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