大跨空间结构概述
大跨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状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。在这实际的三维世界里，任何结构物本质上都是空间性质的，只不过出于简化设计和建造的目的，人们在许多场合把它们分解成一片片平面结构来进行构造和计算。与此同时，无法进行简单分解的真正意义上的空间体系也始终没有停止其自身的发展，而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力，体现出大自然的美丽和神奇。空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力，而且还由于它们通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。当跨度增大时，空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能。事实上，当跨度达到一定程度后，一般平面结构往往已难于成为合理的选择。从国内外工程实践来看，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系。
近二十余年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧等发达国家发展很快。建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。大跨与空间钢结构主要用于公共建筑，如大会堂、影剧院、展览馆、音乐厅、体育馆、加盖体育场、航空港等。大跨度结构也用于工业建筑，如飞机制造厂的总装配车间、飞机库、造船厂的船体结构车间等等。这些建筑采用大跨结构是受装配机器（如船舶、飞机）的大型尺寸或工艺过程要求所决定的。
大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准，国家标准《钢结构设计规范》、《网架结构设计与施工规程》将60m以上定义为大跨度结构，计算和构造均有特殊规定。我国目前最大跨度做到153m，以钢索和膜材做成的索膜结构最大已做到320m。
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。
大跨度结构主要分为两大类：平面结构体系：梁式体系、框架式体系、拱式体系。空间结构体系：网架及网壳结构、悬索结构、膜结构。
平面承重的大跨度钢结构：
1、梁式结构体系。梁式结构体系一般采用简支桁架的形式，桁架的优点是制作与安装都比较简单，其上、下弦及腹杆仅承受拉力或压力，对支座也没有横推力。适用跨度：40至60m，更大的跨度由于耗钢量过大而不经济。重点是支撑系统的布置，对保证整个结构体系的整体刚度是非常重要的。大跨度梁式结构的外形及腹杆体系，决定于跨度、屋面型式及吊天棚结构的形式，常用的有梯形和拱形桁架。按重量最优确定的桁架的高跨比一般为1/6～1/8。常用形式：（1）角钢（或T型钢）桁架（2）H型钢重型桁架（3）钢管桁架（圆钢管或矩形管）桁架设计的难点在节点和支座，跨度大于35～40m时，梁式结构的支座之一必须作成可移动的，以减小对支承墙体或支柱传递的横向反力，横向反力一般由屋架下弦的弹性变形产生。
2、框架结构体系。与梁式结构体系相比，框架式体系比较经济，且横梁高度可以取得比梁式结构的高度小，刚度也较大，常用于工业建筑。
框架柱柱脚可以作成铰接，也可以作成刚接。无铰框架刚度更好，用钢量省、便于安装，但这种框架对温度作用比较敏感，对基础及地基的要求较高。
框架结构体系主要有实腹式和格构式两大类：（1）实腹式框架结构体系。实腹式框架适用于跨度不太大（L=18～60m）的框架结构。它的优点是制作简单、便于运输，还能降低房屋高度。实腹框架常设计成铰接柱脚。由于框架支座弯矩的卸载作用使实腹框架的横梁高度不大，可取跨度的1/30～1/40。在我国得到大力发展的轻型门式刚架结构，是实腹式框架结构体系的一种，其特点是屋盖及墙体均采用压型钢板，结构主要承受自身的重量。
轻型门式刚架结构设计。门式刚架是一种有效利用材料的结构形式。由于构件尺寸小，房屋高度相应降低，减轻了建筑体积和重量。构件可以在工厂批量生产，工地安装用高强螺栓连接，简便而迅速，施工期短。同时，门武刚架造型简洁美观，在房屋建筑中可适用于覆盖大面积的单跨、多跨等厂房、仓库和各类公共建筑。
轻型门式刚架结构：1、建筑特点：（1）轻型化，屋盖及墙体均为压型钢板，以减轻建筑自重；（2）吊车吨位：A1~A5工作级别的桥式吊车<20t；悬挂式起重机<3t。（3）常用跨度：18~ 30m，高度4.5 ~ 9m。规定跨度可作到36m。2、
结构特点：（1）主体结构采用门式刚架，刚架可以是单跨、双跨或多跨，还可带附跨。把中柱做成摇摆柱体现了材料集中使用的原则。（2）采用变化构件截面的手段以适应弯矩变化是门式刚架轻型化的技术措施之一。柱脚常用铰接，（当有桥式吊车时用等截面、柱脚固定）。
（3）刚架间距一般6m 左右，亦可采用7.5~9m，间距太大将增加檩条的用钢量。温度区段长度：纵向<300m；横向<150m 。当不超过以上数值时，一般情况下可不考虑温度应力和温度变形的影响。柱间支撑的纵向水平刚度较单独柱大得多（约10～20倍），故厂房纵向温度变形的不动点接近于柱间支撑的中点（有两道柱间支撑时，为两支撑距离的中点）。新规范增加：“当有计算依据时，温度区段长度可适当加大”，是考虑到影响温度区段长度限值的因素较多，在规范中无法逐一反映，让设计人员根据具体情况考虑增减。当温度区段长度超过规范规定的数值时，应进行温度应力的计算或设置温度伸缩缝。温度伸缩缝的两种做法：a. 在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔；b. 设置双柱。此外，吊车梁与柱的连接宜采用长圆孔。（4）刚架斜梁的坡度取决于屋面
（4mm 排水坡度，一般i=1/8~1/20。减小构件腹板厚度，一般腹板壁厚在4 ~ 10mm，
是规程规定的下限），主要利用腹板截面的屈曲后强度。（5）檩条采用冷弯薄壁型钢，截面一般为C型钢或Z型钢（坡度较大时，可以做到主轴与地面平行）。檩条壁厚一般1.5 ~ 3.0mm，1.5mm为规范规定的下限。新修定的国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 已取消了壁厚6mm上限的规定，板厚由设计者自行掌握（未试验），我国目前已能生产12.5mm厚的冷弯薄壁型钢（6）支撑体系：必须设屋盖支撑系统和柱间支撑系统。屋盖支撑布置在温度区段的两端或端部第二开间（此时第一开间设刚性系杆）。柱间支撑设在与屋盖支撑相同的柱间，无吊车时，间距一般30~ 45m，不大于60m。有吊车时柱间支撑宜设在温度区段中部。
3、檩条的设计特点：（1）檩条为薄壁构件，在受力状态其组成板件可能丧失局部稳定而产生屈曲，但屈曲后仍能承载（利用薄膜效应，即张力场）。设计中利用其屈曲后强度，一般采用有效截面的方法进行强度计算。（2）檩条的整体稳定计算分为两种情况：a. 风压力作用下，一般压型钢板（条件是有足够的抗剪件）和受压区设置的檩间拉条能起侧向约束作用。b. 在风吸力作用下，下翼缘受压（连续设置的檩条在风压力作用下也有类似情况），受力状态类似弹性地
基梁，有研究认为可按弹性地基梁的压杆计算，受拉翼缘对其的约束作用视为弹性地基梁的作用，截面扭转和侧向弯曲效应等效转化为作用于下翼缘的侧向荷载，以简化计算。也可采用构造要求，如设置隅撑。
4、构件设计的特点：（1）斜梁轴力较大，一般按压弯构件设计，须满足强度、整体稳定、局部稳定的要求。工字形截面的腹板也可按考虑屈曲后强度进行设计，但最大高厚比不宜大于250。
工字形截面构件腹板考虑屈曲后强度的设计特点：（a）条款不适用于吊车梁，因有关资料不充分，多次反复屈曲可能导致腹板边缘出现疲劳裂纹。（b）腹板受剪屈曲后的强度计算利用了张力场概念，使极限剪力大于屈曲剪力。精确确定张力场剪力值需要算出张力场宽度，比较复杂，为简化计算采用了相当于下限的近似公式。（c）利用腹板屈曲后强度，只要腹板的抗剪承载力不低于构件的实际最大剪力，一般不再考虑设置加劲肋。
可以这样说，大跨空间结构是最近三十多年来发展最快的结构形式。从今天来看，大跨度和超大跨度建筑物及作为其核心的空间结构技术的发展状况已成为代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。世界各国为大跨度空间结构的发展投入了大量的研究经费。这些研究工作为各国大跨度建筑的蓬勃发展奠定了坚实的理论基础和技术条件。国际壳体和空间结构学会（IASS）每年定期举行年会和各种学术交流活动，是目前最受欢迎的著名学术团体之一。
我国大跨度空间结构的基础原来比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要，近十余年来也取得了比较迅猛的发展。工程实践的数量较多，空间结构的类型和形式逐渐趋向多样化，相应的理论研究和设计技术也逐步完善。
种种迹象说明，我国虽然尚是一个发展中国家，但由于国大人多，随着国力的不断增强，要建造更多更大的体育、休闲、展览、航空港、机库等大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛，而且这种需求量在一定程度上可能超过许多发达国家。这是我国空间结构领域面临的巨大机遇。
但与国际先进水平相比，我国大跨空间结构的发展仍存在一定差距。主要表现在结构形式还比较拘谨，较少大胆创新之作，说明新颖的建筑构思与先进的结构创造之间尚缺乏理想的有机结合，尤其是150m以上的超大跨度空间结构的工程实践还比较少；结构类型相对地集中于网架和网壳结构，悬索结构用得比较少，
而一些有巨大前景的新颖结构形式如膜结构和索-膜结构、整体张拉结构、可开合结构等在国外已有不少成功的工程实践，在我国则还处于空白或艰难起步阶段。情况看来是，我国空间结构的发展经过十余年来在较为平坦的草原上的驰骋之后，似乎遇上了一个需要努力跃上的新台阶。这一新台阶包含材料和生产条件等技术问题，也包含尚未很好解决的一些理论问题。为促进我国空间结构进一步的更高层次的发展，有待科技工作者和企业家努力创造条件，以求得这些技术问题和理论问题较快较好地解决。
通过这一个学期建筑结构选型将建筑结构分类如下:●平面结构 梁柱结构(框架结构 桁架结构 单层钢架结构 拱式结构 ●空间结构 薄壁空间结构 网架结构 网壳结构网格结构 悬索结构 薄膜结构 ●高层建筑结构 ●平面结构 平面屋盖结构空间跨度相比较小,节点、支座形式较简单。 2008年奥运会摔跤比赛馆总建筑面积约23950平方米,比赛馆平面是一个82.4*94米平面,屋面是反对称的折面,采用巨型门式钢钢架结构,将建筑塑造为富有韵律感的
造型,如图所示。三维整体模型工程屋盖由12榀空间门式钢钢架组成,跨度82.4米,中心距8,0米,钢刚架为四肢组合的格构式结构。构件间的连接节点均为相贯节点,钢架柱(钢管连接于看台部分的钢筋混凝土柱,屋盖结构外形简洁、流畅,节点形式简单,刚度大,几何特性好。 单榀空间门式钢刚架单榀空间门式钢刚架(有连系杆单榀空间门式钢刚架(有连系杆
刚架柱支座 ●空间结构 ●网格结构 ?网架结构 一:2008奥运会国家体育馆 国家体育馆位于北京奥林匹克公园中心区,建筑面积80 476m2 ,固定座席118 万座,活动座2 000座,用于举办2008 年奥运会的体操、手球比赛,赛后用于举办体育比赛和文艺演出。虽然体育馆在功能上划分为比赛馆和热身馆两部分,但屋盖结构在两个区域连成整体,即采用正交正放的空间网架结构连续跨越比赛馆和热身馆两个区域,形成一个连续跨结构。空间网架结构在南北方向的网格尺寸为815m,东西方向的网格有两种尺寸,其中中间(轴a和○K之间的网格尺寸为1210m,其他轴的网格尺寸为815m。按照建筑造型要求,网架结构厚度在11518~31973m之间。不包括悬挑结构在内,比赛馆的平面尺寸为114m ×144m,跨度较大,为减小结构用钢量,增加结构刚度,充分发挥结构的空间受力性能,在空间网架结构的下部还布置了双向正交正放的钢索,钢索通过钢桅杆与其上部的网架结构相连,形成双向张弦空间网格结构。其中最长桅杆的长度为91237m,钢索形状根据桅杆高度通过圆弧拟合确定。在
1空间结构的特点：1）空间结构具有合理形体，三维受力特性，内力均匀，结构整体刚度大，抗震性能好。对集中荷载的分散性较强，能很好的承受不对称荷载或较大的集中荷载。2）自重轻，经济性好。3）便于工业化生产4）形式多样化，造型美观。5）有较大的跨越能力，为建筑功能提供较大的空间。6）建筑，结构和使用功能的统一。 2大跨度空间结构分类按大跨度空间结构的受力特点可分为刚性，柔性空间结构和杂交结构体系按单元划分分为板壳单元，梁单元，杆单团，索单元和膜单元。 3刚性空间结构体系包括薄壳，空间网络和立体桁架结构。薄壳结构多为钢筋混凝土整体浇灌而成 4空间网格结构一般是由钢杆件按一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构。空间网格结构根据外形分：网架——外形呈平板状，网壳——其外形呈曲面状 5立体桁架结构是以钢管通过焊接有机连接而成的一种空间结构。 6柔性空间结构体系是指由柔性构件构成，通过施加预应力而形成的具有一定刚度的空间结构体系（包括：悬索结构，膜结构，张拉整体结构）。 7杂交空间结构体系：第一类为刚性结构体系之间的组合，第二类为柔性结构体系于刚性结构体系的组合，第三类为柔性体系之间的组合。 8单层网壳由梁单元组成，而双层网壳由杆单元组成 9网架结构具有空间三维受力、整体性好、刚度好、施工简单、快捷等优点。优点：1，应用范围广2，建筑高度小，能更有效的利用建筑空间，获得良好的经济效益。3，网格结构的刚度大，整体性好，抗震性好。4，网格尺寸小，可采用小规模的杆件界面，并为采用轻型屋面提供了便利的条件。5）便于制造定型化，网格可做成少数几种标准尺寸的组合单元，节点和零件，在工厂大量生产。组合单元若采用螺栓连接，网架可装可拆，也可任意加长或缩短，灵活性更大。6）由于网架杆件与节点的单一性，一般结构设计所需的施工图纸比较少。 10网架结构形式按结构组成分有双层和三层网架；按支承情况，可分为周边支承、点支承、三边支承和两边支承，周边支承与点支撑相结合的混合支承，按网格组成情况，可分为有两向或三向平面桁架组成的平面桁架体系和由三角锥、四角锥组成的空间桁架体系。根据搁置方式不同，可分为周边支承、点支撑、三边支撑和两边支承，以及周边支承与点支撑相结合的情况。 11双层网架由上下两个平放的平面构架做表层，上、下表层设有层间杆件相联系。组成上下表层的杆件称为网架的上弦杆或下弦杆，位于两层之间的杆件称为副杆。 12三层网架由3个平放的平面构架及层间杆件组成。三层网架结构的稳定性能比双层网架好，杆件密集，传力路径众多，结构有更好的安全储备，致使结构有很好的延性。三层网架结构杆件内力分布均匀。三层网架也存在不足之处是节点和杆件数量增多，中层节点上的链接的杆件较密。 13常用的柱帽形式有3种：1柱帽设置在网架下弦平面下，就是在支点处向下延伸一个网架高度，这种柱帽能很快将柱顶反力扩散，由于假设柱帽将占据一部分室内空间。2柱帽在网架上弦平面之上，就是在支点处向上延伸一个网架高度，其优点是不占室内空间，柱帽上凸部分可兼作采光天窗。3柱帽布置在网架内，将上弦节点直接搁置于柱顶，使柱帽呈伞形，其优点是不占室内空间，屋面处理较简单。这种柱帽承载力较低，适用轻屋盖或中小跨度网架。 14按网格形式分类,网架可分为平面桁架系和空间桁架系。平面桁架体系由平行斜架组成，杆件较多，刚度较大，适用与各种跨度。平面桁架体系分为1两向正交正放网架2两向正交斜放网架3两向斜交斜放网架空间桁架体系分为四角锥体系和三角锥体系四角锥体系是由许多四角锥按一定规律组成，组成的基本单位为倒置四角锥，这类网架上下弦平面均为方
大跨空间结构的学习心得 上大学以来，我总是喜欢看一些建筑类的书籍，每每看到那些对我来说不可思意的建筑，我都会被她们的雄伟气势、美妙绝伦的造型所深深吸引和被她们的设计者所完全折服。当然对于一个即将成为建筑人的我来说，这更是一种自豪。在这其中大跨空间结构，印象尤为深刻。这一学期的《大跨空间结构》课程让我更进一步的认识了空间结构。 记得小时候和朋友交换着把绳子在手指间支成各种各样的空间形状，那时侯的小游戏---“玩翻绳”，仔细想来它其实附含着一个很深的哲理---结构是变化的、是简单和复杂的综合体。两点一线、三点一面，面和面组合成空间。任何结构物本质上都是空间性质的，只不过出于简化设计和建造的目的，人们在许多场合把它们分解成一片片平面结构来进行构造和计算。与此同时，无法进行简单分解的真正意义上的空间体系也始终没有停止其自身的发展，而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力，体现出大自然的美丽和神奇。空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力，而且还由于它们通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。当跨度增大时，空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能。事实上，当跨度达到一定程度后，一般平面结构往往已难于成为合理的选择。从国内外工程实践来看，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系。 大跨空间结构的类型和形式十分丰富多彩，可分为如下这些类型：钢筋混凝土薄壳结构、平板网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构和索－膜结构。钢筋混凝土薄壁结构在50年代后期及60年代前期在我国有所发展，当时建造过一些中等跨度的球面壳、柱面壳、双曲扁壳和扭壳，在理论研究方面还投入过许多力量，制定了相应的设计规程。但这种结构类型日前应用较少，主要原因可能是施工比较费时费事。平板网架和网壳结构，还包括一些未能单独归类的特殊形式，如折板式网架结构、多平面型网架结构、多层多跨框架式网架结构等，总起来可称为空间网格结构。这类结构在我国发展很快，且持续不衰。悬索结构、膜结构和索-膜结构等柔性体系均以张力来抵抗外荷载的作用，可总称为张力结构。这类结构富有发展前景。 薄壳结构也叫实体结构。从某些方面可以说他是拱的演变，这与他的受力和造型特点有关。早在古罗马时代，人们就建造了万神殿，其中央大殿为直径43.5米的半圆球型穹顶。与传统的平面结构相比，薄壳结构造型优美、传力路线直接、受力性能良好。薄壳结构除了承重结构作用外又是维护结构，
大跨度空间结构案例及分析
1、大跨度空间结构选型的概念 跨度超过30米的空间结构就是大跨度空间结构。大跨度空间结构使建筑实现较大的跨度, 满足建筑大空间的使用要求, 而且结构轻巧, 造型优美, 受力合理, 实用耐久, 用钢量低。大跨度空间结构不但使空间的水平分隔的灵活性增大, 而且也增大了垂直方向的自由调整的可能性。大跨度空间结构的选型即大跨度空间结构体系方案的优化选择, 实际上就是对适合建筑设计的多种结构体系方案进行分析、比较、判断、假设、择优的过程。 2、大跨度空间结构选型的原则 大跨度建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能愈来愈复杂; 另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现, 促进了大跨度建筑的进步。因此大跨度空间结构的发展是在结构受力合理, 造型美观等诸多因素的限制下发展起来的。各种结构不同的优势与劣势, 只有将它们合理的运用起来, 才能达到技术与艺术都最合适的结构选择, 甚至创造出完美的建筑。 在大跨度空间结构中引入现代预应力技术, 不但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。经过适当配置拉索, 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”结构体系将改进原结构的受力状态, 降低内力峰值, 增强结构刚度、经济效果明显提高。
一、案例 南京医科大学新建新基础医学教学与科研楼/教研服务中心工程, 位于南京市江宁大学城,分教学楼和教研服务中心两部分。其建筑群皆为四周办公楼中间设中庭的结构形式,中庭跨度约55米,屋面采用折叠钢屋架结构,钢屋架上铺设玻璃采光天窗,有效的解决了楼内的采光问题,外观造型线条优美,气势磅礴,在满足使用功能的同时,又给人以美的享受。 1.1 工程概况 中庭钢结构屋面, 结构形式为一倾斜的折叠钢屋架。位于一区、二区、三区、四区之间, 高端支撑于一区和四区的屋面钢结构上, 经过固定支座与一区和四区的屋面钢结构相连; 低端支撑于二区和三区的屋面钢结构上, 经过滑动支座与一区和四区的屋面钢结构相连, 边榀下设箱型柱支撑。 中庭折叠钢屋架由5榀正三角形管桁架组成, 两边悬挑。低端钢桁架下弦标高从15.831米至17.271米, 上弦标高从17.940米至19.080米, 高约2米, 宽23.477米; 高端下弦标高20.490米至22.274米, 上弦标高从24.752米至26.524米, 高约4米; 跨度: 第一榀40.306米, 第二榀48.133米, 第三榀56.825米, 第四榀58.673米, 第五榀53.862米, 钢折梁屋面部
大跨空间结构(答案整理) 一、单项选择题（共20分,每小题2分） 1. 下列哪一种空间结构在高空作业时施工费用最高（ B ） A. 网格结构 B. 折板结构 C. 平板结构 D. 混合结构 2. 下列哪一种网架结构的刚度最差（ D ） A. 两向正交正放网架 B. 两向正交斜放网架 C. 三向网架 D. 单向折线形网架 3. 若三角锥网架的全部杆件等长（其中h 为网架高度，s 为弦杆长度），必须满足下列哪 一种条件（ D ） A. 腹杆与高度方向的夹角为33arccos B. 腹杆与高度方向的夹角为2 3arccos C. 腹杆与高度方向的夹角为32arccos D. A 、B 、C 都不对 4. 下列哪种网架的节点处杆件汇交的数量最少（ B ） A. 两向正交正放网架 B. 蜂窝形三角锥网架 C. 棋盘形四角锥网架 D. 抽空三角锥网架 5. 下列哪种网架的节点处杆件汇交的数量最多（ A ） A. 三向网架 B. 三角锥网架 C. 四角锥网架 D. 星形四角锥网架 6. 下列哪一种网架屋面构造最为复杂（ D ） A. 星形四角锥网架 B. 棋盘形四角锥网架 C. 斜放四角锥网架 D. 两向斜交斜放网架 7. 正放四角锥网架须满足下列哪种条件方能做到所有杆件等长（ A ） A. 网架腹杆与弦杆的夹角为60° B. 网架腹杆与竖向的夹角为60° C. 网架腹杆与腹杆的夹角为60° D. 以上答案均不正确。 8. 下列哪一种网架受力的均匀性较差（ C ） A. 正放四角锥网架 B. 正放抽空四角锥网架 C. 星形四角锥网架 D. 棋盘形四角锥网架 9. 有一间接承受动力作用的网架，其受拉杆的容许长细比[]λ为（ D ） A. 180 B. 200 C. 250 D. 300
大跨建筑 屋架结构体系——高跨比：1:6
二、空间结构体系 (一)网架结构体系 网架的优点 ? 结构组成灵活多样但又有高度的规律性，适应各种支承条件和各种建筑造型，可适 应各种建筑方面的要求
?网架高度内的空间可以用以设置管道等设施，网架结构外露或部分外露，因其几何图形的规则，可以丰富建筑效果 ?网架的结构高度较小，不仅可以有效地利用建筑空间，而且能够利用较小规格的杆件建造大跨度的结构 ?杆件类型划一，适合于工厂化生产、地面拼装和整体吊装 网架结构受力特点 ?具有各向受力的性能，它改变了一般平面桁架的受力状态，是高次超静定空间结构?网架结构的各杆件之间互相起支撑作用，整体性强、稳定性好，空间刚度大，是一种良好的抗震结构型式，尤其对大跨度建筑其优越性更为显著 ?在结点荷裁作用下，网架的杆件主要承受轴力，充分发挥材料强度，节省钢材 网架的分类 1、几何形态上分：平板网架、柱面网架、球面网架 2、平面桁架系、四角锥体系、三角锥体系 3、螺栓球节点、焊接球节点 4、双层网架、多层网架 四角锥体网架的上弦和下弦平面均 为方形网格，上下弦错开半格，用斜 腹杆连接上下弦的网格交点，形成一 个个相连的四角锥体。四角锥体网架
网架的选型 ?对于矩形平面、周边支承情况，当其边长比小于或等于1．5时，宜选用斜放四角锥网架，棋盘形四角锥网架，正放抽空四角锥网架，也可考虑两向正交斜放网架，两向正交正放网架。 ?正放四角锥网架耗钢量较其他网架高，但杆件标准化程度比其他网架好，目前采用较多。 ?对于中小跨度，也可选用星形四角锥网架和蜂窝形三角锥网架。当边长比大于1．5时，宜先用两向正交正放网架，正放四角锥网架和正放抽空四角锥网架。当平面狭长时，可采用单向折线形网架。 网架的结构高度 ?网处的高度（即厚度）直接影响网架的刚度和杆件内力。增加网架的高度可以提高
钢结构参观认知 课程名称：钢结构-房屋建筑钢结构设计 题目：大跨空间结构认知 院（系）：西建大华清学院 专业班级：土木1306班 姓名：张茂晨 学号： 41号 2016年5月7日
大跨空间结构认知 2016年4月29日早上10点30分，在钢结构老师的带领下参观了大跨空间结构体系中的网架结构模型，首先说说大框结构概念，国际壳体结构与空间结构协会的创始人,已故著名薄壳结构专家托罗哈有一句名言：“最佳结构有赖于其自身受力之形体，而非材料制潜在强度”。所谓空间结构是指：具有不易分解为平面结构体系的三维形体，具有三维受力特性，在荷载作用下呈空间工作的结构。刚架结构和排架结构（单层工业厂房），钢筋混凝土框架结构，桁架结构，拱结构都是平面结构，网架结构是典型的三维受力体系结构。 大跨结构空间结构发展历程，在无力学与结构理论情况，凭借经验与大胆的探索，古罗马最著名的穹顶是万神殿，也是建筑史 上最早，最大跨度的拱结构，万神殿的底 平面直径也为43.4米，与高度相等。万神 殿下半部为空心圆柱形，从高度一半的地 方开始，上半部为半球形的穹顶，穹顶的 墙面厚度逐渐减小，其下方墙厚6米，与 万神殿下半部墙壁等厚，到顶部则递减为 1.5米。为使穹顶墙厚的递减更有利于万 神殿整体建筑的稳固，万神殿穹顶内壁被 整齐划分为5排28格，每一格皆被由上而下雕凿凹陷，不仅使墙厚的递减更为合理，也增加了万神殿内部的美观性。还有公元前537年东罗马帝国的圣索菲亚教堂（砌体结构），中央大厅32.6m×68.6m，由一个整园穹拱和两个半圆穹顶覆盖，穹窿之下，柱拱之间，推力逐步传给更小的半圆穹顶。随着19世纪工业革命的发展，材料的进步，生铁出现，当时铁价比木材低廉，采用铁方便灵活又具有截面小等特点，在欧洲兴盛起来，1851年伦敦海德公园举行首届国际博览会的展览馆水晶宫，用的是钢材和玻璃建造的第一栋房屋，中央大厅采用了筒拱顶，支撑在空心铸铁柱上。随着钢结构快速的发展，钢筋混凝土结构也开始成熟起来，1886年英国阿士普丁发明混凝土。1886年德国冠农通过圆拱和平板荷载试验确定了钢筋受拉，混凝土受压的理论。1892年法国亨奈比克用钢筋植入混凝土中，渐渐的运用在房屋建筑中。空间结构理论研究也在同步发展，1826～1831年法国人首创薄壳理论及周边支撑筒壳近似分析法，1892年的径向剪力与弯矩理论为以后壳体结构发展打下基础。1924年天象仪概念创始人鲍尔斯费尔德教授非结构专业，用纯数学计算出自己提出的用15m直径的半圆形网壳结构的每根杆的位置和长度，建成了公认的真正意义上的空间结构的德国耶拿市蔡斯工厂的天文馆。该结构以网壳与薄壳的组合结构。其表面用钢丝覆盖后喷浆，钢的求网壳在施工中当了模架，水泥硬化后成为球壳的配筋。1925年第一个真正薄壳诞生于德国耶拿Schiff玻璃工厂厂房的旋转对称的球壳屋顶。 分类：①实体结构薄壳结构主要形式：圆柱面壳，圆球壳，双曲扁壳，双曲抛物面扭壳，与传统平面结构相比，薄壳结构造型优美，传力路线直接，受力性能好，既是承重结构又是围屋结构材料节约。案列罗马小体育馆，美国西雅图金郡体育馆，北京网球馆;折板结构主要形式：V,II,Z形，折线形横截面，大大增加了空间刚度，能做梁受弯，拱受压，便于制作。案列美国伊利诺大学会堂，武钢外国专家招待所文娱室。 ②网格结构杆件空间会交于节点，形成一个高次超静定结构。平板网架：外观为平板，多向传力，空间刚度大，整体性好，有良好的抗震性能，及适用大跨度建筑，也适用中小跨度房屋，能覆盖各种形状的平面；网壳：外观为曲面状，有单层和双层两类，主要承受压力，稳定问题比较突出，跨度较大时，不能充分发挥材料强度，杆件和节点的几何偏差，曲面偏离等初始缺陷对网壳内力和整体稳定影响较大。
四、简答题（共20分,每小题5分） 1.在进行网架节点设计时，有哪些基本要求？ 答：①牢固可靠，传力明确简捷；（1分） ②构造简单，制作简单，安装方便；（1分） ③用钢量省，造价低；（1分） ④构造合理，使节点尤其是支座节点的受力状态符合设计计算假设。（2分） 2.确定网架结构的网格尺寸时，需要考虑哪些因素？ 答： 1)与屋面材料有关。钢筋混凝土板尺寸不宜过大，否则安装有困难，一般不宜超过 3m；当采用有檩体系构造方案时，网架一般不超过6 m。（3分） 2)与网架高度有一定比例关系。夹角过大、过小，节点构造会产生困难。（2分） 3. 当网架只承受恒载、活载、风载作用时，应考虑哪些荷载组合？ 答： ①永久荷载+可变荷载（1分） ②②永久荷载+半跨可变荷载（2分） ③网架自重+半跨屋面板+施工荷载（2分） 4．在螺栓球节点网架中杆件的计算长度L0等于杆件几何长度L，而在焊接球节点网架中杆件的计算长度L0小于杆件几何长度L，试说明理由。 答：在焊接球网架中，焊接球通过焊缝与杆件连接，由于焊接抗弯刚度大，工作性能接近于刚节点，故计算长度L0 市场常供钢管。（4）考虑到杆件材料负公差的影响，宜留有适当的余地。 6.用有限单元法对网架进行分析时，采用了哪些基本假设？ 答：①假定节点为铰节点，每个节点有三个自由度，忽略节点刚度的影响；②荷载作用在网架节点上，杆件只承受轴力；③材料在弹性阶段工作，符合胡克定律；④假定网架的变形很小，由此产生的影响予以忽略。 7.屋面排水坡度的做法共有几种方式？这几种方式有何特点？ 答：（1）上弦节点上加小立柱找坡：当小立柱较高时，应注意小立柱自身的稳定性，此法构造比较简单。（2）网架变高度：当网架跨度较大时，会造成受压腹杆太长的缺点。（3)支承柱变高：采用点支撑的网架可用此法找坡。（4）整个网架起拱：一般用于大跨度网架。网架起拱后，杆件、节点的规格明显增多，使网架的设计、制造、安装复杂化。 8．焊接球节点有哪些优缺点？ 答：优点：构造和制造均较简单，球体外型美观、具有万向性，可以连接任意方向的杆件。缺点：用钢量较大，节点用钢量占网架总用钢量的20%~25%；冲压焊接费工，焊接质量要求高，现场仰焊、立焊占很大比重；杆件下料长度要求准确；当焊接工艺不当造成焊接变形过大后难于处理。 9.空间结构与平面结构有何不同？ 答：平面结构,荷载作用方向平行于结构中面并沿结构中面方向均匀分布,或不同平面的结构单一在各向平面内的平行荷载作用下相互间的合作效应没有影响或影响很小。空间结构，具有不宜分解为平面结构体系的三维形体,具有三维受力特性,在荷载作用下呈空间工作的结构。 10.空间结构有哪几种基本类型？各类基本类型有哪些主要形式？ 答：（1）实体结构（薄壳、折板、平板）。（2）网格结构（网架、网壳、立体桁架）。（3）张力结构（悬索、薄膜）。（4）混合结构（张弦梁（桁架）、斜拉网架（网壳）、索承网壳） 11.何为实体结构、网格结构、弦力结构、混合结构？ 答：实体结构：用钢筋混凝土材料建造，内部无空洞或空洞率很小的结构，特点①以薄膜压力为主，能充分发挥混凝土强度；②折板抗弯刚度大，可作为受弯和压弯构件；③既是承重结构，又是维护结构；④曲面壳体模板复杂，耗工、耗材、耗时。网格结构：由标准化的刚构件和加大组成，并按一定规律相连而成的高次超静定空间网状结构。张力结构：通过对 大跨建筑结构构思与结构选型>>读书笔记大空间公共建筑结构与建筑有着密切的关系，建筑的形象及构筑，以及建筑的空间，都与结构形式息息相关。结构本身制约着建筑的外观造型，影响着建筑的构筑方式以及建设成本，在一定程度上影响或限制了设计师的构思。但是，如果掌握各种结构形式的特点并很好地利用，就可以由被动变主动，创作出别具特色的建筑作品。总之，建筑与结构在大空间公共建筑设计中有着很强的依存、制约和促进的关系。 在我国，自从实施改革开放政策以来，大空间建筑发展迅速，并出现了很多闻名世界的建筑。其中，体育建筑是重要的一份子。例如深圳体育馆和吉林冰球馆，都以其特殊的造型和结构形式被人们所熟知。博览建筑也因其重要的作用迅速发展，其中由于功能要求，大空间博览建筑如雨后春笋般出现。还有交通建筑，特别是航空港建筑发展迅速，规模巨大。几乎我国各省市中心城市都建设起现代化机场候机楼。这些机场采用了各种结构形式，造型多种多样，成为现代空间结构的一个重要展示场。国外经济发达国家的大空间公共建筑有着更长的历史和卓越的成就，罗马小体育馆和利雅得体育场、墨西哥城咖啡厅都以其独特的造型、结构形式和新材料新技术的应用得到世界各国的关注。现实表明，大空间建筑的构筑都与结构形式关系密切，不同的结构形式有着各自的特点，我们只有掌握了它们的优点和缺点，才能更好的利用它们，创作出更好的作品。 1、大空间建筑的构筑与结构形式 一、网架结构优点：用钢量比桁架等平面结构少得多，重量轻，施工简便（螺栓球节点），工期短，造价低，抗震性能好，刚度大等等。适用范围：广泛，小至一二十米的雨篷，大至上百米的屋盖。网架结构对建筑平面空间布局的制约相对较小，外观轻快平直，对建筑体型影响也较小，给建筑创作留有较大的构思余地。发展现状：在我国，经过多年的研究和大量实践的检验修正，网架结构设计理论已比较成熟，并培育了比较强大的设计和理论研究队伍，足以胜任各种网架结构设计任务。施工技术较成熟，经验丰富，并形成了专业化生产和施工的厂家。 二、网壳优点：靠空间体形受力，工厂生产构件现场组装的施工方便、快速，受力合理，刚度大，自重轻，体形美观多变，技术经济指标好。形式：球面网壳、双曲面扁网壳、柱面网壳、扭网壳（双曲抛物线面网壳），并有多种组合形式。缺点：因为网壳结构只有保持合理的空间体形才具备受力合理的特点，所以，对建筑的平面空间形状有很强的制约作用，对建筑体形有决定性的影响。 三、悬索结构受力特点：将结构内力的拉压分开，分别由长于受拉的钢索和长于受压的钢筋混凝土或木结构承受拉力和压力，发挥各自专长。优点：受力合理，耗材省。建筑轮廓流畅，形体优美。我国发展现状：轮辐式双层索系、双曲抛物面索系、索桁架平面索系、索桁架空间索系、单层平面索系、伞形单层辐射索系、悬挂索网、斜拉屋盖，以及组合式索网屋盖。 四、薄膜结构优点：材质轻薄透光、表面光洁亮丽、形状飘逸 施工技术：大跨空间结构学习小结 国培学员：SXF 大跨度空间结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一。世界各国对空间结构的研究和发展都极为重视，例如国际性的博览会、奥运会、亚运会等，各国都以新型的空间结构来展示本国的建筑科学技术水平，空间结构已经成为衡量一个国家建筑技术水平高低的标志之一。 随着科技水平的提高，我国空间结构理论分析近年来得到了长足的发展，计算方法由连续化分析到离散化分析，由近似计算到精确分析，由等效静力分析到直接动力分析，由线性分析到非线性分析。研究方法向理论、试验与大量计算机分析相结合的方向发展。 近年来，由于现代技术的支撑和新型材料的加盟，网架、网壳、管桁结构等大跨空间钢结构获得了广泛应用。然而，要保证大跨空间钢结构得以健康发展，还必须加快一系列空间结构行业标准的制定，加强钢结构企业资质认证与管理，提升大跨空间钢结构的设计、制作、安装水平。 上世纪60年代网架在我国开始获得应用以来，到80～90年代大、中、小跨度的网架几乎已遍及各地。以1990年北京亚运会为例，兴建的场馆中有7个馆采用了网架、网壳结构。在此期间机械、汽车、化工、轻工等行业先后兴建许多大面积工业厂房，也大量采用了多种形式的大跨空间钢结 构。近年来兴建的大型公共建筑大多采用了钢管杆件直接汇交的管桁结构，它们外型丰富、结构轻巧、传力简捷、制作安装方便、经济效果好，是当前应用较多的一种结构体系。 据专家介绍，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，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”结构体系改善了原结构的受力状态，降低内力峰值，增强结构刚度，技术经济效果明显提高。目前我国已在80余项大跨空间钢结构工程中应用了预应力技术。 弓式支架结构是我国科技人员研制开发的一种新型预应力空间钢结构，它具有传力明确、自重较轻、施工快捷以及可拆卸的特点，既可用于永久性建筑也可用于可拆卸的临时性建筑，还具有应用于开启式屋盖结构的可能。目前许多高校对索托结构、索网结构等以高强钢索与钢材为主承重结构的预应力钢结构新体系，正在进行理论研究，积极准备工程实践，可以预期新型的预应力大跨空间钢结构不久将涌现在各类建筑中。 结构新材料的应用进一步推动了大跨空间钢结构的发展。在普通碳素钢获得大量应用的同时，不锈钢、铝合金、膜材也在许多大跨度建筑中获得了应用。国际上已有许多专 《大跨空间结构设计与分析》读书报告 近30年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧、澳等发达国家发展很快。建筑物的跨度和规模越来越大，采用了许多新材料和新技术，创造了丰富的空间结构形式。许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名人文景观。目前，大跨度和超大跨度建筑物及作为其核心的空间结构技术已成为代表一个国家建筑科技发展水平的重要标志之一。因此，对大跨空间结构设计和分析是非常有必要的。 《大跨空间结构设计与分析》可作为土木工程专业研究生教学用书，也可供相关工程技术人员参考，这种理论和实践并重的学术著作让我产生了浓重的学习兴趣，结合自身所学知识，我对杜新喜先生的《大跨空间结构设计与分析》进行了阅读和学习。《大跨空间结构设计与分析》系统地介绍了大跨空间结构的设计要点和难点，全书共分为7章，前4章介绍空间结构设计，后3章介绍网格结构性能研究，由于时间的制约，本次我只对该书的前四章进行了阅读，但只是前四章就已经让我对大跨空间结构设计有了新的认识。 《大跨空间结构设计与分析》第一章为空间结构类型及建模，在这一章里面，杜新喜先生系统的将空间结构分为网架结构、网壳结构、悬索结构等等，这种系统的分类更加清晰的明确了不同大跨空间结构的性质和特点，在第一章的理论支持下，结合其他学者的理论著作，我将大跨空间结构的部分类别和优缺点进行了统计，具体如下： 1 钢筋混凝土薄壳结构 薄壳结构主要是依靠膜内力来支承自重及外荷载。它的这一特点，使其得以充分发挥钢筋混凝土材料的强度。 薄壳结构的主要优点有：（1）可覆盖大跨度的空间而中间不设柱，造型美观，活泼新颖；（2）节约材料，经济效果好，即用一种材料同时起到承重和维护功能；（3）自重轻，刚度大，整体性好，有良好的抗震和动力性能。 相应的，薄壳结构的缺点有：（1）现浇薄壳需耗费大量模板，施工费时、 模拟试题二 一、填空题 1. 球节点是网架、网壳结构的一类基本节点形式， 和焊接球节点最为常用。正确答案：螺栓球 2. 正确答案：零 / 0 3. 正确答案：空间桁架位移法 / 空间桁架有限元法 4. （酸洗）除锈三种。正确答案：喷砂除锈 / 机械喷砂除锈 5. 正确答案：结构找坡 / 短柱找坡 / 支托找坡 6.对于张力结构，所谓的“形”指结构的曲面形状，所谓的“态”指结构内部的 正确答案：预张力 7. 正确答案：钢丝缆索 8. 织物膜材的基材种类有：正确答案：玻璃纤维 9. 2008 的气枕，这种膜材属于非织物膜材。正确答案：ETFE膜材 尽可能精确地拟合空间曲 面上的相应条块。其实质是研究一定约束条件下的空间曲面的平面展开问题。正确答案：剪裁 二、简答： 网架结构外形一定是平面吗？是否可能是曲面形式？为什么？（5分） 正确答案：不一定，可能是曲面。（2分）因为网架结构在荷载下是以受弯为主的，只要符合网架结构的受力特点，无论是平面的或曲面的，都可称之为网架结构。（3分）或答：工程中也有一些实例是曲面的，例如折板网架或曲板网架。（可给2分） 三、简答： 列举网架结构支承布置的几类主要形式，并简述其特点或适用范围。（5分） 正确答案：（1）周边支承，传力直接，受力均匀。适用于周边支承条件好的情况。（2）点支承，受力与无梁楼盖近似，支座处受力大。适用于开敞建筑。（3）周边与点支承结合，受力合理，可有效减小网架内力峰值及挠度。适用于工业厂房、展览建筑，仓库等。（4）三边或两边支承，自由边的存在对网架内力分布和挠度都不利。在飞机库、影剧院、工业厂房、干煤棚等中应用。（5）单边支承，受力与悬挑板相似。多用于挑篷结构。 四、简答： 列举一些影响网壳结构稳定性的因素。（5分） 正确答案：影响网壳稳定性的因素极其复杂，（1）材料的物理特性如弹性模量、强度；（2）结构的几何形体组成，杆件的截面尺寸；（3）支承条件以及荷载类型；（4）结构的初始缺陷；（5）网壳稳定性进行分析所采用的方法。 五、简答： 单层悬索体系的形状稳定性不好体现在哪方面？应采用哪些措施提高其形状稳定性？（5分） 正确答案：单层悬挂体系是一种可变体系，其平衡状态随外荷载分布的变化而变化，抗风能力差。提高稳定性措施：（1）采用重屋面；（2）采用钢筋混凝土悬挂薄壳；（3）增加横向加劲构件。 六、论述： 形效结构的定义，并说明实腹式梁，拱和悬索是不是形效结构。（5分） 正确答案：形效结构是指结构构件沿纵轴的形状与外荷载的分布形式有关，以实现构件以受轴力为主的目的。实腹梁不是形效结构；悬索是典型的手拉形效结构。 七、论述： 如图（1）为Geiger体系的索穹顶，（2）是以Geiger体系为基础改进而成的，请指出图（3）是什么体系的索穹顶，它的优点是什么？（5分） 正确答案：（2）是Levy体系的悬索穹顶。其优点是：1）膜单元为菱形双曲抛物面，可自然绷紧成形；2）整体空间作用加强，在不对称荷载作用下，强度有较大的提高。 大跨度空间结构复习题（一） 一、单项选择题 1. 焊接球网架中的某根受压腹杆（注：不是支座腹杆，也不是直接承受动力荷载的腹杆）， 其长度为3m ，请问下列何种圆管可满足最小截面规格的要求（ ） A. 476?φ B. 5.348?φ C. 489?φ D. 4114?φ 2. 螺栓球网架中的某根受拉杆件，其截面规格为4114?φ，截面为A=1 3.82cm 2 ,承受250kN 的轴力，考虑到钢管一般都存在负公差，请问下列那一种应力最为合理（ ） A. 181N/mm 2 B. 201N/mm 2 C. 213N/mm 2 D. 以上答案均不正确 3. 螺栓球网架结构中，当最大弦杆截面与最小腹杆截面会交于一点时，可能会出现是么情 况（ ） A. 高强螺栓被剪断 B. 腹杆被拉断 C. 腹杆弯曲 D. 以上说法不正确 4. 网架中的某根压杆，截面规格为489?φ，其毛截面面积为2 cm 10.68 A =,净截面2n cm 9.612A =，稳定系数为95.0=?，承受150kN 的压力，则该杆件的应力为（ ） A. 156N/mm 2 B. 148N/mm 2 C. 140N/mm 2 D. 以上答案均不正确 5. 在网格尺寸、平面尺寸不变的情况下，下列哪种网架的杆件数量最少（ ） A. 两向正交正放网架 B. 正放四角锥网架 C. 棋盘形四角锥网架 D. 三角锥网架 6. 在网格尺寸不变的情况下，下列哪种网架的杆件夹角最大（ ） A. 三向网架 B. 三角锥网架 C. 正放四角锥网架 D. 星形四角锥网架 7. 下列哪种说法是正确的（ ） A. 在重力荷载作用下，正交正放网架的下弦截面规格不大于上弦 B. 正放四角锥网架的支承平面内需增加斜撑杆方能保证结构几何不变 C. 螺栓球网架的支座腹杆，其计算长度系数可取0.9 D. 以上答案均不正确。 重庆大学建筑构造(下)(第四版)期末试题(有详 细答案) 班级： 姓名；考试时间：120分钟 一、单项选择题（每小题1分，共30分） 1、抹灰层的总厚度应符合设计要求；当抹灰总厚度大于或等于（ C ）时，应采取加强措施。 A、15 B、20 C、35 D、502、在不同基体材料相接处表面抹灰时应先铺钉金属网，金属网与各基体的搭接宽度不应小于（ A ） A、100 B、150 C、250 D、300 93、当设计条件相同时，下列吊顶中，哪一种的耐火极限最高？ A、厚 1、5cm的板条抹灰 B、钢丝网抹灰(1:4水泥石棉浆，厚2cm) C、各厚0、8cm的双层石膏板 D、1cm厚的石棉板答案：（D）5内墙面抹灰每遍适宜厚度的表达，哪一条是错误的( ) A、涂抹水泥砂浆每遍适宜厚度为5～7mm B、涂抹水泥混合砂浆每遍适宜厚度为7～9mm C、纸筋石灰面层赶平压实后的厚度不得大于4mm D、石膏灰面层赶平压实后的厚度不得大于2mm答案：C6下列关于轻钢龙骨纸面石膏板的表述错误的是（ ） A、固定板材的次龙骨间距不得大于600mm，在潮湿地区和场所，间距宜为300－400 B、石膏板板材的固定有螺钉固定、胶粘固定、插结固定三种 C、轻钢龙骨常用分主、次龙骨的双层构造，但轻型吊顶时可省略主龙骨用吊筋直接吊挂次龙骨及面层的单层构造方式 D、纸面石膏板厚度有面石膏板厚度有9ｍｍ和12ｍｍ两种，9ｍｍ主要用于墙面，12ｍｍ主要用于吊顶。答案：D7顶棚抹灰最大允许平均总厚度的表述，哪一条是错误的( ) A、现浇混凝土顶棚15mm B、预制混凝土板顶棚18mm C、金属网抹灰顶棚20mm 试卷号：9375 课程：建筑构造＃2015 客观题共22题（满分44分） 一、单项选择题（共10题，每题2分） 第1题. 我国建筑统一模数中规定的基本模数为( )。 A. 10mm B. 100mm C. 300mm D. 600mm 第2题. 单层厂房纵向轴线之间的距离称为( )。 A. 柱距 B. 跨度 C. 进深 D. 高度 第3题. 单层厂房纵向轴线之间的距离称为( )。 A. 柱距 B. 跨度 C. 进深 D. 高度 第4题. 我国建筑统一模数中规定的基本模数为( )。 A. 10mm B. 100mm C. 300mm D. 600mm 第5题. 受刚性角限制的基础称为( )。 A. 刚性基础 B. 柔性基础 C. 桩基础 D. 条形基础 第6题. 下列开启式不占用室内外空间的窗子是( )。 A. 立转窗 B. 平开窗 C. 悬窗 D. 推拉窗 第7题. 结构的承重部分是由钢筋混凝土或型钢组成的梁柱体系，墙体只起围护和分隔作用的建筑结构是( )。 A. 砌体结构 B. 框架结构 C. 空间结构 D. 剪力墙结构 第8题. 普通楼梯的坡度不宜超过( )。 A. 30° B. 38° C. 45° D. 60° 第9题. 下列开启式不占用室内外空间的窗子是( )。 A. 立转窗 B. 平开窗 C. 悬窗 D. 推拉窗 第10题. 建筑物的耐火等级主要取决于( )。 A. 非主要构件的燃烧性能 B. 主要构件的耐火极限和燃烧性能 C. 建筑物的设计年限 D. 建筑物的高度 二、判断题（共12题，每题2分） 第11题. 楼板层是用来分隔建筑空间的竖直承重构件。( ) 对错 第12题. 工业建筑是指用于从事工业生产的各种房屋(一般称厂房)。( ) 对错 第13题. 试卷A （前6题每题10分，后2题每题20分，下同） 1．简述大跨空间结构的基本结构形式及其共同特点。 答案：薄壳结构、网格结构（网架结构、网壳结构）、张力结构（悬索结构、薄膜结构）、混合结构等。共同特点是：三维受力，通过合理的曲面形体抵抗外荷载作用。 2．简述空间桁架位移法的计算原理和步骤。 答案：基于空间杆系有限元理论，具体步骤为：1）建立基本方程及单元刚度矩阵; 2) 建立整体刚度矩阵；3）边界条件处理；4）内力计算及平衡校核；5）根据收敛条件来进行结构重分析。 3．简述两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架的受力特点和应用范围。 答案：1）两向正交正放网架：构造简单，刚度较弱，适用中小跨度、平面形状为矩形情况。 2）两向正交斜放网架：各榀桁架刚度各异，形成良好空间作用，适用于大跨度建筑。3）两向斜交斜放网架：构造复杂，受力欠佳，适用于矩形平面，有特殊建筑要求时采用。 4．简述张力结构的三个基本要素，及其对结构力学性能的影响。 答案：张力结构的三个基本要素为互反曲面、初始预张力、几何非线性。互反曲面的作用是维持结构的形状稳定性；初始预张力的作用是增强结构刚度；几何非线性的作用是使结构具有刚度硬化的特点，使结构的刚度不仅与材料的弹性伸长有关，还与构件的刚体转动有关。 5．试列举3种增强索结构形状稳定性的措施。 答案：设置重屋面、形成混凝土薄壳、施加稳定索、采用劲性构件、与刚性结构结合形成混合体系。 6．简述织物类膜材的基本构成以及各部分的作用。 答案：基材、涂层、面层。基材决定了材料的力学性能，如抗拉强度、抗撕裂强度等；涂层起密实和保护基材的作用，决定了材料的物理性能，如防火、防潮、透光等。面层起自洁和防紫外线辐射的作用。 7. 论述哈尔滨国际会展体育中心主馆结构体系的受力特点。 答案：1）128米跨度的预应力张弦桁架由前端的人字形摇摆柱和后端的刚性柱支承，桁架与刚性柱之间连接为固定铰支座，摇摆柱使桁架与下部结构间形成了理想的可动铰支座，使超大跨度的张弦桁架的整体受力形成理想的简支形式，这样可以很好的释放桁架中的温度应力。2) 前端的人字柱既可以传递竖向力，又可以为建筑物提供提供足够强大的纵向刚度，从建筑造型和结构受力上看都是比较理想的。3）大厅前立面玻璃幕墙的支撑桁架（抗风柱）上端与张弦桁架连接在一起，并采用了一种专门设计的连接构造，使两者间仅传递水平向力，竖直向 大跨空间结构的发展--回顾与展望(一) 摘要：大跨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状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。本文就空间网格结构和张力结构两大类介绍了国内外（但主要是国外）空间结构的发展现状和前景。对这一领域几个重要理论问题，包括空间结构的形态分析理论、大跨柔性属盖的动力风效应、网壳结构的稳定性和抗震性能等问题的研究提出了看法。 关键词：大跨度空间结构结构设计 一、概述 在这实际的三维世界里，任何结构物本质上都是空间性质的，只不过出于简化设计和建造的目的，人们在许多场合把它们分解成一片片平面结构来进行构造和计算。与此同时，无法进行简单分解的真正意义上的空间体系也始终没有停止其自身的发展，而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力，体现出大自然的美丽和神奇。空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力，而且还由于它们通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。当跨度增大时，空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能。事实上，当跨度达到一定程度后，一般平面结构往往已难于成为合理的选择。从国内外工程实践来看，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系。 近二十余年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧等发达国家发 展很快。建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。例如1975年建成的美国新奥尔良“超级穹顶”（Superdome），直径207m，长期被认为是世界上最大的球面网壳；现在这一地位已被1993年建成夏径为222m的日本福冈体育馆所取代，但后者更著名的特点是它的可开合性：它的球形屋盖由三块可旋转的扇形网壳组成，扇形沿圆周导轨移动，体育馆即可呈全封闭、开启1／3或开启2／3等不同状态。1983年建成的加拿大卡尔加里体育馆采用双曲抛物面索网屋盖，其圆形平面直径135m，它是为1988年冬季奥运会修建的，外形极为美观，迄今仍是世界上最大的索网结构。70年代以来，由于结构使用织物材料的改进，膜结构或索-膜结构（用索加强的膜结构）获得了发展，美国建造了许多规模很大的气承式索-膜结构；1988年东京建成的“后乐园”棒球馆，也采用这种结构技术尤为先进，其近似圆形平面的直径为204m；美国亚特兰大为1996年奥运会修建的“佐治亚穹顶”（GeogiaDome，1992年建成）采用新颖的整体张拉式索一膜结构，其准椭圆形平面的轮廓尺寸达192mX241m。许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名的人文景观。 由于经济和文化发展的需要，人们还在不断追求覆盖更大的空间，例如有人设想将整个街区、整个广场、甚至整个山谷覆盖起来形成一个可人工控制气候的人聚环境或休闲环境；为了发掘和保护古代陵墓和重要古迹，也有人设想采用超大跨度结构大跨建筑结构构思与结构选型
学习小结：大跨空间结构
大跨空间结构设计与分析读书报告
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