浅谈大跨度空间结构
大跨度空间结构
大跨度空间结构在建筑设计和工程中,大跨度空间结构是指那些跨度较大、内部空间较为宽阔的建筑结构。
这种结构通常需要特殊的设计和施工技术,以确保建筑物能够稳定、安全地承受各种荷载,并满足功能需求。
大跨度空间结构的设计涉及到结构力学、材料科学、施工工艺等多个领域,是建筑工程中的重要研究课题。
设计原则设计大跨度空间结构时,需要考虑以下几个方面的原则:结构稳定性大跨度空间结构的稳定性是设计过程中首要考虑的问题。
在结构设计中,需要充分考虑荷载传递、应力分布、挠度控制等因素,确保结构在各种外部荷载作用下保持稳定。
施工可行性由于大跨度空间结构通常体量较大,施工过程中需要考虑施工机械设备、施工工艺、作业空间等因素,确保施工过程安全、高效。
功能需求大跨度空间结构往往会用于会展中心、体育馆、机场等场所,因此需要充分考虑建筑功能需求,如观赏性、照明、通风等方面。
常见结构形式大跨度空间结构常见的结构形式包括:•穹顶结构:利用曲面形式来实现大跨度封闭空间,典型的代表是圆顶体育馆。
•悬索桥:利用悬索来支撑桥面,跨度较大,适用于跨越河流、峡谷等场景。
•桁架结构:由杆件和节点组成的桁架结构具有良好的承载能力和稳定性,适用于大跨度空间屋顶结构。
•拱形结构:借助弧形结构来实现大跨度空间的覆盖,适用于建筑物的支撑结构。
实际应用大跨度空间结构在现代建筑中有着广泛的应用,如:•体育馆:体育馆的设计往往要求大跨度空间结构,以容纳体育比赛和观众席。
•机场候机厅:现代机场的候机厅通常采用大跨度空间结构,提供宽敞的候机区域。
•会展中心:会展中心需要大型展览空间,大跨度结构能够提供灵活的展览空间。
•火车站站厅:为了满足高铁的乘客流量需求,火车站的站厅通常采用大跨度空间结构,提供宽敞的候车区域。
结语大跨度空间结构在现代建筑设计中扮演着重要的角色,它不仅体现了建筑技术的发展和创新,也为人们提供了更加舒适、宽敞的室内体验。
设计和建造大跨度空间结构需要多学科的综合知识和团队合作,只有这样才能打造出稳定、安全、美观的建筑作品。
大跨度空间结构设计与工程应用
大跨度空间结构设计与工程应用
在建筑与工程领域,大跨度空间结构设计与工程应用一直是备受关注的话题。
随着科技的不断发展和工程技术的进步,设计师们在创造更加宏伟、实用和美观的大跨度空间结构方面有了更多的可能性。
本文将探讨大跨度空间结构设计的特点、工程应用以及未来发展趋势。
特点
大跨度空间结构设计的特点之一是其需要考虑的跨度较大,横跨空间的能力要求较高。
这要求结构设计在保证稳定性的基础上尽可能减少自重,同时保持足够的刚度来承受荷载。
另外,大跨度空间结构设计还需要考虑美学因素,使建筑既具有实用性又具有艺术性。
工程应用
大跨度空间结构在现代工程中有着广泛的应用。
体育场馆、展览馆、航站楼、大型会议中心等建筑往往需要大跨度空间结构来满足大空间内部活动的需求。
例如,鸟巢体育场的结构设计采用了大跨度空间结构,使得观众在体育赛事中能够获得更好的观赛体验。
未来发展趋势
随着人们对建筑设计的需求不断提高,大跨度空间结构设计也在不断创新发展。
未来,我们可以预见更多的新材料将被运用到大跨度空间结构设计中,例如碳纤维、高强度玻璃等,以实现更轻更坚固的结构。
智能化技术的应用也将使大跨度空间结构的维护和管理更加便捷高效。
大跨度空间结构设计与工程应用是建筑领域中一项重要且具有挑战性的工作。
随着技术的不断进步和创新,我们有信心未来的大跨度空间结构将会更加美观、实用和可持续。
大跨度空间结构设计与工程应用的发展将在未来继续受到关注,技术的进步和创新将为这一领域带来更多可能性和机遇。
大跨度空间结构
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。
大跨度空间结构
结构类型
1
折板屋顶结构
2
壳体屋顶结构
3
架屋顶结构
4
悬索屋顶结构
5
充气屋顶结构
一种由许多块钢筋混凝土板连接成波折形的整体薄壁折板屋顶结构。这种折板也可作为垂直构件的墙体或其 他承重构件使用。折板屋顶结构组合形式有单坡和多坡,单跨和多跨,平行折板和复式折板等,能适应不同建筑平 面的需要。常用的截面形状有V形和梯形,板厚一般为5~10厘米,最薄的预制预应力板的厚度为3厘米。跨度为 6~40米,波折宽度一般不大于12米,现浇折板波折的倾角不大于30°;坡度大时须采用双面模板或喷射法施工。 折板可分为有边梁和无边梁两种。无边梁折板由若干等厚度的平板和横隔板组成,V形折板是无边梁折板的一种常 见形式。有边梁折板由板、边梁、横隔板等组成,一般为现浇,如1958年建成的巴黎联合国教科文组织总部大厦 会 议 厅 的 屋 顶 , 是 意 大 利 P . L . 奈 尔 维 设 计 施 工 的 。 •他 按 照 应 力 变 化 的 规 律 , 将 折 板 截 面 由 两 端 向 跨 中 逐 渐 增 大 结构。这种结构整体性强,稳定性好,空间刚度大,防震性能好。构架高度 较小,能利用较小杆形构件拼装成大跨度的建筑,有效地利用建筑空间。适合工业化生产的大跨度架结构,外形 可分为平板型架和壳形架两类,能适应圆形、方形、多边形等多种平面形状。平板型架多为双层,壳形架有单层 和双层之分,并有单曲线、双曲线等屋顶形式。
大跨度空间结构
建筑名词
01 定义
03 结构类型
目录
02 简介 04 发展
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。
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。
结构设计知识:大跨度结构的设计与分析
结构设计知识:大跨度结构的设计与分析大跨度结构是现代建筑中十分重要的一种建筑形式,它在桥梁、体育场馆、展览馆、机场候机厅等场所中广泛应用。
大跨度结构不仅展示了建筑师的设计水平,同时也对结构设计技术提出了更高的要求。
大跨度结构的设计需要满足以下几个方面的要求:首先,需要具有足够的刚度和强度,保证结构的稳定性和安全性。
其次,要满足建筑的使用需求,如体育场馆需要能够承载大量观众。
最后,也需要满足美学要求,结构形式和建筑风格既要满足实用性,同时也要符合建筑美学的要求。
在大跨度结构设计中,常见的结构形式包括桁架结构、双曲面结构、空心结构等。
这些结构形式根据不同的建筑用途,针对不同的建筑空间进行设计。
例如,体育场馆常采用桁架结构,可以满足大跨度和大荷载的需求。
大跨度结构分析也是设计过程中十分重要的一步。
采用有限元分析等现代结构分析方法,可以精确计算大跨度结构在荷载作用下的变形和应力情况,从而确定结构强度和安全系数。
同时,在分析过程中还可以验证结构的设计方案是否符合使用要求和美学要求。
除了结构分析,大跨度结构的制造、运输和安装也是非常复杂的过程。
因此,需要充分考虑这些因素,特别是运输和安装过程的限制,才能最终实现大跨度结构的成功建造。
总的来说,大跨度结构的设计与分析是一个十分复杂的过程,需要充分考虑结构稳定性、使用需求和美学要求等多方面因素。
如何充分发挥材料的优势,在结构设计方案中采用合适的结构形式,并通过精确的分析方法计算结构的荷载和变形情况,是大跨度结构设计与分析的核心要点。
在今后的大跨度结构设计中,随着科技不断发展和对结构性能要求的提高,设计者需要不断创新,更好地利用现代结构分析和制造技术,设计出更安全、更美观的大跨度结构。
浅谈大跨度空间钢结构施工知识分享
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。
简述大跨度空间结构的主要形式及特点(一)
简述大跨度空间结构的主要形式及特点(一)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几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。
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。
2.1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。
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。
大跨度空间结构体系浅析
大跨度空间结构体系浅析摘要:空间结构是一种成三维空间状并且具有三维受力特性的立体工作状态结构。
它不仅仅依赖材料的性能,更需要自己的合理形体来支撑,充分利用不同材料的特性,得以满足不同功能和建筑美学以及造型的需要,来跨越更大的空间。
关键词:大跨度空间结构网架结构网壳结构随着科学技术的发展,各学科日益进步,为了满足人们居住环境和社会活动的需要,我们人类需要更宽阔更大的覆盖空间,例如大型购物商场,集会场所,体育场馆,火车站,飞机场等等,要求大跨度,可达几百米甚至更大。
然而我们所熟知的平面结构刚架、桁架、梁柱等结构形式都难以满足大跨度的需要,解决这一问题就需要大跨度空间结构。
一、大跨度空间结构的概念建筑结构的形成体成三维空间状,并具有三维受力特性,呈立体工作状态的结构称为空间结构。
大跨空间结构是最近三十多年来发展最快的结构形式。
结构的类型和形式十分丰富多彩。
从理论上分析,所有的结构设计无论跨度大小都是基于相同的基本概念,但是在实践过程中,控制小跨度结构的尺寸基本都是根据通用的最小尺寸和其他非结构的要求来确定,所以这种结构往往可以通过观察和对比一些现有建筑来进行设计,并且只是由一些平直构件组成,无需精细的分析。
然而当处理大跨度结构时,恒载、强度和尺寸大小之间的关系就变成了关键之所在,为了获得安全、经济及艺术效果的种种需求,设计必须非常合理。
二、大跨度空间结构的类型及特点1.拱形结构和悬索结构赵州桥是一座典型的拱桥,也就是拱形结构。
有史以来人们一直在想方设法来用拱形结构跨越远距离,其主要原因是拱只需要能抗压的材料,而大量的石材或土砖这样的材料早期就已经被普遍地利用,再后来又逐渐发展成应用烧结砖、混凝土和钢材。
悬索是拱肋的反向,其利用的材料是处于受拉状态,当材料适合于抗拉时,采用悬索结构体系来替代拱形结构体系往往比较经济。
上述情况属于大跨度结构,但并非三维空间结构体系,但是它们为下面的大跨度空间结构打下了良好基础。
对于大跨度建筑构造的理解
对于大跨度建筑构造的理解一幢完美的建筑,它不仅要符合功能要求,体现造型的艺术美,而且更要体现结构的合理性。
只有建筑与结构的合理统一,完美的建筑才能竖立起来。
建筑结构是隐藏于建筑物外表之下的,构成建筑空间,承载建筑荷载,使建筑物得以安全屹立与使用的空间受力体系。
也就是说结构是一幢建筑的灵魂与基础,所以选择正确合理的建筑结构至关重要。
现今的建筑,其规模,其跨度越来越大,以前的建筑结构形式如混凝土结构、砌体结构、钢结构、轻型钢结构、木结构和组合结构等等已经不适应这些建筑,大跨度建筑结构就随之孕育而出。
而对于大跨度建筑结构的概念,我们从字面上的意思就可以看得出,其横向跨越空间必定是很大,但其跨度范围还是不得而知。
所谓大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑,我国现行钢结构规范则规定跨度60m以上结构为大跨度结构。
主要用于民用建筑中的影剧院、体育馆、展览馆、大会堂、航空港候机大厅及其他大型公共建筑,工业建筑中的大跨度厂房、飞机装配车间和大型仓库等。
大跨度结构类型又分好几种,分别为拱结构、桁架结构、网格结构、折板结构、薄壳结构、悬索结构、膜结构等。
拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。
由于拱成曲面形状,在外力作用下,拱内的弯矩可以降到最小限度,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,比同样跨度的梁结构断面小,故拱能跨越较大的空间。
但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力,为了保持结构的稳定性,必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。
常见方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱,墙厚随拱跨增大而加厚。
很明显,这会使建筑的平面空间组合受到约束。
拱的内力主要是轴向压力,结构材料应选用抗压性能好的材料。
古代建筑的拱主要采用砖石材料,近代建筑中,多采用钢筋混凝土拱,有的采用钢衍架拱,跨度可达百米以上。
拱结构所形成的巨大空间常常用来建造商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。
例如宁波的琴桥,其为下承式单承载面系杆拱结构,始建于1997年12月,历时两年建成,于1999年9月正式通车,据资料,桥长120米,桥宽33米,拱高25米。
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。
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。
大跨度建筑结构体系简述-各种大跨度结构类型
大跨度空间结构是目前发展最快的结构类型。
大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展战况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。
而大跨度结构的表现形式是多种多样的。
大跨度空间结构;拱券结构及穹隆结构;椼架结构与网架结构;壳体结构;悬索结构;膜结构一、拱券结构及穹隆结构从迄今还保存着的古希腊宏大的露天剧场遗迹来看,人类大约在两千多年前,就有扩大室内空间的要求。
古代建筑室内空间的扩大是和拱结构的演变发展紧密联系着的,从建筑历史发展的观点来看,一切拱结构-包括各种形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的变化和发展,都可以说是人类为了谋求更大室内空间的产物。
券拱技术是罗马建筑最大的特色及成就,它对欧洲建筑做出了巨大的贡献,影响之大无与伦比。
罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式和风格以及某些建筑的功能和规模等等都是同券拱结构有密切联系。
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。
例如以筒形拱来形成空间,反映在平面上必须有两条互相平行的厚实的侧墙,拱的跨度越大,支承它的墙则越厚。
很明显,这必然会影响空间组合的灵活性。
为了克服这种局限,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穹隆结构也是一种古老的大跨度结构形式,早在公元前14世纪建造的阿托雷斯宝库所运用的就是一个直径为14.5米的叠涩穹隆。
到了罗马时代,半球形的穹隆结构已被广泛地运用于各种类型的建筑,其中最著名的要算潘泰翁神庙。
神殿的直径为43.3米,其上部覆盖的是一个由混凝土做成的穹隆结构。
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;反之,结构的支承点越集中,其灵活性就越大。
从罗马时代的筒形拱衍变成高直式的尖拱拱肋结构;从半球形的穹隆结构发展成带有帆拱的穹隆结构,都表明由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。
跨度空间结构研究论文
跨度空间结构研究论文随着现代建筑技术的不断发展,各种创新型建筑结构得到广泛的应用。
跨度空间结构是其中一种具有较高实用性的建筑形式,具有体量轻、无柱通高、视野开阔等特点,成为当前建筑中的一股潮流。
跨度空间结构研究论文是对这一建筑形式进行具体分析和归纳总结的学术论文。
本文将从跨度空间结构的概念、分类、设计原则、前景等方面进行详述。
一、跨度空间结构概念跨度空间结构是指在建筑物内部,通过各种材料构造横跨较大跨度的无柱通高空间,通常宽度在30米以上。
它不仅是近年来建筑结构技术的发展成果,也是一种特殊的空间形式。
跨度空间结构的特点是横跨大距离而无柱子,仅有少数设计合理的支撑点。
由于无柱通高,跨度空间结构不只是机能层面对人们生活带来的便利,同时也在美学上为我们带来开拓性的视野与视觉体验。
二、跨度空间结构分类根据形式不同,跨度空间结构分类较多,最主要的分类方式是根据结构类型来进行划分,其中有以下几种:1.钢结构跨度空间结构主要由钢结构构成,能够压缩比较小,跨度空间结构适合采用钢结构。
尤其是对于单层多跨度的跨度空间结构,采用钢结构制作能够实现较好的经济效益。
2.混凝土结构跨度空间结构混凝土结构是建筑体量大、刚性好、稳定性强的建筑结构。
从经济角度讲,跨度小的混凝土结构成本更为优势,而对于跨度较大的结构而言,除非采用预制或斜拉桥结构,不然其成本会大于钢结构,建造难度也大。
3.木结构跨度空间结构之所以可以采用木结构,因为木材具有轻、柔、韧、抗震的优点,而且采用木结构吸音环保,施工也相对更为简单,较小的跨度空间结构比较适合采用木结构。
三、跨度空间结构的设计原则设计跨度空间结构是需要注意到以下的原则:1.确保结构的稳定性,使其满足物理规律,避免结构过于夸张而导致安全问题。
2.为了提高构造的合理性和稳定性,可以采用连续结构设计方案,目的是将跨度分段,并将各段之间互相联系,以达到整体协调。
3.确保结构的刚性,不仅在振动方面就是在承受各种作用力的情况下,该设计的刚性不会发生严重变形,或者变形过大导致视觉失真。
1大跨度空间结构设计
1大跨度空间结构设计大跨度空间结构设计是指在建筑、桥梁等工程中采用悬索、拱桥、网壳等结构形式,能够实现大跨度的建筑和桥梁。
大跨度空间结构设计是现代建筑和桥梁工程领域的重要课题,因为随着城市化进程的加快,人们对于大跨度的需求越来越高。
大跨度空间结构设计涉及到多个学科,包括结构力学、材料力学、抗震设计等多个方面。
在大跨度空间结构设计中,需要考虑多个因素,如结构稳定性、材料的强度和可靠性、抗震性能等。
在大跨度空间结构设计中,有几种常见的结构形式。
首先,悬索是一种常见的大跨度空间结构形式,它通过悬挂在两个或多个支撑点上的悬索来支撑承载力。
悬索结构可以实现较大范围的无柱空间,具有良好的结构性能和美观效果。
其次,拱桥是另一种常见的大跨度空间结构形式。
拱桥以拱形结构进行支撑,可实现大跨度的无柱空间。
拱桥结构能够有效分散荷载,并具有优异的抗震性能。
另外,网壳结构也是一种常见的大跨度空间结构形式。
网壳结构采用网格状结构,将荷载通过网壳均匀分散到支撑结构上,实现大跨度的无柱空间。
网壳结构具有较高的结构稳定性和承载能力。
在设计大跨度空间结构时,需要考虑以下几个关键点。
首先,确定结构的荷载特征,包括活载和静载。
活载是指人员、车辆等在结构上施加的荷载,静载是指自重、砂浆等施加在结构上的荷载。
其次,根据结构的荷载特征,进行结构的静力分析。
静力分析可以确定结构的受力特征和力学性能,为结构设计提供重要依据。
其次,进行结构的材料选择和强度计算。
材料选择需要考虑结构的强度、可靠性和经济性,确保结构可以承载荷载并具有较好的使用寿命。
最后,进行结构的抗震设计。
抗震设计是大跨度空间结构设计中重要的一环,可以提高结构的抗震能力,以应对地震等自然灾害。
总之,大跨度空间结构设计是一项复杂的工程,需要综合考虑多个因素。
通过合理的结构设计和科学的施工,可以实现大跨度空间结构的安全可靠和经济高效。
2024年浅谈大跨度建筑结构表现的建构
2024年浅谈大跨度建筑结构表现的建构随着建筑科技的不断发展,大跨度建筑结构已经成为现代建筑领域的重要研究方向。
大跨度建筑以其宏伟的气势、创新的设计理念和独特的结构表现,成为现代城市的标志性建筑。
本文将从大跨度建筑的结构特点、设计原理、实现技术等方面,探讨其建构表现。
一、大跨度建筑的结构特点大跨度建筑的结构特点主要表现为跨度大、空间开阔、受力复杂。
这类建筑往往需要承受巨大的荷载,如体育馆、会展中心、机场等公共建筑,其跨度往往超过几十米甚至上百米。
因此,大跨度建筑结构需要具备足够的承载能力和稳定性,以应对各种复杂的受力情况。
二、大跨度建筑的设计原理大跨度建筑的设计原理主要遵循“力学平衡”和“结构优化”两个基本原则。
1. 力学平衡大跨度建筑必须保证在各种荷载作用下的力学平衡。
设计师需要精确计算各种荷载的组合,包括恒载、活载、风载、地震载等,确保建筑结构在各种受力情况下都能保持稳定。
同时,设计师还需要运用力学原理,合理分配结构内部的受力,使得各构件能够协同工作,共同承担荷载。
2. 结构优化在满足力学平衡的基础上,设计师还需要对结构进行优化,以提高建筑的经济性、美观性和耐久性。
结构优化主要包括材料选择、截面尺寸优化、节点设计等方面。
设计师需要选择合适的建筑材料,如钢材、混凝土、索等,以满足结构强度和耐久性的要求。
同时,通过合理的截面尺寸优化,可以在保证结构安全的前提下,降低材料用量,提高经济效益。
节点设计也是结构优化的关键环节,节点需要具有足够的刚度和延性,以确保结构在各种受力情况下都能保持稳定。
三、大跨度建筑的实现技术大跨度建筑的实现技术主要包括预应力技术、悬索结构、空间网格结构等。
1. 预应力技术预应力技术是大跨度建筑常用的实现技术之一。
通过在结构中引入预应力,可以提高结构的承载能力和刚度,减小结构变形。
预应力混凝土结构是大跨度建筑中应用最广泛的一种结构形式,如大型桥梁、体育场馆等。
预应力混凝土结构的优点在于其具有较高的承载能力、较小的变形和良好的耐久性。
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浅谈大跨度空间结构
作者:康纪平
来源:《智富时代》2015年第05期
【摘要】随着社会的发展、建筑科学的不断进步,人类对大跨空间结构的需求量越来越大、功能要求越来越多,机场、车站、体育场馆、桥梁等设施大都属于大跨度建筑,其结构形式多样、发展前景广阔。
本文简单介绍了大跨度空间结构及大跨度结构建筑实例。
【关键词】大跨度;空间结构;建筑
一、引言
在人类社会的发展历程中,人们一直渴望建筑能够提供更大跨度和空间,空间结构的发展很大程度上反映了人类建筑史的发展。
世界各国对空间结构的研究和发展都极为重视,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。
二、大跨空间结构简介
横向跨越60m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充气结构、折板结构、悬索结构、网壳结构、网架结构、篷帐张力结构等。
以下将简单介绍网壳结构、网架结构、悬索结构。
(一)网壳结构
网壳结构是一种与平板网架类似的空间杆系结构,系以杆件为基础,按一定规律组成网格,按壳体结构布置的空间构架,它兼具杆系和壳体的性质。
网壳结构兼有杆件结构和薄壳结构的主要特性,受力合理,可以跨越较大的跨度。
刚度大,结构变形小,稳定性高,节省材料。
建筑造型优美,应用范围广,在建筑平面上可以适应多种形状,如圆形、矩形、多边形、扇形以及各种不规则的平面,在建筑外形上可以形成多种曲面。
杆件单一,安装简便快速,适应采用各种条件下的施工工艺,不需要大型设备,综合效益较好。
例如1989年建成的北京奥林匹克体育中心综合体育馆,平面尺寸为,采用人字形截面双层圆柱面斜拉网壳。
又如1988年建成的北京体院体育馆,采用带斜撑的四块组合型双层扭网壳,平面尺寸为59.2m见方,矢高3.5m,挑檐3.5m,为我国跨度最大的四块组合型扭网壳。
(二)网架结构
网架结构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。
具有空间受力小、重量轻、刚度大、抗震性能好、安全储备高、安装方便等优点。
缺点是汇交于节点上的杆
件数量较多,制作安装较平面结构复杂。
例如首都机场机库,平面尺寸,采用平面网架结构,只有大门中间有一个柱子。
(三)悬索结构
悬索结构是由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构,是最古老的结构形式之一。
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。
悬索结构能充分利用高强材料的抗拉性能,可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。
例如江阴大桥桥型采用主跨为1385m的钢悬索,是我国第一座跨径超越千米的特大型钢箱梁悬索桥,建成时在已建桥梁中位列中国第一、世界第四。
三、国内外大跨度空间结构
(一)空间结构发展历史
国外大跨度空间结构发展得比较早,在18世纪末、19世纪初已经建造多数空间结构。
空间结构最早是使用石头建造,混凝土出现后发展为以混凝土为主建造,随着钢筋加入结构工程,将混凝土受压性能与钢筋良好的受拉性能结合,使大跨度空间结构实现了质的提升。
之后,随着建筑科技的发展,各种复合材料加入到建筑工程中,空间结构从质量、跨度都有了很大的提高。
国内大跨度空间结构发展较晚,直到20世纪中叶才开始兴起建造。
近年来我国大跨度空间结构发展迅速,特别是北京奥运会的大型体育场馆的建设规模和技术水平在世界上都是领先的,将成为我国空间结构发展的里程碑。
公元前1000多年便出现了空间结构,古希腊迈西尼(Mycenae)国王墓砖砌穹隆,直径14.78m;万神殿(Pantheon)是古罗马最著名的穹顶,约始建于公元前14年,是建筑史上最早、跨度最大的拱结构,直径达43.5m;公园537年,东罗马帝国建造圣索菲亚教堂(Sancta Sophia),用砖砌筑;公元1912年,波兰洛兹格拉夫(Wroclaw)市纪念大厅,是一座带肋穹顶,直径达65m;公元1922年,由瓦尔特.鲍尔斯菲尔德(Walter Bauersfeld)建造的第一座钢筋混凝土薄壳穹顶诞生,净跨25m,厚度只有60.3mm;公元1612年建造的罗马圣彼得教堂(SantPeter)用砖石建造,中央大厅之上覆盖直径为41.91m的大穹顶。
(二)国外大跨空间结构建筑介绍
札幌穹顶体育场位于日本北海道札幌市,于2001年3月落成启用,可容纳42,122名观众,是一个棒球与足球两用的有盖体育场。
其建筑面积有53800㎡,总楼面面积为97503㎡。
上盖直径为245m,看台倾斜度为30度。
首尔世界杯体育馆(Seoul World Cup Stadium)位于韩国首尔麻浦区,2001年12月落成启用,占地约21.7万㎡,全场拥有6.5万个座位,是世界上惟一一座内部建有地铁站的运动场馆。
首尔体育馆在设计方面别出心裁,从外观来看,它借鉴了韩国传统器皿——八角托盘的造型,表达了国民喜迎宾客的诚意;由16根桅杆作支撑的银白色顶棚,既像一只凌空飞舞的盾形风筝,又像一艘穿梭于码头的巨型帆船。
多伦多天穹巨
馆于1989年投入使用,是世界上第一座屋顶能够自由开合的多功能运动场。
穹顶的高度为
86m,直径达208m,由4块金属盖板组成,其中3块可以平移或旋转。
天穹体育馆内设有6.6万个观众席,还可容纳8架波音747飞机或616头非洲象。
(三)国内大跨空间结构建筑介绍
首都体育馆于1966年6月1日动工,1968年10月正式交付使用。
占地面积7公顷,平面呈矩形,建筑物东西长122.2m,南北长107m。
比赛大厅屋盖净跨,屋盖结构为平板型双向空间钢网架。
上海体育场(Shanghai Stadium),又称“上海八万人体育场”,是目前我国规模最大、设施最为先进的大型室外体育场和上海的标志性建筑之一,建筑面积达17万㎡。
设计上采用了外环圆形,内环椭圆形,呈波浪式马鞍形的整体结构。
广东奥林匹克体育中心体育场处于广东奥林匹克体育中心的南部,占地30万㎡,可容纳观众80012人。
于1998年12月31日动工兴建,2001年9月22日落成。
创造了国内体育场馆六个“最”:在国内同类场馆中建设速度最快;目前国内规模最大、最好;最早采用分开的“缎带”式屋顶;电子田径记分系统最先进;电子显示屏效果全国最佳;舞台——舞台规模最大。
在设计上首次打破了国内体育场传统圆型的设计观念,采用了飘带造型的独特设计。
体育场盖顶分东、西两片钢屋架,重达11000吨,弯曲地坐落在21组塔柱上。
南京奥林匹克体育中心体育场建筑面积约13.6万㎡,观众席位62000座。
体育场的上空有两条跨度近400m的大拱,每个大拱约1400吨的重量及45度的倾角使施工的复杂性和难度成为世界少有的难题。
于2002年8月18日正式开工,2004年底建成,2005年5月1日交付运行。
国家大剧院外部为钢结构壳体,呈半椭球形,东西长轴212.2m,南北短轴143.64m,高46.68m,地下最深32.50m,周长达600余米,院高46.68m。
由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计,是亚洲最大的剧院综合体。
国家大剧院壳体由18000多块钛金属板拼接而成,面积超过30000㎡,18000多块钛金属板中
四、结语
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,未来前景广阔。
我国在大跨度结构建筑方面起步较玩,与世界一些发达国家相比较落后。
但发展迅速,已建成一些世界级的大跨空间结构建筑,在某些技术上甚至已经达到世界领先水平。
【参考文献】
[1]董石麟,姚谏. 中国网壳结构的发展与应用[C].第六届空间结构学术会议论文集. 北京:地震出版社,中国土木工程学会桥梁及结构工程学会空间结构委员会, 1992: 34-36.
[2]完海鹰,黄炳生. 大跨度空间结构. 北京:中国建筑工业出版社,2007.
[3]王典武. 大跨度异型钢桁架安装过程试验研究与数值分析[D]. 青岛理工大学, 2010.。