钢结构进展讲座

1、TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-1中国钢结构进展中国钢结构进展 同济大学同济大学 沈祖炎沈祖炎 TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-2中国钢结构进展中国钢结构进展 概述概述 1. 几个重要标准的颁布几个重要标准的颁布 三本新母规的颁布三本新母规的颁布 1987 冷弯薄壁型钢技术规范冷弯薄壁型钢技术规范 1988 钢结构设计规范钢结构设计规范 1983 钢结构工程施工及验收规范钢结构工程施工及验收规范TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-3 几本专用规程的颁布几本专用规程的颁布 1991

2、 网架结构设计与施工规程网架结构设计与施工规程 1992 高层建筑钢结构设计暂行规定高层建筑钢结构设计暂行规定 （上海市标准）（上海市标准） 1998 高层民用建筑钢结构技术规程高层民用建筑钢结构技术规程 1998 轻型钢结构设计规程（上海市标准）轻型钢结构设计规程（上海市标准） 1999 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 1995 钢结构制作工艺规程（上海市标准）钢结构制作工艺规程（上海市标准） 2001 轻型钢结构制作及安装验收规程轻型钢结构制作及安装验收规程 （上海市标准）（上海市标准） 2000 建筑钢结构防火技术规程（上海市标准）建筑钢结构防火技术规程（上

3、海市标准）TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-42. 几个标志性工程的建成几个标志性工程的建成 高层建筑高层建筑 1998 金茂大厦金茂大厦 混凝土核心筒混凝土核心筒钢巨型外钢巨型外 伸桁架伸桁架钢骨混凝土巨型钢骨混凝土巨型 柱。柱。88层层420m 1996 地王大厦地王大厦 混凝土核心筒混凝土核心筒钢框架。钢框架。 81层层325mTONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-5金茂大厦TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-6地王大厦TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构

4、进展78-7大跨度建筑大跨度建筑1997 上海市体育场上海市体育场 钢管直接汇交空间桁架大悬钢管直接汇交空间桁架大悬 挑马鞍形。最大悬挑挑马鞍形。最大悬挑73.5m1999 浦东国际机场浦东国际机场 大跨度张弦梁结构。大跨度张弦梁结构。 最大跨度最大跨度82.6m1996 首都机场四机位首都机场四机位 平板网架结构，最大跨度平板网架结构，最大跨度 机库机库 153m1996 嘉兴电厂干煤棚嘉兴电厂干煤棚 双层筒壳，跨度双层筒壳，跨度103.5mTONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-8上海体育场TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展7

5、8-9浦东国际机场浦东国际机场TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-10TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-11首都机场四机位机库TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-12嘉兴电厂干煤棚嘉兴电厂干煤棚TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-13轻钢结构轻钢结构 门式钢刚架门式钢刚架 遍地开花，遍地开花， 大连北良国储粮库，跨度大连北良国储粮库，跨度60m 72m大跨度刚架大跨度刚架 多层轻钢刚架多层轻钢刚架 正在迅速发展正在迅速发展TONGJI Univers

6、ityJuly.2002中国钢结构进展78-14大连北良国储粮库净跨60mTONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-1572m跨度刚架TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-16多层轻钢刚架TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-17塔架结构塔架结构 黑龙江电视塔（黑龙江电视塔（ 336m ） 青岛电视塔青岛电视塔 （ 232m ）TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-18黑龙江电视塔TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-19青岛电视

7、塔TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-20二二. 高层钢结构高层钢结构 1. 结构体系结构体系 框架体系框架体系 北京香格里拉饭店（北京香格里拉饭店（83m） 框架支撑体系框架支撑体系 上海世界广场（上海世界广场（172m） 北京京城大厦（北京京城大厦（182m） 框架剪力墙体系框架剪力墙体系 上海交银金融大厦（上海交银金融大厦（230m） 京广中心（京广中心（208m） 框筒体系框筒体系 上海国际贸易中心（上海国际贸易中心（146m） 筒中筒体系筒中筒体系 北京国贸中心（北京国贸中心（155m） 混合结构体系混合结构体系 金茂大厦（金茂大厦（420m） 地

8、王大厦（地王大厦（325m） 巨型结构体系巨型结构体系 上海信息枢纽大楼（上海信息枢纽大楼（185m） 上海证券大厦（上海证券大厦（121m）TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-21上海证券大厦TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-22上海信息枢纽大楼TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-232. 构件型式构件型式 楼板楼板 组合楼板组合楼板 梁梁 钢梁钢梁 组合梁组合梁 柱柱 H型钢柱型钢柱 箱型钢柱箱型钢柱 组组 合合 柱柱 上海森贸大厦（上海森贸大厦（201m） 钢管混凝土柱钢管混凝土

9、柱 深圳赛格广场（深圳赛格广场（279m） 杭州瑞丰大楼（方钢管混凝土柱）杭州瑞丰大楼（方钢管混凝土柱）TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-24深圳赛格广场TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-25赛格广场塔楼结构平面图TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-26杭州瑞丰大厦TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-273. 需要进一步解决的问题需要进一步解决的问题 抗震性能分析抗震性能分析 在地震作用下在地震作用下 结构损伤分析结构损伤分析 结构断裂分析结构断裂

10、分析 结构倒塌分析结构倒塌分析 增加结构延性的措施增加结构延性的措施 梁柱连接梁柱连接 耗能阻尼器耗能阻尼器 隔震结构隔震结构 抗火性能抗火性能 耐火钢材耐火钢材 抗火分析抗火分析 健康监测健康监测TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-28空间网架及网壳空间网架及网壳1. 网架网架 平板网架：双层平板网架平板网架：双层平板网架 三层平板网架三层平板网架 局部三层平板网架局部三层平板网架TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-29平板网架TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-30首都机场四机位机库

11、TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-31曲面网架：曲面网架： 扭曲面网架扭曲面网架 圆筒形网架圆筒形网架 旋转曲面网架旋转曲面网架 组合曲面网架组合曲面网架组合网架组合网架江西抚州体育馆，跨度江西抚州体育馆，跨度 46m TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-32扭曲面网架TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-33四川大学体育馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-34江西抚州体育馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-35

12、2.网壳网壳 单层网壳：球形网壳单层网壳：球形网壳上海国际会议中心上海国际会议中心 双曲扁网壳双曲扁网壳 椭球形网壳椭球形网壳上海科技馆上海科技馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-36上海国际会议中心TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-37上海科技展览馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-38上海科技展览馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-39 双层网壳：球形网壳双层网壳：球形网壳 上海美罗城上海美罗城 双曲扁网壳双曲扁网壳 天津新体育馆，天津新体

13、育馆， 直径直径103.5m 筒形网壳筒形网壳 嘉兴电厂干煤棚嘉兴电厂干煤棚 跨度跨度103.5m 组合型网壳组合型网壳 黑龙江速滑馆黑龙江速滑馆 86m x 195mTONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-40上海美罗城TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-41双层球面网壳TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-42嘉兴电厂干煤棚嘉兴电厂干煤棚TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-43黑龙江速滑馆结构示意图TONGJI UniversityJuly.2002中国

14、钢结构进展78-443. 需进一步解决的问题需进一步解决的问题单层网壳的稳定计算：静力稳定单层网壳的稳定计算：静力稳定 动力稳定动力稳定单层网壳的风振分析单层网壳的风振分析TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-45四四. 空间桁架结构空间桁架结构 1. 型式型式 型式灵活，难以归纳分类型式灵活，难以归纳分类上海体育场上海体育场浦东国际机场浦东国际机场北京国际机场北京国际机场广州体育馆广州体育馆广州会展中心广州会展中心深圳市民中心深圳市民中心上海国际博览中心上海国际博览中心TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-46上海八万人体育

15、场TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-47浦东国际机场TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-48广州新体育馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-49TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-50广州会展中心TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-51TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-52深圳市民中心TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-53上海国际博览中心T

16、ONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-54TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-552. 特点特点 以钢管桁架为基本组成，下弦拉杆常为圆钢棒。以钢管桁架为基本组成，下弦拉杆常为圆钢棒。 多为钢管直接汇交相贯节点多为钢管直接汇交相贯节点 铸钢节点铸钢节点 相贯节点的强度与刚度相贯节点的强度与刚度 节点变形的影响节点变形的影响 铸钢节点的分析铸钢节点的分析 3. 需进一步解决的问题需进一步解决的问题TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-56五五. 预拉力结构预拉力结构 1. 型式型式斜拉网架斜拉网架

17、 吴县太湖收费站吴县太湖收费站斜拉网壳斜拉网壳 浙江黄龙体育中心浙江黄龙体育中心 250m x 50mTONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-57斜拉网架TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-58浙江黄龙体育中心TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-59浙江黄龙体育中心TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-60 预应力网架预应力网架 预应力网壳预应力网壳攀枝花市体育馆，预应力攀枝花市体育馆，预应力 双层球网壳，跨度双层球网壳，跨度74.8m 张弦梁结构张弦梁结构

18、广州会展中心广州会展中心 斜拉桁架斜拉桁架 深圳游泳跳水馆深圳游泳跳水馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-61攀枝花市体育馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-62广州会展中心TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-63深圳游泳跳水馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-64深圳游泳跳水馆结构示意图TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-65 悬索结构悬索结构吉林滑冰馆，预应力双层吉林滑冰馆，预应力双层 悬索体系，跨度悬索体

19、系，跨度59m 青岛体育馆，索网结构，青岛体育馆，索网结构， 跨度跨度74m 膜结构膜结构 昆明世博园艺术广场昆明世博园艺术广场TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-66吉林滑冰馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-67青岛体育馆TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-68昆明世博园艺术广场膜结构TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-692. 特点特点 刚性体系刚性体系 预拉力值的控制较难，需通过非线性分析确定。预拉力值的控制较难，需通过非线性分析确定。 柔性

20、体系柔性体系 结构体系的刚性由拉索（杆）的预拉力形成结构体系的刚性由拉索（杆）的预拉力形成 初始状态（无应力状态）初始状态（无应力状态） 预应力状态预应力状态 工作状态工作状态 每一种状态均需通过非线性分析确定每一种状态均需通过非线性分析确定 设计与施工必须协同分析设计与施工必须协同分析TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-70张拉整体结构成型过程TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-713. 需要进一步解决的问题需要进一步解决的问题结构体系结构体系 建筑设计与结构设计紧密结合建筑设计与结构设计紧密结合施工控制施工控制 设计与施工必须协同分析设计与施工必须协同分析TONGJI UniversityJuly.2002中国钢结构进展78-72六六. 轻钢房屋轻钢房屋 1. 门式钢架门式钢架 特点：变截面楔形柱，楔形横梁特点：变截面楔形柱，楔形横梁 腹板大宽厚比，不施加劲肋腹板大宽厚比，不施加劲肋 梁柱安装连接用高强度