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。*
0 =30 接轨且误差较小，建议取 。
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
一般的钢结构教科书和手册均列有“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
大跨建筑结构
参考书目：
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。
假定be范围内的节点板应力达 t· fu=Nu( 节点板破坏 到 fu ，并令 be·
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
新修订的荷载规范增加了以恒载为主的不利组
合式，屋面活荷载中主要考虑的仅是施工荷载即偶
然因素的不利影响，故又恢复到 0.5kN/m2 。但注明
“ 对 不 同 结 构 可 按 有 关 设 计 规 范 作 0.2kN/m2 的 增 减”。新修订的《钢结构设计规范》规定“对支承 轻屋面的构件或结构，当仅有一个可变荷载且受荷 面积超过 60m2时，取 0.3kN/m2 ” 。这与原《门式刚 架轻型房屋钢结构技术规程》的规定有所不同，应 注意檩条的计算。
种框架对温度作用比较敏感，对基础及地基的要
求较高。 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
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。
支撑一般为十字交叉，截面采用张紧的圆钢或 小角钢 。
（ 2 ）《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
CECS 102：2002 对风荷载作用下的体型系数有特
殊规定。对刚架、檩条、屋面板、墙梁等均有专门
的规定。特别应注意房屋端区的风荷载体型系数不 同于中间区。
4
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
；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）c 15t 235 / f y ，不能理解为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。
（1）角钢（或T型钢）桁架
一般用节点板连接，过去采用的方法是按桁架 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。
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。
1
建筑自重； （2）吊车吨位：
建筑特点
（1）轻型化，屋盖及墙体均为压型钢板，以减轻
A1~A5工作级别的桥式吊车
悬挂式起重机
20t；
3t。
（3）常用跨度：18 30m，高度4.5 ~ 9m。规程
规定跨度可作到36m。
2
结构特点
（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
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：
（2）H型钢重型桁架
桁架节点铰接是一种近似，条件是杆件较细长， 以 H 型钢作弦杆或腹杆的重型桁架，设计时应注意 节点的次应力，或按刚接节点设计，对重要的节点
还应进行有限元分析。
（3）钢管桁架（圆管或矩形管）
钢管桁架节点受力复杂，原 88 规范只有直接焊 接的平面桁架式圆管结构的条文。近几年同济大学 对圆钢管空间桁架节点作了一些试验和分析；哈工
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。
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
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。
檩条的构造处理——加隅撑*
5
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
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越来越多。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。
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。
主要分为两大类：
梁式体系
平面结构体系 框架式体系
拱式体系
实体结构类：薄壳、折板结构
空间结构体系
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
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
（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
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需要计算节点板的疲劳，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 。
大对直接焊接的方管桁架结构（主管为方管，支管
为方管或圆管）的节点作了一些试验和分析，《钢
结构设计规范》修订时，其成果已部分纳入。
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
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荷载计算的特点