大跨度空间结构设计

大跨度框架结构设计浅谈

【摘要】大跨度框架结构应用广泛，本文就其应用从多个方面进行说明，主要包括大跨钢结构的特点及应用、大跨度混凝土框架结构中设计的注意问题和解决对策、大跨度轻钢门式钢架在干煤棚的设计、格构梁式大跨度框架设计原则等内容。

【关键词】大跨度；框架；设计

一、前言

建筑行业随着我国科技的不断进步迅猛发展，大跨度框架结构设计在建筑中广泛应用，在多种建筑中都有着非常明显的优势，研究大跨度框架结构设计是非常有现实意义的。

二、大跨度钢结构的特点及应用

1.大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准，我国的《钢结构设计规范》、《网架结构设计与施工规程》将跨度60m 以上的结构定义为大跨度结构，计算和构造均有特殊规定。目前，我国以钢索和膜材做成的索膜结构最大跨度已做到320

m。

2.大跨度结构主要是在自重荷载下工作，主要矛盾是减轻结构自重，故最适宜采用钢结构。在大跨度屋盖中应尽可能使用轻质屋面结构及轻质屋面材料，如彩色涂层压型钢板、压型铝合金板等。

3.在大跨度空间结构中引入现代预应力技术，不仅使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。通过适当配置拉索，或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载，前者即为斜拉结构体系，后者则为预应力结构体系。这一类“杂交”结构体系将改善原结构的受力状态，降低内力峰值，增强结构刚度、技术经济效果明显提高。

三、大跨度混凝土框架结构中设计的注意问题和解决对策

尤其要重视大跨度混凝土框架结构体系之中的配筋率，在对大跨度混凝土框架结构进行配筋的过程中，一般配筋率都相对较低，这主要是考虑到框架角柱在地震状态下所可能会受到的影响，并且还承受了双向弯矩对于框架所施加的荷载，再加上框架结构横梁本身的约束力较低的情况下，必须要让框架柱能够长时间的承受受压状态，促使框架柱本身的扭转建立最大化，这也是大跨度框架结构之中所存在的最大构件。绝大多数情况下，为了能够促使框架柱的配筋数据有效性，就必须要采取先进的计算机方式进行计算，同时为了能够促使大跨度混凝土框架结构设计能够有更大的强度，就必须要对以下几个方面的问题加以重视：

大跨度建筑空间结构抗震设计　

■郑伟宁　

【摘要】伴随国内社会与经济的高速进步，国内建筑的结　

构也日益丰富。在建筑结构设计中有着很多的分支，其中　大跨度空间结构建筑作为未来建筑空间结构设计的一大趋　

势，对于该技术的掌握程度是评价国家发展中其建筑设计　

施工水平高低的重要根据之一。在实际的生活中，大跨度　

空间结构建筑形式间有许多不同的地方，其中包括网架、　

网壳、悬索、膜等结构形式，这些形式的结构在如今建筑　

业中均有广泛的运用。本文主要对大跨度空间结构设计中　

的抗震问题进行了剖析与探究。　

【关键词】建筑大跨度结构设计抗震设计　

大跨结构建筑的灵魂是以力学为原理、以自然　为灵感，例如贝壳、乔木树冠等，其以许多自然界　

事物为范本。大跨结构建筑的样式有很多，例如：　

张拉、穹顶、卡斯藤、树状、开合及膜等结构。设　

计师不止满足于简单的建筑设计，而向着受力大、　跨度大、合理化空间、建筑美观等趋势发展。然而　

大跨结构重要性等级非常高，若遭遇破坏，会给人　们的生命和财产造成严重危害，为此，对大跨结构　

建筑的抗震设计要更加谨慎和细致，保证其遭到地　

震时的安全和可靠，有着重要的意义。　

一、地震作用　

地震作用指的是由于地面的运动造成结构的动　

态效应。且使基础作用于整体结构，使结构各部分　

可以同时承受力的作用。通常认为结构地震的作用　为地震矮动以波形式进行传递，与简谐振动相类似。　

以地震波形式把震动作用传递给结构的一个过程。　

按照简谐振动基本理论，在地震作用过程中结构荷　

载为结构质量与加速度引起的惯性力，一般地震使　

结构发生往复震动，其持续时间短，通常在数秒后　

停止。这样在地震中比较负载与偶然的负载，构件　承受反复的冲击，短时间强度、刚度退化且延性较　

差。　二、地震过程中大跨空间结构　

大跨空间结构建筑作为人群大量集散或工业大　

范围生产的场所，所以在应对一些突发性型灾难，　特别是不能预测出的地震方面需要做出充分的准　

备。若其屋面在地震时发生严重的、破坏性的坍塌　

浅谈大跨度空间管桁架的结构设计

【摘 要】近年来，钢管结构在工业及民用建筑中的应用日益广泛，大跨度的车站、机场、体育场馆等多采用钢管桁架结构，本人有幸参加大庆侏罗纪公园室内游乐场的设计，主体建筑为128米x112米的空间桁架结构。本文通过对该建筑结构设计的回顾，在理论分析和实际工程计算紧密结合的基础上，总结了空间桁架结构设计的一些方法和经验。

【关键词】空间桁架；方案选择；计算分析；关键技术

1、工程概况

本工程位于大庆市区，单体建筑为八边形，建筑面积13475.74㎡，单向拱形屋面，长度128m，矢高12.8m；拱顶净高度28.5m。桁架最大跨度64米。室内景观游乐设施复杂繁多，地面高低起伏，建筑四周墙体均安装美国公司设计的布景，整个建筑对美观及空间要求很高，因此，整个建筑除四周设柱外，中间仅允许有4根圆柱支撑整个屋面体系。屋面三角形桁架内设置通长猫道，兼做表演照明和电缆桥架使用，合理的利用了建筑空间。

2、钢管桁架结构的形式及特点

2.1 管桁架的分类：根据受力特性和杆件布置不同，可分为平面管桁结构和空间管桁结构。

平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内，结构平面外刚度较差，一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。

空间管桁结构通常为三角形截面，与平面管桁结构相比，它能

够具有更大的跨度，且三角形桁架稳定性好，扭转刚度大且外表美观。在不布置或不能布置面外支撑的场合，三角形桁架可提供较大跨度空间。一组三角形桁架类似于一榀空间刚架结构，且更为经济。可以减少侧向支撑构件，提高了侧向稳定性和扭转刚度。对于小跨度结构，可以不布置侧向支撑。

2.2 连接件的截面形式常用的杆件截面形式为圆形、矩形、方形等，本建筑弦杆和腹杆均为圆管相贯。

2.3 桁架的外形：

从桁架外形（即从弦杆类型来分）方面可分为：直线型与曲线型管桁架结构。为了满足对建筑物美观和使用功能的要求，以及空间造型的多样性，管桁架结构多做成各种曲线形状，以丰富结构的立体效果。当设计曲线型管桁结构时，有时为了降低加工成本，杆件仍然加工成直杆，由折线近似代替曲线。如果要求较高，可以采用弯管机将钢管弯成曲管，建筑效果较好，但对加工工艺要求较高。

浅谈大跨度空间管桁架的结构设计

【摘 要】近年来，钢管结构在工业及民用建筑中的应用日益广泛，大跨度的车站、机场、体育场馆等多采用钢管桁架结构，本人有幸参加大庆侏罗纪公园室内游乐场的设计，主体建筑为128米X112米的空间桁架结构。本文通过对该建筑结构设计的回顾，在理论分析和实际工程计算紧密结合的基础上，总结了空间桁架结构设计的一些方法和经验。

标签 空间桁架；方案选择；计算分析；关键技术

1、工程概况

本工程位于大庆市区，单体建筑为八边形，建筑面积13475.74㎡，单向拱形屋面，长度128m，矢高12.8m；拱顶净高度28.5m。桁架最大跨度64米。室内景观游乐设施复杂繁多，地面高低起伏，建筑四周墙体均安装美国公司设计的布景，整个建筑对美观及空间要求很高，因此，整个建筑除四周设柱外，中间仅允许有4根圆柱支撑整个屋面体系。屋面三角形桁架内设置通长猫道，兼做表演照明和电缆桥架使用，合理的利用了建筑空间。

2、钢管桁架结构的形式及特点

2.1 管桁架的分类：根据受力特性和杆件布置不同，可分为平面管桁结构和空间管桁结构。

平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内，结构平面外刚度较差，一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。

空间管桁结构通常为三角形截面，与平面管桁结构相比，它能够具有更大的跨度，且三角形桁架稳定性好，扭转刚度大且外表美观。在不布置或不能布置面外支撑的场合，三角形桁架可提供较大跨度空间。一组三角形桁架类似于一榀空间刚架结构，且更为经济。可以减少侧向支撑构件，提高了侧向稳定性和扭转刚度。对于小跨度结构，可以不布置侧向支撑。

2.2 连接件的截面形式常用的杆件截面形式为圆形、矩形、方形等，本建筑弦杆和腹杆均为圆管相贯。

2.3 桁架的外形：

从桁架外形（即从弦杆类型来分）方面可分为：直线型与曲线型管桁架结构。为了满足对建筑物美观和使用功能的要求，以及空间造型的多样性，管桁架结构多做成各种曲线形状，以丰富结构的立体效果。当设计曲线型管桁结构时，有时为了降低加工成本，杆件仍然加工成直杆，由折线近似代替曲线。如果要求较高，可以采用弯管机将钢管弯成曲管，建筑效果较好，但对加工工艺要求较高。