6第二篇_大跨度建筑屋盖结构网壳结构

大跨房屋钢结构作业网壳大跨空间结构及其应用一、网壳大跨空间结构的特点网壳结构即为网状的壳体结构，是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。

其外形为壳，其构成为网格状，是格构化的壳体，也是壳形的网架，其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。

网壳结构又包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构、单层叉筒网壳结构等。

网壳结构的发展和大量的工程实践应用，网壳结构为建筑结果提供了一种新颖合理的结构形式，网壳结构具有以下特点：（1）网壳结构兼有杆件结构和薄壳结构的主要特性，它的杆件主要承受轴力，结构内力分布比较均匀，受力合理，因此可以充分发挥材料强度作用，节省材料；同时可以跨越较大的跨度。

网壳结构是典型的空间结构，合理的曲面可以使结构力流均匀，结构具有较大的刚度，结构变形小，稳定性高。

（2）网壳结构可以采用各种壳体结构的曲面形式，在外观上可以与薄壳结构一样具有丰富的造型，无论是建筑平面、外形和形状都能给设计师以充分的创作自由。

薄壳结构与网格结构不能实现的形态，网格结构几乎都可以实现。

既能表现静态美，又能通过平面和立面的切割以及网格、支撑与杆件的变化表现动态美，通过使结构动静对比、明暗对比、虚实对比，把建筑美与结构美有机地结合起来，使建筑更易于与环境相协调。

（3）网壳结构应用范围广，可用于中、小跨度的民用和工业建筑，也可用于大跨度的各种建筑，特别是超大跨度的建筑。

在建筑平面上可以适应多种形状，如圆形、矩形、多边形、扇形以及各种不规则的平面。

网壳结构中网格的杆件可以用直杆代替曲杆，即以折面代替曲面，如果杆件布置和构造处理得当，可以具有与薄壳结构相似的良好的受力性能。

（4）网壳结构可以用小的构件组成，而且杆件单一，这些构件可以在工厂预制实现工业化生产，安装简便快速，适应采用各种条件下的施工工艺，不需要大型设备，因此综合经济指标较好。

大跨度柱面网壳结构设计要点大跨度柱面网壳结构是指采用柱面网壳结构形式进行设计和建造的大跨度建筑结构工程。

柱面网壳结构以其独特的形式和巨大的空间创造能力，逐渐成为建筑领域中备受关注的一种新型结构体系。

在大跨度柱面网壳结构设计中，有许多要点需要特别注意，以确保其结构的稳固性、安全性和美观性。

大跨度柱面网壳结构的设计要点之一是要充分考虑结构的稳固性。

由于其大跨度、薄壁的特点，柱面网壳结构在设计阶段必须充分考虑结构的整体稳定性和局部稳定性。

在材料选择、构造方式和结构连接方面，需要精确计算和合理设计，以确保结构在承受外部荷载时不会出现变形和破坏。

还需要考虑结构受力的均匀性和合理分布，避免出现局部应力过大导致的结构失稳。

大跨度柱面网壳结构设计要点还包括考虑结构的抗风和抗震能力。

由于柱面网壳结构通常为开敞式建筑，其在面对强风和地震等自然灾害时需要具备较强的抵抗能力。

在设计阶段需要充分考虑结构的抗风和抗震设计要求，采用合理的结构形式和材料，增强结构的抗风和抗震性能。

还需要考虑结构的动态响应特性，通过减震和减振设计等手段，降低结构在外部荷载下的震动响应，确保结构和使用者的安全。

大跨度柱面网壳结构设计要点还包括考虑结构的施工可行性和经济性。

在设计阶段需要充分考虑结构的施工工艺和施工工程，确定合理的施工方案和施工工艺，在施工过程中保证结构的安全性和质量。

还需要考虑结构的经济性，通过合理的结构形式和材料选择，有效控制结构的造价，确保在满足设计要求的前提下实现经济效益。

大跨度柱面网壳结构设计要点包括结构的稳固性、抗风和抗震能力、美观性和环境友好性、施工可行性和经济性。

在实际设计工作中，设计人员需要全面考虑以上要点，并根据具体工程条件进行合理的设计，确保大跨度柱面网壳结构在各个方面均能达到设计要求，为建筑领域增添新的美学价值和技术魅力。

大跨度建筑结构体系简述-各种大跨度结构类型- 结构理论摘要：大跨度空间结构是目前发展最快的结构类型。

大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展战况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。

而大跨度结构的表现形式是多种多样的，具体如下文所示：关键词：大跨度空间结构；拱券结构及穹隆结构；椼架结构与网架结构；壳体结构；悬索结构；膜结构一、拱券结构及穹隆结构从迄今还保存着的古希腊宏大的露天剧场遗迹来看，人类大约在两千多年前，就有扩大室内空间的要求。

古代建筑室内空间的扩大是和拱结构的演变发展紧密联系着的，从建筑历史发展的观点来看，一切拱结构-包括各种形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的变化和发展，都可以说是人类为了谋求更大室内空间的产物。

券拱技术是罗马建筑最大的特色及成就，它对欧洲建筑做出了巨大的贡献，影响之大无与伦比。

罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式和风格以及某些建筑的功能和规模等等都是同券拱结构有密切联系。

拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力，为保持稳定，这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。

例如以筒形拱来形成空间，反映在平面上必须有两条互相平行的厚实的侧墙，拱的跨度越大，支承它的墙则越厚。

很明显，这必然会影响空间组合的灵活性。

为了克服这种局限，在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上，创造出一种双向交叉的筒形拱。

而之后为了建筑的发展热门又创造出了穹隆结构穹隆结构也是一种古老的大跨度结构形式，早在公元前14世纪建造的阿托雷斯宝库所运用的就是一个直径为14.5米的叠涩穹隆。

到了罗马时代，半球形的穹隆结构已被广泛地运用于各种类型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神庙。

神殿的直径为43.3米，其上部覆盖的是一个由混凝土做成的穹隆结构。

在大跨度结构中，结构的支点越分散，对于平面布局和空间组合的约束性就越强；反之，结构的支承点越集中，其灵活性就越大。

从罗马时代的筒形拱衍变成高直式的尖拱拱肋结构；从半球形的穹隆结构发展成带有帆拱的穹隆结构，都表明由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。

大跨度屋盖结构的几种形式
大跨度屋盖结构是建筑中常见的一种结构形式，它能够支撑大面积的屋面，使得室内空间更加开阔。

在大跨度屋盖结构中，有以下几种形式：
1. 悬索屋盖结构：这种结构形式采用钢索或钢缆来支撑屋顶，使得屋顶悬浮在上方。

这种结构形式可以实现大跨度的无柱空间，但需要注意的是，由于悬索的受力性质，需要对地基进行较为严格的要求。

2. 钢桁架屋盖结构：钢桁架结构是一种经济、实用的结构形式，在大型体育馆、展览馆等场馆中应用广泛。

这种结构形式的优点在于，可以实现大跨度、高强度、大空间。

3. 桥式屋盖结构：这种结构形式是将桥梁结构用于屋盖上，形成一种类似于桥梁的结构形式。

这种结构形式可以实现大跨度、高强度、大空间，并且具有美观的外观。

4. 双曲面屋盖结构：双曲面屋盖结构是一种美观、流线型的结构形式，它可以实现大跨度、高强度、大空间的要求。

这种结构形式的优点在于，可以实现较为均匀的载荷分布，适用于大型体育馆、展览馆等场馆。

以上几种形式都是在大跨度屋盖结构中比较常见的形式，每一种形式都有其优点和适用范围，建筑设计者需要根据具体的空间要求和功能需求，选择合适的结构形式。

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大跨度柱面网壳结构设计要点随着建筑结构设计技术的不断发展，大跨度柱面网壳结构已经成为现代建筑中一种常见的结构形式。

它不仅在建筑外观上具有独特的美学效果，还能够有效地减轻建筑物的自重，降低材料消耗，提高建筑物的抗震性能和承载能力。

要想设计出一个优秀的大跨度柱面网壳结构，需要考虑到诸多因素，下面将从几个关键要点来探讨大跨度柱面网壳结构的设计。

一、受力特点大跨度柱面网壳结构的受力特点是设计中需要重点考虑的问题。

柱面网壳结构主要承受的是弯矩和剪力，在设计过程中需要合理分布结构的内力，使得整个结构在荷载作用下能够保持稳定。

考虑到柱面网壳结构的曲线形状，还需要考虑结构的变形和挠度，确保结构在使用过程中的稳定性和安全性。

二、材料选择大跨度柱面网壳结构的材料选择直接影响到结构的承载能力和整体性能。

通常情况下，柱面网壳结构采用的材料主要包括钢结构和混凝土结构。

钢结构具有较好的抗拉性能和变形能力，适合用于大跨度柱面网壳结构的建造；而混凝土结构具有较好的抗压性能，在构造形态和施工方面存在一定的优势。

在实际设计中，需要根据具体的工程要求和施工条件来选择合适的材料，以保证结构的安全可靠。

三、节点连接大跨度柱面网壳结构在节点连接处需要设计合理的连接方式，以保证结构的稳定和整体性能。

合理的节点连接方式不仅能够降低结构的材料消耗和施工成本，还能够提高结构的可靠性和抗震性能。

在设计过程中需要充分考虑节点连接的可行性和安全性，避免出现因节点连接不当而导致的结构失稳和破坏情况。

四、美学效果大跨度柱面网壳结构在建筑外观上具有独特的美学效果，能够为整个建筑增添一道亮丽的风景线。

在设计过程中需要考虑到结构的曲线形状、表面的光洁度和色彩搭配，使得整个结构在视觉上更加美观和具有艺术感。

还需要考虑到结构的整体性能和实用性，以保证结构的美学效果与实用性能相得益彰。

五、环境适应性大跨度柱面网壳结构通常用于跨度较大的建筑中，需要考虑到结构在不同环境条件下的适应性。

1.1 课题研究背景和意义 (1)1.1.1 大跨度空间结构的发展历程 (1)1.1.2 空间结构类型 (1)1.1.3 网架结构的特点 (2)1.2 研究现状 (2)1.3 论文研究内容 (2)第2章结构选型 (4)2.1 网架型式的确定 (4)2.2 网架结构的选型 (4)2.2.1 网架结构主要几何尺寸的确定 (4)2.2.2 网架结构的支撑 (5)2.2.3 网架屋面排水坡 (5)2.2.4 网架起拱度和容许挠度 (6)2.2.5 杆件材料与截面形式 (6)2.2.6 网架腹杆布置 (6)2.2.7 节点设计与制造概述 (6)2.3 网架的几何参数与杆件的物理参数 (7)第3章网架设计与程序的编制 (9)3.1 杆件的设计与构造 (9)3.1.1 杆件截面选择 (9)3.1.2 网架杆件的计算长度 (9)3.1.3 网架杆件的容许长细比 (10)3.2 荷载分析 (10)3.2.1 静荷载 (10)3.2.2 活荷载 (11)3.2.3 三种工况 (11)3.3 网架设计的命令流 (12)3.3.1 定义截面类型 (12)3.3.2 输入网架结构基本参数 (12)3.3.3 定义单元有关常数 (13)3.3.4 几何模型的建立 (13)3.3.5 添加荷载与约束 (14)3.3.6 网架设计程序的核心思想 (14)3.4 出现的问题与解决方法 (15)3.4.1 截面组合形式的选择 (15)第四章结果分析 (17)4.1 网架的变形 (17)4.2 网架杆件内力 (18)4.3 网架杆件应力 (20)第5章结论与展望 (21)5.1 结论 (21)5.2 展望 (21)参考文献 (22)附录 (24)附录A 网架设计命令流 (24)附录B 外文翻译 (29)第1章绪论1.1 课题研究背景和意义1.1.1 大跨度空间结构的发展历程空间结构的发展是和人类生活、生产的需要，科学技术水平以及物质条件的发展紧密相连的。