现代屋盖钢结构分析与设计

第1章 绪论

1.1 结构哲理

1.2 我国屋盖钢结构的进展

1.2.1 优秀屋盖钢结构

1.2.2 笨重、怪异屋盖钢结构

1.3 钢结构设计的二、三、四观点

1.3.1 结构分为两大类弯矩结构和轴力结构

1.3.2 钢结构固有的三大核心价值

1.3.3 钢结构精心设计的四大步骤

1.4 结语

参考文献

第2章 网壳结构

2.1 薄壳的概念

2.1.1 定义与分类

2.1.2 切割与组合

2.1.3 薄壳的内力

2.2 网壳类型

2.2.1 单层网壳

2.2.2 双层网壳

2.3 网壳分析方法

2.3.1 空间刚架位移法

2.3.2 空间桁架位移法

2.4 网壳设计

2.4.1 单层网壳的常用形式

2.4.2 一般规定

2.4.3 节点没计

2.5 网壳结构的稳定性

2.5.1 失稳

2.5.2 稳定承载力计算公式

2.6 地震作用下网壳的内力计算

2.6.1 网壳结构的抗震分析

2.6.2 地震作用下网壳结构的内力计算

2.7 网壳的温度应力和装配应力

参考文献

第3章 膜结构

3.1 国内外膜结构发展概况

3.1.1 国外膜结构发展概况

3.1.2 国内膜结构发展概况

3.2 膜材及特性

3.2.1 膜材构成与分类

3.2.2 膜材特性

3.2.3 膜材弹性常数测试与计算方法

3.3 膜建筑设计

3.3.1 膜建筑设计年限

3.3.2 膜建筑造型

3.3.3 膜建筑光环境

3.3.4 膜建筑热环境

3.3.5 膜建筑声学环境

3.3.6 膜建筑设计要素

3.4 膜结构设计分析

3.5 膜结构设计分析理论与方法

3.5.1 找形分析力密度法

3.5.2 找形分析动力松弛法

3.5.3 找形分析几何非线性有限元法

3.5.4 荷载分析理论与方法

3.5.5 膜裁剪分析理论与方法

3.6 钢索的特性与设计

3.6.1 钢索术语

3.6.2 钢索形式与特点

3.6.3 钢索防腐

3.6.4 钢索锚具、锚固与连接

3.6.5 钢索强度设计

3.7 节点细部设计

3.7.1 一般设计原则

3.7.2 膜节点

3.7.3 膜柔性边界节点

3.7.4 膜刚性边界节点

3.7.5 膜角隅节点

3.7.6 膜脊谷节

3.7.7 膜顶节点

3.7.8 膜面张力导人机制

参考文献

第4章 索穹顶结构

4.1 张拉整体结构概述

4.1.1 张拉整体结构的发展简史

4.1.2 张拉整体结构的特点

4.2 索穹顶结构的概念、分类、特点及研究概况

4.2.1 概念

4.2.2 分类

4.2.3 特点

4.2.4 研究概况

4.3 索穹顶结构的形态分析

4.3.1 概述

4.3.2 体系的几何稳定性判定

4.3.3 体系的形态分析

4.4 索穹顶结构的受力性能

4.4.1 两节点曲线索单元

4.4.2 静力性能

4.4.3 动力特性

4.4.4 风振分析

4.5 索穹顶结构的施工及节点构造

4.5.1 实际工程的施工步骤

4.5.2 施工分析方法

4.5.3 节点构造

4.6 索穹顶结构的工程实践

4.6.1 主要工程简介

4.6.2 伊金霍洛旗体育中心索穹顶结构工程

4.7 劲性支撑穹顶结构

4.7.1 劲性支撑穹顶结构的提出

4.7.2 拓扑形式的确定

4.7.3 结构的分类和特点

4.7.4 静力性能

4.7.5 施工方法

参考文献

第5章 张弦梁结构

5.1 概述

5.1.1 概念

5.1.2 分类

5.1.3 应用

5.2 竖向荷载作用下的静力性能

5.2.1 力学特性和受力特点

5.2.2 形态定义

5.2.3 单榀张弦梁结构的受力性能

5.2.4 正交式布置二维张弦梁结构的受力性能

5.3 预应力设计方法

5.3.1 预应力的作用和引入方法

5.3.2 预应力合理取值的原则和方法

5.3.3 预应力损失的分析与补偿方法

5.4稳定性分析

5.4.1 局部稳定性

5.4.2 整体稳定性

5.5 风振响应分析

5.5.1 风振响应计算方法

5.5.2 一维张弦梁结构的风振响应分析

5.5.3 正交式布置二维张弦梁结构的风振响应分析

5.6 节点构造

5.6.1 支座节点

5.6.2 撑杆与拱节点

5.6.3 撑杆与拉索节点

参考文献

第6章 弦支穹顶结构

6.1 概述

6.1.1 概念及特点

6.1.2 分类

6.1.3 工程应用

6.2 结构的预应力设计方法

6.2.1 预应力设计的两个层次

6.2.2 自平衡逐圈确定法

6.3 静力性能及稳定性

6.3.1 基本静力特性

6.3.2 静力性能的参数影响分析

6.3.3 基本稳定性能

6.3.4 稳定性的参数影响分析

6.4 动力性能

6.4.1 自振特性

6.4.2 基本地震反应分析

6.4.3 地震反应的参数影响分析

6.5 施工技术

6.5.1 上部刚性层结构施工

6.5.2 下部索杆体系施工

6.6 节点构造

6.6.1 节点设计总体原则

6.6.2 撑杆上节点

6.6.3 撑杆下节点

参考文献

第7章 开合屋盖结构

7.1 开合屋盖结构综述

7.1.1 开合屋盖结构的概念与名称定义

7.1.2 开合屋盖结构的分类

7.1.3 开合屋盖结构的发展历史、现状和趋势

7.2 开合屋盖结构的设计要点

7.2.1 建筑方案设计中的考虑要素

7.2.2 开合方式及使用条件的确定

7.3 结构设计中的考虑要素

7.3.1 荷载及外力

7.3.2 开合屋盖的结构体系

7.4 开合屋盖结构工程实例介绍

7.4.1 工程概况

7.4.2 开合屋盖设计准则

7.4.3 开合方式的选取

7.4.4 屋面部分结构方式选取

7.4.5 轨道部分及支座设计

7.4.6 荷载与状态分析

7.4.7 开合屋盖静力计算分析

7.4.8 节点细部设计和分析

7.4.9 驱动方式

7.4.10 控制系统

7.4.11 计算结构分析及工程设计总结

参考文献

《现代屋盖钢结构分析与设计》论述的现代屋盖钢结构包括屋盖弯矩结构与屋盖形效结构。全书共七章，分别是绪论、网壳结构、膜结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弦支穹顶结构和开合屋盖结构。其中，张弦梁结构属于屋盖弯矩结构，其他五种结构都是空间屋盖形效结构。

《现代屋盖钢结构分析与设计》内容详实，可供土木工程设计、施工、监理、科技人员阅读，并可作为大专院校土木工程高年级本科生、结构工程研究生教材。

本书在编写中贯彻了“钢结构精心设计的四大步骤；衡量大跨度屋盖结构优劣的五个指标；正确处理结构设计中的六大关系”的观点；旨在建立以小的结构提供大的承载力的向量系统；明确指出了空间结构新分类，有助于工程减少结构用钢量。本书共12章,分别为:现代高层全钢结构总论、材料、作用、体型、抗侧力体系、钢结构的近似计算、钢结构的精 确分析、作用效应组合、结构验算、构件设计、组合楼盖设计、节点设计。

前　言

第1 章　绪论 1

1. 1　高层建筑结构的界定 1

1. 2　术语正名 7

1. 3　现代钢结构轻量化设计理念———二、

三、四观点 14

1. 4　高层钢结构设计特点 19

1. 5　高层钢结构的发展趋势 31

参考文献 37

第2 章　材料 39

2. 1　结构钢与铸钢 39

2. 2　连接材料 45

参考文献 49

第3 章　建筑体型 51

3. 1　建筑平面 51

3. 2　建筑立面 53

3. 3　房屋高厚比H / B 54

3. 4　变形缝 55

参考文献 56

第4 章　作用 57

4. 1　风荷载 57

4. 2　地震作用 68

参考文献 87

第5 章　抗侧力结构体系 88

5. 1　框架体系 88

5. 2　框架-支撑(延性墙板) 体系 97

5. 3　框筒结构(frame-tube structures) 106

5. 4　巨型框架体系 126

5. 5　悬挂结构体系 132

参考文献 136

第6 章　框架的手算方法 137

6. 1　水平力作用下的框架内力 137

6. 2　水平力作用下框架侧移 151

6. 3　竖向荷载作用下的框架内力 155

参考文献 159

第7 章　钢结构的精确分析 160

7. 1　概述 160

7. 2　静力分析 161

7. 3　抗震分析 209

参考文献 217

第8 章　作用效应组合 219

8. 1　一般组合(不考虑地震作用时) 219

8. 2　抗震组合(考虑地震作用, 按第一阶段

设计时) 219

8. 3　案例分析 220

参考文献 230

第9 章　结构验算 231

9. 1　承载力验算 231

9. 2　结构侧移检验 231

9. 3　风振舒适度验算 234

9. 4　结构稳定验算 235

参考文献 237

第10 章　构件设计 238

10. 1　梁的设计 238

目录　Ⅶ

10. 2　柱的设计 245

10. 3　支撑设计 260

10. 4　剪力墙设计 269

参考文献 279

第11 章　组合楼盖设计 280

11. 1　分类与组成 280

11. 2　组合楼板设计 280

11. 3　组合梁设计 296

参考文献 321

第12 章　节点设计 322

12. 1　概述 322

12. 2　梁-柱节点设计 324

12. 3　梁-梁节点设计 347

12. 4　柱-柱节点设计 353

12. 5　钢柱柱脚设计 360

12. 6　支撑连接节点设计 370

12. 7　抗震剪力墙板与钢框架的连接

设计 378

参考文献 379

附录　高层钢结构设计流程图 3802100433B