大跨屋盖结构.ppt

第四讲 大跨度房屋结构 主讲人:钱敏
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
结构形式
网架的形式
按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架
网架结构的几何不变性分析
网架结构几何不变的必要条件:

W=3J-m-r≤0

式中 J—网架的节点数;
m—网架的杆件数;
r—支座约束链杆数
当 W>0 网架为几何可变体系;
W=0 网架无多余杆件,如杆件布置合理,为静定结构;
W<0 网架有多余杆件,如杆件布置合理,为超静定结构。
另外,网架结构几何不变的充分条件一般可通过对结构的总刚度矩阵进行检查来判断。满足下列条件之一者,该网架为几何可变体系:
(1)引入边界条件后,总刚度矩阵[K]中对角线上出现零元素,则与之对应的节点为几何可变;
(2)引入边界条件后,总刚度矩阵行列式|K|=0,该矩阵奇异,结构为几何可变。
双层网架的常用形式
(1) 平面桁架系网架
两向正交正放网架
两向正交斜放网架
三向网架
此类网架上下弦杆长度相等,上下弦杆和腹杆位于同一垂直平面内。一般情况下斜杆受拉,竖杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹角宜在40°~60°之间。
两向正交正放网架
由两组分别与边界平行的平面桁架互成90°交叉组成。同一方向的各平面桁架长度一致。
网格本身属几何可变体系。适用于建筑平面为正方形或接近正方形且跨度较小的情况。两个方向的杆件内力差别不大,受力较均匀。
两向正交斜放网架
短桁架对长桁架有嵌固作用,受力有利。角部产生拔力,常取无角部形式。比正交正放网架空间刚度大,受力均匀,用钢省。适用于建筑平面为矩形的情况。
三向网架
特点:几何不变体系,网架空间刚度大,受力性能好,内力分布也较均匀。杆件数量多,节点构造比较复杂。三向网架适用于大跨度且建筑平面为三角形、六边形、多边形和圆形的情况。
(2) 四角锥体系网架
正放四角锥网架
正放抽空四角锥网架
棋盘形四角锥网架
斜放四角锥网架
星形四角锥网架
正放四角锥网架
正放抽空四角锥网架
杆件受力较均匀,空间刚度比其它类型的四角锥网架及两向网架好。适用于建筑平面接近正方形的周边支承及点支承情况。
周边网格锥体不动外,跳格地抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆,使下弦网格尺寸扩大一倍。适用于中、小跨度或屋面荷载较轻的周边支承、点支承以及周边支承与点支承结合的网架。