第1章概述001
1.1建筑空间与大跨度空间结构001
1.1.1空间结构的概念001
1.1.2利用空间结构实现宏大的内部空间002
1.1.3空间结构应用范围的拓展003
1.2轻型结构与空间结构004
1.2.1薄壳结构004
1.2.2拱与拱桁架结构005
1.2.3悬索结构及各种组合体系005
1.3建筑材料的发展与空间结构006
1.3.1石材砌体结构006
1.3.2钢筋混凝土空间结构006
1.3.3钢结构007
1.3.4悬索结构和膜结构007
1.3.5铝合金结构008
1.3.6木结构008
1.3.7空间结构体系划分009
1.4大跨度空间钢结构的应用与发展009
1.4.1大跨度空间钢结构的应用009
1.4.2大跨度空间结构理论分析的发展概要009
1.5空间结构的概念设计定义011
思考题012

第2章网架结构分析及实用设计方法013
2.1网架结构形式及选择013
2.1.1网架结构的构成分析013
2.1.2网架结构的形式和选择014
2.1.3网架结构的选型要点023
2.1.4网架结构的支承024
2.2网架结构基本尺寸的确定026
2.2.1网格尺寸的确定026
2.2.2网架高度的确定026
2.2.3网架的屋面构造027
2.3网架结构的内力分析方法028
2.3.1荷载和作用028
2.3.2网架的静力计算方法031
2.4网架结构构造设计036
2.4.1网架的杆件设计与构造036
2.4.2网架结构的节点设计与构造037
2.4.3网架的支座节点048
2.5网架结构概念设计及实例点评051
2.5.1网架结构工程中存在的问题051
2.5.2网架工程实例及点评052
思考题054

第3章网壳结构分析及概念设计055
3.1网壳结构工程应用及特点055
3.1.1网壳结构发展及应用055
3.1.2网壳结构的特点057
3.1.3网壳结构现状与概念设计058
3.2网壳结构形式、分类及其选型059
3.2.1网壳结构的分类059
3.2.2按网格形式划分的网壳结构064
3.2.3网壳结构的选型071
3.3网壳结构的一般设计原则073
3.3.1荷载和作用的类型073
3.3.2一般设计原则077
3.4网壳结构的内力分析方法简述078
3.4.1概述078
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079
3.4.3空间梁-柱单元非线性有限单元法083
3.5网壳结构的抗震概念设计092
3.5.1概述092
3.5.2网壳结构的动力特性092
3.5.3网壳结构的振动方程093
3.5.4抗震分析094
3.5.5几种网壳结构的动内力分布规律096
3.6网壳结构的稳定性及其概念设计098
3.6.1网壳的失稳现象098
3.6.2影响网壳结构稳定性的主要因素101
3.6.3网壳结构稳定性分析的连续化方法102
3.6.4网壳结构稳定性分析的有限单元法103
3.6.5网壳结构的稳定设计108
3.7网壳结构的杆件设计与节点构造110
3.7.1网壳结构的杆件设计110
3.7.2网壳结构的节点构造与设计112
3.8网壳结构工程实例与点评114
3.8.1单层球面网壳工程实例114
3.8.2双层球面网壳实例117
3.8.3异型网壳工程实例118
思考题120

第4章悬索结构与膜结构121
4.1悬索结构的概念121
4.2悬索结构的受力与变形特点123
4.2.1索的支座反力123
4.2.2索的拉力124
4.2.3悬索的变形124
4.3悬索结构的形式125
4.3.1单层悬索体系125
4.3.2双层悬索体系127
4.3.3交叉索网体系129
4.4悬索结构分析130
4.4.1设计基本规定130
4.4.2荷载131
4.4.3钢索设计135
4.5悬索结构的稳定分析与构造135
4.6悬索结构的动力特性及抗震抗风分析137
4.6.1自振特性与阻尼137
4.6.2悬索结构的地震反应分析138
4.6.3悬索结构的风振反应分析138
4.7悬索结构强度和刚度的校核141
4.8悬索结构的节点构造142
4.8.1钢索与钢索连接142
4.8.2钢索连接件143
4.8.3钢索与预制屋面板连接143
4.8.4钢索支承节点144
4.8.5钢索与中心环的连接144
4.8.6钢索与钢檩条的连接145
4.8.7拉索的锚固146
4.9膜结构简介146
4.9.1膜结构的分类148
4.9.2膜结构的材料150
4.9.3膜结构的荷载、作用及其组合153
4.9.4一般设计计算原则154
4.9.5索膜结构的基本理论与分析方法156
4.9.6膜结构的节点构造161
4.10工程实例简介163
4.10.1美国雷里竞技馆163
4.10.2北京工人体育馆163
4.10.3加拿大卡尔加里滑冰馆164
4.11索膜结构研究的发展趋势165
思考题166

第5章管桁架结构167
5.1管桁架结构的概念167
5.2管桁架结构选型168
5.2.1管桁架结构的基本形式168
5.2.2管桁架结构的分类169
5.3基本尺寸的确定171
5.4管桁架结构内力分析172
5.4.1管桁架的一般设计原理172
5.4.2管桁架的杆件设计173
5.5管桁架节点构造174
5.5.1管桁架节点分类174
5.5.2钢管节点的构造要求177
5.5.3连接焊缝的计算179
5.5.4钢管相贯节点的强度182
5.5.5矩形管直接焊接节点的承载力计算188
5.6管桁架结构工程实例190
思考题192

第6章其他空间结构简介193
6.1概述193
6.2组合网架结构195
6.2.1组合网架结构的概念和应用概况195
6.2.2组合网架的特点与分类195
6.2.3组合网架的构件选型197
6.2.4组合网架的计算要点198
6.2.5组合网架构件设计、构造202
6.2.6组合网架施工方法简介203
6.3斜拉结构204
6.3.1斜拉网架结构的形式204
6.3.2斜拉网架结构的特点205
6.3.3斜拉网架结构的选型205
6.3.4斜拉网架结构的内力分析206
6.3.5斜拉结构设计构造209
6.3.6工程实例与点评210
6.4折叠式网壳结构211
6.4.1折叠式网壳结构的简介与特点211
6.4.2折叠式网壳结构的分类212
6.4.3折叠式网壳结构的工程应用212
6.5张弦结构215
6.5.1张弦网架结构简介215
6.5.2张弦梁结构220
6.6张拉整体结构231
6.6.1张拉整体结构概述231
6.6.2张拉整体结构的形式和特点231
6.7索穹顶结构232
6.7.1索穹顶结构的发展和工程应用232
6.7.2索穹顶结构的形式和特点233
6.7.3索穹顶结构的初始预应力确定235
6.7.4索穹顶结构的节点构造241
6.8仿生结构242
6.9自由曲面结构244
6.9.1自由曲面结构简介244
6.9.2自由曲面结构的形态创建245
6.10开合结构245
6.10.1简述245
6.10.2开合结构的开合方式245
6.10.3工程应用246
思考题247

第7章空间结构创新与结构设计大赛248
7.1概述248
7.1.1结构设计大赛与空间结构的相关性248
7.1.2赛题与空间结构类型的深度耦合248
7.2赛题分类248
7.2.1大跨度轻量化赛题248
7.2.2抗冲击或动荷载赛题249
7.2.3异形或艺术性赛题249
7.3结构设计竞赛的赛题分析250
7.3.1赛题核心要素分析250
7.3.2结构体系与截面选型250
7.3.3竞赛策略与设计步骤252
7.4结构设计竞赛中的体系创新252
7.4.1材料创新252
7.4.2结构形式创新253
7.4.3受力机制创新253
7.4.4结构设计竞赛中创新应用案例254
思考题254

第8章大跨度空间结构健康监测简介255
8.1概述255
8.1.1大跨度空间结构健康监测的意义255
8.1.2结构健康监测技术的应用与发展255
8.1.3大跨度空间结构的损伤与破坏形式257
8.2空间结构监测测点布置及监测内容258
8.2.1空间结构健康监测的阶段划分258
8.2.2结构关键构件及关键节点确定259
8.2.3大跨度空间结构的监测内容259
8.3大跨度空间结构监测方法和仪器259
8.4大跨度空间结构健康监测安全性评估262
8.5大型结构健康监测案例简介262
8.5.1兰州奥体中心项目介绍262
8.5.2大跨度空间结构主要受力特性及关键问题分析263
8.5.3奥体中心监测方案部分测点布置示意图264
思考题267

参考文献268