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第1章 概述1

1.1 建筑空间与大跨度空间结构1

1.1.1 空间结构的概念1

1.1.2 利用空间结构实现宏大的内部空间2

1.1.3 空间结构应用范围的拓展3

1.2 轻型结构与空间结构4

1.2.1 薄壳结构5

1.2.2 拱与拱桁架结构5

1.2.3 悬索结构及各种组合体系6

1.3 建筑材料的发展与空间结构6

1.3.1 石材砌体结构7

1.3.2 钢筋混凝土空间结构7

1.3.3 钢结构7

1.3.4 悬索结构和膜结构8

1.4 大跨空间钢结构的应用及发展9

1.4.1 大跨空间钢结构的应用9

1.4.2 大跨空间结构理论分析的发展概要11

1.5 空间结构的概念设计定义13

思考题14

第2章 网架结构分析及概念设计15

2.1 网架结构形式及选择15

2.1.1 网架结构的构成分析15

2.1.2 网架结构的形式和选择16

2.1.3 网架结构的选型要点25

2.1.4 网架结构的支承26

2.2 网架结构基本尺寸的确定28

2.2.1 网格尺寸的确定28

2.2.2 网架高度的确定28

2.2.3 网架的屋面构造29

2.3 网架结构的内力分析方法30

2.3.1 荷载和作用30

2.3.2 网架的静力计算方法33

2.4 网架结构构造设计38

2.4.1 网架的杆件设计与构造38

2.4.2 网架结构的节点设计与构造39

2.4.3 网架的支座节点50

2.5 网架结构概念设计及实例点评53

2.5.1 网架结构工程中存在的问题53

2.5.2 网架工程实例及点评54

思考题57

第3章 网壳结构分析及概念设计58

3.1 网壳结构工程应用及特点58

3.1.1 网壳结构发展及应用58

3.1.2 网壳结构的特点60

3.1.3 网壳结构现状与概念设计61

3.2 网壳结构形式、分类及其选型62

3.2.1 网壳结构的分类62

3.2.2 按网格形式划分的网壳结构68

3.2.3 网壳结构的选型75

3.3 网壳结构一般设计原则76

3.3.1 荷载和作用的类型76

3.3.2 一般设计原则80

3.4 网壳结构的内力分析方法简述81

3.4.1 概述81

3.4.2 空间铰支杆单元非线性有限单元法——空间桁架位移法82

3.4.3 空间梁-柱单元非线性有限单元法86

3.5 网壳结构的抗震概念设计95

3.5.1 概述95

3.5.2 网壳结构的动力特性95

3.5.3 网壳结构的振动方程96

3.5.4 抗震分析97

3.5.5 几种网壳结构的动内力分布规律99

3.6 网壳结构的稳定性及其概念设计101

3.6.1 网壳的失稳现象101

3.6.2 影响网壳结构稳定性的主要因素103

3.6.3 网壳结构稳定性分析的连续化方法105

3.6.4 网壳结构稳定性分析的有限单元法106

3.6.5 网壳结构的稳定设计110

3.7 网壳结构的杆件设计与节点构造112

3.7.1 网壳结构的杆件设计112

3.7.2 网壳结构的节点构造与设计115

3.8 网壳结构工程实例与点评116

3.8.1 单层球面网壳工程实例116

3.8.2 双层球面网壳实例119

3.8.3 异型网壳工程实例120

思考题123

第4章 悬索结构与膜结构124

4.1 悬索结构的概念124

4.2 悬索结构的受力与变形特点126

4.2.1 索的支座反力126

4.2.2 索的拉力127

4.2.3 悬索的变形127

4.3 悬索结构的形式128

4.3.1 单层悬索体系128

4.3.2 双层悬索体系130

4.3.3 交叉索网体系132

4.4 悬索结构分析134

4.4.1 设计基本规定134

4.4.2 荷载135

4.4.3 钢索设计138

4.5 悬索结构的稳定分析与构造138

4.6 悬索结构的动力特性及抗震抗风分析140

4.6.1 自振特性与阻尼140

4.6.2 悬索结构的地震反应分析141

4.6.3 悬索结构的风振反应分析141

4.7 悬索结构的强度和刚度的校核144

4.8 悬索结构的节点构造145

4.8.1 钢索与钢索连接146

4.8.2 钢索连接件146

4.8.3 钢索与屋面板连接147

4.8.4 钢索支承节点147

4.8.5 钢索与中心环的连接148

4.8.6 钢索与钢檀条的连接149

4.8.7 拉索的锚固149

4.9 膜结构简介149

4.9.1 膜结构的分类151

4.9.2 膜结构的材料154

4.9.3 膜结构的荷载、作用及其组合156

4.9.4 一般设计计算原则158

4.9.5 索膜结构的基本理论与分析方法159

4.9.6 膜结构的节点构造164

4.10 工程实例简介166

4.10.1 美国雷里体育馆166

4.10.2 北京工人体育馆167

4.10.3 加拿大卡尔加里滑冰馆168

思考题169

第5章 管桁架结构170

5.1 管桁架结构的概念170

5.2 管桁架结构选型172

5.2.1 管桁架结构的基本形式172

5.2.2 管桁架结构的分类172

5.3 基本尺寸的确定174

5.4 管桁架结构内力分析175

5.4.1 管桁架的一般设计原理175

5.4.2 管桁架的杆件设计177

5.5 管桁架节点构造178

5.5.1 管桁架节点分类178

5.5.2 钢管节点的构造要求180

5.5.3 连接焊缝的计算183

5.5.4 钢管相贯节点的强度185

5.5.5 矩形管直接焊接节点的承载力计算189

5.6 管桁架结构工程实例192

思考题195

第6章 其他空间结构简介196

6.1 概述196

6.2 组合网架结构198

6.2.1 组合网架结构的概念和应用概况198

6.2.2 组合网架的特点与分类199

6.2.3 组合网架的构件选型201

6.2.4 组合网架的计算要点202

6.2.5 组合网架构件设计、构造206

6.2.6 组合网架施工方法简介207

6.3 斜拉结构208

6.3.1 斜拉网架结构的形式208

6.3.2 斜拉网架结构的特点209

6.3.3 斜拉网架结构的选型209

6.3.4 斜拉网架结构的内力分析210

6.3.5 斜拉结构设计构造213

6.3.6 工程实例与点评214

6.4 折叠式网壳结构215

6.4.1 折叠式网壳结构的简介与特点215

6.4.2 折叠式网壳结构的分类216

6.4.3 折叠式网壳结构的工程应用216

6.5.张弦结构219

6.5.1 张弦网架结构简介219

6.5.2 张弦梁结构223

6.6 张拉整体结构235

6.6.1 张拉整体结构的简述235

6.6.2 张拉整体结构的形式和特点235

6.7 索穹顶结构236

6.7.1 索穹顶结构的发展和工程应用236

6.7.2 索穹顶结构的形式和特点238

6.7.3 索穹顶结构的初始预应力确定239

6.7.4 索穹顶结构的节点构造245

6.8 仿生结构246

6.9 自由曲面结构248

6.9.1 自由曲面结构简介248

6.9.2 自由曲面结构的形态创建249

6.10 开合结构249

6.10.1 简述249

6.10.2 开合结构的开合方式249

6.10.3 工程应用250

思考题251

参考文献252