《大空间钢结构概述》课件.ppt

大空间钢结构概述

课程简介与目标1课程简介本课程系统介绍大空间钢结构的定义、应用、设计原则、材料选择、连接方式、施工技术以及维护保养。通过案例分析，深入了解大空间钢结构的实际应用。2课程目标掌握大空间钢结构的基本概念和特点；熟悉大空间钢结构的设计原则和常用材料；了解大空间钢结构的连接方式和施工技术；掌握大空间钢结构的维护保养方法；熟悉大空间钢结构的相关规范标准。学习方法

什么是大空间钢结构？定义大空间钢结构是指覆盖面积大、内部空间高的钢结构建筑。其跨度通常较大，能够提供宽敞的使用空间，满足各种功能需求。特点大空间钢结构具有自重轻、强度高、延性好、施工速度快、可回收利用等优点，因此在现代建筑中得到广泛应用。分类根据结构形式，大空间钢结构可分为网架结构、网壳结构、悬索结构、张拉膜结构等。

大空间的定义及范围空间跨度通常指跨度超过30米的建筑结构，能够提供无柱或少柱的大面积使用空间。高度要求一般指内部净高超过12米的建筑空间，满足大型设备安装或特殊功能需求。覆盖面积通常指覆盖面积超过5000平方米的建筑结构，能够容纳大量人员或设备。

钢结构的优势与特点强度高钢材具有较高的强度，能够承受较大的荷载，满足大空间结构的安全要求。延性好钢材具有良好的延性，能够吸收地震等冲击能量，提高结构的抗震性能。施工快钢结构构件可在工厂预制，现场安装，缩短施工周期，降低工程成本。

大空间钢结构的应用领域1体育场馆如鸟巢、水立方等，提供宽敞的比赛和观赛空间。2展览中心如上海国家会展中心，满足大型展览的需求。3航空港如北京大兴国际机场，提供宽敞的候机和停机空间。4工业厂房如大型汽车制造厂，满足生产线的布置和设备安装。

体育场馆的应用结构形式常采用网架结构、网壳结构、悬索结构等，以实现大跨度覆盖。功能需求满足比赛场地、观众席、设备安装等多方面的需求。设计挑战需要考虑结构的稳定性和抗震性能，以及防火和疏散等安全问题。

展览中心的应用1空间需求需要提供大面积的无柱展览空间，方便展位布置和人流疏散。2结构选型常采用网架结构、网壳结构、悬索结构等，以实现大跨度覆盖和灵活的空间布局。3设计重点需要考虑结构的经济性和美观性，以及防火和疏散等安全问题。

航空港的应用航站楼提供宽敞的候机空间和便捷的旅客服务设施。飞机库满足大型飞机的停放和维护需求。设计特点需要考虑结构的抗风性能和耐久性，以及节能和环保等要求。

工业厂房的应用生产车间满足生产线的布置和设备安装需求，提高生产效率。仓库提供大容量的存储空间，方便货物的堆放和运输。设计重点需要考虑结构的经济性和实用性，以及防火和防爆等安全问题。

大空间钢结构的设计原则1安全性结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性，确保在各种荷载作用下安全可靠。2经济性结构设计应尽量采用经济合理的材料和构造，降低工程造价。3适用性结构设计应满足建筑功能和使用要求，提供舒适的空间环境。4美观性结构设计应与建筑造型相协调，体现现代建筑的美学特征。

结构选型的重要性影响因素结构选型受到建筑功能、空间需求、荷载情况、地质条件、施工技术、经济因素等多种因素的影响。选型原则应综合考虑各种因素，选择安全可靠、经济合理、适用美观的结构形式。常见形式网架结构、网壳结构、悬索结构、张拉膜结构等。

荷载分析与计算1荷载种类包括恒载、活载、风载、雪载、地震作用等。2荷载组合应根据规范要求进行荷载组合，考虑各种荷载同时作用的不利情况。3计算方法可采用手工计算、有限元分析等方法，进行结构的内力分析和变形计算。

稳定性和刚度要求稳定性结构应具有足够的稳定性，防止在荷载作用下发生失稳破坏。刚度结构应具有足够的刚度，防止在荷载作用下产生过大的变形，影响使用功能和安全。设计措施可采取增加支撑、调整构件尺寸、优化结构布置等措施，提高结构的稳定性和刚度。

防火与防腐措施防火措施采用防火涂料、耐火材料等，提高结构的耐火极限，防止火灾蔓延。防腐措施采用防腐涂料、镀锌等，防止钢材锈蚀，延长结构的使用寿命。维护措施定期检查和维护，及时发现和处理潜在的安全隐患。

大空间钢结构的常用材料1钢材是钢结构的主要材料，根据强度和用途可分为多种类型。2连接材料包括焊条、焊丝、螺栓、铆钉等，用于连接钢结构构件。3防腐涂料用于保护钢材，防止锈蚀，延长结构的使用寿命。4防火涂料用于提高钢结构的耐火极限，防止火灾蔓延。

钢材的种类与性能碳素钢强度较低，但塑性和可焊性较好，适用于一般用途的钢结构。低合金钢强度较高，且具有良好的韧性和耐蚀性，适用于承受较大荷载的钢结构。高强度钢强度很高，但焊接性能较差，适用于特殊用途的钢结构。

连接材料的选择1焊接材料应根据钢材的种类和焊接工艺选择合适的焊条和焊丝，确保焊接质量。2螺栓应根据连接强度和预紧力要求选择合适的螺栓，并进行可靠的紧固。3铆钉由于铆钉连接技术已逐渐被淘汰，因此在新建