最新精選受拉結(jié)構(gòu)體系的特點

1、受拉結(jié)構(gòu)體系的特點摘要：近代體育建筑以及工業(yè)博覽會的興起，推動了人類尋找更有效的結(jié)構(gòu)形式。現(xiàn)代結(jié)構(gòu)與建筑的學(xué)科分家，使各個領(lǐng)域分別深入發(fā)展。清楚了各種結(jié)構(gòu)的受力特點：關(guān)鍵點：結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性、結(jié)構(gòu)空間特點、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)安全性、結(jié)構(gòu)適用性受拉結(jié)構(gòu)體系是最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)形式：這種結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性體現(xiàn)在：1，這種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的本身不受到彎矩，不需要額外的力量去抵抗彎矩；2，在沿材料徑向的方向上，不像受壓結(jié)構(gòu)，有向外擠壓的傾向；因為張拉，材料的外層收縮，等于給內(nèi)層的材料一個預(yù)應(yīng)力，從而提高了材料的性能；當(dāng)受拉結(jié)構(gòu)受力時，外層的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出拉伸的趨勢，從而裹緊內(nèi)部的材料，使得內(nèi)部材料的性能得到提升。圖為慕尼黑奧林匹克體

2、育場，輕盈的圍護結(jié)構(gòu)，是我們對大空間建筑的印象擺脫了古代或者中世紀那種笨重的龐然大物的印象。結(jié)構(gòu)重量的減輕使得支撐構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體形變得很小。對于整個建筑來說細如發(fā)絲的索網(wǎng)，整體受力。體現(xiàn)了空間結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性。很難想象與主體結(jié)構(gòu)想比較。毫不起眼的受拉索纜，竟能承受主體結(jié)構(gòu)這樣大的重量。效率之高難以想象，如果換成鋼筋混凝土梁，按跨度的十分之一算，厚度至少是30多米。常見的用受拉結(jié)構(gòu)能取得的空間，以及空間特征；并且與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比能完成的特殊功能；因為受拉結(jié)構(gòu)通常是不抵抗彎矩的，從而在受力過程中，調(diào)整空間角度使材料徑向受力。從力的三角形分析，如果支撐受拉結(jié)構(gòu)的支點過低，在受拉構(gòu)件內(nèi)部受到的力是很大的；

3、如果做一理想狀態(tài)的想象，支點的位置幾乎可以忽略不計，那么在受拉結(jié)構(gòu)內(nèi)部受到的力接近于無窮大。在材料技術(shù)與經(jīng)濟合理性的影響下，用受拉結(jié)構(gòu)作大空間結(jié)構(gòu)，大空間結(jié)構(gòu)往往出現(xiàn)中間高（很難避免有中間支柱）周圍低的空間，或者中間低周圍高的空間。圖為倫敦的千年穹。為了取得大跨度的穹下空間，建筑盡量利用穹的邊緣用高出穹頂一倍多的高度來換取穹內(nèi)的空間的空間高度。由此可見在受拉結(jié)構(gòu)中為了取得更高的空間高度，代價是非常高昂的。因此在設(shè)計受拉結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間時考慮使用得當(dāng)?shù)目臻g高度因素是很必要的。圖為橢圓形展廳的弗拉基米爾?？梢韵胂笕サ糁虚g兩個大柱子的空間效果，空間更加完整。這也是使用受拉結(jié)構(gòu)的空間特點之一：如果充分利

4、用支撐結(jié)構(gòu)的高度，空間要么呈現(xiàn)出室內(nèi)最中心部位有柱的空間，要么室內(nèi)空間是中間低兩邊高的空間。圖為悉尼瑪雅音樂碗。這是對受拉結(jié)構(gòu)形成的空間利用比較充分的實例。以上四種為受拉結(jié)構(gòu)常體現(xiàn)的四種空間形式。受拉結(jié)構(gòu)的薄弱點：對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求； 因為受拉結(jié)構(gòu)本身不能抵抗彎矩，當(dāng)受到側(cè)向力，容易發(fā)生位置的偏移，因此對于受拉結(jié)構(gòu)形成一個穩(wěn)定的功能時，對受拉結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是至關(guān)重要的。如果在空間要固定一個點，需要不同面的四個點去約束?，F(xiàn)實中的多數(shù)受拉結(jié)構(gòu)得以存在，是因為受拉結(jié)構(gòu)采取了By forcing the fabric to take on double-curvature 1 the fabric gai

5、ns sufficient stiffness to withstand the loads it is subjected to (for example wind and snow loads).諸如雙曲面等施加預(yù)應(yīng)力的方式收益足夠的剛度 ，以承受風(fēng)雨等負荷。達到預(yù)應(yīng)力的效果是使結(jié)構(gòu)整體工作，不至于出現(xiàn)某幾處的應(yīng)力集中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，由圖中可看出。 空間中的每一個點都受到空間，不同面的四個方向上的力的約束，由此確定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。In order to induce an adequately doubly curved form it is most often necessary to p

6、retension or prestress the fabric or its supporting structure.受拉結(jié)構(gòu)對配套使用材料的要求；即使固定很好的受拉結(jié)構(gòu)，其局部發(fā)生位移也是非常容易的。因此，與受拉結(jié)構(gòu)配合使用的材料要求有一定韌性，后者在構(gòu)造上做到留出緩沖距離。受拉結(jié)構(gòu)的工作方式往往是整體受力，因此局部的應(yīng)力集中也是應(yīng)該竭力避免的。這也要求配套使用的材料在這方面有相應(yīng)的配合。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系相比，受拉結(jié)構(gòu)體系的安全性；即出現(xiàn)應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)破壞的延時，給予逃生的機會；在混凝土結(jié)構(gòu)中，除了混凝土呈現(xiàn)出受壓，鋼筋呈現(xiàn)受拉的特性外，鋼筋還約束了混凝土的位移。一次當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時，結(jié)構(gòu)是不會在瞬間垮掉的。而受拉結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)應(yīng)力集中時，完全沒有預(yù)兆，結(jié)構(gòu)會在瞬間坍塌。對于建筑防災(zāi)來說，一旦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)事故，其后果是非常嚴重的。受拉結(jié)構(gòu)的應(yīng)用展望，以及理想的最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)模型；早在研究之初就已經(jīng)有學(xué)者提出了：最理想的結(jié)構(gòu)是用盡量多的拉桿和少量的短壓桿組成的結(jié)構(gòu)。而這一實踐在美國的亞特蘭大奧運會場館中得到了實現(xiàn)，但所建成的建筑的矢高并不高，是因為如果增加矢高，相應(yīng)的拉桿和壓桿承受的力過于巨大以至于現(xiàn)在的材料所不能承受。然而，亞特蘭大的Georgia Dome，結(jié)構(gòu)重量之輕，用的材料至少，結(jié)構(gòu)效率之高，已經(jīng)達到現(xiàn)在受拉結(jié)構(gòu)的頂峰了。從圖中可以看出其屋頂?shù)妮p