殼聯(lián)方型球面網(wǎng)殼——有緯向桿精選課件聯(lián)方型球面網(wǎng)殼——無緯向桿肋環(huán)型球面網(wǎng)59凱威特型球面網(wǎng)殼精選課件凱威特型球面網(wǎng)殼精選課件60斯威德勒型球面網(wǎng)殼精選課件斯威德勒型球面網(wǎng)殼精選課件61蒙特利爾世博會精選課件蒙精選課件62球面網(wǎng)殼通過一定形式的切割，還可以切割出各種不同的平面形狀及造型。精選課件球面網(wǎng)殼通過一定形式的切割，還可以切割出各種不同的63重慶商學(xué)院藝術(shù)學(xué)院報告廳（橢球殼）精選課件重慶商學(xué)院藝術(shù)學(xué)院報告廳（橢球殼）精選課件64

（3）雙曲拋物面網(wǎng)殼（扭殼）雙曲拋物面網(wǎng)殼在幾何學(xué)上的特點是其曲面的形成方式屬移動式，具有直紋性，即其曲面是由無數(shù)根斜交的直線組成。通過一定的組合，雙曲拋物面網(wǎng)殼還可以發(fā)展出不同的造型。精選課件（3）雙曲拋物面網(wǎng)殼（扭殼）精選課件65

1.6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和設(shè)計網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分析不僅僅是強度的分析，通常還必須包括剛度和穩(wěn)定性。在某些條件下，結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性甚至比強度更為重要。此外，在既定荷載下結(jié)構(gòu)力流的分析、導(dǎo)向和控制也與結(jié)構(gòu)外形設(shè)計及剛度的分配密切相關(guān)。分析的基礎(chǔ)仍然是基于經(jīng)典彈性理論。即：方法①連續(xù)化假定——比擬為連續(xù)光面實體薄殼的擬殼法；

精選課件1.6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和設(shè)計精選課件66

擬殼法將格構(gòu)式的球面、柱面或雙曲拋物面網(wǎng)殼比擬為連續(xù)的光面實體球殼、柱殼或雙曲拋物面薄殼。擬殼法按彈性薄殼理論分析求得殼體的內(nèi)力和位移，再根據(jù)應(yīng)力值折算為球面或柱面網(wǎng)殼的桿件內(nèi)力，此法須經(jīng)過連續(xù)化再離散化的過程。方法②離散化假定——桿系結(jié)構(gòu)的矩陣位移法或有限單元法。矩陣位移法或有限單元法是將網(wǎng)格結(jié)構(gòu)離散為各個單元，分別求得各單元剛度矩陣及結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣，根據(jù)邊界條件修正總剛度矩陣后求解基本方程，以得到各單元節(jié)點的位移進而得到桿件的內(nèi)力。精選課件擬殼法將格構(gòu)式的球面、柱面或雙曲拋物面網(wǎng)殼比擬為67

（1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力特性影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力特性的因素很多，主要有：結(jié)構(gòu)的幾何外形、荷載類型及邊界條件等。網(wǎng)殼的類型和形式很多，型式不同的網(wǎng)殼，結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律及內(nèi)力分布規(guī)律相差甚遠(yuǎn)。即使是同一種型式的網(wǎng)殼，當(dāng)幾何外型尤其是矢跨比不同時，都將有不同的結(jié)構(gòu)反映。此外，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一類邊界條件敏感型的結(jié)構(gòu)，邊界約束條件的細(xì)微變化將有可能使結(jié)構(gòu)的靜力性能產(chǎn)生相當(dāng)?shù)淖兓＞x課件（1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力特性精選課件68

（2）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的剛度特性

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般僅對結(jié)構(gòu)的剛度提出控制性要求，但對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（包括大跨度結(jié)構(gòu)），還應(yīng)進行剛度設(shè)計，因為剛度將影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，同時直接影響結(jié)構(gòu)的靜力特性。剛度設(shè)計需兼顧兩方面：①從釋放溫度應(yīng)力及次應(yīng)力考慮：支承及約束應(yīng)減弱或設(shè)計得柔一些；②從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性考慮：結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計得剛一些。為兼顧此兩方面，設(shè)計時需要對結(jié)構(gòu)進行剛度調(diào)整。精選課件（2）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的剛度特性精選課件69

（3）幾何參數(shù)對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能的影響影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力特性的幾何參數(shù)主要有結(jié)構(gòu)的跨度S、矢跨比F/S及波跨比有關(guān)（F為柱面網(wǎng)殼的矢高）。筒拱中內(nèi)力分布很不均勻，當(dāng)矢跨比F/S很小時，結(jié)構(gòu)主要呈梁的作用，跨中彎矩及軸力均很大且軸力分布不均；當(dāng)矢跨比F/S很大時（如接近半圓），各桿軸力較小，拱軸方向的弦桿在跨中區(qū)域受壓，在邊緣區(qū)域受拉。精選課件（3）幾何參數(shù)對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能的影響精選課件70矢跨比F/S與耗鋼量W的關(guān)系跨度S與耗鋼量W的關(guān)系精選課件矢跨比F/S與耗鋼量W的關(guān)系跨度71

（4）柱面網(wǎng)殼的水平推力圓柱面網(wǎng)殼由于環(huán)向力的作用而產(chǎn)生較大的水平推力。水平推力N的大小也與矢跨比有關(guān)。精選課件（4）柱面網(wǎng)殼的水平推力精選課件72水平推力的處理可采用：①加水平拉桿；②結(jié)構(gòu)落地；

③增加下部柱的柔度；④利用下部結(jié)構(gòu)吸收推力。精選課件水平推力的處理可采用：精選課件73

（5）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析

整體失穩(wěn)網(wǎng)殼失穩(wěn)局部失穩(wěn)波狀失穩(wěn)條狀失穩(wěn)大波狀失穩(wěn)小波狀失穩(wěn)點失穩(wěn)桿件失穩(wěn)精選課件（5）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析整體失穩(wěn)網(wǎng)殼失穩(wěn)局部失穩(wěn)波狀失穩(wěn)74網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的典型失穩(wěn)形式精選課件網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的典型失穩(wěn)形式精選課件75

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析，基礎(chǔ)仍然是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，但由于影響因素較多，如初始缺陷的影響、多參數(shù)體系的多重臨界點問題、多種工況下的多重臨界點問題等，對此的研究尚不足。目前，基本上只能進行定性分析。精選課件網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析，基礎(chǔ)仍然是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，但由于影響762索膜結(jié)構(gòu)精選課件2索膜結(jié)構(gòu)精選課件77

承重結(jié)構(gòu)的基本承重構(gòu)件采用受拉工作的懸索或張拉的薄膜，稱為懸索結(jié)構(gòu)或膜結(jié)構(gòu)。由于受拉構(gòu)件的承載能力決定于強度而不是穩(wěn)定性，因而能充分發(fā)揮鋼索和膜材受拉工作時強度高、自重輕的特點。同時，由于覆蓋材料自重輕，使承重結(jié)構(gòu)的重量較小，因而懸索結(jié)構(gòu)和張拉薄膜結(jié)構(gòu)更適合于在大跨度結(jié)構(gòu)中使用。精選課件承重結(jié)構(gòu)的基本承重構(gòu)件采用受拉工作的懸索或張拉的78

2.1懸索結(jié)構(gòu)

懸索結(jié)構(gòu)通過索的軸向拉力抵抗外荷，最早用于橋梁，50年代開始用于房屋建筑，用鋼量一般在10kg/m2以下，但支承結(jié)構(gòu)耗材較多。（1）單層懸索體系特點：由許多平行的單根拉索組成，拉索兩端懸掛在穩(wěn)定的支承結(jié)構(gòu)上。單層懸索的工作與單根懸索相似，是一種可變體系，在恒載作用下呈懸鏈線形式，在不對稱荷載或局部荷載作用下產(chǎn)生大的位移（機構(gòu)性位移）。索的張緊程度與索的穩(wěn)定性（抵抗機構(gòu)位移的能力）成正比。精選課件2.1懸索結(jié)構(gòu)精選課件79單層懸索結(jié)構(gòu)精選課件單精選課件80

單層懸索結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力差，在風(fēng)吸力作用下懸索內(nèi)的拉力下降，穩(wěn)定性進一步降低。單層懸索結(jié)構(gòu)宜采用重屋面，如裝配式鋼筋混凝土板。另一種方法是設(shè)置橫向加勁梁。加勁梁的作用是分配局部荷載及將索連成整體。精選課件單層懸索結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力差，在風(fēng)吸力作用下懸索內(nèi)的81（2）雙層懸索體系由一系列承重索和相反曲率的穩(wěn)定索組成。每對索之間通過受拉鋼索或受壓撐桿連系，構(gòu)成如桁架形式的平面體系，稱索桁架。穩(wěn)定索可以抵抗風(fēng)吸力的作用，同時，相反曲率的穩(wěn)定索和相應(yīng)的索桿能對體系施加預(yù)應(yīng)力，使每對索均保持足夠大的張緊力，提高了整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

精選課件（2）雙層懸索體系精選課件82懸索結(jié)構(gòu)的計算一般按彈性理論，假定索是理想柔性的，既不能受壓，也不能抗彎，但承重索和穩(wěn)定索之間的連桿絕對剛性。在基本假定的基礎(chǔ)上可建立索曲線的平衡微分方程，再根據(jù)荷載及邊界條件求出索的張力。車幅式雙層索精選課件懸索結(jié)構(gòu)的計算一般按彈性理論，假定索是理想柔性的83（3）混合懸掛體系采用柔性的懸索體系與剛性的受彎構(gòu)件（梁、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、桁架等）相結(jié)合，可組成共同抵抗外荷載的各種混合體系。此類結(jié)構(gòu)或用鋼索懸掛其他構(gòu)件，或由鋼索對其他構(gòu)件提供附加支點，或用剛性的構(gòu)件來加強懸索的穩(wěn)定性，以減小不均勻荷載作用下的機構(gòu)性位移。橋梁中的斜拉橋和懸索橋也屬于這類混合體系。精選課件（3）混合懸掛體系精選課件84

5.4萬座，挑蓬外挑50m，外環(huán)梁跨度244m。浙江黃龍體育中心體育場精選課件5.4萬座，挑蓬外挑50m，外環(huán)梁跨度244m。浙江黃龍體85吊塔及斜拉索精選課件吊塔及斜拉索精選課件86精選課件精選課件87精選課件精選課件882.2膜結(jié)構(gòu)一般鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)奈菝娌牧辖圆怀惺芙Y(jié)構(gòu)力。但膜結(jié)構(gòu)中的膜本身就承受活荷載包括風(fēng)壓、溫度應(yīng)力等，膜既是覆蓋物，亦是結(jié)構(gòu)的一部分。索膜建筑之所以能滿足大跨度自由空間的技術(shù)要求，最關(guān)鍵的一點就是其有效的空間預(yù)張力系統(tǒng)。有人把索膜建筑稱為“預(yù)應(yīng)力軟殼”，預(yù)張力使“軟殼”各個部分（索、膜）在各種最不利荷載下的內(nèi)力始終大于零（永遠(yuǎn)處于拉伸狀態(tài)）。精選課件2.2膜結(jié)構(gòu)精選課件89

以材質(zhì)分類，結(jié)構(gòu)膜有以下兩種:（1）平面不織膜：由各種塑料在加熱液化狀態(tài)下擠出的膜，它有不同厚度、透明度及顏色，最通用的是聚乙烯膜，或以聚乙烯和聚氯乙烯熱熔后制成的復(fù)合膜，其抗紫外線及自潔性強，此種膜張力強度不大，屬于半結(jié)構(gòu)性的膜材。（2）織布合成膜：以聚酯絲織成的布心，雙面涂以PVC樹脂，再用熱熔法覆蓋上一層聚氟乙烯膜，制成復(fù)合膜。因布心的張力強度較大可以使用于多種的張拉型結(jié)構(gòu)，跨度可達8m－10m。精選課件以材質(zhì)分類，結(jié)構(gòu)膜有以下兩種:精選課件90

1張拉式薄膜結(jié)構(gòu)

張拉式薄膜結(jié)構(gòu)亦稱帳篷結(jié)構(gòu)，或預(yù)應(yīng)力薄膜結(jié)構(gòu)。由于膜材很輕，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須在薄膜內(nèi)施加較大的預(yù)應(yīng)力，因此，薄膜曲面總有負(fù)高斯曲率。張拉膜結(jié)構(gòu)的邊界可以是剛性邊緣構(gòu)件，也可以是柔性索。張拉式索膜體系富于表現(xiàn)力、結(jié)構(gòu)性能強，但造價稍高，施工精度要求也高。精選課件1張拉式薄膜結(jié)構(gòu)精選課件91

膜的找形及裁減、鋼索的布置等是張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。精選課件膜的找形及裁減、鋼索的布置等是張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)92上海八萬人體育場精選課件上海八萬人體育場精選課件93

2骨架式薄膜結(jié)構(gòu)

骨架式薄膜結(jié)構(gòu)實質(zhì)為依靠下部的鋼骨架承受荷載，膜材主要起圍護結(jié)構(gòu)的作用。因膜材重量輕，可以減輕下部鋼結(jié)構(gòu)的自重。

骨架式索膜建筑常在某些特定的條件下被采用，是由于其結(jié)構(gòu)方式本身的局限性：骨架體系自平衡，膜體僅為輔助物，膜體本身的強大結(jié)構(gòu)作用發(fā)揮不足等，有人將其稱之為二次重復(fù)結(jié)構(gòu)。骨架方式與張拉方式的結(jié)合運用，?？扇〉酶挥谧兓慕ㄖЧ?。骨架式索膜體系建筑表現(xiàn)含蓄，結(jié)構(gòu)性能有一定的局限性，造價低于張拉式體系。

精選課件2骨架式薄膜結(jié)構(gòu)精選課件94國家體育中心——“鳥巢”

能容納10萬人（2萬臨時），開合屋蓋：長軸340m，短軸294m。建筑及結(jié)構(gòu)特點：圍護結(jié)構(gòu)為覆蓋膜，鋼承重骨架。精選課件國家體育中心——“鳥巢”建筑及結(jié)構(gòu)特點：精選課件95結(jié)構(gòu)特點：24根鋼柱等距布置，主桁架高度12.5m，主要桿件截面為1.2m1.2m的箱形斷面主鋼架平面外的穩(wěn)定由與其相交的次結(jié)構(gòu)保證。精選課件結(jié)構(gòu)特點：主鋼架平面外的穩(wěn)定由與其相交的次結(jié)構(gòu)保證。96

3充氣式薄膜結(jié)構(gòu)充氣式索膜建筑歷史較長，但因其在使用功能上明顯的局限性，如形象單一、空間要求氣閉等，使其應(yīng)用面較窄。但充氣式索膜體系造價較低，施工速度快，在特定的條件下又有其明顯的優(yōu)勢。

充氣式薄膜結(jié)構(gòu)是利用薄膜內(nèi)外的空氣壓差來穩(wěn)定薄膜以承受外荷載。精選課件3充氣式薄膜結(jié)構(gòu)精選課件97國家游泳館——“水立方”精選課件國家游泳館——“水立方”精選課件98建筑特點：立面靈感來源于Kelven的“泡沫”理論，基本構(gòu)成是無數(shù)14面體和12面體的空間單元。由充氣膜組成的“氣枕”實現(xiàn)，氣枕直徑9m，高度內(nèi)5個。精選課件建筑特點：精選課件99結(jié)構(gòu)特點：平面尺寸177m177m，最大跨度125m，采用空間鋼框架結(jié)構(gòu)（框架梁柱為空間桁架式）。初步設(shè)計框架柱高度3.472m，框架梁截面高度7.211m。其內(nèi)部節(jié)點和空間的腹桿單元均有重復(fù)性。弦桿構(gòu)件構(gòu)成“氣枕”的邊線。精選課件結(jié)構(gòu)特點：精選課件100焊接空心球節(jié)點焊接空心肋板節(jié)點精選課件焊焊接空心肋板節(jié)點精選課件101謝謝大家精選課件謝謝大家精選課件102空間結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)能適應(yīng)不同跨度、不同支承條件的各種建筑要求。形狀上也能適應(yīng)正方形、矩形、多邊形、圓形、扇形、三角形以及由此組合而成的各種形狀的建筑平面，同時，又有建筑造型輕巧、美觀、便于建筑處理和裝飾等特點。大跨度空間結(jié)構(gòu)體系主要包括網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)和索膜結(jié)構(gòu)。

精選課件空間結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)能適應(yīng)不同跨度、不同支承條件的各種建筑要1031網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精選課件1網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精選課件104

空間網(wǎng)架及網(wǎng)殼是一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，它以大致相同的格子或尺寸較小的單元重復(fù)組成，實質(zhì)為一種空間受力的桁架結(jié)構(gòu)，與平面結(jié)構(gòu)比較，由于在荷載作用下三向受力，避免了在平面結(jié)構(gòu)中的層層傳力現(xiàn)象，且結(jié)構(gòu)的剛度也較平面結(jié)構(gòu)高。

空間結(jié)構(gòu)中以網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣，分為：

平板網(wǎng)架——平板型的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；網(wǎng)殼——曲面型的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。精選課件空間網(wǎng)架及網(wǎng)殼是一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，它以大致相同的格子105精選課件精選課件106

1.1網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點（1）三維受力、能承受來至各個方向的荷載；（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)系高次超靜定結(jié)構(gòu)，整體性及穩(wěn)定性好、空間剛度大；（3）體系穩(wěn)定、抗震性能好，在7度及7度以下地區(qū)可不進行抗震驗算；（4）結(jié)構(gòu)高度?。s是平面桁架高度的2/3、自重輕、節(jié)約鋼材；（5）桿件及配套零件規(guī)格化、便于工業(yè)化生產(chǎn)，但制造精度要求高；（6）適應(yīng)性強、平面布置靈活。

精選課件1.1網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點精選課件107

1.2平板式空間網(wǎng)架的形式平板網(wǎng)架無論在設(shè)計、計算、構(gòu)造還是施工制作等方面均較為簡便，可適用于大、中、小各種跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)體系。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形式較多。按結(jié)構(gòu)組成，通常分為雙層或三層網(wǎng)架；按支承情況分，有周邊支承、點支承、周邊支承與點支承混合、三邊支承一邊開口等形式；按網(wǎng)架組成情況，可分為由兩向或三向平面桁架組成的交叉桁架體系、由三角錐體或四角錐體組成的空間桁架角錐體系等等。精選課件1.2平板式空間網(wǎng)架的形式精選課件108

按結(jié)構(gòu)組成分類

（1）雙層網(wǎng)架由上、下兩個平放的平面桁架作弦桿層，上、下兩弦桿層間設(shè)有腹桿層相互聯(lián)系。上、下層的桿件稱為網(wǎng)架的上弦桿、下弦桿，位于兩層之間的桿件稱為腹桿。網(wǎng)架通常采用雙層。（2）三層網(wǎng)架由三個弦桿層以及層間的兩層腹桿桿件組成。一般用于跨度及荷載較大時，也可用于局部加強。精選課件按結(jié)構(gòu)組成分類精選課件109按支承情況分類（1）周邊支承網(wǎng)架

網(wǎng)架的所有節(jié)點均擱置在柱或梁上，因傳力直接、受力均勻，是采用較多的一種形式。當(dāng)網(wǎng)架周邊支承于柱頂時，網(wǎng)格寬度可與柱距一致。網(wǎng)架周邊支承于圈梁時，網(wǎng)格的劃分比較靈活，可不受柱距的約束。

精選課件按支承情況分類精選課件110

（2）點支承網(wǎng)架點支承網(wǎng)架可置于四個或多個支承上。a圖稱為四點支承網(wǎng)架，b圖稱為多點支承網(wǎng)架。（a）（b）精選課件（2）點支承網(wǎng)架（a）（b）精選課件111

點支承網(wǎng)架主要用于大柱距工業(yè)廠房、倉庫以及展覽廳等大型公共建筑。由于支承點較少，支點反力較大。為了使通過支點的主桁架及支點附近的桿件內(nèi)力不致過大，宜在支承點處設(shè)置柱帽以擴散反力。點支承網(wǎng)架周邊應(yīng)有適當(dāng)懸挑以減少網(wǎng)架跨中撓度與桿件的內(nèi)力。精選課件點支承網(wǎng)架主要用于大柱距工業(yè)廠房、倉庫以及展覽廳等大型公112

(3)

周邊支承與點支承混合網(wǎng)架在點支承網(wǎng)架中，當(dāng)周邊設(shè)有維護結(jié)構(gòu)和抗風(fēng)柱時，可采用周邊支承與點支承混合的形式。這種支承方式適用于工業(yè)廠房和展覽廳等公共建筑。精選課件

(3)周邊支承113

(4)

三邊支承或兩邊支承網(wǎng)架由于建筑功能的要求，需要在一邊或兩對邊上開口，因而使網(wǎng)架僅在三邊或兩對邊上支承，另一邊或兩對邊處理成自由邊。自由邊的存在對網(wǎng)架的受力是不利的,為此一般應(yīng)對自由邊作出特殊處理。精選課件(4)三邊支承或兩邊支承網(wǎng)架精選課114

普遍的做法是，在自由邊附近增加網(wǎng)架的層數(shù)（見a圖），或者在自由邊加設(shè)托梁、托架（見圖b）。對中、小型網(wǎng)架亦可選擇增加網(wǎng)架高度或局部加大桿件截面等方法。

精選課件普遍的做法是，在自由邊附近增加網(wǎng)架的層數(shù)（見a圖）115

按網(wǎng)格組成分類

1交叉桁架體系這類網(wǎng)架由若干平面桁架相互交叉組成。豎向平面桁架的形式與一般平面桁架相似，根據(jù)平面桁架布置方式及交角的不同，可分為幾種形式。（1）兩向正交正放網(wǎng)架精選課件按網(wǎng)格組成分類精選課件116

兩向正交正放網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：兩個方向的平面桁架垂直交叉，且分別與邊界方向平行。這種網(wǎng)架的上、下弦平面呈正方形，基本單元為六面體，屬幾何可變。為保證結(jié)構(gòu)的幾何不變性以及增加空間剛度，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置水平支撐，以有效傳遞水平力。對周邊支承網(wǎng)架，水平支撐宜在上弦或下弦網(wǎng)格內(nèi)沿周邊設(shè)置；對點支承網(wǎng)架，水平支撐則應(yīng)在通過支承點的主桁架附近設(shè)置。精選課件兩向正交正放網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：兩個方向的平面桁架垂直117

兩向正交正放網(wǎng)架的受力狀況取決于平面尺寸及支承情況。對于周邊支承、正方形平面的網(wǎng)架，其受力類似于雙向板。兩向正交正放網(wǎng)架沿兩個方向的桿件內(nèi)力差別不大，受力比較均勻。但隨著邊長比的變化，單向傳力作用漸趨明顯，兩方向桿件內(nèi)力差別也隨之加大。對于點支承網(wǎng)架，支承附近的桿件及主桁架跨中弦桿的內(nèi)力最大，其它部位桿件的內(nèi)力很小。兩向正交正放網(wǎng)架適用于正方形或接近正方形以及狹長矩形的建筑平面。精選課件兩向正交正放網(wǎng)架的受力狀況取決于平面尺寸及支承情況。對118

（2）兩向正交斜放網(wǎng)架兩向正交斜放網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：兩個方向的豎向平面桁架垂直交叉，且與邊界成45°夾角。精選課件（2）兩向正交斜放網(wǎng)架精選課件119

兩向正交斜放網(wǎng)架中平面桁架與邊界斜交，各片桁架長短不一，靠近角部的短桁架相對剛度較大，對與其垂直的長桁架有一定的彈性支承作用，從而減小了長桁架中部的正彎矩。在周邊支承情況下，它較兩向正交正放網(wǎng)架剛度大、用料省。對矩形平面其受力也較均勻。當(dāng)長桁架直通角柱時，四個角支座會產(chǎn)生較大向上拉力，設(shè)計中應(yīng)予注意。如采用圖b所示布置方式，拉力可由兩榀桁架承受。適用于正方形和長方形的建筑平面。精選課件兩向正交斜放網(wǎng)架中平面桁架與邊界斜交，各片桁架長短不一120

（3）

三向網(wǎng)架三向網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：三個方向的豎向平面桁架互成60°角斜向交叉。在三向網(wǎng)架中，上、下弦平面的網(wǎng)格均為正三角形，因此這種網(wǎng)架是以若干穩(wěn)定的三棱體作為基本單元所組成的幾何不變體系。精選課件（3）三向網(wǎng)架精選課件121

2四角錐體系這類網(wǎng)架以四角錐為其組成單元。網(wǎng)架的上、下弦平面均為正方形網(wǎng)格，上、下弦網(wǎng)格相互錯開半格使下弦平面正方形的四個頂點對應(yīng)于上弦平面正方形的形心，并以腹桿連接，即形成若干四角錐體。精選課件2四角錐體系精選課件122

正放四角錐網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：以倒四角錐體為組成單元，上、下弦桿均與相應(yīng)邊界平行。正放四角錐網(wǎng)架的上、下弦節(jié)點均分別連接八根桿件。精選課件正放四角錐網(wǎng)架精選課件123正放四角錐網(wǎng)架的桿件受力比較均勻，空間剛度較其它類型四角錐網(wǎng)架及兩向網(wǎng)架為好。當(dāng)采用鋼筋混凝土板作屋面板時，板的規(guī)格單一，便于起拱，屋面排水相對容易處理。但因桿件數(shù)目較多其用鋼量可能略高些。正放四角錐網(wǎng)架一般適用于建筑平面呈正方形或接近于正方形的周邊支承、點支承（有柱帽或無柱帽）大柱距、以及設(shè)有懸掛吊車的工業(yè)廠房與有較大屋面荷載的情況。精選課件正放四角錐網(wǎng)架的桿件受力比較均勻，空間剛度較其它類型124正放抽空四角錐網(wǎng)架

構(gòu)成特點：在正放四角錐網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，除周邊網(wǎng)格不動外，適當(dāng)抽掉一些四角錐單元中的腹桿和下弦桿，使下弦網(wǎng)格尺寸比上弦網(wǎng)格尺寸大一倍。其受力與正交正放交叉梁系相似。精選課件正放抽空四角錐網(wǎng)架精選課件125正放抽空四角錐網(wǎng)架的桿件數(shù)目較少，構(gòu)造簡單，經(jīng)濟效果好，起拱比較方便。不過抽空以后，下弦桿內(nèi)力的均勻性較差，剛度比未抽空的正放四角錐網(wǎng)架小些，但能夠滿足工程要求。正放抽空四角錐網(wǎng)架適用于中、小跨度或屋面荷載較輕的周邊支承、點支承以及周邊支承與點支承混合等情況。精選課件正放抽空四角錐網(wǎng)架的桿件數(shù)目較少，構(gòu)造簡單，126斜放四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架的構(gòu)成特點：以倒四角錐體為組成單元，由錐底構(gòu)成的上弦桿與邊界成45°夾角，而連接各錐頂?shù)南孪覘U則與相應(yīng)邊界平行。精選課件斜放四角錐網(wǎng)架精選課件127斜放四角錐網(wǎng)架上弦桿長度比下弦桿長度小，在周邊支承的情況下，通常是上弦桿受壓，下弦桿受拉，因而桿件受力合理。此外，節(jié)點處匯交的桿件（上弦節(jié)點六根，下弦節(jié)點八根）相對較少，用鋼量較省。周邊支承的斜放四角錐網(wǎng)架，在支承沿周邊切向無約束時，四角錐體可能繞Z軸旋轉(zhuǎn)而造成網(wǎng)架的幾何可變，因此必須在網(wǎng)架周邊布置剛性邊梁；點支承的斜放四角錐網(wǎng)架，可在周邊設(shè)置封閉的邊桁架。精選課件斜放四角錐網(wǎng)架上弦桿長度比下弦桿長度小，在周邊支承的情128

3三角錐網(wǎng)架三角錐網(wǎng)架的構(gòu)成特點是：以等腰三角錐體為組成單元，由于三角形的穩(wěn)定性，因而整體抗彎、抗扭剛度好。精選課件3三角錐網(wǎng)架精選課件129抽空三角錐網(wǎng)架

構(gòu)成特點是：在三角錐網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，除周邊網(wǎng)格不動外，適當(dāng)抽掉一些三角錐單元中的腹桿和下弦桿。精選課件抽空三角錐網(wǎng)架精選課件130

1.3網(wǎng)架幾何不變性分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在外力作用下必須是幾何不變體系，但是許多形式的網(wǎng)架就其結(jié)構(gòu)本身而言是結(jié)構(gòu)幾何可變的，只有加上適當(dāng)?shù)闹ёs束后才成為幾何不變體系。因此，對網(wǎng)架的機動分析非常重要。

精選課件1.3網(wǎng)架幾何不變性分析精選課件131網(wǎng)架幾何不變的必要條件網(wǎng)架的力學(xué)模型是一個鉸接的空間桿系結(jié)構(gòu)，因為一個剛體在空間的自由度為6，一個空間簡單鉸的自由度為3，故網(wǎng)架任一節(jié)點有3個自由度。對于具有J個節(jié)點m根桿件的網(wǎng)架，支承于有r根連桿的支座上時，其幾何不變的必要條件可由下式計算：m+r-3J0或m3J-r

當(dāng)m=3J-r

時為靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)

m>3J-r時為超靜定結(jié)構(gòu)，m<3J-r時為幾何可變體系。精選課件網(wǎng)架幾何不變的必要條件精選課件132

若將網(wǎng)架作為一個剛體考慮，則最少的支座約束鏈桿數(shù)為6，即上式中的r6。如網(wǎng)架不與支座連接，僅考慮網(wǎng)架內(nèi)部是否幾何可變，則由下式計算：

K

=3J-m-6當(dāng)K=0時，網(wǎng)架桿件數(shù)恰好滿足其內(nèi)部幾何不變的必要條件；當(dāng)K<0時，內(nèi)部有多余桿件；當(dāng)K>0時，內(nèi)部幾何可變。精選課件精選課件133網(wǎng)架幾何不變的充分條件三角形是幾何不變的，因此，以三根不共面的桿件交出一個新節(jié)點所構(gòu)成的網(wǎng)架單元也為幾何不變體系。當(dāng)網(wǎng)架桿系組成的形體是由三角形界面組成的多面體時，亦是幾何不變的。故對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)幾何不變問題的分析可變成平面問題進行。網(wǎng)架幾何可變單元可通過加設(shè)桿件或適當(dāng)加設(shè)支承鏈桿使其成為幾何不變體系。*用程序計算時，如出現(xiàn)撓度特別大等不合理情況，則該網(wǎng)架有可能為幾何可變。精選課件網(wǎng)架幾何不變的充分條件精選課件134精選課件精選課件135

1.4網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點

（1）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型

根據(jù)建筑的造型、平面形狀和尺寸、支承情況、荷載大小、屋面材料等綜合考慮。從材料用量考慮宜采用：斜放四角錐正放四角錐兩向正交正放三向交叉梁系以上型式當(dāng)跨度及荷載都大時較合理，剛度也比較大。當(dāng)平面為矩形時兩向正交斜放與斜放四角錐網(wǎng)架最經(jīng)濟。精選課件1.4網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點精選課件136從平面形狀和大小考慮，當(dāng)為周邊簡支時建議：①平面為方形或接近方形、中小跨度（60m)：兩向正交斜放、正放四角錐、斜放四角錐②平面為矩形：兩向正交斜放或斜放四角錐③平面為圓形、正多邊形、扇形：三向交叉梁系或三角錐當(dāng)為四點支承的連續(xù)網(wǎng)架：兩向正交正放或正放四角錐。精選課件從平面形狀和大小考慮，當(dāng)為周邊簡支時建議：精選課件137（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格尺寸和高度

網(wǎng)格大小直接影響網(wǎng)架的經(jīng)濟性，應(yīng)綜合考慮。網(wǎng)架高度應(yīng)使腹桿與弦桿的夾角在45左右。（3）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件設(shè)計桿件截面：圓鋼管、角鋼、方鋼管、H型鋼等。計算長度：螺栓球：1.0l

弦桿0.9l焊接球：腹桿0.8l長細(xì)比：壓桿180拉桿300（支座及附近）、400（一般）精選課件（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格尺寸和高度精選課件138（4）網(wǎng)架節(jié)點設(shè)計與構(gòu)造要點網(wǎng)架桿件通過節(jié)點（焊接鋼板節(jié)點、焊接空心球節(jié)點、螺栓球節(jié)點、焊接短鋼管節(jié)點等）把桿件聯(lián)系在一起組成空間形體。節(jié)點上匯交的桿件數(shù)量隨網(wǎng)格形式而不同，一般812根，至少有6根。且節(jié)點的重量一般為網(wǎng)架總重量的20～25%，所占用鋼量的比重較大，因節(jié)點破壞而造成工程事故的例子也不少，所以節(jié)點設(shè)計是關(guān)鍵。精選課件（4）網(wǎng)架節(jié)點設(shè)計與構(gòu)造要點精選課件139

①焊接空心球節(jié)點空心球可分為不加肋和加肋兩種，用圓板經(jīng)壓制成型作成半球，再由兩個半球?qū)付?。這種節(jié)點適用于連接鋼管桿件。節(jié)點構(gòu)造是將鋼管桿件直接焊接連接于空心球體上，具有自動對中和‘萬向’性質(zhì)。精選課件①焊接空心球節(jié)點精選課件140

直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗壓承載力設(shè)計值Nc可按下式計算：

D

─空心球外徑（mm）；

t─空心球壁厚（mm）；

d─鋼管外徑（mm）；

ηc

─受壓空心球加肋承載力提高系數(shù)，加肋ηc=1.4，不加肋ηc=1.0。精選課件直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗壓承載力設(shè)141

直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗拉承載力設(shè)計值Nt可按下式計算：

Nt─受拉空心球軸向拉力設(shè)計值（N）；

f─鋼管材料強度設(shè)計值（N/mm2）；ηt

─受拉空心球加肋承載力提高系數(shù)，加肋ηt=1.1，不加肋ηt=1.0。精選課件直徑D為120～500mm的焊接空心球其抗拉承載力設(shè)142

一般空心球外徑D=（25～45）t；空心球壁厚t與鋼管最大壁厚的比值宜為1.2～2.0；另外，空心球壁厚t不宜小于4mm。在確定空心球外徑時，球面上網(wǎng)架相連接桿件與桿件之間的縫隙a不宜小于10mm。空心球直徑也可初步按下式估算：

D=（d1+d2+a）/θ

θ─匯集于空心球節(jié)點任意兩鋼管桿件間的夾角；d1、d2─組成θ角的鋼管外徑；精選課件一般空心球外徑D=（25～45）t；空心球壁厚t與鋼143

②螺栓球節(jié)點由螺栓、鋼球、銷子（或止緊螺釘）、套筒和錐頭或封板組成，適用于連接鋼管桿件。精選課件②螺栓球節(jié)點精選課件144

螺栓球節(jié)點的套筒、錐頭和封板采用Q235系列、Q345系列鋼材；鋼球采用45號鋼；螺栓、銷子或止緊螺釘采用高強度鋼材如45號鋼、40B鋼、40Cr鋼、20MnTiB鋼等。精選課件螺栓球節(jié)點的套筒、錐頭和封板采用Q235系列、Q34145

螺栓直徑一般由網(wǎng)架中最大受拉桿件的內(nèi)力控制，一個螺栓受拉承載力設(shè)計值按下式計算：

Ntb≤ψAeftb

Ntb

─高強度螺栓的拉力設(shè)計值（N）；

ψ─螺栓直徑對承載力影響系數(shù)；當(dāng)螺栓直徑小于30mm時，ψ=1.0；當(dāng)螺栓直徑大于等于30mm時，ψ=0.93；

Ae─高強度螺栓的有效截面面積（mm2）；即螺栓螺紋處的截面積；

ftb─高強度螺栓經(jīng)熱處理后的抗拉強度設(shè)計值。精選課件螺栓直徑一般由網(wǎng)架中最大受拉桿件的內(nèi)力控制，一個螺栓受拉146

鋼球的加工成型分為鍛壓球和鑄鋼球兩種。鋼球的直徑大小要滿足按要求擰入球體的任意相鄰兩個螺栓不相碰條件。螺栓直徑根據(jù)計算確定后，鋼球直徑D取下面兩式中的較大值：精選課件鋼球的加工成型分為鍛壓球和鑄鋼球兩種。鋼球的直徑大小147③焊接鋼板節(jié)點焊接鋼板節(jié)點一般由十字節(jié)點板1和蓋板2組成，主要用于桿件采用角鋼的網(wǎng)架，桿件與節(jié)點板的連接可以用焊接，也可以采用螺栓連接。其受力情況與角鋼桁架的節(jié)點板類似。精選課件③焊接鋼板節(jié)點精選課件148

④支座節(jié)點

網(wǎng)架的支座節(jié)點分為壓力支座節(jié)點和拉力支座節(jié)點兩大類。壓力支座中，平板壓力支座常用于較小跨度的情況；球鉸壓力支座可用于大跨度且?guī)疑斓乃闹c或多支點網(wǎng)架。

精選課件④支座節(jié)點精選課件149單面弧形壓力支座適用于中等跨度；雙面弧形壓力支座適用于大跨度。拉力支座中，較常用的有平板拉力支座和單面弧形拉力支座。支座出現(xiàn)拉力情況不多，但在越來越多地采用輕質(zhì)屋面維護材料以后，反號荷載效應(yīng)情況應(yīng)予充分重視。精選課件單面弧形壓力支座適用于中等跨度；雙面弧形壓力支座適用150板式橡膠支座不僅可以沿切向及法向位移，還可繞兩向轉(zhuǎn)動，較常用于大跨及中等跨度的網(wǎng)架。當(dāng)支座水平推力較大時，也可采用橡膠支座。精選課件板式橡膠支座不僅可以沿切向及法向位移，還可繞兩向轉(zhuǎn)動151

1.5空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力是一個受彎的平板，而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就整體而言則是一個主要承受膜內(nèi)力的殼體。在大多數(shù)情況下，網(wǎng)殼被設(shè)計為四邊簡支，其邊界效應(yīng)就更小，因此，同等條件下，一般網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)較網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可節(jié)約鋼材約20%。此外，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)外型美觀，能適應(yīng)各種復(fù)雜的建筑造型需要。精選課件1.5空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式精選課件152殼體的型體主要采用典型曲面，即幾何學(xué)曲面，亦即不論其曲面形式如何，總可以用幾何學(xué)方程表達。曲面可由位于其主曲率方向的正交曲線坐標(biāo)系來定義，與其相應(yīng)的曲率半徑表示為R1和R2。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中常用的形式有：精選課件殼體的型體主要采用典型曲面，即幾何學(xué)曲面，亦即不153

（1）柱面網(wǎng)殼

柱面網(wǎng)殼按其支承情況和長度分為短殼（L/R0.5）、中長殼（0.5<L/R2.5）、長殼（L/R>2.5）和筒殼。短殼常用單波多跨的形式，一般沿長邊多點支承，荷載沿兩個方向傳遞；長殼多為端部支承，荷載沿長度方向傳遞，結(jié)構(gòu)主要起梁的作用，常用多波單跨的形式；筒殼是在周邊節(jié)點上均設(shè)支座，受力性能與單位寬度的平行拱類似，由于其受力較均勻，空間剛度大，應(yīng)用較廣。精選課件（1）柱面網(wǎng)殼精選課件154柱面網(wǎng)殼可以采用單層，也可以采用雙層。單層柱面網(wǎng)殼：（a）聯(lián)方型；（b）單斜桿型；（c）弗普爾型精選課件柱面網(wǎng)殼可以采用單層，也可以采用雙層。單層柱面網(wǎng)155悉尼國際水上運動中心精選課件悉尼國際水上運動中心精選課件156

雙層柱面網(wǎng)殼正放四角錐抽空四角錐精選課件雙層柱面網(wǎng)殼正放四角錐抽空四角錐精選課件157清華大學(xué)游泳館精選課件清華大學(xué)游泳館精選課件158柱面網(wǎng)殼的組合應(yīng)用——成渝高速路二郎收費站精選課件柱面網(wǎng)殼的組合應(yīng)用——成渝高速路二郎收費站精選課159大英博物館（2）球面網(wǎng)殼當(dāng)跨度較小時可以采用單層，也可采用雙層。球面網(wǎng)殼的網(wǎng)格分割方法很多，主要有：精選課件大英博物館（2）球面網(wǎng)殼精選課件160聯(lián)方型球面網(wǎng)殼——無緯向桿肋環(huán)型球面網(wǎng)殼聯(lián)方型球面網(wǎng)殼——有緯向桿精選課件聯(lián)方型球面網(wǎng)殼——無緯向桿肋環(huán)型球面網(wǎng)161凱威特型球面網(wǎng)殼精選課件凱威特型球面網(wǎng)殼精選課件162斯威德勒型球面網(wǎng)殼精選課件斯威德勒型球面網(wǎng)殼精選課件163蒙特利爾世博會精選課件蒙精選課件164球面網(wǎng)殼通過一定形式的切割，還可以切割出各種不同的平面形狀及造型。精選課件球面網(wǎng)殼通過一定形式的切割，還可以切割出各種不同的165重慶商學(xué)院藝術(shù)學(xué)院報告廳（橢球殼）精選課件重慶商學(xué)院藝術(shù)學(xué)院報告廳（橢球殼）精選課件166

（3）雙曲拋物面網(wǎng)殼（扭殼）雙曲拋物面網(wǎng)殼在幾何學(xué)上的特點是其曲面的形成方式屬移動式，具有直紋性，即其曲面是由無數(shù)根斜交的直線組成。通過一定的組合，雙曲拋物面網(wǎng)殼還可以發(fā)展出不同的造型。精選課件（3）雙曲拋物面網(wǎng)殼（扭殼）精選課件167

1.6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和設(shè)計網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分析不僅僅是強度的分析，通常還必須包括剛度和穩(wěn)定性。在某些條件下，結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性甚至比強度更為重要。此外，在既定荷載下結(jié)構(gòu)力流的分析、導(dǎo)向和控制也與結(jié)構(gòu)外形設(shè)計及剛度的分配密切相關(guān)。分析的基礎(chǔ)仍然是基于經(jīng)典彈性理論。即：方法①連續(xù)化假定——比擬為連續(xù)光面實體薄殼的擬殼法；

精選課件1.6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和設(shè)計精選課件168

擬殼法將格構(gòu)式的球面、柱面或雙曲拋物面網(wǎng)殼比擬為連續(xù)的光面實體球殼、柱殼或雙曲拋物面薄殼。擬殼法按彈性薄殼理論分析求得殼體的內(nèi)力和位移，再根據(jù)應(yīng)力值折算為球面或柱面網(wǎng)殼的桿件內(nèi)力，此法須經(jīng)過連續(xù)化再離散化的過程。方法②離散化假定——桿系結(jié)構(gòu)的矩陣位移法或有限單元法。矩陣位移法或有限單元法是將網(wǎng)格結(jié)構(gòu)離散為各個單元，分別求得各單元剛度矩陣及結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣，根據(jù)邊界條件修正總剛度矩陣后求解基本方程，以得到各單元節(jié)點的位移進而得到桿件的內(nèi)力。精選課件擬殼法將格構(gòu)式的球面、柱面或雙曲拋物面網(wǎng)殼比擬為169

（1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力特性影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力特性的因素很多，主要有：結(jié)構(gòu)的幾何外形、荷載類型及邊界條件等。網(wǎng)殼的類型和形式很多，型式不同的網(wǎng)殼，結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律及內(nèi)力分布規(guī)律相差甚遠(yuǎn)。即使是同一種型式的網(wǎng)殼，當(dāng)幾何外型尤其是矢跨比不同時，都將有不同的結(jié)構(gòu)反映。此外，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一類邊界條件敏感型的結(jié)構(gòu)，邊界約束條件的細(xì)微變化將有可能使結(jié)構(gòu)的靜力性能產(chǎn)生相當(dāng)?shù)淖兓?。精選課件（1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力特性精選課件170

（2）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的剛度特性

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般僅對結(jié)構(gòu)的剛度提出控制性要求，但對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（包括大跨度結(jié)構(gòu)），還應(yīng)進行剛度設(shè)計，因為剛度將影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，同時直接影響結(jié)構(gòu)的靜力特性。剛度設(shè)計需兼顧兩方面：①從釋放溫度應(yīng)力及次應(yīng)力考慮：支承及約束應(yīng)減弱或設(shè)計得柔一些；②從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性考慮：結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計得剛一些。為兼顧此兩方面，設(shè)計時需要對結(jié)構(gòu)進行剛度調(diào)整。精選課件（2）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的剛度特性精選課件171

（3）幾何參數(shù)對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能的影響影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力特性的幾何參數(shù)主要有結(jié)構(gòu)的跨度S、矢跨比F/S及波跨比有關(guān)（F為柱面網(wǎng)殼的矢高）。筒拱中內(nèi)力分布很不均勻，當(dāng)矢跨比F/S很小時，結(jié)構(gòu)主要呈梁的作用，跨中彎矩及軸力均很大且軸力分布不均；當(dāng)矢跨比F/S很大時（如接近半圓），各桿軸力較小，拱軸方向的弦桿在跨中區(qū)域受壓，在邊緣區(qū)域受拉。精選課件（3）幾何參數(shù)對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能的影響精選課件172矢跨比F/S與耗鋼量W的關(guān)系跨度S與耗鋼量W的關(guān)系精選課件矢跨比F/S與耗鋼量W的關(guān)系跨度173

（4）柱面網(wǎng)殼的水平推力圓柱面網(wǎng)殼由于環(huán)向力的作用而產(chǎn)生較大的水平推力。水平推力N的大小也與矢跨比有關(guān)。精選課件（4）柱面網(wǎng)殼的水平推力精選課件174水平推力的處理可采用：①加水平拉桿；②結(jié)構(gòu)落地；

③增加下部柱的柔度；④利用下部結(jié)構(gòu)吸收推力。精選課件水平推力的處理可采用：精選課件175

（5）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析

整體失穩(wěn)網(wǎng)殼失穩(wěn)局部失穩(wěn)波狀失穩(wěn)條狀失穩(wěn)大波狀失穩(wěn)小波狀失穩(wěn)點失穩(wěn)桿件失穩(wěn)精選課件（5）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析整體失穩(wěn)網(wǎng)殼失穩(wěn)局部失穩(wěn)波狀失穩(wěn)176網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的典型失穩(wěn)形式精選課件網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的典型失穩(wěn)形式精選課件177

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析，基礎(chǔ)仍然是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，但由于影響因素較多，如初始缺陷的影響、多參數(shù)體系的多重臨界點問題、多種工況下的多重臨界點問題等，對此的研究尚不足。目前，基本上只能進行定性分析。精選課件網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析，基礎(chǔ)仍然是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，但由于影響1782索膜結(jié)構(gòu)精選課件2索膜結(jié)構(gòu)精選課件179

承重結(jié)構(gòu)的基本承重構(gòu)件采用受拉工作的懸索或張拉的薄膜，稱為懸索結(jié)構(gòu)或膜結(jié)構(gòu)。由于受拉構(gòu)件的承載能力決定于強度而不是穩(wěn)定性，因而能充分發(fā)揮鋼索和膜材受拉工作時強度高、自重輕的特點。同時，由于覆蓋材料自重輕，使承重結(jié)構(gòu)的重量較小，因而懸索結(jié)構(gòu)和張拉薄膜結(jié)構(gòu)更適合于在大跨度結(jié)構(gòu)中使用。精選課件承重結(jié)構(gòu)的基本承重構(gòu)件采用受拉工作的懸索或張拉的180

2.1懸索結(jié)構(gòu)