板片空间结构在现代建筑中的应用

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1、第1章绪论1・1研究背景与意义板片空间结构屈于科技含量比较高的一种新型空间结构体系，在现阶段的研究中，板片空间的稳定性是需耍进一步研究的核心问题。板片空间结构的构成主要包括两种，一种是薄壁金属骨架；另一种是轻质板材。板片空间将这两种结构进行冇机结合在一起，形成承受重力的构架。该构架不仅将外观设计内部装饰融入一体，而且还成为一种全新的空间构架。板片空间结构的形状属于三维状态，在不同荷载作用下能够具有三维受力特性且能够体现出空间作用的空间结构。该结构冇很多优点，最突岀的优点就是可以将各种材料的特性发挥到极至，从而满足不同建筑造型的构建耍求。所以，空间结构包括以下特点：第一，

2、是受力均匀，比较合理；第二，材质轻，价格低廉；第三，造形灵活多样，具有一定的审美观。在建筑设计过程屮，将板片和不同类型的骨架结合在一以起使用，可以冇效的增强空间结构的硬度，这也正是板片结构和其它网架结构不同Z处。在建筑设计中，板片空间结构体系厚度要求为一至二厘米左右，其薄壁骨架的要求为小于三毫米，通过特定的方式组合起来形成板片空间的结构，英与网架等其他空间结构存在一定的差异，从本质上来看，它将航空结构技术直接运用到了建筑设计小，使土建结构的空间构造更为美观与科学，达到了空间布局的合理化。板片空间结构主耍适用建筑分为三种，第一种是高层建筑结构；第二种是大跨屋盖结构；第三种

3、是桥梁结构。实践证明空间结构在这些领域的运用取得了非常显著的成果。板片空间结构运用已冇三十多项的实践成果，比如位于江苏南京的人行天桥，位于江苏苏州的体育馆，郑成功雕像等。通过一系列的实践表明板片空间在建筑设计小有着较高的经济价值，使用板片空间结构不仅可以降低工程资金投入，同时述与当前我国绿色环保型社会的构建相辅相承，非常适合与我国节能环保的建筑理念。不过由于它是一种新型的空间结构体系，它需要一段时间的修正和完善，仅当前情况来讲，结构述有很多问题需要修正。比如，建筑设计屮构造缺陷、空间设计的优化等，而最关键的问题就是它的稳定性必须得到解决和进一步改进。由于空间结构的动力稳

4、定性经过多个方面的努力取得了阶段性的成果，原來的稳定性被赋予新的概念，就目前来看，关于空间结构的动力稳定性研究取得了许多新的进展，III有的动力稳定方面的概念被重新定义，但还有部分问题尚在探索时期。大家都知道，跨度较大的呈现出曲面的形态时，它的负重感就会失去平衡，而平衡不稳定会造成整个建筑设计的美感遭到破坏。所以说，板间空间的稳定性需耍通过相互的支撑來完成的。在建设设计过程中，连接件的合理安排和骨架的科学连接是整个设计的核心部位，不过，板片空间的工程过程中的稳定性还要进一步努力解决，通过什么样的方式来完善空间结构各部分之间的连接，在设计过程中全面掌握和认识板片结构的重心

5、力部分，就会为该结构体系在建筑设计过程中良好的运用提供坚强而冇力的理论支撑。在实际操作过程中，板片空间结构中的任何一边不管能否存在间隙，它所接触到的结构重心都对下一步的支撑分布冇着一定的影响。曲于部分结构具有接触作用的支撑能够与相连的部分一起工作，可以在一定程度上提升结构的承载力与结构的刚度；但是还有部分结构，也是受接触作用的影响，在受到局部高压力的同时，会因为压力的负重不均出现裂缝。所以，曲于接触点与联合工作的特点造就了板片空间结构的稳定性，对下一步了解空间结构的接触形态与受力状态及建筑设计方面都有着积极的意义。最近几年来，相当一部分研究人员开始从多个层面对板片空间结

6、构的稳定性进行研究，通过大量的数据分析与模型测试以后，收获了一些成果。不过，因为板片空间结构设计相对灵活，造成其影响元索比较多，在模型测试过程中使用的模型种类不同，造成得出的结论也不同，因此，在定量研究上冇一定的差别，而且这种差别对于设计人员来讲根本无从下手。所以，面对这种情况，在共同工作的结构连接点上，寻找一种更科学，更合理并且便捷同时还可以确定板片空间稳定性的途径，成为建筑设计人员在实际工作需要进一步研究的课题和解决的问题。1.2相关研究的评述社会不断进步的同吋带动了建筑学相关领域的空前发展。虽然空间结构的稳定性还处于研究阶段，没有积累出丰富的实践经验，过去的稳定性

7、也被赋予了新的概念，许多问题仍处于研讨阶段，因此，对于空间结构的稳定性我们可以通过两个方面完成研究。121结构稳定的研究现状在建筑学中最古老的学科莫过于结构稳定学了。一七四四年Euler对外发表了他所编写的关于柱子稳定方面的论文，在文章中他提到了与小挠度理论有关的欧拉临界荷载。十八世纪，Lagrange全面阐述了柱子的变形学说，我们可以看到，Euler与Lagrange探讨的领域都是理想柱，也就是柱子的截面，压力作用与中轴线的结合。虽然他们研究的范围仅是一些基础的结构与负重学，但是得出来的理论却为今后人们对稳定问题的研究起到了引导作用。并