现代建筑结构体系及其抗震的分析与展望

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1、现代建筑结构体系及其抗震的分析与展望工程建设与设计!""#年第$期现代建筑结构体系及其抗震的分析与展望闫玉红"袁广林"沈华（中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州55#669）:摘要;结合国内外新型建筑空间结构的典型实例，探讨了不同结构体系包括张拉整体结构、膜结构、开合结构和玻璃结构在内的应用现状与发展趋势，分析了几个成功实例在抗震设防方面的经验，讨论了现代结构体系抗震性能方面的要求及实现方法。:关键词;现代建筑结构体系；抗震；发展趋势:中图分类号;!EF8##$8!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

2、!!!!!!!!!!!!!!!!!:文献标识码;!’!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!:文章编号;!#667>66G<>68!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!随着人们生活水平的不断提高和工业生产、文化、体育事业的日益进步，尤其是现代化的全面推进，大大加强了社会对各种新型建筑结构体系的需求。计算理论的日益完善以及计算机技术的迅猛发展使得对极其复杂的三维结构的分析与设计成为可能，并成为各种新型结构体系能够得以蓬勃发展的主要因素。随着科技日益高速发展

3、，自重轻、跨度大、功能多样、施工周期短成为现代建筑结构的发展方向。因而，研制出轻质高强的新型建筑材料"研究开发合理的结构形式成为各种新型体系结构体系应运而生的前提和基础。图#!!!!!美国亚特兰大乔治亚穹顶#!!!!!!现代建筑结构体系#$5!!!!!!膜结构膜结构是由多种高强薄膜材料及加强构件通过一定的#$#!!!!!!张拉整体结构连接方式，使其内部产生一定的预张应力，形成一种作为覆“张拉整体”的概念是由美国著名建筑师富勒%&$’$盖结构的空间形状，并能承受一定的外荷载作用。()**+,-提出的，是“张拉”和“整体”的缩合。这

4、种结构的刚膜结构可分为充气、张拉和骨架式三种类型。充气膜结度由受拉和受压单元之间的平衡预应力提供，在施加预应构是靠室内不断充气，使室内外产生一定压力差，室内外的力之前，结构几乎没有刚度，并且初始预应力的大小对结压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力，从而实现较大的构的外形和结构的刚度起着决定性作用。由于张拉整体结跨度。张拉膜结构是通过柱及钢架等支承，张拉成形，以一定构固有的符合自然规律的特点，最大限度地利用了材料和的方式给膜体施加预张应力，使其具有需求的形状和刚度。截面的特性，因此可以用尽量少的钢材建造来超大跨度建骨架式膜结构是在

5、一般钢桁架体系和网架结构上覆以膜材筑物。料的形式。膜结构的形状、受力分析、变形分析等要求精度目前在世界很多地方都建造了艺术品性质的张拉整体高，计算复杂，所用材料性能好，施工难度大，技术水平高，结构，如华沙国际建筑联合会前的自张拉空间填充体和荷兰充分体现了高科技在现代结构中的应用。国家博物馆前覆盖的四棱柱张拉整体单体。世界上最大的索目前世界上单体规模最大的膜结构是英国的“千年穹穹顶体育馆美国亚特兰大乔治亚穹顶（.+/,012!3/4+）（图顶”（图5），是由#5根#664长的钢构式桅杆支撑75块膜#），是这一新型结构形式的代表。对

6、于这一结构类型的理分材料构成，直径8564。近年来，我国膜结构也有了积极地发析、材料的制备、施工技术和设备等在我国的发展相对滞后，展，上海9万人体育场（图8）成为第一个膜结构的范例。我还有待系统全面的发展。国已经出现了专门研究膜结构的企业，而且有一批优秀的建筑已经落成，诸如：长沙世界之窗五洲大剧院、青岛颐中体育场、秦皇岛体育中心体育馆、烟台体育场等一系列新型膜结:作者简介;!闫玉红（#<79%），女，河北邢台人，助理工程师，从事构建筑物为现代都市增加了一道道优美的风景。但是有许多建筑物加固与保护以及抗震方向的研究$%=>421*

7、-!?)@/A0>?2AB#C8$A+D!问题依然存在，大部分工程中所用的膜材料是进口的，安装&’工程建设与设计#$$%年第&期噪声与振动控制专栏虽然现在我国的开合结构还处于起始状态，但是由于开合结构具有的独特优越性，我国的建筑师和结构工程师们已经开始关注这一新型结构体系。%&’!!!!!!!!玻璃结构随着近年来玻璃性能的不断改善，以及人们对玻璃特性认识的深化，玻璃已被越来越多地作为承重材料用于现代建筑结构体系之中。玻璃的热膨胀系数为)"%*!+，与钢材!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

8、!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!图"!!!!!!!!英国的“千年穹顶”相近，使得钢材和玻璃能够共同工作，发挥各自特长。玻璃也是外国公司来完成，价格昂贵。膜结构这一富有潜力的大的耐腐蚀性能强，