索结构在建筑领域的应用与发展

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建筑索结构的类型及其应用

建筑索结构的类型及其应用

建筑索结构的类型及其应用论文
索结构是一种特殊的建筑结构,它具有独特而多样的结构形式。

一般来说,从结构形式上可将索结构分为由桥式索、斜角桥式索和悬索结构三种类型。

其中,桥式索是一种最早出现的索结构,其具有结构件低成本、自重轻、安装简单快捷等优点,可用于高架路、大跨度索桥和水上桥梁等地方。

斜角桥式索索具有一定的灵活性,能够提供较大的空间,可用于停车场、学校体育场和公园的建造。

悬索结构则具有较强的耐久性,常用于桥梁、大跨度楼宇以及多种形式的公路桥梁。

除此之外,索结构还有广泛的应用。

其中一个重要应用就是索桥,它可以支持较大跨度,同时也可以减少建筑物承受的压力,因此能够提高建筑物的耐久性。

此外,索结构也可以将多个建筑物联系起来,从而节省土地和重新建造更巨大的结构面积。

另外,索结构可以被用于室内设计,如高架屋顶、广场和酒吧的围栏、帐篷和阳台的支架等。

总而言之,索结构是一种具有很多应用的创新结构形式。

它具备独特的结构形式,包括桥式索、斜角桥式索和悬索结构,可用于大跨度的桥梁、宽敞的停车场和公园等地。

它的应用也很广泛,可以为桥梁、屋顶、围栏、支架等设计提供便利,同时也可以节省土地和重新建造更大的结构面积。

因此,索结构是一种非常有价值的建筑结构形式。

单层索结构在建筑幕墙中的应用

单层索结构在建筑幕墙中的应用

单层索结构在建筑幕墙中的应用摘要:本文对一种新型的建筑外维护——单层索网结构体系点支式玻璃幕墙作了较为详细的介绍,并对这种新型玻璃幕墙的工作原理,重要节点的设计、制作及预应力形成的施工要点作了阐述。

关键词:索结构、玻璃幕墙、节点、预应力、预张拉前言玻璃幕墙作为现代建筑“外表皮”在一定呈度上是现代建筑的重要符号。

有些建筑理论家将当前建筑的趋势总结为“光、薄、透“,现代建筑师们在进行建筑设计过程中把与人自然的交流,人们的视觉效果已经放到了一个非常重要的位置。

建筑师们给玻璃幕墙的设计和制作者们提出了一个又一个新的课题,使玻璃幕墙越来越向着大空间、大通透、高性能的方向发展!玻璃幕墙的发展到今天已有几十种形式。

从有框到无框,从吊挂式到点支承,各种支撑结构形式的玻璃幕墙供建筑师们选择,而最能体现大空间大通透的玻璃幕墙应属近年来在幕墙业兴起的索杆结构点驳接玻璃幕墙。

文介绍的单层悬索结构体系点支式玻璃幕墙又是一种全新的幕墙支撑结构体系,它的受力索工作状态是双向受力与双层索杆体系的单向受力相比,构造简单,索的工作效率大大提高,幕墙的体形更加薄、透、轻盈(图1(1)) 。

1.单索结构幕墙的概念与工作原理单索结构玻璃幕墙是悬索结构点支式玻璃幕墙中的一种类型,其幕墙玻璃的支承结构为单层平面索网结构,它可以是一个单索网结构单元组成的,也可以由多个单索网结构组成的玻璃幕墙,(如图2)大大节省了支撑结构所用的空间,对于玻璃幕墙支撑结构来说,是一种全新的受力体系。

1.1单索网结构的工作原理分析单索支撑结构的工作原理也就是要了解单索网平面抵抗风荷载作用时的工作状态,了解单索网结构作为玻璃幕墙的支撑结构使索网的变形与预应力的关系。

索内应力的大小索网平面在抵抗风荷载时各节点的适应能力。

在玻璃幕墙平面受外部荷载后通过玻璃的连接机构将外部荷载转化成节点荷载P,节点荷载P作用在索网结构上,只要在索网中有足够的预应力N0和挠度F,就可以满足力学的平衡条件。

索膜结构体育馆发展综述

索膜结构体育馆发展综述

索膜结构体育馆发展综述【摘要】索膜结构是一种新型的建筑结构形式,本文总结了国内外索膜结构的发展及部分著名的索膜结构建筑的特点,阐述了索膜结构的现状,分析了索膜结构的设计和施工技术,并根据建筑业特点分析了所膜结构未来发展趋势。

论文关键词:索膜结构,结构特点,发展趋势索膜结构体系起源于远古时代人类居住的帐篷(支杆、绳索与兽皮构成的建筑物),到20世纪70年代以后,高强、防水、透光且表面光洁、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出现,加之工程计算科学的飞速发展,索膜建筑结构体系东山再起,现已大量用于滨海旅游、博览会、文艺、体育等大空间的公共建筑上。

因为索膜建筑具有易建、易拆、易搬迁、易更新、充分利用阳光、空气以及与自然环境融合等特长,成为21世纪“绿色建筑体系”的宠儿。

纵观索膜结构的发展历史,可分为以下几个阶段:1.1 膜结构的出现膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是以充气膜结构的形式出现,世界上第一座充气膜结构建成于1946年,设计者为美国的沃尔特·勃德(W.Bird),这是一座直径为15的充气穹顶。

1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议,无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。

随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。

充气膜结构它是以柔性结构体系来承受风荷载和雪荷载等各种外荷载的作用,由于膜结构的特点以及膜材的特殊性,充气膜结构的设计分析过程也不同于以往的钢筋混凝土和钢结构。

充气膜结构的结构计算包括初始形态分析、受荷分析及模态分析等内容。

充气膜结构的结构分析包括3个阶段:忽略其自身微小的自重和自平衡预张力,不承受任何外部荷载的零态;在确定的边界条件及施加预应力的分布和大小后所形成的初始态;在外荷载、自重及考虑材料张力作用的工作态。

它们之间的膜面主应力方向、预张力的大小变化、形态变形过程和趋势等是相互联系、相互制约的,必须从全过程、一体化的角度加以考虑。

索网结构在幕墙施工中的应用

索网结构在幕墙施工中的应用

索网结构在幕墙施工中的应用近年来,随着我国经济的发展,以及生活质量的提高,人们对建筑产品立面效果的新颖和时尚有了更高的要求,建筑师们也顺应市场需求,在自己的作品中增添上各式“流线”元素,设计出了许多造型别致的经典之作。

这些结构往往是高空大跨度悬挑结构,造型流畅、新颖,在给建筑增加亮点的同时,也给现场施工带来了很大难度。

成都大魔方演艺中心金属屋面工程,由于部分区域2#、5#塔吊无法覆盖,造成主檩条和次檩条在屋面的转运成为施工难点,我司经过与其他措施方案对比分析,采用索道进行施工,措施费约2.23万元,若采用汽车吊进行施工,租赁费约18.62万元,最终利用钢索道将主檩条转运至安装部位,可节省措施费约16.39万元。

首先,在大陀螺主桁架上已经安装好的转接件上面连接方管,方管满焊在300*300*16的钢板上面,钢板上面开有4个M20的螺栓孔,然后将焊有钢板的立杆用M20的螺栓固定在屋面转接件上面,再在立杆的两侧做斜向支撑,立杆上端拉紧钢丝绳,将钢丝两端用铰链固定在主桁架上面,在拉紧的钢丝绳上面安装滑轮吊钩,然后利用塔吊将主檩条吊至屋面后吊挂在钢丝绳上面,最后由人工推动主檩条通过钢丝绳上的滑轮运至安装施工面。

滑轮转运滑索搭设图滑索搭设完成后,必须采取试车,根据主檩条、次檩条的重量进行试运行,确保滑索结构强度满足主檩条、次檩条的转运要求。

滑轨转运檩条贵阳西四塔项目屋面框架式幕墙位于钢架正立面,主要为玻璃幕墙和一部分铝板线条,天面为石材包钢梁,经对比分析后决定对天面幕墙采用钢丝绳吊索进行施工。

若采用搭设满堂脚手架的方式进行施工,脚手架搭设量约5125立方米,约需要350块50mm脚手板,按使用5个月考虑,脚手架费用约30.5万元。

满堂脚手架剖面图本工程天面层采用钢丝绳吊索平台进行施工,操作平台面积约350平方米,吊索钢丝绳选用直径双股φ16mm钢丝绳,并采用高强度花篮螺栓控制钢丝绳下垂控制在30cm 左右,下端布置安全兜网,上端布设φ8mm钢丝绳作为生命绳。

绳索结构知识点总结

绳索结构知识点总结

绳索结构知识点总结第一章绳索结构的基本概念1.1 绳索结构的定义绳索结构是利用单根或多根绳索构成的一种结构形式。

绳索结构的应用领域非常广泛,可以用于桥梁、建筑、航空航天等领域。

1.2 绳索结构的特点绳索结构具有轻质、高强度、柔软、具有一定的变形能力等特点,适用于大跨度、大空间体系的建筑结构。

在建筑领域中,绳索结构常用于大跨度建筑、大跨度屋盖、大型广场、体育馆等项目。

1.3 绳索结构的分类根据绳索结构的形式和用途,可以将绳索结构分为索结构、网格结构和网索结构。

索结构是利用单根绳索构成的结构形式,常见的有悬索桥和悬索屋盖;网格结构是由相互交错的绳索构成的结构形式,常见的有网架结构和格构结构;网索结构则是由网格结构和索结构相结合而成的结构形式。

1.4 绳索结构的设计原则绳索结构的设计应遵循结构设计的基本原则,包括合理布置结构形式、满足结构的强度和稳定性要求、考虑结构的整体性能等。

第二章绳索结构的力学原理2.1 绳索结构的受力特点绳索结构的受力特点主要表现为受力状态简单、内力沿绳索方向传递、受力过程中绳索的变形较大等。

在绳索结构中,绳索受到的拉力主要是由于结构自重、外载荷和温度荷载等所引起的。

2.2 绳索结构的力学模型绳索结构的力学分析通常采用弹性力学中的弹性绳模型,并考虑绳索的拉伸刚度和弯曲刚度。

根据绳索的受力特点和力学模型,可以推导出绳索结构的受力分析方程,进而得到结构的受力状态和变形情况。

2.3 绳索结构的受力计算绳索结构的受力计算通常包括绳索的拉力计算、支座反力计算、结构的受力分析等。

受力计算的基本原则是按照平衡原理和相应的受力分析方法进行计算,保证结构在承受外载荷时的稳定性和安全性。

第三章绳索结构的设计与施工3.1 绳索结构的设计流程绳索结构的设计流程包括结构形式设计、材料选择、受力计算、结构构件设计等。

在设计过程中应根据结构的实际使用要求和受力情况,进行合理的设计方案和施工准备工作。

3.2 绳索结构的材料选用绳索结构所用的材料主要包括钢索、合成纤维绳、钢丝绳、碳纤维绳等。

索结构在建筑领域的应用与发展

索结构在建筑领域的应用与发展

索结构在建筑领域的应用与发展索结构作为预应力钢结构的主要结构类型,已在国内外建筑结构领域得到广泛应用。

我国第一部《索结构技术规程》已于2012年8月1日起正式实施。

本文总结分析了索结构核心构件拉索的类型、特点以及温度线膨胀系数取值;总结了弦支结构、斜拉结构、索穹顶结构、索桁架结构、索网结构以及索膜结构等主要索结构的概念、结构特点及其在国内外主要工程中应用。

一、索结构预应力钢结构作为现代大跨度建筑结构的主要形式之一,已在国内外大型工程项目中得到广泛应用。

根据预应力钢结构中杆件类别的构成,将预应力钢结构分为三类,即刚性预应力钢结构、刚柔混合预应力钢结构、柔性预应力钢结构。

由于刚性预应力钢结构的施工较为复杂,工程应用较少。

伴随着索体材料制作技术的提高以及拉索预应力张拉施工技术日益成熟,刚柔混合预应力钢结构和柔性预应力钢结构已成为现代大跨度建筑结构的首选结构体系之一。

由于后两种预应力钢结构是以拉索作为主要受力构件而形成的预应力结构体系,因此国内外学者又将其称为索结构。

根据预应力钢结构中杆件类别的构成可将其分为刚性预应力钢结构(包括预应力平板网架结构、钢棒式吊挂结构、钢梁式预应力钢结构),刚柔混合预应力钢结构(包括弦支结构、斜拉结构、悬索结构、索桁结构、索穹顶结构、拉索式吊挂结构)和柔性预应力钢结构(包括索网结构、索膜结构)三类。

二、拉索材料的种类拉索从用途上可分为建筑结构用索和桥梁用索;从索体材料的构成要素进行分类,大致可分成钢丝绳、钢铰线、钢丝束。

此外,还有钢拉杆和H型钢。

钢丝绳主要由绳芯、绳股和钢丝三个基本元件组成。

使用时,钢丝绳会发生伸长,其伸长分为弹性伸长和结构性伸长。

钢丝绳的预张拉技术是消除钢丝绳结构性伸长的有效手段。

经过预张拉处理后的钢丝绳,可有效地消除其结构性伸长,使整绳的每一根钢丝在使用中能够均匀受力,不仅避免了钢丝绳在使用中的不便,而且可极大地提高钢丝绳的使用寿命。

钢丝绳的强度和弹性模量低于钢绞线,其优点是比较柔软,适用于需要弯曲且曲率较大的构件。

建筑工程用索

建筑工程用索

建筑工程用索
在建筑工程中,索是一个非常重要的材料,常用于支撑和固定结构的组件。

不同类型的索具有不同的特点和用途,如钢丝绳、钢缆等。

索在建筑工程中扮演着重要的角色,可以用于吊装重物、加固结构、悬挂装饰物等。

钢丝绳是一种经过编织和加工的钢丝束,具有很高的强度和耐用性。

它常用于吊装建筑物中的重物,如钢梁、混凝土构件等。

钢丝绳可以承受很大的拉力和重量,保证施工过程的安全性和稳定性。

钢缆是由多根钢丝绳捆绑而成的,用于加固建筑物的结构。

钢缆可以在大跨度结构中起到重要的作用,如桥梁、高层建筑等。

它可以分散结构的力量,增加结构的稳定性和承载能力。

除了钢丝绳和钢缆,还有其他类型的索在建筑工程中使用。

例如,合成纤维绳具有轻量化和高强度的特点,常用于高空作业和装饰物的悬挂。

聚合物绳也可以用于建筑工程中的一些特殊需求,如防护网的固定等。

在建筑工程中,正确使用和选择索是非常重要的。

不同类型的索具有不同的特点和适用范围。

施工过程中,需要根据具体情况来选用合适的索,并且进行安全可靠的固定和操控。

只有合理使用索,才能确保建筑工程的质量和安全。

大跨度索结构关键技术与工程应用

大跨度索结构关键技术与工程应用

大跨度索结构关键技术与工程应用摘要:随着现代建筑技术的不断发展,大跨度索结构逐渐受到人们的关注和应用。

本文旨在综述大跨度索结构的关键技术,并探讨其在工程应用中的具体表现。

首先,介绍了大跨度索结构的定义和分类,然后详细阐述了其设计、材料、施工等关键技术。

最后,通过对几个典型工程实例的分析,总结大跨度索结构在桥梁、体育场馆和展馆等领域中的应用现状和未来发展趋势。

关键词:大跨度索结构、受力分析、结构形式、材料选用、工程应用引言:大跨度索结构是指跨度超过一定范围的结构,采用钢索作为主要受力构件。

具有轻型、高强度、耐候性好的特点,这使得大跨度索结构在建筑领域具备广泛的应用前景。

1大跨度索结构的定义与分类大跨度索结构是一种具有广泛应用的结构形式,根据不同的构造形式和功能需求,可以分为不同的分类。

其中,索悬索结构是最为常见的一种类型,主要用于建造大跨度桥梁和体育场馆等工程。

索悬索结构通过悬挂在主要支撑点上的索索力来承担结构的载荷,通过合理设计和布置索杆、锚固点和索带等部件,达到支撑和平衡结构的目的。

索拉穹结构则是通过拉力将构件进行张拉,形成穹顶状的结构形式,常用于建筑物的覆盖结构。

而索承重点结构是指以索杆为主要构件,通过索力将承重点传递到支撑构件上,常用于悬索桥的塔杆等部分。

通过对大跨度索结构的分类和定义,可以更好地理解其结构原理和应用特点,并为工程设计和施工提供参考依据。

2大跨度索结构设计关键技术2.1 受力分析在大跨度索结构设计中进行受力分析是非常重要的一步。

荷载计算是其中的关键环节,需要综合考虑静载荷、动载荷、温度荷载等各种外力作用于结构上的效应。

静载荷包括自重荷载、活载、风荷载等,通过合理的计算和测量,确定荷载大小和分布。

索力分配则是指根据结构的承载能力和稳定性要求,将总荷载按照合适的比例分配给各个索杆和索线,使得结构能够平衡受力并保持稳定。

通过精确的受力分析,可以确保大跨度索结构在使用过程中能够承受各种荷载并具备良好的性能和安全性。

jgj 257-2012索结构技术规程

jgj 257-2012索结构技术规程

索结构是指利用索力来传递荷载和稳定结构的一种结构形式。

它广泛应用于桥梁、高楼大厦等建筑中,具有节约材料、提高空间利用率等优点,因此备受建筑行业的重视。

2012年发布的《jgj 257-2012索结构技术规程》是针对索结构设计、施工和验收的标准规范,它的发布标志着我国对索结构领域的相关标准化工作取得了新的进展。

本文将深入探讨《jgj 257-2012索结构技术规程》,并从多个角度对其内容进行分析和总结。

1. 规程内容概述《jgj 257-2012索结构技术规程》是我国规定的索结构设计、施工和验收的标准规范,它包含了关于索结构的基本原理、设计要求、材料选用、施工要求等方面的内容。

规程的发布对于促进索结构在建筑领域的应用,规范索结构的设计与施工流程具有重要的指导作用。

2. 规程内容深入解读在《jgj 257-2012索结构技术规程》中,首先对索结构的基本原理进行了阐述,包括索结构的组成、作用原理和优点等。

规定了索结构在设计和施工过程中的各项技术要求,例如索的选材标准、连接方式、预应力控制等。

规程还对索结构的验收标准和试验方法进行了详细的说明,以保证索结构的施工质量符合规范要求。

3. 个人观点和理解对于《jgj 257-2012索结构技术规程》,我认为其发布对于规范和推动我国索结构在建筑领域的应用具有积极的意义。

规程的出台不仅有助于提高索结构工程的设计水平和施工质量,还能够为相关行业提供统一的技术标准,促进索结构技术的进步与发展。

在实际工程实践中,严格执行《jgj 257-2012索结构技术规程》的要求,有利于确保索结构工程的安全可靠。

总结而言,《jgj 257-2012索结构技术规程》的发布是我国在索结构领域标准化工作的重要成果,其内容涵盖了索结构设计、施工和验收的多个方面,具有重要的实用价值。

建筑行业的从业者应当深入了解该规程的内容,并结合实际工程进行应用,以推动索结构技术的不断完善与提高。

相信随着《jgj 257-2012索结构技术规程》的贯彻实施,我国索结构在建筑领域的应用将迎来更加广阔的发展空间。

浅述我国建筑索结构的概念、类型与发展

浅述我国建筑索结构的概念、类型与发展

浅述我国建筑索构造的概念、类型与开展来源:中国建立报近年来,索构造在建筑构造中越来越多地得到应用,其建造技术也得到迅速开展。

工业大学空间构造研究中心主任、中国钢构造协会空间构造分会理事长X毅刚教授在?建筑索构造的概念、类型与开展?一文中详细地介绍了悬索构造、管内预应力构造、X弦构造、拉索构造、斜拉构造、索拱构造、吊挂构造等七种类型的构造与其在我国最新的工程实践,并就各种类型建筑索构造的组成与受力特点与其在建筑钢构造与幕墙〔采光顶〕中的应用与开展进展了论述。

——编者⒈引言。

我国在建筑构造中应用预应力索始于20世纪50年代,1991年中国土木工程学会桥梁与构造分会在XX召开了全国索构造学术交流会,尽管预应力索在桥梁构造中应用更多,会上还是展示了在建筑构造中应用的良好势头。

2002年,中国工程院院士、XX大学教授董石麟和工业大学教授陆赐麟整理了我国主要预应力钢构造工程〔不包括膜构造工程〕,截至到2001年有28项。

光阴荏苒。

目前,我国建筑构造中预应力索的应用已经遍地开花,无论是设计理论还是制作建造技术均有了长足的进步。

据不完全统计,仅新开展起来的空间X弦构造已经有18项工程;近几年新建的火车站已有12个应用了索构造;综合起来估计有数百项工程。

1997年,中国工程院院士、XX工业大学教授沈世钊等所著?悬索构造设计?中所列的索构造形式,均有了新的工程实践,且不断创新。

随着114米×144米跨度的双向X弦桁架、122米跨度的X弦网壳、148米跨度的X弦桁架、310米跨度的辐射布置索桁架等世界上最大的工程落户我国,相关的内容很值得总结、梳理,以推动行业更好地开展。

索构造通常由索与其它材料的构造组成,可包括:索与钢构造、索与膜构造、索与钢筋混凝土构造、索与玻璃构造组成的各种构造体系,应用于建筑构造、桥梁构造、围护构造〔幕墙、采光顶〕中。

建筑索构造是指在建筑构造中应用索作为承重构造或通过X拉索对刚性构造体系施加预应力,提高或改善构造的受力性能而形成的构造体系,这里主要讨论的是其在钢构造与幕墙〔采光顶〕的应用中形成的各种类型体系。

索结构在桥梁工程中的应用及基本防腐处理措施 件

索结构在桥梁工程中的应用及基本防腐处理措施    件

全日制自考本科交通土建专业毕业论文索结构在桥梁工程中的应用及基本防腐处理措施王胜[摘要]:索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,其主要应用桥型范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,索的构造也相应分为缆索、拉索及吊索等多种类型,根据桥梁索结构所处的环境条件,相应对其提出了很高的防腐性能要求。

研究结论索结构由于其优异的材料性能特点,在桥梁等多种工程中得到广泛应用,为保证长期安全使用,对索结构的防腐应采取综合工程措施。

目前对构成索结构的材料采取的基本防腐处理措施主要为热浸镀锌和环氧喷涂处理。

[关键词]:桥梁工程索结构应用腐蚀特点防腐措施热浸镀锌环氧喷涂随着我国桥梁建造水平的提高,在对桥梁与运输服务的综合效益、与周边环境相协调的景观要求、与结构使用寿命相一致的耐久性设计等方面都提出了更高的要求,悬索、斜拉等桥型结构的应用日趋普遍,对索结构的防腐处理提出了新的要求与课题。

1. 索结构在桥梁等工程中的应用特点索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,根据索的应用部位、结构受力及变形特点,主要包括缆索、拉索及吊索等多种类型,索的材料主要由钢丝束、钢绞线、钢丝绳等柔性构件构成,同时部分有类似功能要求的构件也可采用圆钢等(如小跨度吊桥的吊杆等),索结构在桥梁工程中的主要应用桥型结构范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,其中包括悬索桥的主缆索和吊索、斜拉桥的斜拉索、拱桥及系杆拱桥的吊索、水平拉索(明索)等,对于一些桥梁结构的特殊处理(包括施工过程中的临时受力需要)及旧桥加固等有时需采用体外索的处理形式,也属索结构在桥梁工程中的应用范围。

另外,也有一些诸如预应力锚索等也在包括桥梁等很多工程中得到日益广泛的应用,特别在水电、高挡墙路基、桥梁以及其它各种加固工程等应用十分广泛,对保证工程安全、有效控制工程投资发挥了重要作用,尽管有些严格从结构特点上判断不属于索结构,全日制自考本科交通土建专业毕业论文但从防腐处理考虑则很多具有类似的技术要求。

建筑索结构的类型及其应用 (1)

建筑索结构的类型及其应用 (1)

2010 No. 8
张毅刚:建筑索结构的类型及其应用
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图 2 北京工人体育馆屋盖 Fig. 2 The roof of Beijing Worker Gymnasium
图 3 佛山世纪莲体育场屋盖 Fig. 3 The roof of Shijilian Stadium in Foshan 图 4 是正在建 设 的 深 圳 宝 安 体 育 场 屋 盖 ,外 环 为 237m × 230m 的 近 似 圆,内 环 129m × 122m,呈 马 鞍 面, 建筑美观,但结构建造难度增大 。
图 5 四川体育馆屋盖 Fig. 5 The canopy of Sichuan Gymnasium
近年来索网 更 多 地 应 用 于 幕 墙 和 采 光 顶 ,如 采 用 单层索网支承 玻 璃 幕 墙 ,采 光 顶 采 用 斜 向 布 置 的 双 层 索网。2004 年 建 成 的 天 津 一 汽 丰 田 停 车 场 ,柱 网 是 26m × 24m ~ 35m × 24m,采 用 双 向 多 跨 连 续 索 桁 架 作 为每块双曲抛 物 面 索 网 的 支 承 体 系 ,这 里 应 用 两 种 形 式的索桁架 ,共覆盖 5 万多 m2 ( 见图 6) 。
图 4 深圳宝安体育场屋盖 Fig. 4 The roof of Baoan Stadium in Shenzhen 3) 索 网 两 方 向 的 索 交 叉 布 置 ,即 形 成 索 网。 通 常承重方向的索下凹 ,稳定方向的索 上 凸,构 成 双 曲 抛 物面。 图 5 是 1988 年 建 成 的 四 川 体 育 馆 ,跨 度 102. 45m,矢高 39. 27m 大 拱 作 为 中 间 支 承,两 边 是 双 曲抛物面索网。
的此类 结 构,跨 度 94m ( 见 图 2 ) 。 近 年 来 辐 射 布 置 索 桁架也用于采光顶。

第三章 悬索结构

第三章 悬索结构

第三章悬索结构3.1悬索结构的发展和应用概况悬索结构是以只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。

在欧洲,十六世纪便开始出现悬索的计算理论,并广泛应用在悬索桥、索道、输电线等工程的计算分析中。

目前世界上最长的悬索桥——日本明石海峡大桥跨度达到1991米。

十九世纪末,俄国工程师苏霍夫系统提出了索网结构的计算理论。

悬索结构在房屋建筑结构中的应用是从二十世纪五十年代开始,世界上第一个现代悬索屋盖是美国于1952年建成的Raleigh竞技馆。

我国从上个世纪五十年代末开始研究悬索结构屋盖。

最早的代表性工程有1961年建成的北京工人体育馆。

工程实例(一)美国Raleigh竞技馆:平面为91.5m×91.5m的近似圆形,采用以两个斜放的抛物线拱为边缘构件的鞍形正交索网结构。

工程实例(二)德国多特蒙特展览大厅美国华盛顿杜勒斯机场候机楼工程实例(三)北京工人体育馆:屋盖为直径94m的圆形平面,采用的是车辐式双层悬索体系。

其他图片。

悬索结构的优点:1、悬索结构是通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用,结构中不出现弯矩和剪力效应,因此其可充分利用钢材的强度;2、悬索结构形式多样,布置灵活,并能适应多种建筑平面,因此能够较好地满足建筑功能和造型需求,是建筑师乐于采用的结构形式之一;3、当采用高强度钢材时,大大减轻结构的自重,同时由于屋盖结构一般也较轻,屋盖安装不需要大型起重设备,故可较为经济地跨越很大的空间;4、目前悬索结构连接节点的加工技术和锚固系统已很完善,预应力张拉工艺及控制技术也非常成熟,因此悬索结构的加工、制作和施工也比较方便。

3.2 悬索结构的形式与分类1.悬索屋盖的基本构成悬索屋盖结构通常由悬索系统,屋面系统和支承系统三部分构成。

(1) 悬索系统是指悬索屋盖中跨越水平距离、形成大空间的主要受力结构部分。

其由一系列按一定规律布置的高强钢索及联系钢索之间的杆件组成。

悬索系统起到形成屋面、承担屋面荷载并将其传至支承结构的作用。

单层索结构的设计及其在建筑幕墙中的应用研究

单层索结构的设计及其在建筑幕墙中的应用研究

单层索结构的设计及其在建筑幕墙中的应用研究摘要:随着社会经济的迅速发展,建筑物功能与结构日益完善,人们对建筑物的审美品味也日渐提高,相应地,对建筑外围装饰施工的技术要求也不断提高。

建筑幕墙逐渐朝着薄、透、亮的方向发展,这促进了玻璃幕墙的广泛应用。

玻璃幕墙允许其支承结构体系相对主体结构有一定的位移偏移量,且不分担主体结构所承担的建筑外的围护结构或装饰结构。

而单层索结构具有较强的稳定性,特别是水平向光滑连续的预应力拉索结构依稀,大大增强了建筑结构的通透性,突出了建筑的个性,满足了现代人的审美需求,受到广泛认可。

因此单层索结构在建筑幕墙中的应用成为了社会关注以及相关学者研究的重要内容。

本文分析了单层索结构的优势,并对单层索结构幕墙设计及施工要点进行深入探析,以期能够为业内人士提供参考。

关键词:单层索结构、建筑工程、玻璃幕墙、设计、应用1 引言随着社会经济与科学技术的高速发展,我国建筑建设与发展取得显著成绩。

与此同时,单层索结构作为一种新型的建筑幕墙结构,其与玻璃幕墙等的结合,有助于展现现代建筑艺术理念与结构美学。

满足人们对建筑日渐增长的功能性以及审美要求,这都极大地推动了单层索结构在建筑幕墙中的应用探究。

因而,本文对单层索结构在建筑幕墙中的应用分析具有现实意义。

2 单层索结构幕墙概述2.1单层索结构的发展历史自十九世纪初期,工业革命的高速发展给建筑结构技术带来了积极的动力,建筑与结构很难再分开。

建筑师不能像画家一样进行虚构,必须综合考虑建筑功能、施工材料、城市整体规划以及成本等多方面因素,同时还需要考虑施工工艺与建筑结构的可行性与合理性。

在进行幕墙施工设计的时候坚持以人为本、天人合一的原则,且施工理念与施工技术也得到了很大的改进。

单层悬索结构体系点支式玻璃幕墙,其受力索双向承力的工作状态与双层索杆体系的单向受力相比,单层悬索结构构造简单,索的工作效率大大提高,幕墙的体形更加薄、透、轻盈。

2.2单层索结构的优势当前,人们开始探索更多的性能需求与建筑功能,因而评价建筑是否符合当前社会发展需求,不仅仅要评价建筑功能与性能,还应考量建筑所表现出来的艺术化美学成分。

浅谈索结构施工技术应用

浅谈索结构施工技术应用

浅谈索结构施工技术应用余关鹏【摘要】索结构种类繁多,在桥梁、边坡和大空间结构中非常常见。

由于预应力在索结构中的广泛应用使得单根索的极限承载力相当可观,因而索的施工质量往往关系到结构的安全性,从而受到施工技术人员的重视。

本文将列举预应力索拱、预应力单索等常见索结构并着重分析此两种索结构的施工过程及关键技术。

【关键词】索拱与单索;预应力结构施工;应力张拉前言:索结构是近代土木工程发展的产物。

随着人们对钢筋和预应力技术认识的不断深入,如何节约材料及如何设计更加美观的结构成为两大新课题。

于是索结构逐渐进入人们的视野,高承载力及空间利用的高效率使其成为一种常见的结构形式。

在悬索桥、边坡支护、火车站候车大厅及大空间展览馆中索结构均具有很强的生命力。

为提高单根索的极限承载力,通常使用的方法是应用高强钢筋并对其施加预应力,因而在索结构中,每根索的施工质量都非常重要,索的施工成為索结构发展中必须解决的一大问题。

本文将从常见的索结构入手,分析其施工工艺和关键技术,力图对索结构施工有一个全面深入的了解和认识。

1.预应力索拱施工:作为一种建筑与美学和谐统一的结构形式,拱一直受到建筑师的青睐。

但是拱是具有侧推力的结构,拱脚处往往会产生较大的水平推力。

为降低甚至消除此拱脚推力,目前工程界有效的方法是使用钢索将两拱脚相连。

结构形式为钢索与钢拱架组合,即预应力索拱结构。

图1为预应力索拱的几种常见形式。

钢索是预应力索拱结构的关键组成部分,按结构计算和耐久性要求其材料选取、长度确定有以下几个特点:1)由预应力钢索最大承载拉力及安全系数确定钢索类型为φ5×31,材料标准强度为1670MPa。

考虑防火及防腐性能选择镀锌钢丝和外包双层PE保护层。

2)预应力钢索一端为锚固端,一端为张拉端。

锚固端为叉耳式,张拉端为带螺扣的钢拉杆。

张拉时借助螺扣设计张拉设备,张拉完成后使用双螺帽进行永久锚固。

3)在设计叉耳尺寸时要进行抗剪和局部承压验算,特别注意与型钢拱架耳板尺寸匹配,防止出现叉耳安装不上或者安装之后叉耳无法转动的情况。

建筑知识:建筑结构中的索网结构

建筑知识:建筑结构中的索网结构

建筑知识:建筑结构中的索网结构索网结构是指利用大量的钢缆或钢杆组成的空间网格结构体系。

它的主要作用是在高层建筑及大跨度建筑中,承受建筑物的自重和外部荷载,成为现代建筑结构中不可或缺的重要组成部分。

近年来,随着建筑技术的不断发展,索网结构在建筑结构中得到越来越广泛的应用。

索网结构的优点主要在于其在承重的同时,可以提供优越的空间感受和视觉效果。

与传统的静态建筑结构相比,索网结构具有灵活性,能够适应不断变化的环境和应用需求。

索网结构可以采用各种不同的形式,如钢索网、钢筋网、钢桁架网等,以满足不同的建筑需求。

钢索网是一种由钢索构成的网格结构体系,常用于建筑物的屋顶和悬挑结构中。

该结构的优点在于其轻便、高效、稳定性好,具有较好的节能性能和防震性能。

钢索网的设计需要考虑钢索的选材、张力控制以及支承系统的设计等因素。

此外,钢索网结构还需要进行防腐和防锈处理,以延长其寿命。

钢筋网结构是一种由钢筋构成的网格结构体系,常用于地面板面的大跨度悬挑结构中。

该结构的优点在于具有较高的抗震和承载能力,能够满足大跨度地面板面的建筑需求。

钢筋网结构的设计需要考虑钢筋的选材、弯曲和成型等因素。

此外,钢筋网结构还需要进行耐久性和防锈处理,以保证其使用寿命。

钢桁架网结构是指利用钢管或钢杆组成桁架,在其上方覆盖钢板或玻璃等材料的建筑结构。

该结构的优点在于其稳定性和高承载能力,能够满足建筑物大跨度结构的需要。

钢桁架网的设计需要考虑杆件的选材、受力状态和接头等因素。

此外,钢桁架网结构还需要进行耐久性和防锈处理。

索网结构在建筑领域中应用广泛。

例如,现代高层建筑的塔杆和桥梁的桥塔经常采用索网结构。

另外,一些文化和体育场馆也采用索网结构,如鸟巢体育馆和北京国家大剧院等。

此外,索网结构还能够被应用于建筑物的大面积玻璃幕墙和悬挑结构等。

总之,索网结构作为现代建筑结构的一种重要形式,代表了建筑技术的当代水平。

其优异的承载能力、良好的设计灵活性和视觉效果,使得其在建筑工程中得到了广泛的应用。

索桁架结构工程应用案例

索桁架结构工程应用案例

索桁架结构工程应用案例索桁架是一种常见的结构形式,广泛应用于建筑工程、桥梁工程和航天工程等领域。

它具有结构轻巧、强度高、施工方便等优点,因此在各种工程中得到了广泛的应用。

下面将介绍几个索桁架结构的工程应用案例。

第一个应用案例是索桁架在建筑工程中的应用。

索桁架在建筑物中常用作屋顶结构,可以提供大跨度的空间,增加建筑物的利用率。

例如,上海迪士尼度假区的主题乐园中就使用了索桁架结构作为屋顶覆盖。

这种结构不仅可以满足强度和稳定性要求,同时还可以营造出独特的建筑风格,给游客留下深刻的印象。

第二个应用案例是索桁架在桥梁工程中的应用。

索桁架桥是一种常见的桥梁结构形式,可以用来跨越河流、山谷等自然障碍物。

索桁架桥具有结构轻巧、施工方便等优点,可以有效减小桥梁的自重,降低对地基的要求,同时还可以提供足够的强度和稳定性。

例如,战略高速公路上的大跨度索桁架桥可以跨越深谷和陡坡,大大提高了道路的通行能力。

第三个应用案例是索桁架在航天工程中的应用。

航天器离开地球进入太空时,需要承受巨大的风压和重力载荷。

因此,航天器的结构设计必须兼顾强度和轻量化的要求。

索桁架结构由于其结构轻巧且具有足够的强度,因此广泛应用于航天器的舱体结构和翼面结构中。

例如,国际空间站的太阳能阵列就采用了索桁架结构,能够提供足够的支撑力和稳定性,同时又能够折叠便于运输。

除了上述案例,索桁架还可以应用于其他领域。

例如,在体育场馆中,由于需要提供宽敞的活动空间,索桁架结构常被用作屋顶结构,可以实现大跨度的无柱空间。

在展览馆和会议中心中,索桁架结构也常被用作屋顶结构,可以创造出整齐、无柱、无阻挡的展览和会议空间。

此外,索桁架还可以应用于临时搭建建筑,如展览亭、临时仓库等。

总之,索桁架结构是一种广泛应用的工程形式,它的优点包括结构轻巧、强度高、施工方便等。

通过合理的设计和施工,索桁架结构可以满足各种工程的需求,提供足够的强度和稳定性,同时又能够实现轻量化的目标。

我国建筑索结构的发展与工程实践

我国建筑索结构的发展与工程实践

我国建筑索结构的发展与工程实践目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (4)1.3 文献综述 (5)1.4 研究内容与方法 (6)2. 建筑索结构概述 (7)2.1 索结构的发展历程 (8)2.2 索结构的特点与优势 (10)2.3 国内外索结构应用现状 (11)3. 索结构设计理论 (13)3.1 索力学原理 (14)3.2 索结构设计准则 (15)3.3 连接件设计与计算 (16)3.4 索结构设计软件介绍 (17)4. 工程实践案例分析 (19)4.1 著名案例简介 (20)4.2 案例技术要点 (21)4.3 案例中存在的问题与解决措施 (22)4.4 案例对设计理念的启发 (23)5. 发展趋势与应用前景 (24)5.1 新材料的应用 (25)5.2 新技术的发展 (27)5.3 施工技术的进步 (28)5.4 建筑索结构的未来发展趋势 (29)6. 存在问题与挑战 (30)6.1 设计与施工难点 (31)6.2 工程造价与经济性 (32)6.3 质量控制与安全保障 (34)6.4 行业发展面临的挑战 (35)7. 政策与法规环境 (37)7.1 国内外相关法规 (38)7.2 行业标准与规范 (39)7.3 政策导向与行业规范 (40)8. 结论与建议 (41)8.1 研究总结 (42)8.2 实践建议 (44)8.3 未来展望 (45)1. 内容描述本文档旨在全面探讨我国建筑索结构的发展历程、现状以及未来的发展趋势,并通过具体的工程实践案例,深入剖析索结构在建筑领域的应用与创新。

内容涵盖了索结构的基本理论、发展脉络、关键技术、工程应用以及未来展望等多个方面。

我们将回顾索结构在我国的发展历史,从早期的简单应用到现代的高层建筑和大跨度桥梁,展示其技术的不断进步和应用的广泛性。

分析当前索结构在国内外的发展现状,包括主要的技术特点、材料应用、设计方法和施工工艺等。

建筑索结构索力测量新方法与工程应用

建筑索结构索力测量新方法与工程应用

建筑索结构索力测量新方法与工程应用最近,建筑索结构索力测量技术发展取得了长足的进步。

其中,一种新的技术——感应扭矩测试技术,得到了广泛的应用。

它采用可独立回收的感应扭矩测量装置,实现了可靠的扭矩测量,并能够准确地确定构件所受力以及构征条件。

此外,该技术具有体积小、被测篇章少、操作方便、记录可靠等特点,可以快速、准确地检测索结构构件工作状态,为索结构安全管理提供了可靠的、有效的工具。

把此新技术应用于实践,在索结构安全检测中,可以明确识别出受力标准,准确判断索结构构件承载力状况,提前发现索结构负荷畸形变化,防止发生索结构破坏的可能性,保证索结构安全运行。

同时,还可检测大跨中跨结构钢构件荷载作用情况,以及超限荷载作用情况,保证索结构质量可靠性,同时也可以动态分析复杂索结构的受力优势,为工程设计、施工提供参考。

二级结构专业辅导:轻钢缆索结构在建筑中的应用

二级结构专业辅导:轻钢缆索结构在建筑中的应用

1. 轻钢缆索结构缆索是由钢绞线、钢丝绳、钢丝束或圆钢筋、带状钢板等材料为索体,外包保护层⽽成的⼀种轻质⾼强的结构材料。

悬索结构即是以受拉的缆索为主要承重构件的⼀种结构形式。

缆索结构始⽤于⼀千多年前的铁链桥,随着材料、计算理论、施⼯技术的不断进步,缆索结构现在已经被⼴泛的应⽤于钢结构建筑中,轻钢缆索结构即是钢结构与缆索发挥各⾃长处,经充分结合⽽成的⼀种新兴的建筑体系。

由于钢材在建筑中经常以杆件的形式出现,加之质量轻、强度⾼,决定其在设计使⽤过程中截⾯通常⼩⽽薄,使得受压受弯杆件由于稳定问题不能充分发挥材料的强度。

缆索只承受轴向拉⼒,⽆弯矩和剪⼒,不存在因为受压和受弯⽽产⽣的稳定问题,从⽽使钢材的抗拉强度发挥⾄极限,使得⾼强度钢材在这⾥⼤有⽤武之地,可以说,轻钢缆索结构的出现,是钢结构建筑领域的⼀⼤飞跃。

2. 轻钢缆索结构的应⽤在讲述轻钢缆索结构的应⽤之前,我们先简单地回顾⼀下"梁"的发展演变过程,⾸先出现的是钢筋混凝⼟梁,由于砼的抗拉强度极低,因此这种建筑形式被局限于⼩跨度之内,⾯积⼤⼀些的建筑,也不得不借助于室内密密⿇⿇的柱,即缩⼩了使⽤空间,⼜影响美观,钢结构的出现,从某种程度上缓解了这个问题,某些⼤跨度钢结构⼚房,宽敞的钢结构办公楼的建成,就是很好的说明实例。

但是,随着⼈类⽂明的进步,对建筑结构提出了更⾼的要求,⼈们的需求⽅向向着更快捷,更美观,跨度更⼤,受⼒更合理的⽅向进展,如体育场馆,剧院、⼤跨度桥梁以及某些具有特殊要求的构造,此时,单纯的钢结构⼜不能胜任了。

真正使这个问题得以实质性的解决,可以让建筑师和设计师充分发挥想象⼒,"为所欲为"的却是轻钢缆索结构的出现。

轻钢缆索结构(悬索结构)是⼀种空间结构,所谓的空间结构是指结构的形态呈三维状态,在荷载作⽤下具有三维受⼒特性并呈空间⼯作的结构。

优秀的空间结构具有荷载传递路线最短,受⼒均匀的特点。

与平⾯结构相⽐,具有很多独特的优点,国内外应⽤⾮常⼴泛.特别是近年来,⼈们⽣活⽔平不断提⾼,⼯业⽣产、⽂化、体育等事业不断进步,⼤⼤增强了社会对缆索结构尤其是⼤跨度⾼性能空间缆索结构的需求。

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索结构在建筑领域的应用与发展索结构作为预应力钢结构的主要结构类型,已在国内外建筑结构领域得到广泛应用。

我国第一部《索结构技术规程》已于2012年8月1日起正式实施。

本文总结分析了索结构核心构件拉索的类型、特点以及温度线膨胀系数取值;总结了弦支结构、斜拉结构、索穹顶结构、索桁架结构、索网结构以及索膜结构等主要索结构的概念、结构特点及其在国内外主要工程中应用。

一、索结构预应力钢结构作为现代大跨度建筑结构的主要形式之一,已在国内外大型工程项目中得到广泛应用。

根据预应力钢结构中杆件类别的构成,将预应力钢结构分为三类,即刚性预应力钢结构、刚柔混合预应力钢结构、柔性预应力钢结构。

由于刚性预应力钢结构的施工较为复杂,工程应用较少。

伴随着索体材料制作技术的提高以及拉索预应力张拉施工技术日益成熟,刚柔混合预应力钢结构和柔性预应力钢结构已成为现代大跨度建筑结构的首选结构体系之一。

由于后两种预应力钢结构是以拉索作为主要受力构件而形成的预应力结构体系,因此国内外学者又将其称为索结构。

根据预应力钢结构中杆件类别的构成可将其分为刚性预应力钢结构(包括预应力平板网架结构、钢棒式吊挂结构、钢梁式预应力钢结构),刚柔混合预应力钢结构(包括弦支结构、斜拉结构、悬索结构、索桁结构、索穹顶结构、拉索式吊挂结构)和柔性预应力钢结构(包括索网结构、索膜结构)三类。

二、拉索材料的种类拉索从用途上可分为建筑结构用索和桥梁用索;从索体材料的构成要素进行分类,大致可分成钢丝绳、钢铰线、钢丝束。

此外,还有钢拉杆和H型钢。

钢丝绳主要由绳芯、绳股和钢丝三个基本元件组成。

使用时,钢丝绳会发生伸长,其伸长分为弹性伸长和结构性伸长。

钢丝绳的预张拉技术是消除钢丝绳结构性伸长的有效手段。

经过预张拉处理后的钢丝绳,可有效地消除其结构性伸长,使整绳的每一根钢丝在使用中能够均匀受力,不仅避免了钢丝绳在使用中的不便,而且可极大地提高钢丝绳的使用寿命。

钢丝绳的强度和弹性模量低于钢绞线,其优点是比较柔软,适用于需要弯曲且曲率较大的构件。

钢绞线一般由7根钢丝捻成,一根在中心,其余6根在外层向同一方向缠绕,标记为1×7;也有多根钢丝,如19根、37根等捻成的钢绞线;国内常用1×7钢绞线或由多根1×7钢绞线平行组成的钢绞线束。

钢绞线可采用的类型有镀锌钢绞线、高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线、铝包钢绞线、涂塑钢绞线、无粘结钢绞线和PE钢绞线等,并常采用整体型、单根防腐整体型、单根防腐型的索体截面形式。

钢绞线工作应力较高,能适当减少钢材用量。

钢丝束有平行钢丝束和半平行钢丝束之分。

平行钢丝束是将若干根钢丝平行并拢、扎紧、穿入聚乙烯套管,在张拉结束后采用柔性防护而成,适合于现场制作。

半平行钢丝束拉索在工厂内全部制造完成,产品以盘卷的成品方式提供,适合于工地现场安装架设。

钢丝束拉索广泛用于各种建筑顶层索结构和斜拉索桥、拱桥、悬索桥、人行天桥、水管、煤气管道的越江工程等。

目前工程中应用比较普遍的是半平行钢丝束,为热挤聚乙烯护层扭绞拉索,制作过程如下:将若干根高强度钢丝采用同心绞合方式一次扭绞成型,绞合角为30±0.50。

扭绞后在钢丝束外面绕包高强度复合包带,然后在钢丝束上热挤高密度聚乙烯防护层,拉索进行精确下料后两端加装冷、热锚具进行预张拉,拉索以成盘或成圈方式包装。

钢丝束的钢丝采用热镀锌的5毫米或7毫米的高强钢丝,宜选用高强度、低松弛、耐腐蚀的钢丝,标准强度不得低于1570兆帕,强度等级有1570兆帕、1670兆帕、1770兆帕、1870兆帕和1960兆帕等级别,弹性模量一般不小于1.90×105兆帕。

钢丝束的优点是能充分发挥轴向拉力和高弹性模量的力学性能。

目前,为了解决索体材料的锈蚀和腐蚀问题,已研究出含Zn-5%Al-RE合金镀层的索体材料,这种新型索体材料具有优异的抗腐蚀性能和综合的力学性能。

国内外有关的试验测试表明,其抗腐蚀性能是热镀锌层的2倍以上,并具有更好的缠绕性能、可焊性能、可漆性能和成型加工性能等,此项成果已在鄂尔多斯伊金霍洛旗体育活动中心等工程中得到应用。

三、索体材料的物理特性拉索是预应力钢结构的关键构件,因此对拉索基本特性的研究就显得非常重要。

拉索的基本力学特性包括弹性模量、抗拉强度以及温度线膨胀系数,对于前两者,拉索的制作厂家会提供给相应的数值,但对于后者,一般按照经验取值。

很多情况下,预应力钢结构设计和研究大都忽略拉索铰捻特性,国内按普通型钢将拉索膨胀系数取为 1.2×10-5/℃,有时取为1.84×10-5/℃和1.12×10-5/℃。

国外对于拉索膨胀系数的取值也有3.9×10-6/℃和 1.2×10-5/℃两种。

拉索线膨胀系数取值的不确定性给预应力钢结构的温度性能分析带来了极大的误差。

为解决这个问题,给设计单位提供一个较为准确的、考虑拉索铰捻特性的拉索线膨胀系数,消除预应力钢结构设计中的安全隐患,天津大学钢结构研究所在国家自然科学基金的支持下,完成了相关的理论分析和试验研究。

为了测定拉索的线膨胀系数,天津大学钢结构研究所设计制作了两种拉索线膨胀系数测定仪器——空气加热索线膨胀系数测定仪器和水域加热索线膨胀系数测定仪器。

通过理论分析和试验研究,最终确定钢丝绳、钢绞线、半平行钢丝束3种索材的线膨胀系数值分别为:1.92×10-5/℃、1.38×10-5/℃、1.87×10-5/℃。

四、建筑索结构的形式、特点及工程应用目前,在工程中常用的建筑索结构主要有弦支结构、斜拉结构、索穹顶结构、索桁架结构、索膜结构和索网结构6种结构形式。

弦支结构——天津大学钢结构研究所从1998年开始,在研究弦支梁(即张弦梁)、弦支桁架(即张弦桁架)和弦支穹顶的结构性能基础上,研究和归纳了这两种结构的本质,即用撑杆连接上部压弯构件和下部的受拉构件,通过在受拉构件上施加预应力,使上部结构产生反挠度,从而减小荷载作用下的最终挠度,改善上部构件的受力形式,并通过调整受拉构件的预应力,减小结构对支座产生的水平推力,使之成为自平衡体系,并将这种自平衡体系统称为弦支结构体系。

课题组在研究弦支结构体系本质的基础上,相继提出了弦支筒壳结构、弦支拱壳结构、弦支混凝土楼板结构、弦支钢丝网架混凝土夹芯板结构等多种弦支结构,丰富了弦支结构体系的内容。

目前,弦支结构体系已在大型的体育场馆、会展文化中心、重大交通枢纽、大型厂房等国家重要基础建设工程中得到广泛应用。

在弦支结构体系中,弦支梁或桁架(张弦梁和张弦桁架)是出现最早的一种弦支结构。

1839年德国建筑师Georg Ludwig Friedrich Laves,发明了一种预应力梁“Lavesbeam”,他把梁分成上层和下层两部分,两者之间仅用立柱连接,通过这种方式梁的强度可以显著提高,并用于Herrenhausen花园的温室中,这是笔者目前查到的最早弦支梁的雏形。

Paxton利用这种预应力梁概念,在建于1851年的伦敦万国博览会的水晶宫结构的桁架之间采用了弦支梁结构檩条。

建于1876年费城博览会展馆的国际展厅屋盖同样采用了弦支梁结构。

最早提出弦支梁结构概念的是MasaoSaito。

在1979年Madrid召开的IASS年会上,Masao提出了弦支梁结构形式,并研究了其基本受力特性和分析计算原理。

1998年,天津大学教授刘锡良率先在国内对张弦梁结构开展了系统、深入的研究,当时由于直接取其日语“张弦梁”定义,故“张弦梁”的名称沿用至今。

截至2008年,据不完全统计,全国已有51项平面弦支结构的工程应用。

其中较为典型的工程项目有:国内第一个张弦梁结构——上海浦东国际机场航站楼,国内首个跨度超过100米的平面张弦结构——哈尔滨国际会展中心、采用双索的平面弦支结构——迁安文化会展中心。

国内刘锡良教授1998年最先开展了可分解空间型弦支结构的结构性能研究,而真正意义上的第一个双向张弦结构工程建于2005年,即深圳市福田交通综合枢纽换乘中心工程钢结构。

此后,典型的工程应用有2008年北京奥运会国家体育馆双向张弦结构、2008年北京奥运会乒乓球馆辐射张弦结构等大型工程。

弦支穹顶结构是1993年由日本川口卫教授提出,并应用到日本跨度为35.4米的光丘穹顶。

笔者1996年在日本跟随川口卫教授做博士后时,对此进行了一些研究,并于1998年回国后在中国博士后科研基金的支持下,在国内首先对弦支穹顶结构开展了系统深入的研究,并参与设计完成了国内第一座中大跨度弦支穹顶结构——天津保税区国际商务交流中心大堂屋盖结构。

随后,国内浙江大学、北京工业大学、东南大学、北京建筑工程研究院、清华大学等单位也开始对弦支穹顶结构的结构性能和施工技术进行了理论和试验研究。

2007年,建成国内第一座大跨度弦支穹顶结构——2008北京奥运会羽毛球馆。

截至目前,据不完全统计,国内已有23项弦支穹顶结构工程,其中最大的球形弦支穹顶结构为济南奥体中心体育馆,跨度为122米;最大的椭球形弦支穹顶结构为大连市体育馆,跨度为145米。

柳州奇石博物馆经过优化分析后采用了弦支筒壳结构。

辽宁华福印染公司的厂房结构屋盖为筒壳形,矢跨比小,经过方案比较,采用了弦支单层网壳结构,网格形式为三向网格,最终结构用钢量为50千克/平方米。

天津大港发电厂干煤棚屋盖结构跨度大,结构布置受生产工艺影响大,经过分析整体采用了大跨度门式刚架与弦支筒壳复合结构体系,屋盖部分采用弦支双层筒壳结构,用钢量约为55千克/平方米。

弦支筒壳结构在这两个工程的应用经验可为类似工程提供参考依据和指导。

由于篇幅有限,笔者对斜拉结构、索穹顶结构、索桁架结构、索膜结构和索网结构作简单介绍。

斜拉结构——是由主结构、塔柱和拉索构成的一种索结构形式。

斜拉结构多用于桥梁结构,即斜拉桥。

索穹顶结构——是由连续的拉索和间断的压杆构成的一种自平衡、自应力结构体系,是目前最接近Fuller张拉整体结构思想的结构体系。

由于该结构体系主要以拉杆为主,因此构件材料强度得以充分发挥,尤其是采用强度本身就很高的拉索材料,因此索穹顶结构的自重较轻,跨越能力较大。

索桁架结构——是由飞柱和索组成的索结构,可分为平面索桁架结构和空间索桁架结构。

平面索桁架结构多用于玻璃幕墙,属于双层索系结构,包含鱼腹式索桁架和自平衡索桁架。

索膜结构和索网结构——膜结构主要包括充气膜结构、气承结构、张拉膜结构三类,其中张拉膜结构又包括悬吊式膜结构和骨架式膜结构,两者都是以钢索和钢结构件为主承重结构传递膜面外界荷载的,因此张拉膜结构又称为索膜结构。

索结构体系作为一种主要的预应力钢结构体系,其体系越来越丰富,发展速度越来越多快,科学体系越来越完整,工程应用也越来越多,从整体上来看,我国在弦支结构、斜拉结构、索网结构、索膜结构等方面的建造技术水平代表了世界水平。

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