新型空間鋼結(jié)構(gòu)設計與實例

前言

　　新型空間鋼結(jié)構(gòu)大多在20世紀90年代以后進入工程應用，它不僅可用于跨度較大的公共建筑，如體育場館、展覽館、會議中心、機場候機樓等，在中小跨度建筑和特種結(jié)構(gòu)中也時常采用，發(fā)展前景十分廣闊?！　”緯鴮ΤＲ姷男滦涂臻g鋼結(jié)構(gòu)進行了較全面的分析，并給出了一些典型的設計實例。第3章、4章、5章側(cè)重于介紹拱支網(wǎng)殼、外鋪面板網(wǎng)殼和局部雙層網(wǎng)殼的穩(wěn)定性分析；第6章、7章側(cè)重于介紹斜拉網(wǎng)殼和新型立體桁架的動力分析。這樣，讀者就可以根據(jù)自己的需要進行取舍。本書理論部分闡述簡明扼要，重點在將基礎(chǔ)理論和各種新型空間鋼結(jié)構(gòu)的實際計算分析相結(jié)合，以方便廣大工程設計人員、高校師生理解。絕大多數(shù)算例利用了通用計算軟件ANSYS和結(jié)構(gòu)分析設計專業(yè)軟件MIDAS求解，這兩種軟件在業(yè)內(nèi)已經(jīng)普及，對于讀者而言，可借鑒性較強?！　『现呙捏蓿瑸樗拇ɡ砉W院建工系講師，在新型空間鋼結(jié)構(gòu)的計算分析與軟件應用方面作出了較大的貢獻。本書的部分內(nèi)容還采用了已畢業(yè)的碩士研究生徐碩、樊亭等的研究成果。本書引述了多位國內(nèi)外空間結(jié)構(gòu)專家以及一些兄弟單位的研究成果，在此對這些專家學者深表謝意！在編著過程中得到了北京MIDAS技術(shù)有限公司吳曉平等工程技術(shù)人員的大力協(xié)助，上海建筑設計研究院有限公司和浙江精工鋼構(gòu)公司為本書提供了翔實的設計資料，在此一并表示衷心感謝！　　由于作者水平有限，不足之處在所難免，敬請讀者不吝指正。

內(nèi)容概要

本書介紹了多種新型空間鋼結(jié)構(gòu)的形式和特點，論述了相關(guān)分析和設計理論，在此基礎(chǔ)上給出了新型空間鋼結(jié)構(gòu)的靜力、動力特性和穩(wěn)定性計算與分析的過程，并附有典型工程設計實例。全書共分七章，內(nèi)容包括新型空間鋼結(jié)構(gòu)體系、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)計算與構(gòu)造、拱支網(wǎng)殼、外鋪面板網(wǎng)殼、局部雙層網(wǎng)殼、斜拉網(wǎng)殼和新型立體桁架。    本書可供結(jié)構(gòu)工程師、科研人員以及相關(guān)專業(yè)的高校師生參考。

書籍目錄

前言第1章 新型空間鋼結(jié)構(gòu)體系  1.1 傳統(tǒng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系    1.1.1 球面網(wǎng)殼    1.1.2 柱面網(wǎng)殼    1.1.3 其他曲面網(wǎng)殼    1.1.4 典型工程實例    1.1.5 結(jié)構(gòu)選型  1.2 新型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系    1.2.1 拱支網(wǎng)殼    1.2.2 組合網(wǎng)殼    1.2.3 外鋪鋼板肋環(huán)形網(wǎng)殼    1.2.4 局部雙層網(wǎng)殼    1.2.5 斜拉網(wǎng)殼    1.2.6 弦支網(wǎng)殼    1.2.7 索撐網(wǎng)殼    1.2.8 空腹網(wǎng)殼    1.2.9 斗拱型穹頂  1.3 新型立體桁架結(jié)構(gòu)體系    1.3.1 立體桁架    1.3.2 斜拉立體桁架    1.3.3 張弦立體桁架第2章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)計算與構(gòu)造  2.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的有限元計算    2.1.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的計算方法分類    2.1.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的計算模型    2.1.3 空間剛架位移法  2.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析    2.2.1 屈曲類型    2.2.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)    2.2.3 導致網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的因素    2.2.4 特征值屈曲分析    2.2.5 幾何非線性全過程分析    2.2.6 非線性平衡路徑跟蹤技術(shù)  2.3 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震分析    2.3.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動力特性    2.3.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的地震反應分析    2.3.3 動內(nèi)力分布規(guī)律  2.4 桿件與節(jié)點構(gòu)造    2.4.1 桿件    2.4.2 焊接空心球節(jié)點    2.4.3 螺栓球節(jié)點    2.4.4 嵌入式轂節(jié)點    2.4.5 支座節(jié)點第3章 拱支網(wǎng)殼  3.1 交叉拱支網(wǎng)殼穩(wěn)定性分析    3.1.1 計算模型    3.1.2 屈曲模態(tài)分析    3.1.3 幾何非線性分析    3.1.4 參數(shù)分析  3.2 拱支索拉網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震分析    3.2.1 計算模型    3.2.2 拱支索拉網(wǎng)殼自振分析    3.2.3 拱支索拉網(wǎng)殼反應譜分析    3.2.4 拱支索拉網(wǎng)殼時程分析    3.2.5 反應譜與時程分析結(jié)果對比  3.3 拱支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)初步設計實例    3.3.1 工程概況    3.3.2 荷載工況    3.3.3 風振計算    3.3.4 結(jié)構(gòu)靜力計算    3.3.5 結(jié)構(gòu)自振特性    3.3.6 整體穩(wěn)定計算    3.3.7 節(jié)點計算第4章 外鋪面板網(wǎng)殼  4.1 組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)    4.1.1 幾何非線性穩(wěn)定分析    4.1.2 對比分析  ……第5章 局部雙層網(wǎng)殼第6章 斜拉網(wǎng)殼第7章 新型立體桁架參考文獻

章節(jié)摘錄

　　斜拉網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種跨越能力大、經(jīng)濟合理的雜交結(jié)構(gòu)，通常由塔柱、拉索、網(wǎng)殼（通常為雙層）組成。塔柱一般獨立于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，斜拉索的上端懸掛在塔柱頂部，下端則錨固在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主體上，當拉索內(nèi)力較大時，也可錨固在與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主體相連的立體桁架或箱形大梁等中間過渡構(gòu)件上。在承受向上、向下風荷載都很大且由風荷載控制設計時的斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，必要時還應設置施加一定預應力的穩(wěn)定索。拉索的傾角不宜太小，一般宜大于25~，否則將導致彈性支承作用減弱、內(nèi)力過大和連接節(jié)點構(gòu)造上的困難。斜拉索充分發(fā)揮拉索鋼材的高強度優(yōu)勢，為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)提供了一系列中間彈性支承，使原空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形得以調(diào)整，明顯減小結(jié)構(gòu)撓度，降低桿件內(nèi)力，同時通過張拉拉索，對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施加預應力可部分抵消外荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和撓度，使網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)不需要靠增大結(jié)構(gòu)高度和構(gòu)件截面即能跨越很大的跨度，從而達到節(jié)省材料的目的。同時，斜置的拉索與高聳的塔柱可形成外形輕巧、造型富于變化的建筑形體。

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