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《大跨度空间结构的主要形式及特点综述_何文波》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2005年第1期黑龙江水利科技No.1,2005(第33卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo.33)文章编号:1007-7596(2005)01-0028-01大跨度空间结构的主要形式及特点综述何文波(黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080)摘要:文章概述了大跨度空间结构中的网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构五大结构形式及主要特点。关键词:空间结构;大跨度;结构形式;组合型式;特点中图分类号:TU31文献标识码:B大跨度空间结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水的经
2、济性和较高的安全性;透光性和自结性好;耐久性较差。平的重要标志。其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬4悬索结构索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件,并将索按构。形态各异的空间结构在体育场馆、会展中心、影剧院、大照一定规律布置所构成的一类结构体系,悬索屋盖结构通常型商场、工厂车间等建筑中得到了广泛的应用。由悬索系统,屋面系统和支撑系统3部分构成。用于悬索结1网架结构构的钢索大多采用由高强钢丝组成的平行钢丝束,钢绞线或由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点连接起来钢缆绳等,也可采用圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。的空
3、间结构称之为网格结构,其中双层或多层平板形网格结4.1悬索结构形式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悬索结构按索的布置方向和层数分为:单向单层悬索结而成。构;辐射式单层悬索结构;双向单层悬索结构;单向双层预应1.1网架结构的形式力悬索结构;辐射式预应力悬索结构;双向双层预应力悬索结(1)平面桁架系组成的网架结构。主要有:两向正交正放构;预应力索网结构等。网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型4.2悬索结构的特点式;(2)四角锥体组成的网架结构。主要有:正放四角锥网架、悬索结构的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷斜放四角锥网架、正放抽空
4、四角锥网架、棋盘形四角锥网架、载的作用,结构中不出现弯距和剪力效应,可充分利用钢材的星型四角锥网架、单向折线型网架等型式;(3)三角锥组成的强度;悬索结构形式多样,布置灵活,并能适应多种建筑平面;网架结构。主要有:三角锥网架、抽空三角锥网架(分Ⅰ型和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Ⅱ型)、蜂窝形三角锥网架等型式;(4)六角锥体组成的网架结备,但悬索结构的分析设计理论与常规结构相比,比较复杂,构。主要形式有:正六角锥网架。限制了它的广泛应用。1.2网架结构的主要特点5薄壳结构空间工作,传力途径简捷;重量轻、刚度大、抗震性能好;建筑工程中的壳体结构多属薄
5、壳结构(学术上把满足tR施工安装简便;网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工≤120的壳体定义为薄壳)。厂中成批生产,有利于提高生产效率;网架的平面布置灵活,5.1薄壳结构的形式屋盖平整,有利于吊顶、安装管道和设备;网架的建筑造型轻薄壳结构按曲面形成可分为旋转壳与移动壳;按建造材巧、美观、大方,便于建筑处理和装饰。料分为钢筋混凝土薄壳、砖薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳等。2网壳结构5.2薄壳结构的特点曲面形网格结构称为网壳结构,有单层网壳和双层网壳之壳体结构具有十分良好的承载性能,能以很小的厚度承分。网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。受相当大的荷载。壳体结构
6、的强度和刚度主要是利用了其几2.1网壳结构的形式何形状的合理性,以材料直接受压来代替弯曲内力,从而充分主要有球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面发挥材料的潜力。因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料网壳等。省的即经济又合理的结构形式。2.2网壳结构主要特点除以上几种空间结构外,尚有组合网架结构、预应力网格兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性,杆件比较单一,受结构、管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹力比较合理;结构的刚度大、跨越能力大;可以用小型构件组装顶结构等几种常用空间结构,都有自身的特点和实用范围。成大型空间,小型构件和连接节点可以在工厂预制;安装
7、简便,比如点连接式玻璃幕墙支承结构能利用玻璃的透明特性追求不需大型机具设备,综合经济指标较好;造型丰富多彩,不论是建筑物内外空间的沟通和融合,人们可以透过玻璃清楚地看建筑平面还是空间曲面外形,都可根据创作要求任意选取。到支承玻璃面板的整个结构系统,使这种结构系统不仅起到3膜结构支承作用,而且具有很强的结构表现功能;索穹顶结构则完全体现了fuller关于“压杆的孤岛存在于拉杆的海洋中”的思想,薄膜结构也称为织物结构,是20世纪中叶发展起来的一是由连续的拉索和不连续的压杆组成的一种受力合理、结构种新型大跨度空间结构形式。它以性能优
