大跨结构第2讲.ppt

1、类型：屋架、刚架、桁架、拱架；类型：屋架、刚架、桁架、拱架；实腹式、格构式实腹式、格构式(1)杆系结构杆系结构(2)分析计算理论成熟分析计算理论成熟(3)计算机程序可靠计算机程序可靠第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系(4)线弹性分析为主线弹性分析为主(5)设计规范和手册可依设计规范和手册可依一、一、一、一、屋架屋架屋架屋架梁式结构梁式结构梁式结构梁式结构 静静定定结结构构体体系系，计计算算、制制造造和和施施工工简简单单，适适用用于于跨跨度度不不太太大大的的建建筑筑屋屋盖盖，传传统统的的工工业业厂厂房房、商商场场、仓仓库库、教教室室、展展厅等厅等。第第2 2讲：讲：平面平面大

2、跨大跨度度结构体系结构体系1、结构布置、结构布置简支桁架形式，对支座没有推力；简支桁架形式，对支座没有推力；布置方式：横向承重，跨度布置方式：横向承重，跨度L=15-50m，间距间距6m；无檩体系：钢筋混凝土大型屋面板，无檩体系：钢筋混凝土大型屋面板，3m和和6m模数；模数；有檩体系：有檩体系：屋架屋架、支撑、檩条组成、支撑、檩条组成；第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系2、屋架的形式、屋架的形式梯梯形形屋屋架架，平平行行弦弦屋屋架架，三三角角形形屋屋架架；圆钢、小角钢轻屋架；圆钢、小角钢轻屋架；高高跨比跨比Ho/L=1/61/8第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系

3、结构体系上弦节间距符合模数要求，避免节间荷载上弦节间距符合模数要求，避免节间荷载弦杆弦杆双角钢，双角钢，T型钢；腹杆型钢；腹杆双角钢；双角钢；全部采用角焊缝连接，质量易保证；全部采用角焊缝连接，质量易保证；第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系3、支撑形式、支撑形式保保证证屋屋架架平平面面外外稳稳定定性性，形形成成整体结构，承受纵向荷载整体结构，承受纵向荷载上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑:端跨或第二跨，间距不大于端跨或第二跨，间距不大于60m;垂直支撑垂直支撑:与横向水平支撑同跨与横向水平支撑同跨纵向水平支撑（有吊车）纵向水平支撑（有吊车）系杆：刚性或柔性，减小平面外计算长度

4、系杆：刚性或柔性，减小平面外计算长度第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系4、分分析和析和设计依据设计依据钢结构设计规范（钢结构设计规范（GBJ17-88）铰铰接平面桁架模型，接平面桁架模型，弹性分析弹性分析，半半跨荷载组合，拉压杆设计跨荷载组合，拉压杆设计L24m时要考虑竖向地震作用时要考虑竖向地震作用第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系设计手册，设计手册，标准图集，设计条件标准图集，设计条件第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系5、节点构造节点构造(1)节点板节点板+角焊缝角焊缝(2)简单方便简单方便(3)安装螺栓安装螺栓第第2 2讲：讲：

5、平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系6、钢管桁架钢管桁架圆管、方管、矩形管圆管、方管、矩形管第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系7、立体桁架立体桁架钢管结构，相惯节点钢管结构，相惯节点提高平面外稳定性提高平面外稳定性更大跨度更大跨度第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系8、预应力桁架预应力桁架降低结构高度，采用高强度钢材降低结构高度，采用高强度钢材上弦杆初始受拉，下弦杆初始受压上弦杆初始受拉，下弦杆初始受压恒载作用时弦杆内力很小恒载作用时弦杆内力很小两阶段设计，小变形，线性叠加两阶段设计，小变形，线性叠加第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系二

6、、二、二、二、刚刚刚刚架式结构架式结构架式结构架式结构实实腹腹式式门门式式刚刚架架，轻型钢结构轻型钢结构格格构构式式更更大大跨跨度度，钢管空间桁架钢管空间桁架第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系1、结构结构布置布置横向布置与横向布置与屋架屋架结构相同结构相同，屋架，屋架横向横向刚刚架架横向承重，不受模数限制，布置支撑形成整体结构横向承重，不受模数限制，布置支撑形成整体结构第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系实实腹腹式式：跨跨度度L=5060m，无无铰铰或或双双铰铰，横横梁梁的的高高度度L/20L/50，可设拉杆和施加预应力；可设拉杆和施加预应力；第第2 2讲

7、：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系格格构构式式：双双铰铰式式，当当L100m时时可可为为无无铰铰式式，还还可可做做成成折折线线形形；L较较小小时时采采用用换换算算刚刚度度，按按实实腹腹式式框框架架求求内内力；力；L较大时按杆件的多次超静定体系求解内力较大时按杆件的多次超静定体系求解内力第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系三、单层门式刚架结构体系三、单层门式刚架结构体系三、单层门式刚架结构体系三、单层门式刚架结构体系门门式式刚刚架架为为主主承承重重结结构构，压压型型钢钢板板围围护护结结构构，最最大大跨跨度度L70m，分分析析设设计计和和制制作作安安装装技技术术成成熟熟，

8、多多种种定定型型成成套套体体系系，用钢量省用钢量省第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系各各类类轻轻型型工工业业厂厂房房（量量大大面面广广），体体育育场场馆馆、娱娱乐乐场场所所、公公共共建建筑筑，仓仓库库及及储储运运设设施施，超超市市、零零售售和和商商业服务；业服务；第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系1、结构组成、结构组成 基础，主刚架，墙梁，檩条，屋面板，墙面板，抗风柱，基础，主刚架，墙梁，檩条，屋面板，墙面板，抗风柱，屋面支撑，柱间支撑等屋面支撑，柱间支撑等 第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系2、结构形式、结构形式多多样：样：单脊、多

9、脊，单脊、多脊，单跨、多跨、高低跨；单跨、多跨、高低跨；单坡、双坡，单坡、双坡，陡坡、缓坡屋面，陡坡、缓坡屋面，单、多内摇摆柱；单、多内摇摆柱；等截面、变截面、加腋，等截面、变截面、加腋，实腹、空腹、格构梁柱；实腹、空腹、格构梁柱；大大跨：跨：柱距柱距618m，跨度跨度1572m；第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系3、结构布置、结构布置纵向长度纵向长度可达可达200m，不用设伸缩缝（螺栓连接）；不用设伸缩缝（螺栓连接）；纵向构件保证空间稳定性：纵向构件保证空间稳定性：檩条，墙梁，吊车梁，支撑；檩条，墙梁，吊车梁，支撑；第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系支

10、撑：柱间支撑、屋面支撑、墙面支撑，保证稳定、减小支撑：柱间支撑、屋面支撑、墙面支撑，保证稳定、减小计算长度；计算长度；屋面和上柱支撑设在端部、下柱设在中部；屋面和上柱支撑设在端部、下柱设在中部；4、结构设计要点、结构设计要点设计依据为门式刚架轻型房屋钢结构技术规程；设计依据为门式刚架轻型房屋钢结构技术规程；按平面有侧移刚架计按平面有侧移刚架计算算，线线弹性分析；弹性分析；利用支撑和围护结构利用支撑和围护结构提高提高空间整体稳定性；空间整体稳定性；工形实腹焊接截面，腹板高厚比大（工形实腹焊接截面，腹板高厚比大（ho/tw80100m时时)，受受压压为为主，支座有推力；主，支座有推力；第第2 2讲

11、：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系组成：承重拱，纵向构件；组成：承重拱，纵向构件；布置：原则上与布置：原则上与屋屋架结构体系类似；架结构体系类似；2、拱的形式、拱的形式无无铰铰拱拱、单单铰铰拱拱、双双铰铰拱拱、三三铰铰拱拱，拉杆拱，拉索拱拉杆拱，拉索拱；圆圆弧弧拱拱、抛抛物物线线拱拱、悬悬链链线线拱拱，轴轴线线与压力线接近与压力线接近；薄壁拱壳：围护和承重一体化；薄壁拱壳：围护和承重一体化；第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系3、计算特点、计算特点设计设计参数：矢高比参数：矢高比f/L=0.10.5稳稳定定计计算算：平平面面内内稳稳定定，平平面面外外稳稳定定，半半跨跨

12、荷荷载载，整整体体稳稳定定大位移，非线性全过程分析，类似压杆失稳大位移，非线性全过程分析，类似压杆失稳；薄壁拱薄壁拱整整体稳定与局部相互作用体稳定与局部相互作用；对基础和下部结构的影响对基础和下部结构的影响第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系六六六六、地震地震地震地震作用计算作用计算作用计算作用计算跨度跨度L24m，计算竖向地震作用计算竖向地震作用时程分析：时程分析：集中质量法，基本周期集中质量法，基本周期0.20.7s等效静力法：竖向地震作用系数等效静力法：竖向地震作用系数 max=515%竖向地震作用标准值：竖向地震作用标准值：Se=c maxSs 7，8，9度时度时c=0.5，1.0，2Ss为为重力荷载代表值重力荷载代表值第第2 2讲：讲：平面平面大跨大跨度度结构体系结构体系