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大跨建筑结构大跨平面结构


随着热轧H型钢在我国投产,剖分T型钢用于桁 架弦杆或腹杆的情况大跨越建筑来结构越大跨多平面。结构T 型钢桁架的优点 是:无离缝、防腐易处理、用钢量省。
问题: (1)节点施工不方便; (2)节点构造方式不同,节点内的应力状态更加 复杂,同时,对节点受力研究不够,故规范公式均 不适用; (3)板件的局部稳定难以满足规范的规定。
适用跨度:4060m,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 大跨建筑结构大跨平面结构
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。
由于桁架节点板的外形往往不规则,同时,一些 受动力荷载的桁架还大需跨建要筑结计构大算跨平节面结点构 板的疲劳,用撕裂 面法推导出来的公式计算比较麻烦。故参照国外多数 国家的经验,规范建议对桁架节点板也可采用有效宽 度法进行承载力计算。
有效宽度法假定腹杆轴力N通过连接件在节点板
内按照应力扩散角度传至连接件端部与N 相垂直的一 定宽度范围内,称为有效宽度be 。
大跨建筑结构大跨平面结构
连接两幢主楼 的天桥桁架跨度 63m,共支承着从 17层至26层共8个 楼层,采用了H型 钢重型桁架。
大跨建筑结构大跨平面结构
上海浦东国际机场
上海浦东国际机场候机楼屋架梁跨度83m,跨 中高度超过11m,大单跨建榀筑结屋构大架跨平梁面结重构 55吨。
为了增加屋架结构的刚度,同时为保证屋架梁 在风吸力作用下始终处于受拉状态,下弦布置了 一根预应力钢索,对下弦施加足够的预应力。
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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340m,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。
有效宽度法适用于腹杆与节点板采用侧焊、围 焊、铆钉、螺栓等多种连接情况,(采用铆钉或
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螺栓连接时,be应取为有效净宽度)。
桁架节点板厚度选用表
一般的钢结构教科大跨书建筑和结构手大跨册平面均结构列有“桁架节点板厚 度选用表”,但都系互相参考,缺乏科学依据。这次 该研究组先制作了N- t/b关系表(N为腹杆最大拉力; t为节点板厚度;b为连接肢宽度),反映了侧焊缝焊 脚尺寸hf1、hf2的影响。同时又在上述参数组合的最不 利情况下,重新整理出偏于安全的N—t表。相对来说 它比以往的N—t表更符合实际。
为保证节点板受压时的稳定,桁架杆件间间隙不 能太大,例如有竖腹杆的节点板(或自由边有加劲
的节点板)c15t 大2跨建3筑/结5构fy大,跨平不面结能构 理解为c 值愈小愈
好。规范规定“弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间的间 隙,不应小于20mm”,是由于间隙过小,焊接残余 应力影响过大。而对吊车桁架,为避免疲劳破坏又 规定此间隙“不宜小于50mm”;同时还规定在工作 温度-20C地区的桁架,为防冷脆,“腹杆与弦杆相 邻焊缝焊趾间净距不宜小于2.5t ”。同样,这些规定 不能理解为杆件间间隙愈大愈好,在某些情况如出 现矛盾,应妥善处理。
假定be范围内的节点板应力达
到 fu , 并 令 be·t·fu=N大u跨(建节筑结点构大板跨平破面结坏构 时的腹杆轴力),按此法拟合的结 果,当应力扩散角=270时精度最 高,计算值与试验值的比值平均 为 98.9% ; 当 =300 时 , 比 值 为 106.8%,考虑到国外多数国家对 应力扩散角均取为300,为与国际 接轨且误差较小,建议取=300。
主要分为两大类:
大跨建筑结构大跨平面结构
梁体系 平面结构体系 框架式体系
拱式体系
空间结构体系
实体结构类:薄壳、折板结构 网格结构类:网架及网壳结构 张力结构类:悬索结构、膜结构 混合结构类
平面承重的大跨度钢结构
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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。
大跨建筑结构 大跨建筑结构大跨平面结构
参考书目:
大跨建筑结构大跨平面结构
1.《大跨空间结构》 张毅刚等编 机械工业出版社;
2.《大跨空间结构》完海鹰编 中国建筑工业出版社;
3.《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91;
4.《空间结构设计与施工》 东南大学出版社;
概述
大跨建筑结构大跨平面结构
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。
大跨建筑结构大跨平面结构
(1)角钢(或T型钢)桁架
一般用节点板连大接跨建,筑结过构大去跨平采面结用构 的方法是按桁架 弦杆或腹杆的最大内力选择节点板厚,当受力较复 杂时不可靠。国外有些规范(如美国AISC规范)规 定需进行计算。
88规范后的90年代,重庆钢铁设计研究院会同云 南省建筑设计院作了一系列双角钢杆件桁架节点板 的试验,其中受拉试件16个,受压试件8个。从而总 结出用撕裂面法推导出来的公式。
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。
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展览馆
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日本大分体育公园综合竞技场
大跨建筑结构大跨平面结构
伦敦千年穹顶
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
常用形式: (1)角钢(或大T跨型建筑钢结构)大跨桁平面架结构 (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。*
上海证券大厦
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