大跨度空间结构主要形式及施工方法概述

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1、大跨度空间结构主要形式及施工方法概述-结构综合资料大跨度空间结构主要形式及施工方法概述Xxxxx摘要：本文阐述了大跨度空间结构的主要结构形式及其特点，包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构五大主要结构形式，并介绍大跨度空间结构主要的施工方法和技术特点。关键字：大跨度，空间结构，施工工艺1引言随着科技与经济的发展，人们对结构有了越来越高的要求，结构的规模越来越大，形式也越来越复杂。大跨度空间结构是一类结构受力合理、刚度大、重量轻、杆件单一、制作安装方便的空间结构体系,它具有良好受力性能、形体优美，具有大空间的跨越能力，其良好的经济性、安全性和实用性，使其成为我国发展最快的结构形式之

2、一，近年来在大跨度、大柱网的公共和工业建筑中得到了广泛应用。2主要结构形式2.1网架结构由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构,其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。主要形式包括：（1）平面桁架系组成的网架结构；(2)四角锥体组成的网架结构；(3)三角锥组成的网架结构；(4)六角锥体组成的网架结构。网架结构的主要特点是空间工作,传力途径简捷；重量轻、刚度大、抗震性能好；施工安装简便；网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工厂中成批生产,有利于提高生产效率；网架的平面布置灵活,屋盖平整,有利于吊顶、安装管道和设备；

3、网架的建筑造型轻巧、美观、大方,便于建筑处理和装饰。2.2网壳结构曲面形网格结构称为网壳结构,有单层网壳和双层网壳之分。网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。结构形式主要有球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳等。网壳结构兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性，杆件比较单一,受力比较合理；结构的刚度大、跨越能力大；可以用小型构件组装成大型空间,小型构件和连接节点可以在工厂预制；安装简便,不需大型机具设备,综合经济指标较好；造型丰富多彩,不论是建筑平面还是空间曲面外形,都可根据创作要求任意选取。2.3膜结构薄膜结构也称为织物结构,是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形

4、式。它以性能优良的柔软织物为材料,由膜内空气压力支承膜面,或利用柔性钢索或刚性支承结构使膜产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。主要结构形式有空气支承膜结构、张拉式膜结构、骨架支承膜结构等。膜结构主要特点是自重轻、跨度大；建筑造型自由丰富；施工方便；具有良好的经济性和较高的安全性；透光性和自结性好；耐久性较差。2.4悬索结构悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件,并将索按照一定规律布置所构成的一类结构体系,悬索屋盖结构通常由悬索系统,屋面系统和支撑系统三个部分构成。结构形式主要包括：单向单层悬索结构、辐射式单层悬索结构、双向单层悬索结构、单向双层预应力悬索结构、辐

5、射式预应力悬索结构、双向双层预应力悬索结构、预应力索网结构等。悬索结构的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用,结构中不出现弯距和剪力效应,可充分利用钢材的强度；悬索结构形式多样,布置灵活,并能适应多种建筑平面；由于钢索的自重很小,屋盖结构较轻,安装不需要大型起重设备,但悬索结构的分析设计理论与常规结构相比,比较复杂,限制了它的广泛应用。2.5薄壳结构建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构(学术上把满足t/R≤1/20的壳体定义为薄壳)。薄壳结构按曲面形成可分为旋转壳与移动壳；按建造材料分为钢筋混凝土薄壳、砖薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳等。壳体结构具有十分良好的承载性能,能以很小的厚度承受相

6、当大的荷载。壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性,以材料直接受压来代替弯曲内力,从而充分发挥材料的潜力。因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。3大跨空间结构施工的常用方法3.1高空原位拼装法高空原位拼装法是指把杆件和节点在结构设计位置直接进行拼装，为了保证大跨度空间结构的安全性，结构往往要设置临时支撑来改善结构的受力性能，等结构安装完成以后再把临时支撑卸载使结构达到设计状态，设置临时支撑结构使得高空原位拼装法得到了非常广泛的应用。高空原位拼装法是复杂大跨度空间结构施工安装的基础，其他的施工方法都是从此方法演变而来的。根据支撑的不同，高空原位拼装法可以

7、分为全支架安装法(满堂红脚手架法)和胎架安装法。全支架安装法就是根据结构的曲面形状和高度使用脚手架将结构在空中完成总拼的方法，它适用于高度和跨度都不是很大的“馆”类结构，优点是施工灵活、回收利用率高且易于控制坐标，缺点是使用脚手架的量比较大，施工过程中的不安全因素增多，比起后一种胎架安装法来说偏不安全，但是较为经济；胎架安装法是根据结构特点设计一种类似脚手架的胎架结构作为建筑物的支撑体系来进行安装。它适用于高