大跨度空间结构的主要形式及特点简析
简述大跨度空间结构的主要形式及特点
间 的结 构 体 系。
3 1膜 结 构 的 主 要 形 式 .
产效率 ; 网架 的平面 布 置灵 活 , 盖平 整 , 利 于 吊 屋 有
顶 、 装 管道 和设 备 ; 安 网架 的 建 筑 造 型轻 巧 、 观 、 美 大方 , 于建筑 处理 和装 饰 。 便
膜 结 构 主要 有 空 气 支 承 膜 结 构 ;张 拉 式 膜 结 构 ; 架 支承膜 结构 等形 式 。 骨
2 四角锥 体组 成 的 网架结 构 。主要有 : 放 四 ) 正
角 锥 网架 、 放 四角锥 网架 、 放抽 空 四角 锥 网架 、 斜 正 棋 盘 形 四角 锥 网 架 、 星型 四角 锥 网架 、 向折 线 型 单 网架等 型式 。 3 三 角锥 组成 的网架 结 构 。 主要 有 : 角锥 网 ) 三 架 、 空 三 角锥 网 架 ( I型 和 Ⅱ型 ) 蜂 窝 形 三 角 抽 分 、 锥 网架 等型 式 。
见 图 1 。
架结构 、 网壳 结 构 、 索 结 构 、 结 构 、 壳 结 构 等 悬 膜 薄
五 大空 间结 构及各 类 组合 空 间结构 。 态各 异 的空 形
间 结 构在 体 育 场 馆 、 展 中 心 、 剧 院 、 型商 场 、 会 影 大
工 厂车 间等建 筑 中得 到 了广泛 的应 用 。
六 角锥 网架 。
12网 架 结 构 的 主 要 特 点 .
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 , 而形 成 具 有 一 定 刚 度 、 从 能够 覆 盖 大 空
空 间 工作 , 力 途 径 简 捷 ; 传 重量 轻 、 度 大 、 刚 抗
震 性 能 好 ; 工 安装 简便 ; 施 网架 杆 件 和节 点 便 于定 型化 、 品化 、 在 工厂 中成 批 生 产 , 利于 提 组 合 型 扭 网壳
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究大跨度建筑结构是一种大规模建筑结构形式,具有设计难度大、工程复杂、工期长的特点。
随着现代科技的发展,大跨度建筑的形式与设计也得到了很大的提升与改善。
一、大跨度建筑结构形式1. 曲线形结构曲线形结构是大跨度建筑结构中的一种较为常见的形式,如"鸟巢"、"水立方"等建筑中就采用了这种结构形式。
曲线形结构能够有效地分散荷载,提高建筑结构的抗震和抗风能力。
2. 网架结构网架结构是大跨度建筑结构中应用广泛的一种形式,具有结构轻巧、构造简单、施工容易的优点。
网架结构可以有多种构造形式,如平面网架、曲面网架等。
3. 悬索结构悬索结构是大跨度建筑结构中的一种经典形式,广泛应用于桥梁、体育场馆等建筑中。
悬索结构的建筑高度大,能够突出建筑的雄伟气势,且具有优良的抗震和抗风能力。
4. 穹顶结构穹顶结构是大跨度建筑结构中的一种特殊形式,可以创造出具有文化内涵和科技感的建筑形态。
穹顶结构可以有多种构造形式,如格架式穹顶、索展式穹顶等。
1. 结构分析与计算大跨度建筑结构的设计需要进行复杂的结构分析和计算,以确保结构的稳定性和安全性。
结构分析需要考虑建筑荷载、地震和风荷载等因素,计算分析需要使用计算机辅助设计软件进行模拟和优化。
2. 材料选择与技术应用大跨度建筑结构中材料的选择和技术的应用对建筑结构的稳定性和安全性具有重要的影响。
在材料选择方面,需要考虑强度、耐久性、抗腐蚀性等因素;在技术应用方面,需要采用先进的施工技术和管理模式。
3. 环保设计与节能优化大跨度建筑结构在设计中也需要考虑环保设计和节能优化的因素。
环保设计要求建筑结构对环境的影响尽可能小;节能优化则需要考虑如何在建筑结构设计中减少能源的消耗。
4. 美学设计与文化传承大跨度建筑结构在美学设计和文化传承方面也具有重要的意义。
建筑结构的外观设计需要与建筑功能和文化内涵相适应,突出建筑的美感和艺术价值;文化传承则需要考虑建筑的历史和文化背景,展现当地的文化特色和风貌。
简述大跨度空间结构的主要形式及特点
简述大跨度空间结构的主要形式及特点摘要: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、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。
关键词:大跨度空间结构形式特点1网架结构由多根杆件按照某种规律的儿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。
1.1网架结构的形式(1)平而桁架系组成的网架结构。
主要有:两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。
(2)四角锥体组成的网架结构。
主要有:正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。
(3)三角锥组成的网架结构。
主要有:三角锥网架、抽空三角锥网架(分1型和11型)、蜂窝形三角锥网架等型式。
(4)六角锥体组成的网架结构。
主要形式有:正六角锥网架。
1.2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;网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工丨中成批生产,有利于提高生产效率;网架的平而布置灵活,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网壳结构曲而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。
2.1网壳结构的形式主要有球而网壳、双曲而网壳、圆柱而网壳、双曲抛物而网壳等。
2.2网壳结构主要特点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)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,不论是建筑平而还是空间曲而外形,都可根据创作要求任意选取。
大跨度空间结构的主要形式及特点
大跨度空间结构的主要形式及特点
郝飞
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2011(037)003
【摘要】大跨度空间结构在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车间等建筑中应用广泛.本文就大跨度空间结构的形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构做简单介绍.【总页数】2页(P82-83)
【作者】郝飞
【作者单位】内蒙古铁道勘察设计院有限公司,内蒙古呼和浩特 010050
【正文语种】中文
【中图分类】TU393.3
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大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点大跨厂房结构是指跨度较大的工业厂房建筑结构,通常用于制造、仓储、物流等需要大空间的场所。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点主要体现在以下几个方面:1. 结构形式大跨厂房结构通常采用钢结构或混凝土结构。
钢结构是常用的一种结构形式,它具有较高的强度和刚度,可以满足大跨度的要求。
混凝土结构则可以通过预制构件的方式实现大跨度的建造。
此外,还有一些特殊的结构形式,如桁架结构、拱形结构等,可以用于大跨厂房的建造。
2. 构造特点(1)大跨厂房结构的主要承载体是梁柱体系。
梁柱体系通常由水平梁和垂直柱组成,承担着荷载的传递和分布。
在大跨厂房结构中,梁柱体系需要具备足够的强度和刚度,以承受荷载的作用。
(2)大跨厂房结构采用大跨度的设计,可以实现大空间的连续性。
这种连续性可以通过增加支撑点、采用悬挑结构等方式来实现。
大跨厂房结构的连续性可以有效地利用空间,提高空间的利用率。
(3)大跨厂房结构通常需要考虑地震和风荷载的作用。
地震和风荷载是大跨厂房结构设计中需要特别关注的因素。
结构设计师在设计大跨厂房结构时,需要根据地震和风荷载的要求进行计算和设计,以确保结构的安全性和稳定性。
(4)大跨厂房结构的施工需要考虑工程的可行性和经济性。
大跨厂房结构的施工需要考虑到材料的选择、施工工艺的确定等一系列问题。
在施工过程中,需要合理安排施工顺序,确保结构的质量和安全。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点主要包括钢结构或混凝土结构的选择、梁柱体系的设计、连续性的实现、地震和风荷载的考虑以及施工的可行性和经济性等方面。
这些特点都是为了满足大跨厂房结构的需求,确保结构的安全和稳定。
常见的大跨度结构形式
常见大跨度的结构形式我国规范:跨度60m以上为大跨度。
类型:多为公建,人流集中,规模大,占地面积大。
例如影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港;工业建筑:飞机装配车间、飞机库等。
1、拱结构;拱是一种推力结构:在竖向荷载下产生水平推力;拱是一种无矩结构:通过合理拱轴可使杆件无弯矩;拱可充分利用材料抗压强度,断面小、跨度大。
是一种古老的方法适合脆性材料、石材、砖材、混凝土等关键是侧推力平衡问题2、钢架结构;1、材料强度高,自身重量轻;2、钢材韧性,塑性好,材质均匀,结构可靠性高;3、钢结构制造安装机械化程度高;4、钢结构密封性能好;5、钢结构耐热不耐火;6、钢结构耐腐蚀性差;7、低碳、节能、绿色环保,可重复利用。
3、桁架结构;受力特点是结构内力只有轴力,而没有弯矩和剪力。
这一受力特性反映了实际结构的主要因素,轴力称桁架的主内力。
4、网架结构;网架结构是高次超静定结构体系。
板型网架分析时,一般假定节点为铰接,将外荷载按静力等效原则作用在节点上,可按空间桁架位移法,即铰接杆系有限元法进行计算。
由多块条形平板组合而成的空间结构,是一种既能承重,又可围护,用料较省,刚度较大的薄壁结构,可用作车间、仓库、车站、商店、学校、住宅、亭廊、体育场看台等工业与民用建筑的屋盖。
此外,折板还可用作外墙、基础及挡土墙。
6、薄壳结构;壳,是一种曲面构件,主要承受各种作用产生的中面内的力。
薄壳结构就是曲面的薄壁结构,按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等,材料大都采用钢筋和混凝土。
由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。
索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢,以及其他受拉性能良好的线材。
8、张拉膜结构;张拉整体结构是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的网状杆系结构,其中「不连续的压杆」的含义是压杆的端部互不接触,即一个节点上只连接一个压杆。
9、充气膜结构;充气膜结构是一种新型建筑结构,是轻型空间结构的一个重要分支,具有丰富多彩的造型,建筑特性、结构特性优越,主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。
大跨建筑空间结构类型与特点
大跨建筑空间结构类型与特点研究了这么久大跨建筑空间结构类型与特点,总算发现了一些门道。
先来说说拱结构吧。
拱结构就像咱们平时看到的桥,你看那桥弯弯的形状,是利用了拱的力学原理。
它的特点就是能把顶部承受的重量分散到两侧的支撑点上。
好比你用手撑着一个弯弯的竹子,你在竹子顶端放个东西,重量就通过竹子弯弯的形状传到你的手上了。
而且拱结构造型很漂亮,有一种优雅的曲线美。
还有桁架结构。
这就好比那种由好多木条或者金属条组成的框架,纵横交错的。
我刚了解的时候就特别疑惑,这么多交叉的杆件能结实吗?后来发现啊,它通过这些杆件把力分散了。
如果把大跨建筑比作一个人的话,桁架结构里的杆件就像是人的骨头架子,互相支撑着,能撑起很大的空间。
就像那种大型的厂房,很多都是用桁架结构,宽敞又明亮。
穹顶结构也很有趣。
这个就像一个倒扣着的碗。
它的特点就是整体性特别好。
我见过的一些展览馆之类的大跨建筑使用穹顶结构,内部空间看起来很宏大,而且没有柱子之类的东西遮挡视线。
不过穹顶结构在建造的时候可不容易,就跟做一个特别大的碗似的,怎么保证它的形状工整啊,承受力合格啊,都是问题。
网架结构呢,这是由很多杆件按照一定的规律组合而成的空间结构。
像是大型的体育馆啊,常常能看到这种结构类型。
我就想不明白了,这么复杂的杆件组合是怎么设计出来的,后来才知道这中间有好多数学和力学的原理在里面。
它能把外力均匀地分布到各个杆件上,所以能实现很大的跨度。
索膜结构也很有特色。
膜就像一块大布,只不过是很结实的那种布,索就像缝在布上的线用来牵拉这个膜。
比如说有的大型的临时展厅或者体育场的遮阳篷就用这种结构。
看起来特别轻巧,有一种空灵的美感,但是抗风等方面的设计就要特别讲究,毕竟看起来这么“柔弱”的结构,要在室外经受各种天气的考验。
我觉得每一种大跨建筑空间结构类型都有它独特的魅力和适用的场景,真的很佩服那些设计师们,能够根据不同的需求选择合适的结构类型来打造这么多令人惊叹的建筑。
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究近年来,随着建筑工程技术的不断进步,大跨度建筑的设计与施工得到了越来越多的关注与重视。
大跨度建筑是指横跨较大距离的建筑结构,它所涉及到的设计与施工问题是与一般建筑有所不同的。
大跨度建筑结构形式与设计研究成为了建筑工程领域中的一个重要课题。
一、大跨度建筑结构形式在大跨度建筑工程中,结构形式的选择对于建筑的安全性、美观性以及经济性都有着重要的影响。
大跨度建筑的结构形式主要包括桁架结构、索承结构、悬索结构、网架结构等几种。
1.桁架结构桁架结构是由众多的斜杆组成的结构形式,其受力特点是由节点传力,较适合用于横跨较大距离的建筑。
桁架结构的优点是结构刚度大,承受外荷载能力强,适用于大跨度建筑的顶盖。
常见于大型体育馆、会展中心等建筑中。
2.索承结构索承结构是一种利用索索受拉的特性来支撑建筑结构的形式,常见的应用包括长桥、大跨度建筑的屋顶等。
索承结构可以将建筑物的自重和外部荷载通过索索传递至地基,从而减小了结构的变形和影响,提高了结构的稳定性。
3.悬索结构悬索结构是利用悬臂式支撑的结构形式,主要适用于大跨度桥梁和观赛台的建设。
悬索结构具有结构简洁、美观大方等特点,但也存在着对基础和拉索的要求很高,对施工和维护的技术要求也较高等问题。
4.网架结构网架结构是由众多的构件组成的网状结构,其受力特点是担负均匀的荷载。
网架结构的优点是构件单一,易于制作和安装;而网架结构适合于大空间、大跨度的建筑,如机场、车站等。
二、大跨度建筑结构设计研究在大跨度建筑结构设计研究中,需要考虑的因素众多,包括建筑功能需求、受力传递、材料选用、工艺施工等方面。
大跨度建筑在设计时需要从受力机理、结构稳定性、抗震性、自振周期、材料选用等多个方面进行综合考量。
1.受力传递大跨度建筑结构的受力传递是影响其安全性的关键因素之一。
在设计时需要考虑各个构件的受力情况,合理布置结构,避免出现局部应力集中的问题。
为了保证整体结构的稳定性,还需要考虑结构的整体受力情况,保证结构的平衡和稳定。
大跨度空间结构的主要形式及特点简析
大跨度空间结构的主要形式及特点简析
大跨度空间结构的主要形式及特点简析
摘要:大跨度空间结构多用于多功能体育场馆,会议展览中心,博览馆,候机厅,飞机库等。
其结构形式主要包括:拱券结构及穹隆结构、网架结构、壳体结构、悬索结构、膜结构等五大空间结构及各类组合空间结构。
关键词:大跨度空间结构形式特点
1 拱券结构及穹隆结构
拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力,为保持稳定,这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。
在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上,创造出一种双向交叉的筒形拱。
而之后为了建筑的发展热门又创造出了穹隆结构。
在大跨度结构中,结构的支点越分散,对于平面布局和空间组合的约束性就越强;结构的支承点越集中,其灵活性就越大。
由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。
2 网架结构
网架结构像框架结构一样,承重系统与非承重系统有明确的分工,即支承建筑空间的骨架是承重系统,而分割室内外空间的围护结构和轻质隔断,是不承受荷载的。
在网架结构体系下,室内空间常依照功能要求进行分隔,可以使封闭的,也可以是半封闭或开敞的。
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究近年来,随着城市化进程不断加快,大跨度建筑成为了城市中的一道亮丽风景线,而这些大跨度建筑的结构形式和设计都有着非常大的影响。
本文将对大跨度建筑的结构形式与设计进行研究和探讨。
一、大跨度建筑的结构形式大跨度建筑通常指的是跨度大于50米的建筑,这种建筑因为需要承受更大的水平和垂直荷载,其结构设计十分重要。
在大跨度建筑中,常见的结构形式包括桁架结构、空间网架结构、拱形结构、索结构等。
1. 桁架结构桁架结构是大跨度建筑中最常见的结构形式之一。
它利用竖向和水平向组成的钢管或钢杆组成网格状结构,以达到更好的承重能力。
桁架结构通常构成为三角形,这是因为三角形是结构稳定性最好的形状之一。
空间网架结构是由许多钢管通过节点连接组成的从地面到屋顶的三维结构。
它具有高度等荷载能力和钢材利用率高的特点。
空间网架结构常用于大型篮球馆、大剧院、机场等建筑中。
3. 拱形结构拱形结构是建筑中常用的结构形式之一,它可以承受平面内的水平荷载和垂直荷载。
拱形结构可以通过不同形状的拱和异形拱的组合来实现大跨度的跨越。
索结构也是大跨度建筑中的常见结构形式。
它是利用高张力的钢索或吊索作为承重构件,通过索结构与主传力结构之间的协同作用,实现建筑的稳定和承载能力。
索结构常用于大型会展中心、体育馆、桥梁等建筑中。
1. 常见的大跨度建筑设计理念在大跨度建筑的设计过程中,常见的设计理念包括:空间感知、技术创新、结构合理、美学表现等。
这些设计理念常见于大型体育馆、会展中心和文化艺术中心等建筑中,旨在提高建筑的美感和实用价值。
在大跨度建筑的设计方案中,需要考虑到承载能力、结构稳定性、建筑美观度等方面。
设计方案一般包含结构形式的选择、材料的选择、施工方案设计等内容。
根据具体的建筑用途和建筑环境,设计方案应特别定制化。
3. 设计中的施工技术在大跨度建筑的设计中,需要考虑到施工上的可行性问题,因为建筑的施工过程涉及到供货、物流、安装等方面。
大跨度钢结构的多种类型(一)
大跨度钢结构的多种类型(一)引言概述:大跨度钢结构是一种具有广泛应用前景的结构形式,具有重量轻、强度高、施工周期短等优点。
本文将介绍大跨度钢结构的多种类型,包括桁架结构、拱顶结构、空间网壳结构、索承屋盖结构和独特形态结构。
桁架结构:1. 定义:桁架结构又称为骨架结构,是由若干个三角形构成的网格状结构。
2. 优点:具有良好的刚度和稳定性,适用于悬索桥、体育馆等大型空间的覆盖结构。
3. 构件类型:主要包括上弦杆、下弦杆、斜杆等。
4. 应用案例:例如北京国家体育场(鸟巢)、广州体育场等都采用了桁架结构。
拱顶结构:1. 定义:拱顶结构是由弧形构件组成的结构形式,通常用于覆盖大跨度场地。
2. 优点:具有良好的承载能力和抗风能力,可以实现大空间的无柱支撑。
3. 构件类型:多种拱顶结构设计,如双曲面拱、等高弓形拱等。
4. 应用案例:例如迪士尼乐园的城堡、某些机场航站楼等都采用了拱顶结构。
空间网壳结构:1. 定义:空间网壳结构是由多个重复的构件组成的大面积覆盖结构。
2. 优点:具有良好的刚性和均匀分布载荷的能力,适用于大跨度建筑如展览馆、机场候机楼等。
3. 构件类型:常见的空间网壳结构有球面网壳、圆柱网壳等。
4. 应用案例:例如中国国家博物馆、韩国仁川机场等都采用了空间网壳结构。
索承屋盖结构:1. 定义:索承屋盖结构是由索杆和钢构件组成的覆盖结构,常用于体育场馆。
2. 优点:具有较大的跨度和受力均匀的特点,适用于举办大型体育赛事。
3. 构件类型:包括索杆、索梁、索承板等构件。
4. 应用案例:例如北京奥林匹克体育中心(鸟巢)的屋盖采用了索承结构。
独特形态结构:1. 定义:独特形态结构是指其他种类的大跨度钢结构中的特殊形态设计。
2. 优点:具有创意和艺术性的设计,能够提供独特的建筑外观。
3. 构件类型:根据具体设计需求,可以确定不同的构件类型和形态。
4. 应用案例:例如上海中心大厦的“魔幻”结构和北京国家大剧院的“鸟蛋”结构都属于独特形态结构。
大跨度空间结构的主要形式及特点
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。
膜结构主要特点
膜结构主要有自重轻、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, 耐久性较差等特点。
团结 信赖 创造 挑战
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部 分构成。用于悬索结构的钢索大多采用由高强钢丝 组成的平行钢丝束、钢绞线或钢缆绳等,也可采用 圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。
团结 信赖 创造 挑战
国家大剧院
团结 信赖 创造 挑战
悉尼歌剧院
团结 信赖 创造 挑战
本次结构分析总结
相对而言,网架结构和网壳结构在施工、结构
上比较简单,方便,稳定。但在造型上相对单
一,变化不大。而膜结构,悬索结构在造型上
较多变,灵活,适合多种形式,但对于结构受
力等要求更高。
在本次设计上,我们认为这几种结构对于我们
团结 信赖 创造 挑战
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。
团结 信赖 创造 挑战
球面网壳
双曲面网壳
圆柱面网壳
双曲抛物面鞍型网壳
单块扭网壳ຫໍສະໝຸດ 四块组合型扭网壳团结 信赖 创造 挑战
网壳结构主要特点
大跨度空间结构的主要形式及特点
大跨度空间结构的主要形式及特点大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑,我国现行钢结构规范则规定跨度在60米以上结构为大跨度结构。
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拱结构、刚架结构、桁架结构、网架结构、折板结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等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。
结构是房屋的骨架,是形成建筑内部空间和外部形式的物质基础,结构是在特定的材料和施工技术条件下运用力学原理创造出来的。
某种新的结构一丹产生并在工程实践中反复出现时,便会逐渐形成一种崭新的建筑形式。
上面所提到的空间结构也可以分成:一实体结构类——薄壳结构、折板结构;二网格结构——网架结构、网壳结构;三张力结构——悬架结构、薄膜结构;四其他新型大跨度空间结构——可展开折叠式结构、开合屋顶、张拉整体结构、张弦结构、整体张拉预应拱架结构。
下面我就各空间结构作分析。
1拱结构1.1定义与特点拱结构是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线形构件。
拱结构由拱圈及其支座组成。
拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。
由于拱呈曲面形状,在外力作用下,拱内的弯矩可以降低到最小限度,主要内力变为轴向压力,且应力分布均匀,能充分利用材料的强度,比同样的梁结构断面小,能承受较大空间。
但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力,为了维持结构的稳定性,必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。
常见的方式是在拱的两侧作两道后墙来支承拱,墙厚随拱跨增大而加厚。
这样就会使建筑的平面空间组合受到约束。
1.2拱结构形式拱结构应用广泛,形式多种多样。
按建造的材料分类,有砖石砌体拱结构、钢筋混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木拱结构等;按结构组成与支承方式分类,有无铰拱、两铰拱和三铰拱,无拉力杆拱和有拉杆拱;按拱轴的形式分类,常见的有半圆拱和抛物线拱;按拱身截面分类,有实腹式和格构式、等截面和变截面等。
大跨度桥梁结构形式与特点分析
大跨度桥梁结构形式与特点分析大跨度桥梁是现代城市化进程中不可或缺的重要交通基础设施。
随着城市化进程的快速推进,大跨度桥梁的需求也日益增加。
因此,对大跨度桥梁结构形式与特点的分析成为了建筑工程行业中一项重要的课题。
本文将对大跨度桥梁的结构形式与特点进行全面深入的探讨,旨在为相关从业人员提供参考与借鉴。
首先,大跨度桥梁的结构形式多种多样。
具体而言,可以分为悬索桥、斜拉桥、钢箱梁桥和拱桥等几种常见形式。
每种形式都有其独特的结构特点和适用范围。
悬索桥是一种采用大直径钢缆来支撑桥面荷载的桥梁结构。
其主要特点是悬挂在主塔上的大跨距钢缆,以及由钢缆支撑的桥面梁。
悬索桥具有结构简单、稳定可靠的优点,适用于大跨度的桥梁建设。
著名的悬索桥如赛珍珠大桥和金门大桥等。
斜拉桥是一种采用斜拉索来支撑桥面的桥梁结构。
其主要特点是通过斜拉索将桥面梁的重力荷载传导到主塔上。
斜拉桥具有结构轻巧、自重小的优点,适用于大跨度、大高度的桥梁建设。
杭州湾大桥和临江大桥等都是典型的斜拉桥。
钢箱梁桥是一种采用钢结构制成的箱型梁来作为桥面的桥梁结构。
其主要特点是梁体采用钢材,具有良好的抗弯和抗剪能力。
钢箱梁桥广泛应用于中小跨度的桥梁建设。
例如,上海南浦大桥就是典型的钢箱梁桥。
拱桥是一种采用拱形结构来支撑桥面的桥梁结构。
其主要特点是通过拱形结构使桥面承受的荷载传递到桥墩上。
拱桥具有结构稳定、造型美观的优点。
西雅图伊万斯湖大桥和罗马石桥是著名的拱桥。
其次,大跨度桥梁的特点需要重点关注。
首先,大跨度桥梁相对于小跨度桥梁来说,荷载更大、施工难度更高,对设计和施工的要求也更高。
其次,大跨度桥梁的自重较大,需要采取合适的结构形式和材料选择来保证其稳定性。
此外,大跨度桥梁还要考虑风荷载、地震作用等外部力的影响。
针对以上特点,建筑工程行业从业人员在大跨度桥梁的设计和建设中需要注意几个方面。
首先,要合理选择桥梁形式,根据具体情况选择最适合的结构形式。
其次,要充分考虑荷载和外部力的影响,进行细致的设计计算。
大跨度建筑结构体系简述各种大跨度结构类型
大跨度建筑结构体系简述各种大跨度结构类型大跨度建筑结构体系是指横跨较大距离的建筑结构系统,以其独特的设计和建造方式,为人们提供了更广阔的室内空间和更舒适的居住环境。
大跨度结构通常用于体育馆、展览中心、机场终端、会议中心等大型场所。
本文将简要介绍几种常见的大跨度结构类型。
1.钢结构钢结构是应用最广泛的大跨度结构类型之一,其特点是轻巧、强度高、施工方便,适用于跨度较大的建筑。
钢结构使用钢材作为主要构件,通过焊接、螺栓连接等方式进行安装。
钢结构的优点包括重量轻、可塑性好、耐腐蚀等,缺点则包括易受火灾影响、维护成本高等。
常见的钢结构类型包括钢桁架、钢索悬挂结构等。
2.混凝土结构混凝土结构是另一种常见的大跨度结构类型,其特点是稳定性好、防火性能优异。
混凝土结构使用混凝土作为主要构件,通过浇筑成型,或者采用预制件的方式进行安装。
混凝土结构的优点包括耐久性好、抗震性好、隔热性能好等,缺点则包括重量重、施工周期长等。
常见的混凝土结构类型包括空间壳体结构、空中梁板结构等。
3.张拉结构张拉结构是一种通过张拉钢索或者预应力混凝土来形成稳定结构的建筑。
张拉结构的特点是跨度大、自重轻、构件适应性强。
张拉结构通过预应力钢索或者混凝土进行张拉,使结构产生压应力,从而提高结构的稳定性和承载能力。
张拉结构的优点包括大跨度、轴向力分布均匀、形式多样,缺点则包括施工复杂、工期长等。
常见的张拉结构类型包括张拉拱结构、张拉平板结构等。
4.空间网壳结构空间网壳是一种由柱、梁、网架等构成的三维网格结构,其特点是刚性好、稳定性好。
空间网壳结构通过三维网格结构的组合,使得结构能够均匀分布荷载,提高承载能力。
空间网壳的优点包括大跨度、稳定性好、形式美观等,缺点则包括施工复杂、构件连接困难等。
常见的空间网壳结构类型包括球面网壳结构、大跨度格构结构等。
总之,大跨度建筑结构体系是一种为了满足大型场所空间需求的特殊结构设计和建造方式。
钢结构、混凝土结构、张拉结构和空间网壳结构都是常见的大跨度结构类型,每种类型都具有独特的优点和缺点,设计师在选择结构类型时需要根据具体情况进行考虑。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点1.钢结构:大跨厂房主要采用钢结构,因为钢具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点,适合用于搭建大跨度的厂房。
钢结构可以分为桁架结构、刚架结构和悬挂结构等形式,具有自重轻、抗震性能好的特点。
2.桁架结构:桁架结构是大跨厂房常用的结构形式,通过两组或多组成斜腿的梁构成三角形或平行四边形的桁架。
桁架结构具有刚度和稳定性好的特点,适用于大跨度和大层高的厂房。
3.刚架结构:刚架结构是由拉杆和压杆连接而成的刚性结构,用于承受压力和抗拉力。
刚架结构通常用于需要大面积的开敞空间,如大跨度厂房的顶棚或屋架结构。
4.地基处理:大跨厂房需要进行地基处理,以确保结构的稳定性和承载能力。
常见的地基处理方式包括灌注桩、承台和深基坑等,以增加地基的承载能力和抗震能力。
5.抗震设防:大跨厂房结构需要根据设计要求进行抗震设防,以保证在地震等极端环境下的安全性。
通过选择合适的结构形式、材料和技术措施,提高结构的抗震能力,如采用悬挂式结构、抗震支撑和剪力墙等。
6.屋面和墙体:大跨厂房的屋面和墙体通常采用轻质、耐久、隔音和保温的材料,如彩钢板、双层玻璃幕墙和岩棉板等。
这些材料能够满足工业生产设施对环境的要求,同时具有较好的耐候性和防火性能。
7.维护和保养:大跨厂房结构需要定期进行维护和保养,包括检查结构的安全状况、修补和更换受损部件、清洁和涂装等。
定期维护可以延长结构的使用寿命,确保安全和可靠地运行。
总之,大跨厂房结构形式和构造特点主要包括钢结构、桁架结构或刚架结构、地基处理、抗震设防、适用的屋面和墙体材料以及维护保养等方面。
通过合理设计和施工,大跨厂房能够满足工业生产设施的要求,并确保结构的安全和稳定。
大跨度钢结构常见的结构形式
大跨度钢结构常见的结构形式引言概述:大跨度钢结构是指跨度较大的钢结构,通常用于搭建室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
大跨度钢结构具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、灵活性高等优点,因此在现代建筑中得到了广泛应用。
本文将重点介绍大跨度钢结构常见的结构形式,包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
正文内容:一、桁架结构:1.三角形桁架结构:采用三角形为基本单元构成的桁架结构,具有结构简单、刚度优良的特点。
2.斜撑桁架结构:在三角形桁架结构的基础上增加了斜撑杆件,提高了桁架的刚度和稳定性。
3.曲线桁架结构:将直线桁架结构改造成曲线形式,在满足结构强度要求的同时增加了建筑的美观性。
二、刚架结构:1.空间刚架结构:将单层或多层刚架平面展开到三维空间中,形成空间刚架结构,能够充分利用空间,提高建筑的使用效率。
2.梁柱刚架结构:将水平梁与竖直柱连接组成的刚架结构,常用于大型室内体育馆等场馆。
三、空间网壳结构:1.单层空间网壳结构:由面板、边缘梁和中央支撑的结构形式,适用于跨度较大的建筑,如体育馆、展览馆等。
2.多层空间网壳结构:在单层空间网壳结构的基础上增加了多层空间结构,提高了结构的稳定性和承载能力。
四、索网结构:1.索杆式索网结构:采用索杆和梁构成的结构形式,常用于建筑的顶棚结构,例如机场候机厅等。
2.索缆式索网结构:采用高强度钢缆构成主要承载结构,适用于大跨度桥梁等工程。
五、综合结构:1.桁架加刚架结构:将桁架和刚架相结合,形成强度和刚度兼备的综合结构形式。
2.桁架加空间网壳结构:在桁架结构上增加空间网壳结构,提高了结构的稳定性和承载能力。
总结:大跨度钢结构具有较大的跨度,适用于建造室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
常见的结构形式包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
不同的结构形式在强度、刚度和稳定性等方面各具优势,根据建筑的具体要求和设计条件选择合适的结构形式可以保证工程的质量和安全。
大跨空间结构的主要形式及特点
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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大跨度空间结构的主要形式及特点简析
摘要:大跨度空间结构多用于多功能体育场馆,会议展览中心,博览馆,候机厅,飞机库等。
其结构形式主要包括:拱券结构及穹隆结构、网架结构、壳体结构、悬索结构、膜结构等五大空间结构及各类组合空间结构。
关键词:大跨度空间结构形式特点
1 拱券结构及穹隆结构
拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力,为保持稳定,这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。
在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上,创造出一种双向交叉的筒形拱。
而之后为了建筑的发展热门又创造出了穹隆结构。
在大跨度结构中,结构的支点越分散,对于平面布局和空间组合的约束性就越强;结构的支承点越集中,其灵活性就越大。
由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。
2 网架结构
网架结构像框架结构一样,承重系统与非承重系统有明确的分工,即支承建筑空间的骨架是承重系统,而分割室内外空间的围护结构和轻质隔断,是不承受荷载的。
在网架结构体系下,室内空间常依照功能要求进行分隔,可以使封闭的,也可以是半封闭或开敞的。
2.1 网架结构的形式
(1)平面桁架系组成的网架结构。
主要有:两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。
(2)四角锥体组成的网架结构。
主要有:正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。
(3)三角锥组成的网架结构。
主要有:三角锥网架、抽空三角锥网架(分Ⅰ型和Ⅱ型)、蜂窝形三角锥网架等型式。
(4)六角锥体组成的网架结构。
主要形式有:正六角锥网架。
2.2 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、变形小、应力分布均匀、抗震性能好能大幅度地减轻结构自重和节省材料;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;网架的建筑造型轻巧、美观、大方,便于建筑处理和装饰。
3 壳体结构
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。
3.1 网壳结构的形式
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。
壳体结构既可以单独使用又可以组合起来使用;既可以用来覆盖大面积空间,又可以用来覆盖中等面积的空间;既适合方形、矩形平面要求,又可以适应圆形平面、三角形平面,及至其他特殊形状平面的要求。
3.2 网壳结构主要特点
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。
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。
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
统和支撑系统三部分构成。
用于悬索结构的钢索大多采用由高强钢丝组成的平行钢丝束,钢绞线或钢缆绳等,也可采用圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。
双层悬索结构平面呈圆形,索分上下两层,下层索承受屋顶全部荷载,为承重索;上层索起稳定作用,为稳定索,上下两层索均张拉于内外两个圆环上而形成整体。
这种形式的悬索结构承重索与稳定索具有相反的弯曲方向,这两种索交织成索网,经过预张拉后形成整体,具有良好的稳定性和抗风能力。
4.1 悬索结构形式
悬索结构按索的布置方向和层数分为: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。
4.2 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;悬索结构除跨度大、自重轻、用料省外还具有平面形式多样(除可覆盖一般矩形平面外还可以覆盖圆形、椭圆、正方形、菱形乃至其他不规则平面的空间),使用的灵活性大、范围广;由多变的曲面所形成的内部空间既宽大宏伟又富有运动感;主剖面呈下凹的曲面形式,曲率平缓,如处理得当既能顺应功能要求又可以大大节省空间和空调费用;形式变化多样,可以为建筑
形体和立面处理提供新的可能性。
在大跨度结构建筑选型时,悬索结构由于没有繁琐支撑体系的屋盖结构选型,所以该种结构是较为理想的形式。
在荷载作用下,悬索结构体系能承受巨大的拉力,因此要求设置能承受较大压力的构件与之相平衡。
5 膜结构
薄膜结构也称为织物结构,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。
5.1 膜结构的主要形式
膜结构按其支承方式的不同,一般包括:(1)空气膜结构:大跨度时往往在建筑物的对角线方向布置交叉的钢索,对膜面起加劲作用。
而气胀式空气膜结构则是将膜材做成周围密封的圆形双层,充气后形成飞碟状;或将膜材作成半圆形圆筒,充气后如同半个轮胎,以此为单元组合成各种屋盖。
(2)悬挂膜结构:般采用独立的桅杆或拱作为支承结构将钢索与膜材悬挂起来,然后利用钢索向膜面施加张力将其绷紧,这样就形成了具有一定刚度的屋盖。
(3)骨架支撑膜结构:这是以钢骨架代替了空气膜结构中的空气作为膜的支撑结构,骨架可按建筑要求选用拱、网壳之类的结构,然后在骨架上敷设膜材并绷紧,适用于平面为方形、圆形或矩形的建筑物。
(4)复合膜结构:由钢索、膜材及少量受
压的杆件组成,由于主要用于圆形平面,称“索穹顶”。
该结构适用于大跨度的圆形或椭圆形建筑。
5.2 膜结构主要特点
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。
6 结语
除以上几种空间结构外,尚有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹顶结构等几种常用空间结构,都有自身的特点和实用范围。
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,是由连续的拉索和不连续的压杆组成的一各受力合理、结构效率极高的结构体系。