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序言 1

第一章 概述 1

1.1 空间结构的发展概况 1

目录 1

1.2 空间结构的形式 6

1.2.1　薄壁空间结构 6

1.2.2　悬索结构 7

1.2.3　网格结构 7

1.2.4　充气结构 11

1.3　网架结构的特点 11

2.1　网架结构的基本单元及其几何不变性分析 18

第二章 网架结构的形式及有关规定 18

2.2　网架结构的形式 20

2.2.1　按结构组成的分类 20

2.2.2　按支承情况的分类 20

2.2.3　按网格组成情况的分类 22

2.3　网架结构的选型 39

2.4　网架结构的几何尺寸 41

2.4.1　网格尺寸（上弦网格尺寸） 41

2.4.2　网架高度 42

2.5.1　屋面材料选择及屋面构造 43

2.5　网架的屋面 43

2.4.4　悬挑长度 43

2.4.3　腹杆的布置 43

2.5.2　网架的屋面找坡 45

2.6　网架的杆件 46

2.6.1　杆件材料和截面形式 46

2.6.2　杆件的计算长度及容许长细比 46

2.6.3　网架杆件的最小截面尺寸 47

2.6.4　网架的起拱和容许挠度 47

2.7　网架自重估算 47

3.1　空间桁架位移法 50

第三章 网架结构的精确计算方法 50

3.1.1　基本假定 51

3.1.2　单元刚度矩阵 51

3.1.3　结构总刚度矩阵 55

3.1.4　边界条件和对称性利用 58

〔例题3.1〕 61

3.1.5　杆件内力 63

3.1.6　空间桁架位移法的计算框图 63

〔例题3.2〕 64

3.2　下弦内力法 69

3.2.1　下弦内力的基本方程 70

3.2.2　杆件内力 74

3.2.3　挠度计算 81

3.2.4　矩形平面的蜂窝形三角锥网架计算用表简介 83

〔例题3.3〕 85

第四章 网架结构的近似计算方法 92

4.1　交叉梁系差分法（不考虑剪切变形） 92

4.1.1　按交叉梁系理论建立网架的微分方程 92

4.1.2　网架微分方程的差分解 96

4.1.3　边界条件的处理 102

4.1.4　用差分法解网架内力的步骤 107

〔例题4.1〕 111

4.1.5　对交叉梁系差分法（不考虑剪切变形）的评述 111

4.2　交叉梁系差分法（考虑剪切变形） 116

4.2.1　基本假定 116

4.2.2　梁的折算惯性矩I和折算抗剪刚度C 117

4.2.3　梁的弯矩差分表达式 119

4.2.4　梁的剪力—挠度方程 120

4.2.5　边界条件的处理 121

4.2.6　节间剪力与节点荷载的关系 123

4.2.7　交叉梁系差分法（考虑剪切变形）的计算步骤 123

〔例题1.2〕 124

4.3.2　单元刚度矩阵 131

4.3.1　基本假定 131

4.3　交叉梁系梁元法 131

4.3.3　总刚度矩阵 137

4.3.4　内力计算 138

4.3.5　对交叉梁系梁元法的评述 139

〔例题4.3〕 140

4.4　交叉梁系力法 144

4.4.1　基本假定 144

4.4.2　基本挠度方程 144

4.4.3　内力与挠度计算 153

〔例题4.4〕 154

4.5.2　上弦节点挠度的差分表达式 161

4.5　正放四角锥网架的差分法 161

4.5.1　基本假定 161

4.5.3　杆件的内力计算 166

〔例题4.5〕 169

4.6　斜放四角锥网架的假想弯矩法 173

4.6.1　节点编号及符号说明 173

4.6.2　基本假定 175

4.6.3　平衡方程式的建立 176

4.6.4　建立假想弯矩方程 178

4.6.5　边界条件的处理 179

4.6.6　杆件内力 180

4.6.7　网架的挠度 181

4.6.8　对假想弯矩法的评述 186

〔例题4.6〕 187

4.7　拟板法 191

4.7.1　基本假定 191

4.7.2　板的表层刚度系数 192

4.7.3　板的基本微分方程 194

4.7.4　各类网架的基本微分方程 198

4.7.5　基本微分方程的解 204

4.8　正交正放类网架的拟夹层板分析法 214

4.8.1　基本假定 214

4.8.2　基本微分方程的建立 215

4.8.3　基本微分方程的级数解 222

4.8.4　简化计算及表格简介 225

4.8.5　拟夹层板分析法的计算步骤 227

4.8.6　对拟夹层板分析法的评述 233

〔例题4.7〕 233

4.9　网架结构计算方法的选用 241

第五章 网架的温度应力计算及其动力分析 245

5.1　网架的温度应力计算 245

5.1.1　空间桁架位移法 245

5.1.2　近似计算 248

5.1.3　网架不必考虑温度应力的条件 256

5.2　网架的动力分析 258

5.2.1　网架的自由振动、自振频率和振型 258

5.2.2　网架的地震反应分析 264

5.2.3　网架在地震力作用下的实用计算 272

5.2.4　网架竖向地震反应的反应谱法 273

第六章 网架结构的优化设计 276

6.1　优化设计的基本概念 276

6.1.1　概述 276

6.1.2　设计变量的确定 278

6.1.3　目标函数和约束条件的制定 278

6.1.4　优化设计的基本思想 280

6.2　约束最优化设计方法简介 282

6.2.1　梯度侧移法 282

6.2.2　模式搜索法 286

6.3　网架结构的满应力设计 287

6.3.1　常规的满应力设计 288

6.3.2　修改的满应力设计 289

6.3.3　控制步长的修改满应力设计 292

6.3.4　网架高度的优选 294

第七章 网架结构的节点设计与构造 297

7.1　概述 297

7.2　焊接空心球节点 297

7.2.1　球体尺寸 299

7.2.2　空心球体容许承载能力 300

7.2.3　钢管与空心球的连接 301

7.3　螺栓球节点 301

7.3.1　构造原理及受力特点 302

7.3.2　优缺点及适用范围 303

7.3.3　螺栓球节点的设计 304

7.4　焊接钢板节点 309

7.4.1　节点的组成及构造要求 309

7.4.2　优缺点及适用范围 311

7.4.3　节点板的受力特点及其设计 312

7.5　其他型式的节点 313

7.5.1　焊缝钢管节点 313

7.5.2　空间板 314

7.5.3　单杆体系 314

7.5.4　平蝙蝠体系 315

7.5.5　毂式节点 316

7.5.6　嵌楔式节点 316

7.5.7　诺德斯节点 317

7.5.8　大阪球节点 317

7.5.9　杆件直接汇交节点 318

7.6.1　压力支座节点 320

7.6　支座节点 320

7.6.2　拉力支座节点 322

第八章 网架结构的施工 325

8.1　制作与拼装 325

8.1.1　节点与杆件的制作 325

8.1.2　网架的拼装 327

8.2　防腐蚀 328

8.2.1　表面处理 329

8.2.2　防腐措施 329

8.3　安装方法 330

8.3.1　高空散装法 330

8.3.2　分条或分块安装法 331

8.3.3　整体安装法 337

某工程实例 344

附录Ⅰ 线性方程组的求解 354

附录Ⅱ 子空间迭代法的基本原理 359

附录Ⅲ 蜂窝形三角锥网架内力、挠度计算用表（适用于矩形平面、周边简支） 364

附录Ⅳ 拟夹层板分析法的内力、挠度计算用表（适用于矩形平面、周边简支的正交正放类网架） 378

附录Ⅴ 轴心受压构件稳定系数 384

附录Ⅵ 焊接空心球节点系列规格表 386

附录Ⅶ 螺栓球节点产品系列表 387

附录Ⅷ　管材的截面特性 388

附录Ⅸ 角钢截面特性表 412