2013 大跨作业1 (大跨论文)指导书.doc

2013大跨房屋钢结构作业1 ——（大跨论文）指导书 内容可含： 一、大跨房屋结构定义 二、大跨房屋结构特点 三、大跨房屋结构建设过程与结构形态 四、大跨房屋结构分类 五、大跨房屋结构设计法规 六、大跨房屋结构设计方法及步骤 七、大跨房屋结构分析方法 八、大跨房屋结构设计技术手段 九、大跨房屋屋盖构造 附：大跨概论参考 提示：已经非常清楚的要简明扼要，需要强化的要详。 一、大跨结构定义——指屋盖跨度≥60m。 二、大跨结构的特点——竖向作用控制设计。自重是主要荷载。挠度是关键变形。（推论：采用钢结构、铝合金结构合理；采用高强钢比普通钢合理；采用轻型屋盖比重型屋盖合理；大跨建筑更适宜采用预应力钢结构和膜屋面）。 三、大跨结构建设过程与结构形态 ① 建设过程： 设计→制造→安装。 当前国内： →设计公司完成钢结构设计图； →制造公司按设计要求绘制施工详图，完成放样、零部件加工，构件制作； →安装公司按设计要求进行组装、架设，施加预应力并调整---交工验收。 ☆ ——对大跨结构需设计、制造、安装“建设过程一体化”。 ②结构形态 大跨结构建造及承载一般过程：放样加工组装→施加预应力→结构承受荷载。 大跨结构在建造和使用中经历着不同的形态。 ☆为适应大跨特点、方便大跨结构设计分析，通常将结构形态定义为三种状态与建造承载过程对应： 初始几何态 (施工放样态、无预应力、未承载、零状态) 初始预应力态(施加预应力、未承载、初始态) 荷载态(某种荷载工况作用终态) 四、大跨屋盖结构分类（按常用体系） 1、 按结构特征分为：劲性结构、柔性结构、杂交结构 钢结构中应用最多的是由杆状构件组成“杆系结构”。 构件受力：拉、压、弯、扭。构件需具有抗拉刚度、抗压刚度、抗弯刚度、抗扭刚度。 对构件长度Dz比截面尺度Dx、Dy大很多的杆件，只能抗拉，不能抗压抗弯，大跨结构中称为“索”。 大跨钢结构中常用钢丝束、钢丝绳、钢绞线、钢拉杆或型钢甚至格构式钢构件作“索”。 “索”是柔性构件。其线刚度值很小。“索”之外构件称劲性构件。 型钢和格构“索”能承受部分弯矩，设计时予以考虑。又称劲性索。 劲性构件组成劲性结构； 柔性构件组成柔性结构； 劲柔构件共同组成的大跨结构称之劲柔杂交结构。 大跨结构中，劲性构件的变形通常属于小变形。小变形二阶效应可忽略，作用与效应仍呈线性关系。 大跨结构中，柔性构件也是固体、变形体、弹性体，但柔性构件受力后要产生大变形。使结构呈现出明显的几何非线性。 附： 大跨结构的结构特征：（已清楚，可以略） 劲性结构特征：（已清楚，可以略） ①构件截面EI足够大、构件线刚度较大 ②不需预应力结构刚度足够、形状稳定 （放样态同预应力态，预应力态又称初始态） ③结构承载后变形属小变形、线性结构 (荷载终态同初始态） ④结构放样态、初始态、荷载态三态相同 （结构分析不需找形） ⑤主要利用钢材抗弯能力 （结构效率不高） 柔性结构特征：（已清楚，可以略） ①构件线刚度很小、通常假定构件截面EI=0. ②必需施加预张力才能使结构刚化、成形。 （放样态与预应力态不同，预应力态又称初始态） ③结构承载变形非小量，非线性大变形结构。 (初始态与荷载态不同） ④结构分析时需要定义放样态、初始态、荷载态三种不同状态。 （结构分析需进行找形分析） ⑤主要利用钢材抗拉能力，材料利用充分。 （结构效率高） 劲柔杂交结构特征：（已清楚，可以略） ①劲柔杂交结构中，既含有劲性构件又含有柔性构件 ②劲柔杂交结构呈现柔性结构特征，结构分析时需定义放样态、初始态，荷载态三种不同状态。需进行找形分析。 ③劲柔杂交结构中，含有劲性构件数量越少、含有柔性构件越多，结构效率就越高。 ?a压杆的孤岛存在于拉杆的海洋之中是理想的钢结构形式。 2、按建筑空间形成的途径或结构分析模型分为：空间结构、平面结构 大跨房屋建筑空间的形成有两种途径，一是用空间结构体系去覆盖建筑平面，二是由平面承重结构和纵向构架构成。前者必须采用三维空间模型进行结构分析，即空间结构。后者可简化为二维平面模型进行结构分析，即所谓平面结构。 实际上的建筑结构都是空间结构。 五、大跨房屋钢结构设计法规 ① 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001 ② 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010 ③ 《钢结构设计规范》GB 50017-2003 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018-2002 ④ 《空间网格结构技术规程》JGJ 7-2010 《预应力钢结构技术规程》CECS 2