A.3 大跨度钢结构

A.3 大跨度钢结构

A.3.1 大跨度钢结构体系可按表A.3.1分类。

表A.3.1 大跨度钢结构体系分类

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大跨度结构的形式和种类较为繁多，且存在不同的分类方式。其一，可以依据大跨度钢结构的受力特点来进行分类；其二，按照传力途径，大跨度钢结构可分为平面结构和空间结构。其中，平面结构又能细分为桁架、拱以及由钢索、钢拉杆形成的各种预应力结构；空间结构也可细分为薄壳结构、网架结构、网壳结构及各种预应力结构。浙江大学的董石麟教授提出，采用组成结构的基本构件或基本单元，也就是板壳单元、梁单元、杆单元、索单元和膜单元来对空间结构进行分类。根据大跨度结构的受力特点进行分类，这样的分类方式简单且明确，能够将结构的受力特性体现出来钢结构设计大全，而且设计人员对其也比较熟悉，所以本标准依据结构受力特点对大跨度钢结构进行了分类。

A.3.2 大跨度钢结构的设计原则应符合下列规定：

大跨度钢结构的设计需结合多方面因素来确定。要结合工程的平面形状，考虑体型情况，分析跨度大小，考量支承情况，研究荷载的大小，综合考虑建筑功能等。结构布置和支承形式要能保证结构有合理的传力途径，同时具备整体稳定性。平面结构应设置平面外的支撑体系。

预应力大跨度钢结构需要进行结构张拉形态的分析，要明确索或者拉杆的预应力分布情况，不能因为个别索出现松弛而致使结构失效。

跨厚比较大的双层网壳应进行非线性稳定分析。

地震区的大跨度钢结构，需要按照抗震规范来考虑水平以及竖向的地震作用效应；对于大跨度钢结构楼盖，应当按照其使用功能来满足相应的舒适度要求。

应对大跨度钢结构进行施工过程分析，且该大跨度钢结构施工过程复杂；应对复杂的预应力大跨度钢结构进行施工过程分析。

杆件截面的最小尺寸需依据结构的重要性、跨度以及网格大小来通过计算确定。对于普通型钢，其尺寸不宜小于 L50×3；而对于钢管，其尺寸不宜小于某一特定尺寸（原文未明确给出钢管不宜小于的具体尺寸）。

48×3，对大、中跨度的结构，钢管不宜小于

60×3.5。

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A.3.2 本条对大跨度钢结构的设计原则作了规定。

设计人员需依据工程的实际状况来挑选适宜的大跨结构体系。结构的支承形式需与结构的受力特性相契合。支承要为以整体受弯为主的结构给予竖向约束以及必要的水平约束。要为整体受压为主的结构提供可靠的水平约束。要为整体受拉为主的结构提供可靠的锚固。要为平面结构设置可靠的平面外支撑体系。

分析网架和双层网壳时，可假定节点为铰接，且杆件只承受轴向力，此时采用杆单元模型；分析单层网壳时，节点应假定为刚接，杆件除承受轴向力外，还承受弯矩和剪力，需采用梁单元模型；分析桁架时，应依据节点的构造形式以及杆件的节间长度或杆件长度与截面高度（或直径）的比例，按照现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936 中的相关规定来确定。模型中像钢索和钢拉杆这样的部分被模拟为柔性构件时，各种杆件的计算模型要能够体现出结构的受力状态。

设计大跨钢结构时，要考虑下部支承结构的影响。尤其在温度和地震荷载作用的情况下，需考虑下部支承结构刚度的影响。在考虑结构影响时，能够采用简化方法来模拟下部结构刚度。如果有必要，需采用上部大跨钢结构和下部支承结构组成的整体模型进行分析。

3 在大跨钢结构分析、设计时，应重视以下因素：

大跨钢结构跨度较大或平面尺寸较大且支座水平约束作用较强时，其温度作用不可忽视，会对结构构件和支座设计产生较大影响。除要考虑正常使用阶段的温度荷载外，还应根据工程的具体情况，在必要时考虑施工过程的温度荷载，并与相应的荷载进行组合。

大跨钢结构的屋面恒荷载较小时，风荷载的影响会比较大，这种情况下风荷载有可能成为结构的控制荷载，所以应当重视结构的抗风分析。

应重视对支座变形影响结构承载力的分析。支座沉降会导致以受弯为主的大跨钢结构产生附加弯矩；会使以受压为主的大跨钢结构释放水平推力并增大结构应力；支座变形还会让预应力结构和张拉结构的预应力状态以及结构形态发生改变。

预应力结构的计算包含两部分，一是初始预应力状态的确定，二是荷载状态的计算。在进行这两部分计算时，都需要考虑几何非线性影响，即要确定初始预应力状态，也要进行荷载状态分析。

单层网壳或跨度较大的双层网壳、拱桁架，其受力特征主要为受压，存在整体失稳的可能。结构的稳定性有可能成为结构设计的控制因素，所以应对这类结构进行几何非线性稳定分析，对于重要的结构，还应考虑几何和材料双非线性来进行承载力分析。

5 大跨度钢结构在进行地震作用效应与其他荷载效应组合时，需要同时计算竖向地震和水平地震作用，其中应包含以竖向地震为主的组合。对于大跨钢结构的关键杆件和关键节点，其地震组合内力设计值应依据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 的规定进行调整。

6 大跨钢结构用于楼盖时，需要满足承载力、刚度和稳定性的要求。同时，根据使用功能的差异，还得满足相应的舒适度要求。可以通过提高结构刚度的方式，或者采取耗能减震技术来满足结构舒适度的要求。

结构的形态和状态会随着施工过程而发生改变。在施工过程的不同阶段，结构的内力与最终状态的数值是不一样的。所以，需要通过对施工过程进行分析钢结构设计大全，来对结构的承载力和稳定性进行验算。