大跨空间结构认知总结
大跨空间析架弦支穹顶结构体系及建造关键技术研究与应用
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大跨空间析架弦支穹顶结构体系及建造关键技术研究与应用说起大跨空间析架弦支穹顶结构,嘿,这可是个不得了的东西。
你要是从天上俯瞰,看到的可能是一座座仿佛挂在天上的“大网”一样的建筑。
它们常常出现在大型场馆、体育馆、展览中心这些地方,造型霸气,气派十足,给人一种大气磅礴的感觉。
你看那些建筑,表面简洁得很,但细看时,你会发现它们的结构就像是一座精密的时钟,里面有着无数条支撑力、压力和力量的“线路”。
这玩意儿要搞明白,得先从它的“骨架”说起。
这个架子啊,咱就叫它“弦支穹顶”。
别看名字长得有点儿高深,实际搞清楚了,就跟拆开一块拼图似的,容易明了。
这东西的好处多了,它比传统的钢筋混凝土建筑轻得多。
想象一下,如果你在一个巨大的空间里放上一个笨重的屋顶,那顶棚一旦下沉,就麻烦了。
可是弦支穹顶,嘿,它的力学结构设计得巧妙无比,能够均匀分布压力,避免让整个结构“塌下去”,说白了,就是一个“不怕压力”的好帮手。
更让人惊叹的是,很多时候它不需要那么多的支柱就能站得稳,这简直是给空间腾地方!你不禁想,哇,这设计真是妙啊,空间大了,视觉感受也不一样,整个建筑看起来都开阔了不少。
不过,你可能会问,那建造这种弦支穹顶,难度是不是特别高?嘿,没错,真得难得要命。
要知道,造一个这样的结构,首先得考虑如何把这么复杂的元素搭建起来。
就像做拼图似的,一开始每个零件都很散,每个构件之间的连接要精确到毫米级,谁都不能马虎。
大家都知道,建筑嘛,任何一个环节出差错,可能全局就得“推倒重来”,所以在施工过程中,那些技术工人可得像医生一样,手稳眼准,每一个动作都得小心谨慎。
别说是安装这些弦支、钢架了,就是每一根材料的搬运,都是对技术团队的挑战。
除了这些技术挑战,还有一个不得不提的就是施工时的“精准度”。
这些大跨空间结构,材料的搭配、铺设,都是按照最严苛的标准来的。
工程师们计算得死死的,一点儿误差都不允许。
所以,一开始设计时,要做到“心中有数”,连每一根钢筋都要算得清清楚楚,计算得明明白白。
大跨度空间结构设计与分析-读书报告
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大跨度空间结构设计与分析读书报告Introduction本书名称:大跨度空间结构设计与分析出版社信息:2014年中国建筑工业出版社当前工程建设对大空间、大跨度的需求不断增加。
大跨度空间结构类型很多,国内具有代表性的有142m×212m的国家大剧院、114m×144m的国家体育场馆、跨度为122m的济南全国运动会体育馆、297.3mX332.3m的北京奥运会“鸟巢”体育馆等。
大跨度空间结构作为重要的公用建筑,该类型建筑的合理设计对国民经济的发展以及人民生命财产安全有着重要的意义。
随着大跨度空间结构的广泛应用,关于大空间结构使用的合理设计和结构可靠度分析等方面面临的问题也越来越多。
我国属于地震多发区域之一,要从根本上解决大跨度空间结构面临的抗震性能差、结构设计不合理、结构安装初始缺陷、结构体系损伤免疫力差等问题,就必须对大跨度空间结构进行科学的研究。
本书从结构分类、受力特点及建模方法入手,并从设计要点与分析方法等方面进行了探究。
大跨度空间结构设计与分析一书结合实际工程案例,总结概括了大跨度空间结构的设计要点和结构体系分析方法。
具体内容包括大跨度空间结构体系的分类、大跨度空间结构的选型和高效设计建模、主要荷载及结构体系计算、主要节点和支座设计与计算、实际大跨度工程设计流程等内容。
此外,该书还介绍了大跨度网架结构体系的结构分析,如网架结构的非线性有限元分析、各类初始性缺陷造成的整体性能影响以及大跨度网架结构体系的损伤免疫力设计和计算方法等内容。
该书的研究为空间结构设计及结构可靠度分析提供了可靠的指导。
关键字:大跨度空间结构设计;损伤免疫力设计;网格结构;有限元分析;荷载作用;Content Summary1.大跨度结构的分类、受力特点及建模(1)大跨度结构的分类本书介绍的大跨度空间结构的分类主要内容及其分类如下图1所示。
图1.大跨度空间结构分类及构成(2)大跨度结构的受力特点大跨度空间结构的受力特点不同于普通框架结构体系,其传力充分运用空间结构模型的的形态,发挥不同材料的力学性能,没有“主次”之分,主要依靠曲面进行传递。
大跨度空间结构
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摘要:随着技术的发展,大跨度空间结构越来越多的在各领域运用,本文先对大跨度空间结构的起源与历史进行介绍,再对空间结构委员会成立三十年来在空间结构领域作了介绍,重点系统论述了三十年来各时期大跨度空间结构发展与应用情况。
全面阐述了我国大跨度空间结构近期发展的特点,包括在各类公共建筑中的应用情况、空间结构体系的发展与技术进步。
关键词:发展历程,我国进展1.简介:横向跨越60米以上空间的各类结构可称为大跨度空间结构。
常用的大跨度空间结构形式包括折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。
大跨度空间结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一。
世界各国对空间结构的研究和发展都极为重视,例如国际性的博览会、奥运会、亚运会等,各国都以新型的空间结构来展示本国的建筑科学技术水平,空间结构已经成为衡量一个国家建筑技术水平高低的标志之一。
2.大跨度发展历程:实际上,人类很早以前就认识到穹隆具有用最小的表面封闭最大的空间的优点。
效仿洞穴穹顶,人们建造了许多砖石穹顶,如我国东汉时期河南洛阳的地下砖砌墓穴,公元前1185年古希腊迈西尼国王墓等。
古罗马最著名的穹顶是万神殿,也是建筑史上最早、最大跨度的拱建筑。
被誉为展现穹力的杰作。
然而,在尚无力学与结构理论以前,凭借已有的经验与大胆探索来建造房屋,难免发生事故。
公元537年东罗马帝国建造的圣索亚教堂,还有公元1612年建造的罗马圣彼得教堂都出现多较严重问题。
1742年罗马教皇下令检查圣彼得教堂问题原因,三位科学家经过认真调研和计算分析后,作出了解决方案。
这工程实例表明工程结构经验时代的结束和科学时期的到来。
工程结构的发展推动了理论研究的进步,理论成果的指导完善了工程实践,这是建筑结构科学得以不断进步的历史规律。
19世纪的工业革命促使科学技术飞快进步。
生铁材料出现以后引起了建筑结构革命性的变化。
1787年英国出现机扎熟铁条,1831年英国有出现机扎出角铁,1845年法国人碾压出熟铁工字梁。
大跨空间结构—索膜结构详解
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大跨空间结构—索膜结构详解索膜结构作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现,至今已有六十多年的历史,特别是到了七十年代以后,膜结构的应用得到了迅速发展。
膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。
膜结构一改传统建筑材料而使用膜材,其重量只是传统建筑的三十分之一。
而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度,无支撑,建筑上实现时所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡的可视空间。
索膜结构是目前发展很快的一种新型空间结构,是一种效率极高的张力集成体系,可以充分发挥钢索的强度与张拉整体结构的空间作用。
张拉膜结构是索膜结构中最常见的一种形式,是索膜建筑的代表和精华,它通过钢索与膜材共同受力形式稳定曲面来覆盖建筑空间,具有高度的形体可塑性和结构灵活性,即通过对膜材内部施加一定的预张力,使其具备了抵抗外荷载能力,从而充当结构材料的一种结构体系。
这种形式能够充分利用膜材的受力性能,形成轻巧、美观、具有现代感的空间大跨曲面结构,并且施工简单、快捷、成本低,在国内外已经被广泛应用于商业建筑、体育建筑、工业建筑、户外设施、文化娱乐建筑等各种领域。
一、索膜结构的组成及材料特性1. 索膜结构的组成一个完整的索膜结构一般由三部分组成1)形成曲面结构的张拉膜材;2)用于加强膜面的脊索和谷索,以及将膜内力传向支承结构的边索;3)求索膜体系的支架结构。
张拉膜材即作为结构材料,要能够抵抗一定的荷载而不致引起过大变形。
同时为完成作为覆盖材料所规定的建筑功能,例如美观、遮光、防火、耐久等等,还需满足各种性能要求。
所以,选用合适的膜材对于索膜结构的设计建造非常重要。
加强索除其对于膜面受力方面的加强作用外,更重要的是起到了改变建筑造型的作用。
尤其是谷索和脊索的灵活设置会给整个建筑带来奇妙的视觉效果。
支架结构最常采用的是钢结构,也可采用混凝土结构,甚至在某些情况下可以采用木结构或其他结构。
支架结构除满足将索膜体系的内力传递到基础这一结构要求以外,其形式可以采取变化多样的形式,以实现不同的建筑造型效果。
大跨空间结构
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旧金山金门大桥 代代木体育馆内部
充气结构
充气结构,又名“充气膜结构”,是指在以高分子 材料制成的薄膜制品中充入空气后而形成房屋的 结构。充气式结构又可分为气承式膜结构和气胀 式膜结构(或叫气肋式膜结构)。
原理: 气承式膜结构(索膜结构)是通过压力控制系 统向建筑物内充气,使室内外保持一定的压力 差,使覆盖膜体受到上浮力,并产生一定的预 张应力,以保证体系的刚度。室内设置空压自 动调节系统,来及时地调整室内外气压,以适 应外部荷载的变化。由于跨中不需要任何支撑, 因此适用于超大跨度的建筑,一般用于大型体 育馆。
施工方法:一般现浇,坡度大时须采用双面模板或
喷射法施工。
工程实例:
西安北站
天祥车站
壳体屋顶结构
a、用钢筋混凝土建造的大空间壳体屋顶结构。 b、结构形式:壳体形式有圆筒形、球形扁壳,劈锥形
扁壳和各种单曲、双曲抛物面、扭曲面等形式。 c、特点:减轻自重,节约钢材、水泥,而且造型新颖
流畅。 d、受力:壳体结构属于高效能空间薄壁结构范畴,可
汉城奥运会体操馆和击剑馆穹顶
1967年蒙特利尔世界博览会上的美国大穹顶
杯场馆
国家游泳馆 水立方
韩国世界 仁川综合体育场
篷帐张力结构
近20多年来,在悬索结构基础上新发展起来的一种大 跨度屋顶结构,主要是利用撑杆或撑架、拉索、篷布 或薄膜和拉固点,组成各种形状的篷帐结构。
梅沙
东升收费站
大 体育公园
索穹顶结构
索穹顶结构实质是用一个周边受压环梁来平衡张拉体系的 结构。索穹顶较之于其它结构形式,具有特殊优越性。首 先,它大量采用预应力钢索而较少使用压杆,能够充分利 用钢材的抗拉刚度,若能避免柔性结构有可能的结构松弛, 索穹顶结构便不存在弹性失稳问题。其次,使用薄膜等轻 质材料作为屋面材料,使得结构自重相当轻。
大跨度空间桁架结构吊装施工技术分析
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大跨度空间桁架结构吊装施工技术分析1. 引言1.1 研究背景在现代建筑工程中,大跨度空间桁架结构被广泛应用于体育馆、会展中心、机场等大型建筑中。
这种结构具有跨度大、自重轻、空间利用率高的特点,能够满足大空间覆盖的需求,提供了更为灵活多样的建筑设计方案。
由于大跨度空间桁架结构的建造和吊装存在较高的技术难度和风险,因此对吊装施工技术进行深入研究和分析具有重要意义。
随着我国大型建筑工程的不断发展和建设规模的日益扩大,大跨度空间桁架结构的应用也越来越广泛。
在实际工程中,由于各种复杂因素的影响,吊装施工往往成为工程施工中的难点和重点。
对大跨度空间桁架结构的吊装施工技术进行深入研究和分析,既有助于总结经验,提高施工效率,又能够有效降低工程风险,保障施工安全。
本文旨在通过对大跨度空间桁架结构的吊装施工技术进行分析,探讨其设计原则和要求,总结吊装工艺流程,提出相关安全措施,以期为工程实践提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了探究大跨度空间桁架结构吊装施工技术的相关问题,深入分析吊装过程中可能出现的挑战和难点,寻找解决方案和改进措施,提高施工效率和质量,确保施工安全。
通过对吊装施工技术进行系统研究和分析,可以为相关领域的工程师和施工人员提供参考和借鉴,推动大跨度空间桁架结构的施工工艺不断完善和发展。
通过这一研究,还可以促进国内相关产业的技术进步和创新,提高我国在大跨度空间桁架结构领域的竞争力,为我国建筑行业的发展做出贡献。
是本论文的重要组成部分,对于全面了解大跨度空间桁架结构吊装施工技术以及未来研究方向具有重要意义。
1.3 研究意义大跨度空间桁架结构是一种具有较大跨度、较高荷载承载能力和较小自重的结构形式,广泛应用于体育馆、展览馆、大型工业厂房等建筑领域。
随着建筑技术的发展和人们对建筑美学的追求,大跨度空间桁架结构在现代建筑中得到了越来越广泛的应用。
研究大跨度空间桁架结构吊装施工技术的意义在于提高建筑施工的效率和质量,保障施工安全,推动建筑行业的发展。
大跨空间结构的发展回顾与展望一
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大跨空间结构的发展回顾与展望随着现代建筑技术的快速发展,大跨空间结构在建筑领域中越来越受到重视。
本文将对大跨空间结构的发展历程进行回顾,并展望大跨空间结构技术的未来发展趋势。
大跨空间结构发展历程大跨空间结构是指跨度大于100米的建筑结构,为了实现结构的稳定性和安全性,需要使用大量的材料和精确的设计计算。
以下是大跨空间结构发展历程的主要里程碑:1958年:斯托兹夫特球场斯托兹夫特球场是世界上首个大跨空间结构建筑,由英国建筑师费雷德里克·斯托兹夫特设计,跨度为130米。
该建筑采用了钢筋混凝土预制桁架结构,是具有里程碑意义的建筑。
1967年:蒙特利尔展览馆蒙特利尔展览馆是由加拿大建筑师摩西·萨弗迪设计,跨度为150米,是世界上第二个大跨空间结构建筑。
展览馆采用了以钢结构为主体的覆盖结构,建筑风格独特。
1988年:阿拉伯联合酋长国塔伯垃岛酒店阿拉伯联合酋长国塔伯垃岛酒店是由英国建筑师汤姆·怀特设计,采用了跨度为210米的钢桁架结构,是当时世界上最大的空间结构之一。
这个建筑的设计和施工经验为大跨空间结构的应用提供了重要借鉴。
1995年:东京巨蛋东京巨蛋是由日本建筑师伊东丰雄设计,跨度为308米,高度为50米,以球形为基础结构,并采用了36个钢桁架结合的构造。
成为当时最大的室内运动场,是当时世界上最有代表性的空间结构之一。
大跨空间结构技术发展趋势大跨空间结构在建筑领域中发挥着越来越重要的作用,随着现代技术的发展,大跨空间结构技术也在不断发展和创新。
以下是大跨空间结构技术未来的发展趋势:玻璃纤维增强聚合物(FRP)的应用与金属材料相比,玻璃纤维增强聚合物(FRP)材料具有轻量、耐腐蚀、柔韧性好、易于加工成型等优点。
在大跨空间结构设计建造中,FRP作为一种高强度轻质材料,可以降低建筑物的自重,改善结构性能,提高建筑物的耐久性和可持续性。
多功能性设计大跨空间建筑的设计不仅是要满足建筑功能需求,还需要在建筑结构设计中兼顾环境保护、可持续性设计、经济实用性等方面。
最新大跨建筑 结构——空间结构体系
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大跨建筑结构——空间结构体系大跨建筑屋架结构体系——高跨比:1:6屋架形式及适用跨度平行弦屋架拱形屋架折线形屋架梯形屋架杆件受力不均匀,用料较多力情况虽然合理,但由于上弦各节点都落在抛物线上,尺寸很零件,施工不方便三角形屋架适用于较小跨度的屋盖(跨度宜在15m以内)弦支点座落在抛曲线附近,所以,受力比较合理,折线形屋架采用较多上弦扦出两个坡度较小的斜直线组成,半边屋架的外轮廓线为梯形,斜杆呈人字形。
这种屋架的刚度、构造比较简单,自重较大,一般用于跨度为24m一36m的工业建筑物二、空间结构体系(一)网架结构体系网架的优点•结构组成灵活多样但又有高度的规律性,适应各种支承条件和各种建筑造型,可适应各种建筑方面的要求•网架高度内的空间可以用以设置管道等设施,网架结构外露或部分外露,因其几何图形的规则,可以丰富建筑效果•网架的结构高度较小,不仅可以有效地利用建筑空间,而且能够利用较小规格的杆件建造大跨度的结构•杆件类型划一,适合于工厂化生产、地面拼装和整体吊装网架结构受力特点•具有各向受力的性能,它改变了一般平面桁架的受力状态,是高次超静定空间结构•网架结构的各杆件之间互相起支撑作用,整体性强、稳定性好,空间刚度大,是一种良好的抗震结构型式,尤其对大跨度建筑其优越性更为显著•在结点荷裁作用下,网架的杆件主要承受轴力,充分发挥材料强度,节省钢材网架的分类1、几何形态上分:平板网架、柱面网架、球面网架2、平面桁架系、四角锥体系、三角锥体系3、螺栓球节点、焊接球节点4、双层网架、多层网架网架材料——钢材:钢管、型钢、钢球双向正交正放、斜放三向交叉正放四角锥体系四角锥体网架的上弦和下弦平面均为方形网格,上下弦错开半格,用斜腹杆连接上下弦的网格交点,形成一个个相连的四角锥体。
四角锥体网架上弦不易再分杆,因此网格尺寸受限制,不宜太大。
它用于中小跨度斜放四角锥•所谓斜放,是指四角锥单元的底边与建筑平面周边夹角为45。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
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大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析1. 引言1.1 背景介绍钢结构在建筑领域中扮演着重要角色,其特点是强度高、承重能力强、施工速度快等优点。
随着建筑技术的不断发展,大跨度钢结构空间管桁架成为了一种常见的设计形式。
其通过管道和节点的连接形成桁架结构,具有较高的抗压和弯曲能力,适用于大跨度空间内的支撑和承载。
大跨度钢结构空间管桁架设计是一门研究工程结构的综合性科学,涉及材料力学、结构力学、工程力学等多个领域的知识。
设计者需考虑力学性能、结构稳定性、材料选择等方面的因素,以确保结构在使用过程中能够安全可靠地承受外部荷载。
钢结构空间管桁架的设计也需要考虑建筑的功能需求和美学要求,使其既能实现结构的功能,又能融入到建筑环境中。
在本研究中,我们将对大跨度钢结构空间管桁架的设计要点进行分析和探讨,包括结构形式选择、节点连接设计、梁柱设计和稳定性分析等方面。
通过对这些要点的深入研究和分析,希望能够为工程设计者提供一定的参考和指导,促进大跨度钢结构空间管桁架的应用与发展。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨大跨度钢结构空间管桁架设计的关键要点,从而提高设计质量和施工效率。
通过对管桁架结构形式选择、节点连接设计、梁柱设计和稳定性分析等方面进行详细分析,可以为工程师在实际项目中提供参考和指导。
研究也旨在总结经验教训,发现设计中存在的问题和不足,为今后类似工程的设计提供更好的建议和解决方案。
通过本研究的开展,可以促进大跨度钢结构空间管桁架设计技术的进步和应用,推动工程结构领域的发展,提升我国在大跨度钢结构设计领域的竞争力和声誉。
1.3 研究意义大跨度钢结构空间管桁架在现代建筑中起着至关重要的作用。
其研究意义主要体现在以下几个方面:大跨度钢结构空间管桁架设计的研究可以有效提高建筑结构的抗震性能和承载能力。
由于大跨度空间结构受到外力作用较大,必须具有较高的稳定性和抗风、抗震能力。
对其设计关键点进行分析和优化可以大幅提高整体结构的安全性。
浅谈大跨度空间钢结构施工知识分享
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浅谈大跨度空间钢结构施工摘要:文章详细介绍了大跨度空间钢结构的施工技术,通过对大跨度空间钢结构类型及其施工特征进行介绍,结合钢结构的主要施工方法类别,对钢结构施工技术中的关键工序进行重点分析、归纳与总结,包括吊装、滑移、拼装、焊接等工序,仅供相关工作人员参考。
关键词:大跨度空间钢结构;施工技术;滑移;拼装当前,随着经济及科技的不断发展,我国建筑行业也随之不断发展,加上借鉴国外先进技术及经验、理念等,越来越多的新型建筑出现,尤其是大型公共建筑,包括机场建筑、体育馆等都采用大跨度空间钢结构作为建筑物的屋盖结构体系。
现就大跨度空间钢结构及其具体施工技术进行分析。
1大跨度空间钢结构类型大跨度空间钢结构建筑是指横向跨越30m以上空间的各类结构形式的建筑,其结构形式多种多样,当前世界上使用大跨度空间钢结构的各大建筑中,最典型的代表即奥运建筑,大跨度空间结构技术对多种多样、形式丰富的奥运建筑起着推动作用。
其中,奥运历史上著名的罗马体育馆主要采用装配现浇式钢筋混凝土薄壳结构,而巴塞罗那圣乔地体育馆采用了网壳结构。
其中,大跨度钢结构的类别主要如下所述:1.1网架结构网架结构主要指的是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
网架结构具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。
1.2网壳结构网壳结构与空间杆系结构较为相似,平板网架型的空间杆结构是通过杆件根据规律而组成网格,并结合壳体结构布置成一定的空间架构,因此,它不仅具备杆系的性质,而且同时具备壳体的性质。
网壳结构主要通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力进行逐点传力。
例如: 1967年建成的郑州体育馆,采用肋环形穹顶网壳,其平面直径64 m,矢高9.14m,此为国内跨度最大的单层球面网。
又如1988年建成的北京体院体育馆,主要采用带斜撑的四块组合型双层扭网壳,其平面尺寸为59.2m2,矢高3.5m,挑檐3.5m,此为我国跨度最大的四块组合型扭网壳。
大跨度结构的发展概况
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大跨度结构的发展概况一、概 述在这实际的三维世界里,任何结构物本质上都是空间性质的,只不过出于简化设计和建造的目的,人们在许多场合把它们分解成一片片平面结构来进行构造和计算。
与此同时,无法进行简单分解的真正意义上的空间体系也始终没有停止其自身的发展,而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力,体现出大自然的美丽和神奇。
空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力,而且还由于它们通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。
当跨度增大时,空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能。
事实上,当跨度达到一定程度后,一般平面结构往往已难于成为合理的选择。
从国内外工程实践来看,大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系。
近二十余年来,各种类型的大跨空间结构在美、日、欧等发达国家发展很快。
建筑物的跨度和规模越来越大,目前,尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别;结构形式丰富多彩,采用了许多新材料和新技术,发展了许多新的空间结构形式。
例如 1975年建成的美国新奥尔良“超级穹顶”(Superdome),直径207m,长期被认为是世界上最大的球面网壳;现在这一地位已被1993年建成夏径为222m的日本福冈体育馆所取代,但后者更著名的特点是它的可开合性:它的球形屋盖由三块可旋转的扇形网壳组成,扇形沿圆周导轨移动,体育馆即可呈全封闭、开启1/3或开启2/3等不同状态。
1983年建成的加拿大卡尔加里体育馆采用双曲抛物面索网屋盖,其圆形平面直径135m,它是为1988年冬季奥运会修建的,外形极为美观,迄今仍是世界上最大的索网结构。
70年代以来,由于结构使用织物材料的改进,膜结构或索-膜结构(用索加强的膜结构)获得了发展,美国建造了许多规模很大的气承式索-膜结构;1988年东京建成的“后乐园”棒球馆,也采用这种结构技术尤为先进,其近似圆形平面的直径为204m;美国亚特兰大为1996年奥运会修建的“佐治亚穹顶”(Geogia Dome,1992年建成)采用新颖的整体张拉式索一膜结构,其准椭圆形平面的轮廓尺寸达192mX241m。
大跨度空间结构概述
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1975年建成的美国新奥尔良“超级 穹顶”(Superdome),直径 207m,长期被认为是世界上最大的 球面网壳。
美国新奥尔良“超级穹顶”
东京代代木国立体育中心莫斯 Nhomakorabea中央红军之家综合体育馆
巴塞罗那圣乔地体育馆
3.大跨空间结构问题及解决方法
多种作用耦合情况对结构影响(温度应力,风载,焊接残余应力等)
70年代以来,由于结构用织物材料的改进,膜结构或索 -膜结构(用索加强的膜结构)获得了发展: 1988年东京建成的“后乐园”棒球馆,就采用这种结构, 技术尤为先进,其近似圆形平面的直径为202m; 1996年,美国亚特兰大为奥运会修建的“佐治亚穹顶” (Geogia Dome,1992年建成)采用新颖的索穹顶结构,其 准椭圆形平面的轮廓尺寸达192mX241m。
第29届奥运会主场馆:北京奥林匹克体育场
悉尼超级穹顶体育馆是被作为 2000年奥林匹克运动会的多功能 体育馆进行设计的。 菲利普· 考克斯与其合作者们 把大穹顶体育馆想象成一座庞大、 水平且半透明的建筑。建筑外形 呈鼓状,由24根钢柱支撑着的放 射状网架结构形成了遮盖赛场的 轻型屋盖体系。为使其尺度不至 于过大,他们在两侧设置了环抱 体育场的轻质廊道,这就给这个 大尺度的表皮添上了一些人性化 的细部。但是要欣赏大穹顶还是 需要一定的角度和高度,所以他 们在设计时运用了一种类似桅杆 的结构,就像是一个花冠围绕在 体育馆的周围。他们以其纤细但 不失强度的悬索和自由排列的柱 廊强调大穹顶的整体外观。支撑 柱廊的是树状的柱子,屋顶采用 了有拉索支撑的桁架结构,大尺 度出挑的屋檐为场馆提供了阴凉 的空间。
扩展内容:
空间网格结构 网壳结构的出现早于平板网架结构。在国外,传统的肋环型穹顶已有一百多 年历史,而第一个平板网架是1940年在德国建造的(采用Mero体系)。中国第 一批具有现代意义的网壳是在50和60年代建造的,但数量不多。当时柱面网壳大 多采用菱形“联方”网格体系,1956年建成的天津体育馆钢网壳(跨度52m)和 l961年同济大学建成的钢筋混凝土网壳(跨度40m)可作为典型代表。球面网壳 则主要采用肋环型体系,1954年建成的重庆人民礼堂半球形穹顶(跨度46.32m) 和1967年建成的郑州体育馆圆形钢屋盖(跨度64m)可能是仅有的两个规模较大 的球面网壳。自此以后直到80年代初期,网壳结构在我国没有得到进一步的发展。 相对而言,平板网架结构自60年代后期起获得较多应用,1967年建成的首都体育 馆和1973年建成的上海体育馆是早期成功采用平板网架结构的杰出代表,对这种 结构形式在其后一段时期的持续发展有很大影响。80年代后期北京为迎接1990亚 运会兴建的一批体育建筑中,多数仍采用平板网架结构。随着经济和文化建设需 求的扩大和人们对建筑欣赏品位的提高,在设计日益增多的各式各样大跨度建筑 时,设计者越来越感觉到结构形式的选择余地有限,无法满足日益发展的对建筑 功能和建筑造型多样化的要求。这种现实需求对网壳结构、悬索结构等多种空间 结构形式的发展起了良好的刺激作用。
大跨度钢结构设计要点论述

大跨度钢结构设计要点论述1.大跨度钢结构应用大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准,国家标准《钢结构设计规范》、《网架结构设计与施工规程》将60m以上定义为大跨度结构,计算和构造均有特殊规定。
我国目前最大跨度做到340m,以钢索和膜材做成的索膜结构最大已做到320m。
大跨与空间钢结构主要用于公共建筑,如大会堂、影剧院、展览馆、音乐厅、体育馆、加盖体育场、航空港等。
大跨度结构也用于工业建筑,如飞机制造厂的总装配车间、飞机库、造船厂的船体结构车间等等。
这些建筑采用大跨结构是受装配机器(如船舶、飞机)的大型尺寸或工艺过程要求所决定的。
大跨度结构主要是在自重荷载下工作,主要矛盾是减轻结构自重,故最适宜采用钢结构。
在大跨度屋盖中应尽可能使用轻质屋面结构及轻质屋面材料,如彩色涂层压型钢板、压型铝合金板等。
在大跨度空间结构中引入现代预应力技术,不仅使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。
通过适当配置拉索,或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载,前者即为斜拉结构体系,后者则为预应力结构体系。
这一类“杂交”结构体系将改善原结构的受力状态,降低内力峰值,增强结构刚度、技术经济效果明显提高。
目前我国已在80余项大跨空间钢结构工程中应用了预应力技术,如广东清远市体育馆(六点支承,对角柱跨度89m,六块组合型双层扭网壳)在周边设6道预应力索后其用钢量44.3kg/m,约比原方案节省钢材32%,其它一些类型的网壳结构采用预应力技术后一般都可节约30%以上的钢材。
目前许多高校对索托结构,索网结构等以高强钢索与钢材为主承重结构的预应力钢结构新体系,正在进行理论研究,积极准备工程实践,可以预期新型的预应力大跨空间钢结构不久即将涌现在各类建筑中。
膜结构是当前我国正在兴起的一种空间结构,其中应用较多的是张力膜结构。
这是一种以玻璃纤维织物或聚酯纤维织物为基层,以聚四氟乙烯或PVC为涂层的膜材与不同类型的支承体系间的组合,而其支承体系可为索一支柱或索一杆结构,它们常在膜材获得预应力后协同工作。
大跨空间结构论文
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大跨空间结构新体系概论1.张拉整体结构张拉整体结构(tensegrity system)的概念最早是由美国著名建筑师富勒在20世纪40年代提出的。
所谓张拉整体体系就是一组不连续的压杆与一组连续的受拉单元组成的自支撑、自应力的空间平衡体系。
这种结构体系的刚度由受拉索和受压单元之间的平衡预应力提供,在施加预应力之前,结构几乎没有刚度,并且初始预应力的值对结构的外形和结构刚度的大小起着决定作用。
富勒认为宇宙的运动是按照张拉整体的原理运行的,万有引力是一种平衡的张力网,而各个星球是这个网中互相独立的受压体。
自然界中总是趋于有孤立的压杆所支撑的连续的张力状态,大自然符合“间断压连续拉”的规律,我们一定能制造出基于这个原理的结构模型。
在张拉整体结构体系的发展中,多面体几何构成了张拉整体几何研究的基础,结构拓扑的研究完善了张拉整体体系的形态学内容,特别是过去的十多年中,力学方法得到了长足的发展,逐步建立起了模型制作的理论框架。
由于张拉整体体系固有的符合自然规矩的特点,最大限度的利用了材料和截面的特性,因为可以用尽量少的钢材建造超大跨度的空间。
张拉整体体系的刚度是受拉索与受压单元之间自应力平衡的结果而与外界作用无关。
张拉整体体系从最初的设想到工程实践,大约经过了以下几个阶段:想象和几何学、拓扑和图形理论、力学分析及试验研究,其中力学分析包括找形(form-finding)、自应力准则、工作机理和外力作用下的性能等。
在张拉整体几何学方面做出重要贡献的是富勒和艾默里奇。
因为主要从形态学的角度出发,所以这些几何学上的工作多以多面体几何为基础。
富勒构思了一种由三角形网格的索网组成的张拉整体穹顶(tensegrity dome),于1962年申请了专利,这也是有关张拉整体结构的第一个专利。
在这项专利中,富勒详尽的描述了他的结构思想,即:在结构中尽可能减少受压状态,因为受压存在屈曲现象,张拉整体使结构处于连续的张拉状态。
1963年,在艾默里奇在他的专利中给出了张拉整体的另一个定义:张拉整体结构由压杆和索组成,其组成方式使压杆在连续的索中处于孤立状态,所有压杆都必须严格地分开同时靠索的预应力连接起来,结构整体不需要外部的支撑和锚固,像一个自支承结构一样稳定。
浅谈大跨空间钢结构的施工
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浅谈大跨空间钢结构的施工【摘要】本文简要介绍了大跨空间钢结构的特点、分类以及施工方法,另外还介绍了一个工程实例补充说明。
【关键词】大跨空间钢结构;施工方法0.引言近年来,由于使用功能的要求,常需要一些大跨度的空间。
对于大跨度空间(尤其是位于顶层的空间),结构上做法有多种。
如预应力砼结构、网架结构、轻钢结构。
我国的空间钢结构的基础比较薄弱,但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要,大跨工业厂房、候机大厅、会展中心、剧院、体育场馆等大型工业、公共建筑不断涌现,空间钢结构得到了前所未有的飞速发展,并且获得了广泛的应用。
从起初的平面桁架、平板网架、单层网架到现在的空间立体桁架、多层网架、各种网壳等等,特别是现代预应力技术的引入,使大跨空间钢结构体形更为丰富,也使其先进性、合理性、经济性得到了充分展示。
于是悬索体系、索拱、索网体系、张弦梁、张弦桁架体系、索膜体系、整体张拉体系等一大批新的结构体系应运而生。
1.空间结构的特点与分类空间结构是一种具有三维空间形体,且在荷载作用下具有三维受力特性的结构,还可以通过合理的曲线形体来有效地抵抗外荷载的影响,具有受力合理、自重轻、造价低以及结构形式多样的特点。
大跨度和超大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术已成为代表一个国家建筑科技发展水平的重要标志之一。
习惯上,通常将空间结构按形式分为薄壳结构、网架结构、网壳结构、悬索结构和膜结构五大类,但这一分类难于涵盖近年来空间结构发展中出现的新结构,特别是目前发展势头强劲的各类杂交空间结构或组合空间结构。
目前,大部分空间结构按其组成基本单元进行分类,这一分类方法与结构分析的计算方法、计算机程序有机结合起来,同时也启发人们去不断创新、开发出新的空间结构形式。
2.大跨空间钢结构施工方法对一个空间钢结构而言,往往有多种可供选择的施工方法,每一种施工方法都有其自身的特点和不同的适用范围。
施工方法选择的合理与否将直接影响到工程质量、施工进度、施工成本等技术经济指标。
大跨度建筑
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三、壳体结构
壳体结构由于合理的外形,内部应力分配既合理又均匀,同 时又可以保持极好的稳定性,所以尽管厚度极小却可以覆盖很大 的空间。因为壳体结构属于高效能空间薄壁结构范畴,可以适应 于力学要求的各种曲线形状,所以其承受弯曲及扭转的能力远比 平面结构系统大。另外,因结构受力均匀,因而可充分发挥材料 的材耗,所以壳体结构体系非常适用于大跨度的各类建筑。
大跨度建筑真正得到迅速发展还是在19世纪后半叶以后,特别是 第二次世界大战后的最近几十年中。例如1889年为巴黎世界博览会建 造的机械馆,跨度达到115m,采用三铰拱钢结构。
1912-1913年在波兰布雷斯劳建成的百年大厅直径为 65m,采用钢筋混凝土肋穹顶结构。目前世界上跨度最 大的建筑是美国底特律的韦恩县体育馆,圆形平面,直 径达266m,为钢网壳结构。
1958—1962年,由小沙里宁设计的杜勒斯国际机场候机厅是 悬索结构的又一著名实例。宽45.6m,长182.5m,分为上下 两层,大厅屋顶为每个3m有一堆直径为6.5cm的钢索悬挂在 前后两排柱顶上,悬索丁部再铺设预制钢筋混凝土板。
从20世纪70年代开始,在大跨度建筑领域又取 得了一些新的成就,其主要表现于体育馆与交 通类建筑方面。这些大跨度建筑在屋盖方面都 有了新的发展。
由于人们对更大空间的需求,大跨空间结构是近三十年来发展 最快的结构形式。
第二次世界大战后,不仅钢材和混凝土提高了强度,新 型建筑材料种类也大大增加,各种合金、特种玻璃、化 学材料一开始广泛运用于建筑为大跨度与轻质高强的屋 盖提供了有利条件。
随着空间结构迅速发展,各类新型空间结构不断涌现,如悬索 结构、张拉整体结构、充气结构等。世界上第一个悬索结构屋 盖是美国于1953年建成的Raleigh体育馆,采用两个斜放的抛 物线拱为边缘的鞍型公元 120~124年建成的罗马万神庙,呈圆形平面,穹顶直 径达43.3m,用天然混凝土浇筑而成,是罗马穹顶 技术的光辉典范。
大跨空间结构的主要形式及特点
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悬索结构形式
北京工人体育馆
悬索结构的特点
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"
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。
膜结构的主要形式
膜结构形式上主要有气 压式膜结构、气承式膜 结构、混合式膜结构和 悬挂薄膜结构。
大跨度空间结构往往是衡量一个国家或 地区建筑技术水平的重要标志。其结构 形式主要包括网架结构、网壳结构、悬 索结构、膜结构和薄壳结构等
五大空间结构及各类组合空间结构,形 态各异的空间结构在体育场馆、会展中 心、影剧院、大型商场、工厂车间等建 筑中得到了广泛的应用。
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。通常采用钢管或型钢材料制 作而成。
网架结构的主要特点
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。网架的建筑造型 轻巧、美观、大方。便于建筑处理和装饰。
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。
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钢结构参观认知课程名称:钢结构-房屋建筑钢结构设计题目:大跨空间结构认知院(系):西建大华清学院专业班级:土木1306班姓名:张茂晨学号: 41号2016年5月7日大跨空间结构认知2016年4月29日早上10点30分,在钢结构老师的带领下参观了大跨空间结构体系中的网架结构模型,首先说说大框结构概念,国际壳体结构与空间结构协会的创始人,已故著名薄壳结构专家托罗哈有一句名言:“最佳结构有赖于其自身受力之形体,而非材料制潜在强度”。
所谓空间结构是指:具有不易分解为平面结构体系的三维形体,具有三维受力特性,在荷载作用下呈空间工作的结构。
刚架结构和排架结构(单层工业厂房),钢筋混凝土框架结构,桁架结构,拱结构都是平面结构,网架结构是典型的三维受力体系结构。
大跨结构空间结构发展历程,在无力学与结构理论情况,凭借经验与大胆的探索,古罗马最著名的穹顶是万神殿,也是建筑史上最早,最大跨度的拱结构,万神殿的底平面直径也为43.4米,与高度相等。
万神殿下半部为空心圆柱形,从高度一半的地方开始,上半部为半球形的穹顶,穹顶的墙面厚度逐渐减小,其下方墙厚6米,与万神殿下半部墙壁等厚,到顶部则递减为1.5米。
为使穹顶墙厚的递减更有利于万神殿整体建筑的稳固,万神殿穹顶内壁被整齐划分为5排28格,每一格皆被由上而下雕凿凹陷,不仅使墙厚的递减更为合理,也增加了万神殿内部的美观性。
还有公元前537年东罗马帝国的圣索菲亚教堂(砌体结构),中央大厅32.6m×68.6m,由一个整园穹拱和两个半圆穹顶覆盖,穹窿之下,柱拱之间,推力逐步传给更小的半圆穹顶。
随着19世纪工业革命的发展,材料的进步,生铁出现,当时铁价比木材低廉,采用铁方便灵活又具有截面小等特点,在欧洲兴盛起来,1851年伦敦海德公园举行首届国际博览会的展览馆水晶宫,用的是钢材和玻璃建造的第一栋房屋,中央大厅采用了筒拱顶,支撑在空心铸铁柱上。
随着钢结构快速的发展,钢筋混凝土结构也开始成熟起来,1886年英国阿士普丁发明混凝土。
1886年德国冠农通过圆拱和平板荷载试验确定了钢筋受拉,混凝土受压的理论。
1892年法国亨奈比克用钢筋植入混凝土中,渐渐的运用在房屋建筑中。
空间结构理论研究也在同步发展,1826~1831年法国人首创薄壳理论及周边支撑筒壳近似分析法,1892年的径向剪力与弯矩理论为以后壳体结构发展打下基础。
1924年天象仪概念创始人鲍尔斯费尔德教授非结构专业,用纯数学计算出自己提出的用15m直径的半圆形网壳结构的每根杆的位置和长度,建成了公认的真正意义上的空间结构的德国耶拿市蔡斯工厂的天文馆。
该结构以网壳与薄壳的组合结构。
其表面用钢丝覆盖后喷浆,钢的求网壳在施工中当了模架,水泥硬化后成为球壳的配筋。
1925年第一个真正薄壳诞生于德国耶拿Schiff玻璃工厂厂房的旋转对称的球壳屋顶。
分类:①实体结构薄壳结构主要形式:圆柱面壳,圆球壳,双曲扁壳,双曲抛物面扭壳,与传统平面结构相比,薄壳结构造型优美,传力路线直接,受力性能好,既是承重结构又是围屋结构材料节约。
案列罗马小体育馆,美国西雅图金郡体育馆,北京网球馆;折板结构主要形式:V,II,Z形,折线形横截面,大大增加了空间刚度,能做梁受弯,拱受压,便于制作。
案列美国伊利诺大学会堂,武钢外国专家招待所文娱室。
②网格结构杆件空间会交于节点,形成一个高次超静定结构。
平板网架:外观为平板,多向传力,空间刚度大,整体性好,有良好的抗震性能,及适用大跨度建筑,也适用中小跨度房屋,能覆盖各种形状的平面;网壳:外观为曲面状,有单层和双层两类,主要承受压力,稳定问题比较突出,跨度较大时,不能充分发挥材料强度,杆件和节点的几何偏差,曲面偏离等初始缺陷对网壳内力和整体稳定影响较大。
网架结构分类平面桁架系网架:两向正交正方,两向正交斜放,两向斜交斜放,三向,单向折线形四角锥体系网架:正方四角锥,正方抽空四角锥,斜放四角锥,棋盘形四角锥,星型四角锥三角锥体系网架:三角锥,抽空三角锥,蜂窝形三角锥斜放四角锥网架:组成单元倒放四角锥,于正放四角锥不同之处在于四角锥底边的角于角相连。
上弦网架呈正交斜放,下弦网格则与建筑轴线平行或垂直呈正交正放;上弦杆短承受压力而下弦杆长承受拉力,受力合理,充分发挥截面作用,耗钢量较省。
两向正交正方网架:组成单元两个方向的平面桁架互相垂直交叉而成,两个桁架节间宜布置成偶数,奇数时中间做交叉腹杆,周边上弦网格中设置附加斜撑,传递水平力,当支撑点在下弦节点时,下弦杆也设置。
棋盘四角锥网架:组成单元倒放四角锥,与斜放四角锥(水平转动45°)基本相同,下弦正交正方,上弦正交斜放,也具有上弦短下弦长特点,周边布置成满锥的情况下刚度较好,具有斜放四角锥的全部优点,屋面构造简单。
蜂窝型网架:组成单元倒放三角锥,各倒置三角锥底面的角于角相连,因其上弦是有规律的三角形与六边形,其图形与蜜蜂巢相似,故为蜂窝形三角锥,下弦网架呈单一的六边形。
下弦杆与斜腹杆位于同一垂直平面内,每个节点有六个杆件会交,上弦短,下弦长受力比较合理,在各类网架中它的杆件数和节点数都比较少,轻型屋盖中小跨采用,有较好经济效果。
星型四角锥网架:组成单元两个倒放的三角形小桁架正交形成,在交点处有一根共用的竖杆,形状像个星体。
将单元体的上弦连接起来即形成网架上弦,将各星体顶点相连为网架下弦。
上弦正交斜放,斜腹杆均与上弦位于同一垂直平面内。
上弦短下弦长受力合理。
竖杆受压内力等于上弦节点荷载,刚度稍差,不如正方四角锥,用于中小跨度周边支撑屋盖两向正交斜放网架:组成单元两个方向的平面桁架互相垂直交叉而成,正交正方转动45°,每向桁架与建筑轴线交角不再正交成45°。
两个方向平面桁架跨度有长有短,节点数有多又少,但网架是等高的,因此各榀桁架刚度各异,能形成良好空间受力体系。
网壳结构:按层数分为单层(肋环型球面由径肋和环杆组成,网格呈梯形,每个节点只会交四根杆件,节点构造简单,整体刚的差,适用中小跨度;肋环斜杆型球面由肋环型基础上加斜杆组成也成施威得勒型,大大提高了网壳的刚度,提高了抵抗非对称荷载的能力,又根据斜杆分为单斜杆,交叉斜杆,无环杆的交叉斜杆等,网格呈三角形,刚度好,适用大中跨度;三向网格型球面水平投影呈正三角形,通过圆心作夹角±60°的三个轴,将轴等分n份并连线,形成正三角形网格,受力性能好,外形美观,适用于中小型跨度;葵花型三向网格球面由人字形斜杆组成菱形网格,两斜杆夹角在30°~50°造型美观也称联方型,为增强网架刚度和稳定性,在环向加设杆件,使网架成为三角形,适用于大中跨度;扇形三向网格型球面由n根径肋把球面分为n个对称扇形曲面,每个扇形曲面内再由环杆和斜杆组成大小均称的三角形网格,也成凯威特型或根据肋数简称Kn型,这种结构综合旋转式划分法与均分三角形划分法的优点,因此不但网格大小均称,内力分布均匀,适用于大中跨度;短程线球面用过球心的平面截球,在球面上所得截线称为大圆,在大圆上两点连线为球面上两点的最短距离,称短程线。
用球的内接正20面体在球面上划分网格,把球面先划分为2 0个等边球面三角形。
在实际工程中,等边球面三角形的边长太大,形成的杆件太长,需要再划分,至所有杆件长度在制作、安装较为方便并能满足受力要求,这就形成了短程线球面网壳。
)和双层(交叉桁架体系单层球面六种都适用交叉桁架体系,只要将单层网壳中的每个杆件用平面网片代替,网片竖杆共用,方向通过球心即可形成双层球面网壳;角锥体系由四角锥和三角锥组成双层球主要有肋环形四角锥球面,联方形四角锥球面,联方形三角锥球面,平板组合式球面);按高斯曲率分类零高斯曲率分【柱面(单层主要形式单斜杆正交正方型柱面沿曲线划分等弧长,通过曲线等分点作平行纵向直线,再将直线等分,作平行于曲线的横线形成方格每个方格加斜杆;交叉斜杆正交正方型柱面方格内设交叉斜杆,提高刚度;联方网格型柱面杆件组成菱形网格,杆件夹角为30°~50°之间;三向网格型柱面可理解为联方形网格上加纵向杆件使菱形变为三角形。
双层由交叉桁架体系和四角锥体系组成主要形式交叉桁架体系单层柱面都可成为交叉桁架体系双层柱面网壳每个网片形式为矩形被一条对角线分割;四角锥体系在网架体系中共六种正方四角锥柱面,杆件品种少,节点构造简单刚度大,抽空正方四角锥柱面,在正放基础上抽出一些四角锥单元中的腹杆和下层杆,适用于小跨度,轻屋面荷载,网格应为基数;斜置正放四角锥柱面;三角锥体系三角锥柱面和抽空三角锥柱面),圆锥形,正高斯曲率(球面,双曲扁,椭圆抛物面),负高斯曲率(双曲抛物面(网壳沿直纹两个方向设置直线杆件,主要形式有正交正方类组成网格为正方形,采用单层形式时在方格内设斜杆,采用双层时组成四角锥体;正交斜放类杆件沿曲面最大曲率方向设置,抗剪刚度较差可在第三方向全部或局部设杆件来提高抗剪刚度),单块扭】;按曲面外形分类球面分,双曲扁,柱面,单块扭,双曲抛物面,切割或组合形成曲面。
常用节点形式:焊接或螺接钢板节点,焊接空心球节点,螺栓球节点,相贯节点,铸钢节点,我国自行设计制造开发嵌入式毂节点。
焊接螺栓球焊接或螺接钢板节点相贯节点铸钢节点嵌入式毂节点张力结构-对柔性的索或膜施加预张力以后形成的结构体系,具有非线性特征,主要受力构件是单向受拉的索或双向受拉的膜。
钢索一维线性材料,膜材二维面材料。
悬索结构是以一系列受拉索作为主要受拉构件,并将其按一定规律排列组成各种形式的体系后,悬挂在相应的支撑结构上。
悬索是一种可变体系,其平衡形状随荷载分布方式而变;抗风能力差。
按组成方法和受力特点分为:单层悬索体系(由一系列按一定规律布置的单根悬索组成,悬索两端锚挂在稳定支撑结构上,分为平行布置,辐射式布置,网状布置三种形式。
通常采用重屋面,预应力混凝土悬挂薄壳,横向加劲构件来保持形状稳定性),预应力双层悬索体系(由一系列下凹的承重索和下凸的稳定索以及它们之间的连系杆拉杆和压杆组成。
三者布置在同一平面内类似承受横向荷载的桁架也称索桁架;上下索也可是相互交叉,较小屋盖结构所占空间。
双层索体系中稳定索不仅可以抵抗风吸力,而且设了相反曲率的稳定索及相应联系杆,可以对体系施加预应力。
通过张拉承重索,张拉稳定索或者都进行张拉可以保证索的形状稳定性。
由于预应力,稳定承重索一起可以抵抗竖向荷载作用,提高了体系刚度。
布置形式也分为平行布置,辐射式布置,网状布置),预应力鞍形索网(由相互正交,曲率相反的两组钢索直接叠交,而形成的一种负高斯曲率的曲面悬索结构,两组索中,下凹的承重索在下,上凸的稳定索在上,两组索在交点处相互连接在一起,索网周边悬挂在强大的边缘构件上。
鞍形索网和双层索系基本工作原理完全相同;区别在于双层索属于平面结构体系,鞍形属于空间结构体系),劲性悬索(由于柔性悬索不能抗弯抗压,而劲性索结构是可以具有一定抗弯抗压刚度的曲线形实腹或格构式构件来代替索的悬挂结构),预应力横向加劲单层索网,预应力索拱体系(在双层索或鞍形索中,以实腹式或格构式劲性构件代替上凹稳定索,通过张拉承重索或对拱地两端下压产生强迫位移,使索与拱相互压紧便形成预应力索拱结构),组合悬索结构(是将以上两种或两种以上体系和强大的中间支撑结构组合在一起),悬挂薄壳以及混合悬挂结构等形式。