201米
第一篇 大跨度建筑屋盖结构
第一篇 大跨度建筑屋盖结构
? 适用范围：工业厂房、公共建筑：体育馆、
展览馆
? 桁架：增加跨度、减轻自重
等高排架
不等高排架
?拱结构
?悬索结构
国家奥林匹克体育中心
第二篇 大跨度建筑屋盖结构
?第一章 门式刚架结构
?第二章 薄腹梁结构
?第三章 桁架结构
?第四章 拱结构
?第五章 网架结构
?第六章 悬索结构
第一章 门式刚架结构
? 一、门式刚架的结构特点与适用范围
图 1 装配式结构实例
新疆库尔勒五千吨气调库
长春国富门式刚架厂房
? 杆件较少，制作方便，结构内部空间较大
? 梁柱刚接，横梁弯矩较铰接减少，适用于中小跨结
构，跨度可达４０米，最适宜１８米左右
? 刚度较差，受荷后产生挠度，用于工业厂房时，吊
车起重量不能过大
特 点
广泛用于工业厂房和体育馆等
第二节 门式刚架的类型与构造
? 1.从连接方式分：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
? 无铰刚架：超静定刚架，结构刚度大，但地基有不均匀
沉降时，将使结构产生附加内应力
? 有铰刚架：静定刚架，地基有不均匀沉降时，对结构不
会产生附加内应力，但跨度大时，刚度较差，一般用于
小跨度（ 12m）和基础较差的情况
类型
? 铰接时，刚架横梁弯矩较大，梁截面大些,柱一
般做成变截面，基础较小
? 固结时，梁截面较小,柱为不变截面，基础较大
? 2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式
? 3.从跨数分：
? 纵向柱距：６米
? 横向跨度：３米的倍数，如２４米、２７米
? h/L:h减小将使推力增大，
? 三铰刚架,h＞ L
? 两铰刚架,L稍大于 h
构造
横
梁
的
连
接
柱与基础的铰接
第三节 预应力刚架结构
? 柱为变截面结构，梁为箱形截面，预应力钢
筋采用高强度钢丝束
第二章 薄腹梁结构
? 第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围
第二章 薄腹梁结构
? 第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围
图 1 装配式结构实例
混凝土柱截面设计
平腹杆 斜腹杆
? 优点：制作、构造、吊装及设计较简单，侧向
刚度大，可以降低厂房的高度和不需设置屋面
支撑
? 缺点：自重较大
? 适用跨度：
? 普通钢筋混凝土薄腹梁为６～１２ｍ
? 预应力时为１２～１８ｍ
第二节 薄腹梁的设计要点
和大致尺寸
? 梁端部高度：一般不小于６０ｃｍ
? 双坡度的屋面坡度,1/8~1/12
? 梁截面高度：单坡梁 h=(1/18~1/12)l
双坡梁 h=(1/14~1/6)l
梁腹厚度,6~10cm
第三章 桁架结构
?第一节 桁架的结构特点与优缺点
受力特点
开封县温泉游泳馆
湖南国际会展中心
宽 141米
湖南国际会展中心
待装配的一榀平面桁架
? 优点：
? 受力性能好（受力均匀，材料利用充分）
? 扩大了梁式结构的适用跨度
? 桁架可以用多种材料制造
? 桁架体型可以多样化‘
? 施工方便
第二节 桁架的外形与内力的关系
第二节 桁架的外形与内力的关系
? 一、木屋架
特点：节间大小均匀，
杆件内力不致突变太大
适宜跨度：９～２１米
最经济跨度：９～１５米
? 节间长度,1.5~2.5m 节间数目：
屋架的类型
? 二、钢屋架
特点：小桁架的组合，
杆件长度较短
下眩受拉
适用跨度：３６米以上
? 三、钢筋混凝土屋架
? 受力性能好
? 结点杆件数不多于 5
? 腹杆与玄杆夹角不小于 30度
第四节 几种屋架的基本尺寸
及其适用范围
?基本要求：
跨度,3米模数
玄杆等截面
钢筋混凝土屋架用于大型屋面板，
宽度不小于 20 cm
高跨比：刚度要求
?一、三角形屋架
?造型美观，有利于屋面排水
?高跨比,h/l=1/4~1/6,I=1/2~1/3
?二、梯形屋架
? 具有较大的空间，便于管道的通过和人的通行，常用于剧院
屋盖
端部高度,1.8~2.2m,节间长度：上玄 3m，下玄 6m
? 高跨比,h/l=1/6~1/8,I=1/12
非预应力屋盖：适用跨度１８～２４米
预应力屋盖：适用跨度１８～３０米
钢屋盖：适用跨度３６米以上
?二、梯形屋架
钢屋架
?三、弧形屋盖
? 非预应力：适用跨度１８～２４米
下铉预应力：适用跨度１８～３ 6米
高跨比,h/l=1/6~1/8
常为折线形
?四、平行铉屋架
? 优点：腹杆长短和节点构造统一，制作方便
? 缺点：杆件内力分布不均，不宜用于杆件内力相
差悬殊的结构
?五、无斜腹杆屋架
? 结构造型简单，制作方便，适用于有较大吊重的
建筑
? 常用跨度：１５、１８、２４、３０
?六、钢筋混凝土－钢组合结构
?自重轻，节省材料
?常用跨度：９～１８米
? 七、板状屋架
? 屋面板和屋架合二为一，传力简捷，减少了屋盖
构件，节省钢材和水泥，结构自重轻
? 制作复杂,柱间加托架梁
? 常用跨度：
? ９～１８米
屋架选型的一般原则
? 1、跨度 36米以上：钢屋架
? 有侵蚀性介质：不宜采用钢结构
? 2、跨度 36米以下：预应力钢筋混凝土屋架
? 18~24米：可选普通钢筋混凝土屋架
? 3,18米以下：钢筋混凝土组合屋架
? 4、相对湿度大于 75%，或有侵蚀性介质：不宜
选用木屋架和钢屋架
第四章 拱结构
?第一节 拱的结构特点与优缺点
第二节 承受拱水平推力
的结构处理手法
? （１）利用地基基础直接承受水平推力
? （落地拱）
? （２）利用侧面框架结构承受水平推力
?（３）利用拉杆承受水平推力
第三节 拱结构的形式与主要尺寸
? 拱结构的形式
? 按力学结构分：
三铰拱、两铰
拱和无铰拱
? 按建筑外形分：
半圆拱和抛物
线拱
? 拱轴形式的选择：
? 合理的拱轴线，只有轴力，没有弯矩
? 和荷载有关
? 均布荷载：二次抛物线
)(4 2 xlxl fy ??
? 矢高ｆ的影响：
矢高小时，拱身轴力大而且拱脚水平推力也大
矢高大时，拱身轴力和拱脚水平推力都小，但拱身的长
度增大
合理矢高,f=(1/2~1/8)l
屋盖结构,f=(1/5~1/7)l
? 矢高 f=1/2时，拱轴形式为半圆，水平推力为０，
受力合理，但大跨度时显得高耸，很少用于建
筑物盖
第四节 拱结构的建筑实例
?湖南一散装盐库
风雨操场
室内采光效果
农贸市场
飞机库
第五章 网架结构
? 第一节 网架结构的特点、优点与适用范
围
? 第二节 网架结构的分类
? 第三节 平板网架的结构形式
? 第四节 平板网架的主要尺寸
? 第五节 平板网架的受力特点
? 第六节 网架的支承方式
第一节 网架结构的特点、优点与适用范围
? 特点：平面桁架相互交叉结合而成
? 优点：
? 1多向受力的空间结构，跨度大
? 2刚度大，稳定性好
? 3杆件主要承受轴向力，能充分发挥 材料的强度
? 4高次超静定，安全度高
? 5结构高度小，不仅可以有效地利用建筑空间，
而且能够利用较小的杆件建造大跨度结构
? 6杆件类型划一，适用于工业化生产、地面拼装
的整体吊装
? 材料：一般为钢结构（ 16锰钢）
? 杆件：钢管、角钢
? 结点：空心球结点、钢板焊接结点
? 适用范围：中小跨度的工业和民用建筑、大跨度
的体育馆、展览馆等屋盖结构
第二节 网架结构的分类
? 按外形分：曲面网架、平面网架
? 一、曲面网架（网壳）
? 单曲、双曲、单层、双层
特点：
1利用一定的起拱度来实现外力的空间传递
2多余的上凸增加了建筑容积
3巨大的推力，造成施工困难，材料消耗大
? 二、平面网架（平板网架）
? 平行玄桁架交叉而成，双层平面网格
? 特点：空间受力，无推力
第三节 平板网架的结构形式
一、两向正交正放网架
二、两向正交斜放网架
三、三向交叉网架
四、锥体网架
正交：两个方向桁
架互相垂直
正放：两个方向桁
架都与建筑平面
的边线平行
一、两向正交正放网架
特点：
两个方向桁架跨度相等或接近时，两个方向桁架受力才比
较均匀，且能发生整体空间作用
如建筑平面为长方形，空间作用不明显
网格平面为几何可变体型，刚度差，需设斜撑
适用范围：建筑平面为正方形或接近正方形
中等跨度,30~60米
81× 81米有柱展厅，屋盖采用双向空间钢桁架结构。
桁架下弦标高为 10.55米，桁架高度 H=4.0米，钢桁架
沿纵向间距为 27米，沿横向间距为 9米，均支承在钢
筋砼柱柱顶，由于该区屋面为屋顶花园，屋面活荷载
按 8.0KN/m2设计,故屋盖承重结构选用钢桁架,并且正
交桁架高度相等,弦杆为刚接,在纵向垂直支撑、系杆
的保证作用下形成空间桁架结构体系。
厦门国际会展中心
厦门国际会展中心
正交：两个方向桁架互相垂直
斜放：两个方向桁架都与建筑
平面的边线成 45度角
二、两向正交斜放网架
1长度不统一，最长的桁架长度 =
桁架长度不因平面长边的增加而改变
2短桁架对长桁架起支承作用，可降低长桁架的内力
3网格平面图形可维持几何不变形，空间刚度好
4网架四角的锚拉，使长桁架在角部产生负弯矩对四角支座产
生较大的拉力，使四角有可能翘起
特点：
由角部两个柱子共
同承担，避免拉力
集中
适用范围：
任意尺寸的矩形建筑平面
中等跨度,30~60米
大跨度,60米以上
三个方向的桁架相互交叉 60度而成
三、三向交叉网架
特点：
1上下玄网格均为三角形
2空间刚度比两向网架好
3杆件内力更均匀
4结点汇交杆件多，构造复杂
适用范围：
大跨度,建筑平面为三角形、六边形、圆形
由三角锥、四角锥或六角锥单元组成
棱角斜杆作竖向腹杆
四、锥体网架
三角锥体网架
型式：
1上下玄均为三角形网格 ---空间刚度好
2跳格三角锥体网格：上玄为三角形网格，下玄为三角形和六角形
网格 ---用料省
适用范围：建筑平面为矩形、三边形、梯形、六边形、
圆形的大跨度结构
上下玄均为方格，上下玄错开半格
适用范围：中小跨度结构
型式：
1正放四角锥体网架
2斜放四角锥体网架
四角锥体网架
1正放四角锥体网架：锥的底边与相应的建筑平面
周边平行
A倒四角锥体（锥尖向下）：锥的底边相连为上玄
杆，锥尖的连杆为上玄杆，上下玄错开半格
四角锥体网架
1正放四角锥体网架
b正四角锥体（锥尖向下）
四角锥体网架
四角锥体网架
正放四角锥体网架 特点：
（ 1）杆件内力均匀，点支承时除支座处杆件内
力较大，其他杆件内力均匀
（ 2）屋面板规格比较统一，上下玄杆等长，构
造简单
适用范围：
（ 1）平面接近于正方形的中小跨度周边支承的
建筑
（ 2）大柱距的点支承、有悬挂吊车的工业厂房
四角锥体网架
2斜放四角锥体网架：锥的底边与相应的建筑平面
周边夹角 45度
四角锥体网架
上玄杆短对受压有利，
下玄杆长为受拉杆，受力
合理
适用范围：中小跨度、
矩形平面
锥尖向下,上玄为正六角形网格，下玄为正三角形网格
六角锥体网架
锥尖向上,下玄为正六角形网格，上玄为正三角形网格
六角锥体网架
杆件多，
结点构造
复杂，屋
面板为六
边形或三
角形，施
工困难，
较少采用
第四节 平板网架的主要尺寸
短向跨度 l<30m时，取（ 1/8~1/12） l
短向跨度 l=30~60m时，取（ 1/11~1/14） l
短向跨度 l>60m时，取（ 1/13~1/18） l
钢筋混凝土屋面板时，不宜超过 3m*3m
轻型屋面,3~6米
一、网格尺寸
第四节 平板网架的主要尺寸
和网格尺寸相匹配
短向跨度 l<30m时，取（ 1/10~1/13） l
短向跨度 l=30~60m时，取（ 1/12~1/15） l
短向跨度 l>60m时，取（ 1/14~1/18） l
二、网格高度
交叉桁架体系：腹杆倾角 40~55度
角锥网架：腹杆倾角 60度
大跨度网架：再分式腹杆
三、腹杆布置
第五节 平板网架的受力特点
第六节 平板网架的支承方式
每个结点都设置柱
周边不设置边桁架
用钢梁省
一、周边支承于柱
适用范围：大跨
度和中等跨度
柱子数量少
柱距布置灵活
周边可不设置边桁架
圈梁有利于抗震
二、周边支承于圈梁
适用范围：中小
跨度
柱子数量
少，建筑
物使用灵
活
三、点支承
适用范围：
大柱距的
厂房或仓
库
自由边必须设
边梁或桁架梁
四、三边支承
适用范围：飞
机库或飞机修
理装配车间
第六章 悬索结构
悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件所组成。
悬索结构的组成：
拉索采用由高强钢丝组成的钢绞线、钢丝绳或部丝束，
边缘构件和下部支承构件则常常为钢筋混凝土结构。
? １．索网只受轴向拉力，
既无弯矩，也无剪力，受
力简单
?悬索屋盖结构的特点：
２．悬索结构通过索的轴向受拉
来抵抗外荷载的作用，可以最充
分地利用钢材的强度。
３ ·悬索结构便于建筑造型，
容易适应各种建筑平面。
4.可以创造具有良好物理性能的建筑空间。
5．悬索屋盖结构的稳定性较差。
6．悬索结构的边缘构件和下部支承必须具有一定的刚度
和合理的形式，以承受索端巨大的水平拉力。
第三节 悬索结构的型式
? 悬索屋盖结构按屋面几何形式的不同，可分为
单曲面和双曲面两类；
? 根据拉索布置方式的不同，可分为 单层悬索体
系、双层悬索体系、交叉索网体系
? 一、单层悬索体系
? 单层悬索体系的优
点是传力明确，构造
简单；
? 缺点是屋面稳定性差，
抗风（上吸力）能力
小。
? 常采用重屋面，适用
于中小跨度建筑的屋
盖。
? 单层悬索体系有单曲
面单层拉索体系和双
曲面单层拉索体系。
? 1．单曲面单层拉索
体系
? 由 许多平行的单极
拉索组成。屋盖表面
为简状凹面，从两端
山墙排水
? 优点：传力明确，构
造简单；
? 缺点：屋面稳定 性
差，抗风（上吸力）
能力小，索的水平拉
力不能在上部结构实
现自平衡，必须通过
适当的形式传至基础。
? 拉索水平力的传递，一般有以下三种方式：
? １）拉索水平力通过竖向承重结构传至基础,拉
索的两端可锚固在具有足够抗侧刚度的竖向承
重结构上
?（ 2）拉索水平力通过拉锚传至基础
? l）锚固在足够重的大体积混凝土中；
? 2）利用底板及回填土自重抵抗拉力；
? 3）锚固于受拉摩擦桩或受弯摩擦桩上；
? 4）锚固在岩石层的钻孔中。
? （ 3）拉索水平力通过刚性水平构件集中传
至抗侧力墙
? 2．双曲面单层拉索体系
? 常见于圆形的建筑平面，其各拉索按辐射状布
置，整个屋面形成一个旋转曲面
? 二、双层悬索体系
? 由一系列承重索和相反曲率的稳定索所组成
? 特点是稳定性好，整体刚度大，反向曲率的索系可以
承受不同方向的 荷载作用。
? 适宜于采用轻屋面，如铁皮、铝板、石棉板等屋面材
料和轻质高效的保温材料，以减轻屋盖自重、节约材
料、降低造价。
?分类：单曲面、双曲面、
1．单曲面双层拉索体系
常用于矩形平面的单跨或多跨建筑
? 单曲面双层拉索体系中的承重索和稳定索也可
以不在同一竖向平面内，而是相互错开布置，
构成波形屋面
? 2·双曲面双层拉索体系
? 承重柬和稳定索均沿
辐射方向布置，周围支
承在周边往顶的受压环
梁上，中心则设置受拉
内环梁。整个屋盖支承
于外墙或周边的柱上。
? 屋面形式：上
凸、下凹或交
叉形
周边柱项应设置
一道或两道受压
环梁
? 三、交叉索网体系
? 交叉索网体系也称为鞍形索网，它是由两组
相互 正交 的,曲率相反 的拉索直接交叠组成，
形成 双曲抛物面
?祝大家在期末考试中取得
好成绩，并祝大家假期愉
快！
第一篇 大跨度建筑屋盖结构
第一篇 大跨度建筑屋盖结构
? 适用范围：工业厂房、公共建筑：体育馆、
展览馆
? 桁架：增加跨度、减轻自重
等高排架
不等高排架
?拱结构
?悬索结构
国家奥林匹克体育中心
第二篇 大跨度建筑屋盖结构
?第一章 门式刚架结构
?第二章 薄腹梁结构
?第三章 桁架结构
?第四章 拱结构
?第五章 网架结构
?第六章 悬索结构
第一章 门式刚架结构
? 一、门式刚架的结构特点与适用范围
图 1 装配式结构实例
新疆库尔勒五千吨气调库
长春国富门式刚架厂房
? 杆件较少，制作方便，结构内部空间较大
? 梁柱刚接，横梁弯矩较铰接减少，适用于中小跨结
构，跨度可达４０米，最适宜１８米左右
? 刚度较差，受荷后产生挠度，用于工业厂房时，吊
车起重量不能过大
特 点
广泛用于工业厂房和体育馆等
第二节 门式刚架的类型与构造
? 1.从连接方式分：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
? 无铰刚架：超静定刚架，结构刚度大，但地基有不均匀
沉降时，将使结构产生附加内应力
? 有铰刚架：静定刚架，地基有不均匀沉降时，对结构不
会产生附加内应力，但跨度大时，刚度较差，一般用于
小跨度（ 12m）和基础较差的情况
类型
? 铰接时，刚架横梁弯矩较大，梁截面大些,柱一
般做成变截面，基础较小
? 固结时，梁截面较小,柱为不变截面，基础较大
? 2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式
? 3.从跨数分：
? 纵向柱距：６米
? 横向跨度：３米的倍数，如２４米、２７米
? h/L:h减小将使推力增大，
? 三铰刚架,h＞ L
? 两铰刚架,L稍大于 h
构造
横
梁
的
连
接
柱与基础的铰接
第三节 预应力刚架结构
? 柱为变截面结构，梁为箱形截面，预应力钢
筋采用高强度钢丝束
第二章 薄腹梁结构
? 第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围
第二章 薄腹梁结构
? 第一节 薄腹梁的优缺点和运用范围
图 1 装配式结构实例
混凝土柱截面设计
平腹杆 斜腹杆
? 优点：制作、构造、吊装及设计较简单，侧向
刚度大，可以降低厂房的高度和不需设置屋面
支撑
? 缺点：自重较大
? 适用跨度：
? 普通钢筋混凝土薄腹梁为６～１２ｍ
? 预应力时为１２～１８ｍ
第二节 薄腹梁的设计要点
和大致尺寸
? 梁端部高度：一般不小于６０ｃｍ
? 双坡度的屋面坡度,1/8~1/12
? 梁截面高度：单坡梁 h=(1/18~1/12)l
双坡梁 h=(1/14~1/6)l
梁腹厚度,6~10cm
第三章 桁架结构
?第一节 桁架的结构特点与优缺点
受力特点
开封县温泉游泳馆
湖南国际会展中心
宽 141米
湖南国际会展中心
待装配的一榀平面桁架
? 优点：
? 受力性能好（受力均匀，材料利用充分）
? 扩大了梁式结构的适用跨度
? 桁架可以用多种材料制造
? 桁架体型可以多样化‘
? 施工方便
第二节 桁架的外形与内力的关系
第二节 桁架的外形与内力的关系
? 一、木屋架
特点：节间大小均匀，
杆件内力不致突变太大
适宜跨度：９～２１米
最经济跨度：９～１５米
? 节间长度,1.5~2.5m 节间数目：
屋架的类型
? 二、钢屋架
特点：小桁架的组合，
杆件长度较短
下眩受拉
适用跨度：３６米以上
? 三、钢筋混凝土屋架
? 受力性能好
? 结点杆件数不多于 5
? 腹杆与玄杆夹角不小于 30度
第四节 几种屋架的基本尺寸
及其适用范围
?基本要求：
跨度,3米模数
玄杆等截面
钢筋混凝土屋架用于大型屋面板，
宽度不小于 20 cm
高跨比：刚度要求
?一、三角形屋架
?造型美观，有利于屋面排水
?高跨比,h/l=1/4~1/6,I=1/2~1/3
?二、梯形屋架
? 具有较大的空间，便于管道的通过和人的通行，常用于剧院
屋盖
端部高度,1.8~2.2m,节间长度：上玄 3m，下玄 6m
? 高跨比,h/l=1/6~1/8,I=1/12
非预应力屋盖：适用跨度１８～２４米
预应力屋盖：适用跨度１８～３０米
钢屋盖：适用跨度３６米以上
?二、梯形屋架
钢屋架
?三、弧形屋盖
? 非预应力：适用跨度１８～２４米
下铉预应力：适用跨度１８～３ 6米
高跨比,h/l=1/6~1/8
常为折线形
?四、平行铉屋架
? 优点：腹杆长短和节点构造统一，制作方便
? 缺点：杆件内力分布不均，不宜用于杆件内力相
差悬殊的结构
?五、无斜腹杆屋架
? 结构造型简单，制作方便，适用于有较大吊重的
建筑
? 常用跨度：１５、１８、２４、３０
?六、钢筋混凝土－钢组合结构
?自重轻，节省材料
?常用跨度：９～１８米
? 七、板状屋架
? 屋面板和屋架合二为一，传力简捷，减少了屋盖
构件，节省钢材和水泥，结构自重轻
? 制作复杂,柱间加托架梁
? 常用跨度：
? ９～１８米
屋架选型的一般原则
? 1、跨度 36米以上：钢屋架
? 有侵蚀性介质：不宜采用钢结构
? 2、跨度 36米以下：预应力钢筋混凝土屋架
? 18~24米：可选普通钢筋混凝土屋架
? 3,18米以下：钢筋混凝土组合屋架
? 4、相对湿度大于 75%，或有侵蚀性介质：不宜
选用木屋架和钢屋架
第四章 拱结构
?第一节 拱的结构特点与优缺点
第二节 承受拱水平推力
的结构处理手法
? （１）利用地基基础直接承受水平推力
? （落地拱）
? （２）利用侧面框架结构承受水平推力
?（３）利用拉杆承受水平推力
第三节 拱结构的形式与主要尺寸
? 拱结构的形式
? 按力学结构分：
三铰拱、两铰
拱和无铰拱
? 按建筑外形分：
半圆拱和抛物
线拱
? 拱轴形式的选择：
? 合理的拱轴线，只有轴力，没有弯矩
? 和荷载有关
? 均布荷载：二次抛物线
)(4 2 xlxl fy ??
? 矢高ｆ的影响：
矢高小时，拱身轴力大而且拱脚水平推力也大
矢高大时，拱身轴力和拱脚水平推力都小，但拱身的长
度增大
合理矢高,f=(1/2~1/8)l
屋盖结构,f=(1/5~1/7)l
? 矢高 f=1/2时，拱轴形式为半圆，水平推力为０，
受力合理，但大跨度时显得高耸，很少用于建
筑物盖
第四节 拱结构的建筑实例
?湖南一散装盐库
风雨操场
室内采光效果
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第五章 网架结构
? 第一节 网架结构的特点、优点与适用范
围
? 第二节 网架结构的分类
? 第三节 平板网架的结构形式
? 第四节 平板网架的主要尺寸
? 第五节 平板网架的受力特点
? 第六节 网架的支承方式
第一节 网架结构的特点、优点与适用范围
? 特点：平面桁架相互交叉结合而成
? 优点：
? 1多向受力的空间结构，跨度大
? 2刚度大，稳定性好
? 3杆件主要承受轴向力，能充分发挥 材料的强度
? 4高次超静定，安全度高
? 5结构高度小，不仅可以有效地利用建筑空间，
而且能够利用较小的杆件建造大跨度结构
? 6杆件类型划一，适用于工业化生产、地面拼装
的整体吊装
? 材料：一般为钢结构（ 16锰钢）
? 杆件：钢管、角钢
? 结点：空心球结点、钢板焊接结点
? 适用范围：中小跨度的工业和民用建筑、大跨度
的体育馆、展览馆等屋盖结构
第二节 网架结构的分类
? 按外形分：曲面网架、平面网架
? 一、曲面网架（网壳）
? 单曲、双曲、单层、双层
特点：
1利用一定的起拱度来实现外力的空间传递
2多余的上凸增加了建筑容积
3巨大的推力，造成施工困难，材料消耗大
? 二、平面网架（平板网架）
? 平行玄桁架交叉而成，双层平面网格
? 特点：空间受力，无推力
第三节 平板网架的结构形式
一、两向正交正放网架
二、两向正交斜放网架
三、三向交叉网架
四、锥体网架
正交：两个方向桁
架互相垂直
正放：两个方向桁
架都与建筑平面
的边线平行
一、两向正交正放网架
特点：
两个方向桁架跨度相等或接近时，两个方向桁架受力才比
较均匀，且能发生整体空间作用
如建筑平面为长方形，空间作用不明显
网格平面为几何可变体型，刚度差，需设斜撑
适用范围：建筑平面为正方形或接近正方形
中等跨度,30~60米
81× 81米有柱展厅，屋盖采用双向空间钢桁架结构。
桁架下弦标高为 10.55米，桁架高度 H=4.0米，钢桁架
沿纵向间距为 27米，沿横向间距为 9米，均支承在钢
筋砼柱柱顶，由于该区屋面为屋顶花园，屋面活荷载
按 8.0KN/m2设计,故屋盖承重结构选用钢桁架,并且正
交桁架高度相等,弦杆为刚接,在纵向垂直支撑、系杆
的保证作用下形成空间桁架结构体系。
厦门国际会展中心
厦门国际会展中心
正交：两个方向桁架互相垂直
斜放：两个方向桁架都与建筑
平面的边线成 45度角
二、两向正交斜放网架
1长度不统一，最长的桁架长度 =
桁架长度不因平面长边的增加而改变
2短桁架对长桁架起支承作用，可降低长桁架的内力
3网格平面图形可维持几何不变形，空间刚度好
4网架四角的锚拉，使长桁架在角部产生负弯矩对四角支座产
生较大的拉力，使四角有可能翘起
特点：
由角部两个柱子共
同承担，避免拉力
集中
适用范围：
任意尺寸的矩形建筑平面
中等跨度,30~60米
大跨度,60米以上
三个方向的桁架相互交叉 60度而成
三、三向交叉网架
特点：
1上下玄网格均为三角形
2空间刚度比两向网架好
3杆件内力更均匀
4结点汇交杆件多，构造复杂
适用范围：
大跨度,建筑平面为三角形、六边形、圆形
由三角锥、四角锥或六角锥单元组成
棱角斜杆作竖向腹杆
四、锥体网架
三角锥体网架
型式：
1上下玄均为三角形网格 ---空间刚度好
2跳格三角锥体网格：上玄为三角形网格，下玄为三角形和六角形
网格 ---用料省
适用范围：建筑平面为矩形、三边形、梯形、六边形、
圆形的大跨度结构
上下玄均为方格，上下玄错开半格
适用范围：中小跨度结构
型式：
1正放四角锥体网架
2斜放四角锥体网架
四角锥体网架
1正放四角锥体网架：锥的底边与相应的建筑平面
周边平行
A倒四角锥体（锥尖向下）：锥的底边相连为上玄
杆，锥尖的连杆为上玄杆，上下玄错开半格
四角锥体网架
1正放四角锥体网架
b正四角锥体（锥尖向下）
四角锥体网架
四角锥体网架
正放四角锥体网架 特点：
（ 1）杆件内力均匀，点支承时除支座处杆件内
力较大，其他杆件内力均匀
（ 2）屋面板规格比较统一，上下玄杆等长，构
造简单
适用范围：
（ 1）平面接近于正方形的中小跨度周边支承的
建筑
（ 2）大柱距的点支承、有悬挂吊车的工业厂房
四角锥体网架
2斜放四角锥体网架：锥的底边与相应的建筑平面
周边夹角 45度
四角锥体网架
上玄杆短对受压有利，
下玄杆长为受拉杆，受力
合理
适用范围：中小跨度、
矩形平面
锥尖向下,上玄为正六角形网格，下玄为正三角形网格
六角锥体网架
锥尖向上,下玄为正六角形网格，上玄为正三角形网格
六角锥体网架
杆件多，
结点构造
复杂，屋
面板为六
边形或三
角形，施
工困难，
较少采用
第四节 平板网架的主要尺寸
短向跨度 l<30m时，取（ 1/8~1/12） l
短向跨度 l=30~60m时，取（ 1/11~1/14） l
短向跨度 l>60m时，取（ 1/13~1/18） l
钢筋混凝土屋面板时，不宜超过 3m*3m
轻型屋面,3~6米
一、网格尺寸
第四节 平板网架的主要尺寸
和网格尺寸相匹配
短向跨度 l<30m时，取（ 1/10~1/13） l
短向跨度 l=30~60m时，取（ 1/12~1/15） l
短向跨度 l>60m时，取（ 1/14~1/18） l
二、网格高度
交叉桁架体系：腹杆倾角 40~55度
角锥网架：腹杆倾角 60度
大跨度网架：再分式腹杆
三、腹杆布置
第五节 平板网架的受力特点
第六节 平板网架的支承方式
每个结点都设置柱
周边不设置边桁架
用钢梁省
一、周边支承于柱
适用范围：大跨
度和中等跨度
柱子数量少
柱距布置灵活
周边可不设置边桁架
圈梁有利于抗震
二、周边支承于圈梁
适用范围：中小
跨度
柱子数量
少，建筑
物使用灵
活
三、点支承
适用范围：
大柱距的
厂房或仓
库
自由边必须设
边梁或桁架梁
四、三边支承
适用范围：飞
机库或飞机修
理装配车间
第六章 悬索结构
悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件所组成。
悬索结构的组成：
拉索采用由高强钢丝组成的钢绞线、钢丝绳或部丝束，
边缘构件和下部支承构件则常常为钢筋混凝土结构。
? １．索网只受轴向拉力，
既无弯矩，也无剪力，受
力简单
?悬索屋盖结构的特点：
２．悬索结构通过索的轴向受拉
来抵抗外荷载的作用，可以最充
分地利用钢材的强度。
３ ·悬索结构便于建筑造型，
容易适应各种建筑平面。
4.可以创造具有良好物理性能的建筑空间。
5．悬索屋盖结构的稳定性较差。
6．悬索结构的边缘构件和下部支承必须具有一定的刚度
和合理的形式，以承受索端巨大的水平拉力。
第三节 悬索结构的型式
? 悬索屋盖结构按屋面几何形式的不同，可分为
单曲面和双曲面两类；
? 根据拉索布置方式的不同，可分为 单层悬索体
系、双层悬索体系、交叉索网体系
? 一、单层悬索体系
? 单层悬索体系的优
点是传力明确，构造
简单；
? 缺点是屋面稳定性差，
抗风（上吸力）能力
小。
? 常采用重屋面，适用
于中小跨度建筑的屋
盖。
? 单层悬索体系有单曲
面单层拉索体系和双
曲面单层拉索体系。
? 1．单曲面单层拉索
体系
? 由 许多平行的单极
拉索组成。屋盖表面
为简状凹面，从两端
山墙排水
? 优点：传力明确，构
造简单；
? 缺点：屋面稳定 性
差，抗风（上吸力）
能力小，索的水平拉
力不能在上部结构实
现自平衡，必须通过
适当的形式传至基础。
? 拉索水平力的传递，一般有以下三种方式：
? １）拉索水平力通过竖向承重结构传至基础,拉
索的两端可锚固在具有足够抗侧刚度的竖向承
重结构上
?（ 2）拉索水平力通过拉锚传至基础
? l）锚固在足够重的大体积混凝土中；
? 2）利用底板及回填土自重抵抗拉力；
? 3）锚固于受拉摩擦桩或受弯摩擦桩上；
? 4）锚固在岩石层的钻孔中。
? （ 3）拉索水平力通过刚性水平构件集中传
至抗侧力墙
? 2．双曲面单层拉索体系
? 常见于圆形的建筑平面，其各拉索按辐射状布
置，整个屋面形成一个旋转曲面
? 二、双层悬索体系
? 由一系列承重索和相反曲率的稳定索所组成
? 特点是稳定性好，整体刚度大，反向曲率的索系可以
承受不同方向的 荷载作用。
? 适宜于采用轻屋面，如铁皮、铝板、石棉板等屋面材
料和轻质高效的保温材料，以减轻屋盖自重、节约材
料、降低造价。
?分类：单曲面、双曲面、
1．单曲面双层拉索体系
常用于矩形平面的单跨或多跨建筑
? 单曲面双层拉索体系中的承重索和稳定索也可
以不在同一竖向平面内，而是相互错开布置，
构成波形屋面
? 2·双曲面双层拉索体系
? 承重柬和稳定索均沿
辐射方向布置，周围支
承在周边往顶的受压环
梁上，中心则设置受拉
内环梁。整个屋盖支承
于外墙或周边的柱上。
? 屋面形式：上
凸、下凹或交
叉形
周边柱项应设置
一道或两道受压
环梁
? 三、交叉索网体系
? 交叉索网体系也称为鞍形索网，它是由两组
相互 正交 的,曲率相反 的拉索直接交叠组成，
形成 双曲抛物面
?祝大家在期末考试中取得
好成绩，并祝大家假期愉
快！
