大跨空間鋼結(jié)構(gòu)

大跨空間及鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)展與工程應(yīng)用2012.7.30主要內(nèi)容1、概述2、雜交結(jié)構(gòu)及整體張拉結(jié)構(gòu)體系（1）索穹頂結(jié)構(gòu)（2）弦支穹頂結(jié)構(gòu)（3）張弦梁或張弦桁架結(jié)構(gòu)（4）懸吊索系結(jié)構(gòu)或斜拉結(jié)構(gòu)（5）車(chē)輻結(jié)構(gòu)3、鋼管結(jié)構(gòu)4、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)5、玻璃結(jié)構(gòu)及其支撐體系6、拱形鋼結(jié)構(gòu)7、高層鋼結(jié)構(gòu)新型抗側(cè)力體系（1）鋼板剪力墻的構(gòu)成特點(diǎn)（2）鋼板墻的工程應(yīng)用及在地震中的表現(xiàn)（3）防屈曲耗能鋼板墻8、防屈曲耗能支撐9、新型構(gòu)件及鑄鋼節(jié)點(diǎn)（1）梭形格構(gòu)式受壓構(gòu)件（2）腹板開(kāi)洞鋼梁及拱（3）鑄鋼節(jié)點(diǎn)10、國(guó)內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)工程及其結(jié)構(gòu)形式一、概述1、大跨建筑的概念1）大跨的界定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》將60m以上定義為大跨度結(jié)構(gòu)2）大跨結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（2）剛度好，抗震性能好。（1）自重輕，經(jīng)濟(jì)性好。（3）便于工業(yè)化生產(chǎn)。（4）形式多樣化，造型美觀。（5）建筑、結(jié)構(gòu)和使用功能的統(tǒng)一。一、概述2、空間結(jié)構(gòu)的概念3、空間結(jié)構(gòu)的分類(lèi)所謂空間結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)形體呈現(xiàn)三維狀態(tài)、荷載作用下具有三維受力特性的結(jié)構(gòu)體系。（1）剛性空間結(jié)構(gòu)（2）柔性空間結(jié)構(gòu)（3）雜交結(jié)構(gòu)體系1）按空間結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)來(lái)劃分平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)殼圓屋頂一、概述2）按單元?jiǎng)澐謱⒔M成空間結(jié)構(gòu)的基本單元?dú)w納為五種，即板殼單元、梁?jiǎn)卧?、桿單元、索單元和膜單元。見(jiàn)圖表1。單元形式結(jié)構(gòu)形式板殼單元薄殼結(jié)構(gòu)折板結(jié)構(gòu)波紋拱結(jié)構(gòu)帶肋薄殼帶肋折板懸掛薄殼梁?jiǎn)卧獑螌泳W(wǎng)殼空腹網(wǎng)架空腹網(wǎng)殼樹(shù)狀結(jié)構(gòu)組合網(wǎng)殼空腹夾層板局部雙層網(wǎng)殼張弦梁結(jié)構(gòu)拱支網(wǎng)殼桿單元網(wǎng)架結(jié)構(gòu)雙層網(wǎng)殼立體桁架張弦立體桁架斜拉網(wǎng)架拉索預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架組合網(wǎng)架索單元懸索結(jié)構(gòu)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)拉索網(wǎng)架索桁結(jié)構(gòu)懸索-桁架結(jié)構(gòu)張拉整體結(jié)構(gòu)索穹頂結(jié)構(gòu)膜單元?dú)獬惺侥そY(jié)構(gòu)氣肋式膜結(jié)構(gòu)骨架支承膜結(jié)構(gòu)張拉膜結(jié)構(gòu)一、概述4、空間鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展各種類(lèi)型的大跨空間鋼結(jié)構(gòu)在美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展較快。建筑物的跨度和規(guī)模越來(lái)越大，跨度超過(guò)150m以上的超大規(guī)模建筑已非個(gè)別；結(jié)構(gòu)形式豐富多彩，采用許多新材料和新技術(shù)，發(fā)展了許多新的空間結(jié)構(gòu)形式。加拿大卡可里加體育館福岡體育館一、概述4、空間鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的發(fā)展我國(guó)的空間鋼鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)礎(chǔ)比較薄弱，，中國(guó)第一批批具有現(xiàn)代意意義的網(wǎng)殼是是在50和60年代建造的，，但數(shù)量不多多。到80～90年代大、中、、小跨度的網(wǎng)網(wǎng)架幾乎已經(jīng)經(jīng)遍及各地。。隨著國(guó)家經(jīng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增增強(qiáng)和社會(huì)發(fā)發(fā)展的需要，，大跨工業(yè)廠(chǎng)廠(chǎng)房、候機(jī)大大廳、會(huì)展中中心、劇院、、體育場(chǎng)館等等大型工業(yè)、、公共建筑不不斷涌現(xiàn)，空空間鋼結(jié)構(gòu)得得到了前所未未有的飛速發(fā)發(fā)展，并且獲獲得了廣泛的的應(yīng)用。表2列出了一些具具有代表性的的大跨空間鋼鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)項(xiàng)目。結(jié)構(gòu)類(lèi)型工程項(xiàng)目平面尺寸（m×m）結(jié)構(gòu)特征平板網(wǎng)架沈陽(yáng)博覽中心室內(nèi)足球場(chǎng)144×204兩向正交正放網(wǎng)架三層網(wǎng)架首都機(jī)場(chǎng)四機(jī)位機(jī)庫(kù)2-153×90三邊支承一邊開(kāi)口江南造船廠(chǎng)西區(qū)焊裝車(chē)間60×108+60×144上層2臺(tái)100t,下層4臺(tái)20t柱面網(wǎng)殼河南鴨口電廠(chǎng)干棚108×90螺栓球節(jié)點(diǎn)三芯圓柱面雙層網(wǎng)殼球網(wǎng)殼漳州后石電廠(chǎng)D=122.6m五座單層網(wǎng)殼上?？萍加?6.9×50.9鋁合金橢圓網(wǎng)殼北京九華海洋巨蛋180×320高56.6m國(guó)家大劇院212×143(約)高45m(約)鋼材,6500t(約)斜拉網(wǎng)殼杭州黃龍?bào)w育中心體育場(chǎng)2-244×50×3兩雙肢塔柱高85m,每肢9索與內(nèi)環(huán)相連管桁架深圳候機(jī)場(chǎng)機(jī)樓（二期）懸挑50m135×174柱網(wǎng)18×54廣州體育館主館160×110160m跨、徑向78榀幅射桁架,預(yù)應(yīng)力拉索1364根張弦梁上海浦東機(jī)場(chǎng)49.9+82.6+44.4+54.3上弦三根平行方管下弦高強(qiáng)冷拔鍍鋅鋼絲束張弦桁架廣州會(huì)展中心L=126.5m間距15m弓形支架烏魯木器廠(chǎng)齊游泳館L=80m64榀徑向空間桁架,4道環(huán)向空間桁架,57個(gè)傘狀膜結(jié)構(gòu)上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)288.4×274.4拉索膜結(jié)構(gòu)上?？萍拣^漳州后石電廠(chǎng)廠(chǎng)杭州黃龍?bào)w育育中心體育場(chǎng)場(chǎng)廣州體育館主主館烏魯木齊石化化總廠(chǎng)游泳館館上海八萬(wàn)人體體育場(chǎng)上海浦東機(jī)場(chǎng)場(chǎng)深圳候機(jī)場(chǎng)機(jī)機(jī)樓（二期期）二、雜交結(jié)結(jié)構(gòu)及整體張張拉結(jié)構(gòu)體系系雜交結(jié)構(gòu)“雜交”空間結(jié)結(jié)構(gòu)(HSS———HybridSpaceStructures)相對(duì)說(shuō)來(lái)是一一個(gè)比較新的的名詞,它是指不同類(lèi)類(lèi)型結(jié)構(gòu)的組組合而形成的的一種新的結(jié)結(jié)構(gòu)體系,以別于采用不不同材料而組組成的“組合合”結(jié)構(gòu)(例如鋼-砼組合網(wǎng)架)。雜交結(jié)構(gòu)在在1986年的日本大阪阪國(guó)際會(huì)議上上曾是一個(gè)熱熱門(mén)話(huà)題。它它的最大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是:綜合利用各種種不同結(jié)構(gòu)在在性能、綜合合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等等方面的優(yōu)勢(shì)勢(shì);豐富建筑造型型,有效利用建筑筑空間;改善總體力學(xué)學(xué)性能等。從從美國(guó)耶魯大大學(xué)冰球館到到我國(guó)江西省省體育館、北北京朝陽(yáng)體育育館、國(guó)家?jiàn)W奧林匹克體育育中心綜合體體育館等,直至1992年落成的美國(guó)國(guó)96年亞特蘭大百百年奧運(yùn)會(huì)喬喬治亞索穹頂頂——世界上最大的的體育館屋蓋蓋結(jié)構(gòu)。這些些HSS的中外建筑,造型優(yōu)美、氣氣勢(shì)磅礴,給人留下深刻刻的印象,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)發(fā)展,造價(jià)已不再作作為結(jié)構(gòu)形式式的唯一取舍舍標(biāo)準(zhǔn),這種HSS融建筑的技術(shù)術(shù)與藝術(shù)于一一體的結(jié)構(gòu)形形式將越來(lái)越越得到人們的的青睞。二、雜交結(jié)結(jié)構(gòu)及整體張張拉結(jié)構(gòu)體系系1、索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)索穹頂是一種種新型的索桿桿結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)應(yīng)力拉索支撐撐在圓形剛性性周邊構(gòu)件上上，并以膜材材作為屋面。。1）索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的概念二、雜交結(jié)結(jié)構(gòu)及整體張張拉結(jié)構(gòu)體系系1、索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)1954年，由Snelson（斯內(nèi)爾森））和建筑大師師Fuller（富勒）最先先提出張力集集成結(jié)構(gòu)體系系的構(gòu)思；1962年，F(xiàn)uller獲得“張拉整整體結(jié)構(gòu)”專(zhuān)專(zhuān)利。1）索穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的產(chǎn)生美國(guó)工程師Geiger（蓋格）對(duì)實(shí)實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)構(gòu)思想做出了了極大的貢獻(xiàn)獻(xiàn)，他借鑒張張拉集成思想想并作了實(shí)質(zhì)質(zhì)性的推廣和和發(fā)展，于1986年開(kāi)發(fā)出一種種實(shí)用的大跨跨度空間結(jié)構(gòu)構(gòu)體系——索穹頂，其實(shí)實(shí)質(zhì)是用一個(gè)個(gè)周邊受壓環(huán)環(huán)梁來(lái)平衡張張拉體系。漢城奧運(yùn)會(huì)體體操館太陽(yáng)海岸穹頂頂索穹頂結(jié)構(gòu)由由放射性脊索索、斜索和環(huán)環(huán)索組成的連連續(xù)張力索網(wǎng)網(wǎng)和不連續(xù)受受壓桿，以及及中央拉環(huán)、、周邊壓力環(huán)環(huán)構(gòu)成了Geiger型穹頂?shù)幕颈倔w系(圖10.1)。這種結(jié)結(jié)構(gòu)由由連續(xù)續(xù)拉索索和不不連續(xù)續(xù)的受受壓立立柱構(gòu)構(gòu)成,并由預(yù)預(yù)應(yīng)力力提供供剛度度且與與外環(huán)環(huán)梁一一起組組成自自平衡衡結(jié)構(gòu)構(gòu)。荷荷載均均從中中央的的張力力環(huán),通過(guò)一一系列列的脊脊索、、張力力索和和斜索索傳遞遞至周周邊的的壓力力環(huán)。。該體體系具具有結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單,施工容容易,且對(duì)施施工誤誤差不不敏感感等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。。但由由于其其幾何何形狀狀類(lèi)似似平面面桁架架,體系平平面剛剛度較較小,且該體體系內(nèi)內(nèi)部存存在機(jī)機(jī)構(gòu),當(dāng)荷載載達(dá)到到一定定程度度時(shí),結(jié)構(gòu)會(huì)會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)分枝枝點(diǎn)失失穩(wěn)。。所以以蓋格格體系系索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)一一般適適用于于均布布荷載載作用用下的的圓形形平面面屋蓋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)。1-徑向拉拉索;2-內(nèi)拉環(huán)環(huán);3-拉索環(huán)環(huán);4-外壓環(huán)環(huán);5-豎向壓壓桿蓋格體體系結(jié)結(jié)構(gòu)形形式Levy和Jing改變了了Geiger型索穹穹頂脊脊索的的布置置方法法，變變放射射狀的的脊索索為三三角化化聯(lián)方方型布布置的的脊索索，增增強(qiáng)了了結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定定性，，減小小了脊脊索所所需的的預(yù)張張力值值，而而且豐豐富了了結(jié)構(gòu)構(gòu)的平平面體體型，，同時(shí)時(shí)取消消了在在薄膜膜鋪設(shè)設(shè)中起起穩(wěn)定定作用用的谷谷索。。1-高壓外外環(huán)梁梁;2-環(huán)拉索索;3-斜拉索索;4-立柱;5-中央桁桁架利維體體系結(jié)結(jié)構(gòu)形形式利維體體系與與蓋格格體系系的主主要區(qū)區(qū)別在在于脊脊索和和斜索索的布布置。。蓋格格體系系的脊脊索、、斜索索和立立柱均均在同同一平平面內(nèi)內(nèi),每個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)上上僅有有一根根斜索索相連連,脊索沿沿徑向向布置置,斜索、、立柱柱與其其相應(yīng)應(yīng)的脊脊索構(gòu)構(gòu)成一一豎向向平面面三角角形;利維體體系的的脊索索、斜斜索和和立柱柱不在在同一一平面面內(nèi),而是構(gòu)構(gòu)成立立體桁桁架。。每個(gè)個(gè)立柱柱頂?shù)牡墓?jié)點(diǎn)點(diǎn)上有有2根斜索索與相相鄰內(nèi)內(nèi)環(huán)立立柱底底的節(jié)節(jié)點(diǎn)相相連,每個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)有有4根脊索索,脊索網(wǎng)網(wǎng)的平平面投投影為為四邊邊形或或三角角形。。Levy索穹頂頂?shù)恼w空空間作作用與與Geriger索穹頂頂相比比明顯顯加強(qiáng)強(qiáng)，提提高了了在不不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)荷載載或局局部荷荷載作作用下下的剛剛度和和穩(wěn)定定性，，但脊脊索出出現(xiàn)了了網(wǎng)格格劃分分不均均的問(wèn)問(wèn)題。。佐治亞亞穹頂屋屋頂平平面與與結(jié)構(gòu)構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)斷面面利雅德德大學(xué)學(xué)體育育館可可開(kāi)合合式索索穹頂頂繼亞特特蘭大大索穹穹頂之之后,利維等等人設(shè)設(shè)計(jì)并并建成成了位位于沙沙特阿阿拉伯伯的利利雅德德大學(xué)學(xué)體育育館,該體育育館為為可開(kāi)開(kāi)合式式的索索穹頂頂結(jié)構(gòu)構(gòu)。其其與眾眾不同同之處處是采采用立立體桁桁架作作外壓壓力環(huán)環(huán),從而進(jìn)進(jìn)一步步展示示了索索穹頂頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用前前景。。圖6a為索穹穹頂?shù)牡娜熬?圖6b和圖6c分別為為其閉閉合狀狀態(tài)和和開(kāi)啟啟位置置的平平、剖剖面圖圖。開(kāi)合式式索穹穹頂:二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系1、索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)3）索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)點(diǎn)從經(jīng)濟(jì)濟(jì)方面面來(lái)看看，索索穹頂頂耗材材少、、施工工簡(jiǎn)單單，且且平均均造價(jià)價(jià)不會(huì)會(huì)隨結(jié)結(jié)構(gòu)跨跨度的的增加加而明明顯增增大，，從而而使得得索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)具具有很很好的的經(jīng)濟(jì)濟(jì)性。。從建筑筑觀點(diǎn)點(diǎn)來(lái)看看，索索穹頂頂構(gòu)造造輕盈盈、造造型別別致、、色彩彩明快快。從結(jié)構(gòu)構(gòu)的觀觀點(diǎn)來(lái)來(lái)看，，這種種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式較其其他結(jié)結(jié)構(gòu)更更為合合理。。二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系1、索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)4）索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用用北京建建工院院撐起起國(guó)內(nèi)內(nèi)首個(gè)個(gè)索穹穹頂二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系1、索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)5）索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)的的問(wèn)題題從已有有的工工程實(shí)實(shí)踐看看，Geiger式的索索穹頂頂結(jié)構(gòu)構(gòu)得到到了廣廣泛的的應(yīng)用用，如如亞特特蘭大大Georgia索穹頂頂，它它具有有以下下優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。一一是絕絕大部部分受受力構(gòu)構(gòu)件可可設(shè)計(jì)計(jì)成受受拉的的索，，截面面受力力均勻勻，可可充分分發(fā)揮揮鋼索索的高高強(qiáng)度度性能能。同同時(shí)，，自重重可大大大減減輕。。其二二，受受拉構(gòu)構(gòu)件是是最穩(wěn)穩(wěn)定的的，無(wú)無(wú)失穩(wěn)穩(wěn)問(wèn)題題?？煽刹豢伎紤]彎彎矩、、扭矩矩和剪剪力的的問(wèn)題題。因因此可可以利利用較較少的的材料料跨越越和覆覆蓋很很大的的空間間。其其三，，因壓壓桿數(shù)數(shù)量少少、長(zhǎng)長(zhǎng)度短短，截截面選選用時(shí)時(shí)也容容易滿(mǎn)滿(mǎn)足其其穩(wěn)定定性條條件。。其四四，改改變結(jié)結(jié)構(gòu)剛剛度可可通過(guò)過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，而而不必必改變變構(gòu)件件的幾幾何尺尺寸。。但是是，任任何事事物都都具有有它的的兩面面性，，索穹穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)在在擁有有以上上優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)的同同時(shí)，，也存存在以以下缺缺點(diǎn)。。其一一，計(jì)計(jì)算分分析難難度較較高。。其二二，預(yù)預(yù)應(yīng)力力施加加難度度高，，成型型過(guò)程程不易易控制制，施施工難難度高高。其其三，，預(yù)應(yīng)應(yīng)力損損失影影響嚴(yán)嚴(yán)重。。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)1）弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的概念念弦支穹頂頂結(jié)構(gòu)是是將張拉拉整體、、索穹頂頂?shù)热嵝孕越Y(jié)構(gòu)的的概念和和單層網(wǎng)網(wǎng)殼相結(jié)結(jié)合而形形成的一一種新型型的空間間結(jié)構(gòu)體體系。是是由連續(xù)續(xù)受拉構(gòu)構(gòu)件(索或鋼拉拉桿)和獨(dú)立受受壓桿件件(撐桿)共同支承承上部受受壓結(jié)構(gòu)構(gòu)(或構(gòu)件)而形成的的結(jié)構(gòu)形形式。弦支結(jié)構(gòu)構(gòu)的概念念結(jié)構(gòu)本本質(zhì)是用用撐桿連連接上部部受壓彎彎構(gòu)件和和下部受受拉構(gòu)件件，通過(guò)過(guò)在受拉拉構(gòu)件上上施加預(yù)預(yù)應(yīng)力，，使上部部結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生反撓撓度，從從而減小小荷載作作用下的的最終撓撓度，改改善上部部構(gòu)件的的受力形形式;并且通過(guò)過(guò)調(diào)整受受拉構(gòu)件件的預(yù)應(yīng)應(yīng)力，減減小結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)支座座產(chǎn)生的的水平推推力，使使之成為為自平衡衡體系。。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)弦支穹頂頂結(jié)構(gòu)體體系圖二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)2）弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的產(chǎn)生生索穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)體系系，這種種結(jié)構(gòu)是是目前最最合理、、最輕型型的大跨跨度結(jié)構(gòu)構(gòu)體系，，具有構(gòu)構(gòu)思簡(jiǎn)單單、形式式簡(jiǎn)捷、、結(jié)構(gòu)性性能優(yōu)越越等特點(diǎn)點(diǎn)，最具具代表性性的例子子是GeogiaDome，其跨度度超過(guò)200m，用鋼量量卻不足足30kg/m2。但是索索穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)必須須借助預(yù)預(yù)應(yīng)力產(chǎn)產(chǎn)生剛度度，形成成穩(wěn)定承承重結(jié)構(gòu)構(gòu)體系，，而且必必須在周周邊支座座設(shè)置強(qiáng)強(qiáng)大的受受壓環(huán)梁梁以平衡衡拉索預(yù)預(yù)應(yīng)力。。另外索索的高預(yù)預(yù)應(yīng)力極極大影響響了非索索結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件，其其費(fèi)用昂昂貴且施施工制作作難度較較大，影影響了該該結(jié)構(gòu)的的推廣使使用，并并且由于于專(zhuān)利技技術(shù)保護(hù)護(hù)，目前前世界上上的索穹穹頂工程程都是由由美國(guó)工工程師設(shè)設(shè)計(jì)和指指導(dǎo)施工工的。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)2）弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的產(chǎn)生生那么如何何能夠更更好地利利用索穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，同時(shí)時(shí)又避免免它的不不足之處處呢?日本的M．Kawaguchi教授于1993年提出了了弦支穹穹頂?shù)母鸥拍?，該該體系由由單層網(wǎng)網(wǎng)殼、撐撐桿及預(yù)預(yù)應(yīng)力索索組成，，如圖10.3所示。顯顯而易見(jiàn)見(jiàn)，弦支支穹頂是是將索穹穹頂?shù)纳仙喜坷魉魅坎刹捎脛傂孕詷?gòu)件而而構(gòu)成一一單層網(wǎng)網(wǎng)殼，同同時(shí)保持持其他構(gòu)構(gòu)件形式式不變的的一種新新型的混混合空間間結(jié)構(gòu)體體系。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)2）弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的產(chǎn)生生二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)3）弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的特點(diǎn)點(diǎn)弦支穹頂頂結(jié)構(gòu)作作為一種種剛?cè)嵯嘞酀?jì)的新新型復(fù)合合結(jié)構(gòu)體體系，完完美地融融合了單單層網(wǎng)殼殼和索穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，一方方面在單單層網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)的的下部引引入張拉拉整體部部分，改改善了單單層網(wǎng)殼殼的穩(wěn)定定性，另另一方面面由于使使用單層層網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)代替替了索穹穹頂?shù)纳仙喜克飨迪担蟠蟠蠼档土肆私Y(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)分分析難度度和施工工難度，，因此弦弦支穹頂頂自1993提出以來(lái)來(lái)，已在在國(guó)內(nèi)外外十余項(xiàng)項(xiàng)大型工工程中得得到了應(yīng)應(yīng)用，初初步顯示示了它的的應(yīng)用前前景。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)4）弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用用M．Kawaguchi教授發(fā)明明了弦支支穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)體系系以后，，于1994年將這種種結(jié)構(gòu)體體系應(yīng)用用于日本本東京Hikarigaoka穹頂和Fureai穹頂，并并對(duì)后者者進(jìn)行了了足尺試試驗(yàn)，為為今后的的工程應(yīng)應(yīng)用奠定定了良好好的開(kāi)端端。我國(guó)國(guó)在弦支支穹頂也也進(jìn)行了了一些工工程實(shí)踐踐，近十十余年間間，弦支支穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)已在在國(guó)內(nèi)外外近二十十項(xiàng)大型型工程中中得到了了應(yīng)用。。如昆明明柏聯(lián)廣廣場(chǎng)采光光中庭，，采用橢橢球型的的弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的的鞍山羽羽毛球館館，天津津開(kāi)發(fā)區(qū)區(qū)商務(wù)中中心大堂堂弦支穹穹頂。正正在建設(shè)設(shè)的武漢漢體育館館，是目目前我國(guó)國(guó)跨度最最大的弦弦支穹頂頂結(jié)構(gòu)。。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)光丘穹頂頂外景施工中的的光丘穹穹頂二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)聚會(huì)穹頂頂外景聚會(huì)穹頂頂內(nèi)景二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)※昆明柏聯(lián)聯(lián)廣場(chǎng)中中庭采光光頂圖昆昆明柏聯(lián)聯(lián)廣場(chǎng)采采光彎頂頂拉索結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)※天津港保保稅區(qū)商商務(wù)交流流中心大大堂屋蓋蓋天津保稅稅區(qū)中心心弦支穹穹頂屋蓋蓋二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)※天津博物物館圖天津博物物館貴賓賓廳弦支支穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)※濟(jì)南奧體體中心體體育館圖濟(jì)南南體育館館弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)※北京工業(yè)業(yè)大學(xué)體體育館圖北京京工業(yè)大大學(xué)體育育館弦支支穹頂結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系2、弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)①弦支穹頂頂結(jié)構(gòu)溫溫度效應(yīng)應(yīng)研究②弦支穹頂頂結(jié)構(gòu)節(jié)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)研究③弦支穹頂頂索滑移移模擬研研究④超大跨度度弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)研究5）弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)的問(wèn)題題⑤弦支穹穹頂結(jié)構(gòu)構(gòu)索力的的測(cè)試及及其補(bǔ)償償技術(shù)研研究二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系3、張弦梁梁或張弦弦桁架結(jié)結(jié)構(gòu)1）張弦梁梁或張弦弦桁架結(jié)結(jié)構(gòu)的概概念張弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)(BeamStringStructure，簡(jiǎn)稱(chēng)BSS)的概念由由日本大大學(xué)M．Saitoh教授在20世紀(jì)80年代初首首先提出出，給出出的定義義是“用用撐桿連連接抗彎彎受壓構(gòu)構(gòu)件和抗抗拉構(gòu)件件而形成成的自平平衡體系系”。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系3、張弦梁梁或張弦弦桁架結(jié)結(jié)構(gòu)2）張弦梁梁結(jié)構(gòu)的的受力機(jī)機(jī)理通過(guò)在下下弦拉索索中施加加預(yù)應(yīng)力力使上弦弦壓彎構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生生反撓度度，結(jié)構(gòu)構(gòu)在荷載載作用下下的最終終撓度得得以減少少，而撐撐桿對(duì)上上弦的壓壓彎構(gòu)件件提供彈彈性支撐撐，改善善結(jié)構(gòu)的的受力性性能。二、雜雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整體體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系系3、張弦弦梁或或張弦弦桁架架結(jié)構(gòu)構(gòu)3）張弦弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)點(diǎn)張弦梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)中索索內(nèi)施施加的的預(yù)應(yīng)應(yīng)力可可以控控制剛剛性構(gòu)構(gòu)件的的彎矩矩大小小和分分布。。同時(shí)，，調(diào)整整撐桿桿沿跨跨度方方向的的布置置，還還可以以控制制梁沿沿跨度度方向向內(nèi)力力的變變化，，使各各個(gè)截截面受受力趨趨于均均勻。。而且且由于于剛性性構(gòu)件件與繃繃緊的的索連連在一一起，，限制制了整整體失失穩(wěn)，，構(gòu)件件強(qiáng)度度可得得到充充分利利用。。二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系3、張弦弦梁或或張弦弦桁架架結(jié)構(gòu)構(gòu)3）張弦弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)點(diǎn)梁的內(nèi)內(nèi)力變變化二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系3、張弦弦梁或或張弦弦桁架架結(jié)構(gòu)構(gòu)4）張弦弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用用由于綜綜合應(yīng)應(yīng)用了了剛性性構(gòu)件件抗彎彎剛度度高和和柔性性構(gòu)件件抗拉拉強(qiáng)度度高的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，張張弦梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)可以以做到到結(jié)構(gòu)構(gòu)自重重相對(duì)對(duì)較輕輕，體體系的的剛度度和形形狀穩(wěn)穩(wěn)定性性相對(duì)對(duì)較大大，因因而可可以跨跨越很很大的的空間間。天城穹穹頂二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系3、張弦弦梁或或張弦弦桁架架結(jié)構(gòu)構(gòu)4）張弦弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用用浦東國(guó)國(guó)際機(jī)機(jī)場(chǎng)的的張弦弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系3、張弦弦梁或或張弦弦桁架架結(jié)構(gòu)構(gòu)4）張弦弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用用廣州國(guó)國(guó)際會(huì)會(huì)展中中心張弦桁桁架結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系3、張弦弦梁或或張弦弦桁架架結(jié)構(gòu)構(gòu)5）張弦弦梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的問(wèn)題題張弦梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)或張張弦桁桁架結(jié)結(jié)構(gòu)是是自平平衡結(jié)結(jié)構(gòu)體體系，，設(shè)計(jì)計(jì)的核核心問(wèn)問(wèn)題是是根據(jù)據(jù)其承承受的的重力力荷載載計(jì)算算出最最小預(yù)預(yù)應(yīng)力力，并并根據(jù)據(jù)反向向荷載載(如風(fēng)載載)校核預(yù)預(yù)應(yīng)力力的合合理取取值，，即張張弦梁梁和桁桁架在在各種種荷載載工況況作用用下，，其預(yù)預(yù)應(yīng)力力拉索索不失失效。。對(duì)于于張弦弦梁(或桁架架)結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定定性計(jì)計(jì)算，，只要要能保保證梁梁(或桁架架)不發(fā)生生平面面外失失穩(wěn)，，則整整個(gè)張張弦梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)不會(huì)會(huì)有面面外失失穩(wěn)的的可能能性，，除非非梁(或桁架架)是下凹凹梁(或桁架架)。如果果梁或或桁架架的平平面外外穩(wěn)定定性不不能保保證，，最有有效的的措施施是增增設(shè)平平面外外支撐撐。二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系4、懸吊吊索系系結(jié)構(gòu)構(gòu)或斜斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)1）懸吊吊索系系結(jié)構(gòu)構(gòu)或斜斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)的的概念念懸吊索索系結(jié)結(jié)構(gòu)是是以懸懸吊在在支座座或豎豎直塔塔架上上的懸懸索作作為承承重構(gòu)構(gòu)件的的一種種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式，其其主要要由主主索、、穩(wěn)定定索、、塔架架和懸懸掛體體組成成。主主索和和穩(wěn)定定索固固定于于支座座或周周?chē)苌仙稀Ｖ髦魉髯髯鳛槌谐休d索索用來(lái)來(lái)承擔(dān)擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)自重重和外外荷載載作用用；穩(wěn)穩(wěn)定索索通過(guò)過(guò)施加加一定定的預(yù)預(yù)應(yīng)力力用來(lái)來(lái)提高高結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系的整整體剛剛度；；懸掛掛體可可以為為單質(zhì)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)質(zhì)量塊塊，也也可以以為具具有特特定用用途的的一定定尺度度和剛剛度的的懸掛掛結(jié)構(gòu)構(gòu)。懸吊索索系結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系4、懸吊吊索系系結(jié)構(gòu)構(gòu)或斜斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)1）懸吊吊索系系結(jié)構(gòu)構(gòu)或斜斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)的的概念念斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)則則是通通過(guò)斜斜拉索索給剛剛性構(gòu)構(gòu)件（（結(jié)構(gòu)構(gòu)）提提供一一個(gè)或或多個(gè)個(gè)彈性性支承承點(diǎn)，，減小小剛性性構(gòu)件件（結(jié)結(jié)構(gòu)））受力力的跨跨度，，拉索索另一一端則則固定定于塔塔柱或或者其其他剛剛體上上，如如斜拉拉桁架架結(jié)構(gòu)構(gòu)和斜斜拉橋橋等斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系4、懸吊吊索系系結(jié)構(gòu)構(gòu)或斜斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)圖10.8北京曲曲棍球球館二、雜雜交交結(jié)構(gòu)構(gòu)及整整體張張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體體系4、懸吊吊索系系結(jié)構(gòu)構(gòu)或斜斜拉結(jié)結(jié)構(gòu)圖懸吊索索系結(jié)結(jié)構(gòu)二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系4、懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)悉尼會(huì)展中中心二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系4、懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)2）懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)懸吊索系結(jié)結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)對(duì)穩(wěn)定索施施加一定的的預(yù)應(yīng)力作作用，可以以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的整整體剛度。。若無(wú)穩(wěn)定定索或穩(wěn)定定索中無(wú)預(yù)預(yù)應(yīng)力作用用，當(dāng)懸掛掛質(zhì)量比較較小時(shí)整個(gè)個(gè)結(jié)構(gòu)體系系是不穩(wěn)定定的。在大大跨度懸吊吊索系結(jié)構(gòu)構(gòu)體系中，，這個(gè)問(wèn)題題變得尤為為突出，因因此，穩(wěn)定定索及其施施加的預(yù)應(yīng)應(yīng)力作用對(duì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)體系非常常重要。二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系4、懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)3）懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用常見(jiàn)的斜拉拉結(jié)構(gòu)有斜斜拉鋼梁（（拱）、斜斜拉懸挑桁桁架、斜拉拉網(wǎng)架（殼殼）等，可可用單桅桿桿或成對(duì)桅桅桿。1990年建成的國(guó)國(guó)家?jiàn)W體中中心游泳館館通過(guò)70米高的塔斜斜拉117米跨度的箱箱梁是斜拉拉結(jié)構(gòu)在我我國(guó)最早的的應(yīng)用。1993年建成的新新加坡港務(wù)務(wù)局(PSA)倉(cāng)庫(kù)斜拉網(wǎng)網(wǎng)架（120米×90米）是我國(guó)國(guó)成功建設(shè)設(shè)的項(xiàng)目。。近年來(lái)，，斜拉結(jié)構(gòu)構(gòu)有了較多多的應(yīng)用，，譬如，浙浙江黃龍?bào)w體育中心、、新疆體育育館、長(zhǎng)春春經(jīng)濟(jì)技術(shù)術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)體體育場(chǎng)等工工程均是典典型的應(yīng)用用形式。二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系4、懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)美國(guó)的Arecibo望遠(yuǎn)鏡的饋饋源支撐結(jié)結(jié)構(gòu)體系懸吊結(jié)構(gòu)-Arecito望遠(yuǎn)鏡二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系4、懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)4）懸吊索系系結(jié)構(gòu)或斜斜拉結(jié)構(gòu)的的問(wèn)題確定斜拉索索系中的預(yù)預(yù)應(yīng)力水平平是斜拉索索系結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵鍵問(wèn)題，主主要包括兩兩項(xiàng)內(nèi)容，，其一是確確定各拉索索之間預(yù)應(yīng)應(yīng)力水平的的比值，該該比值視結(jié)結(jié)構(gòu)形式不不同而不同同，主要考考慮結(jié)構(gòu)或或主要受力力單元的受受力平衡及及其合理性性。其二是是確定預(yù)應(yīng)應(yīng)力的幅值值，該值主主要由結(jié)構(gòu)構(gòu)的剛度要要求決定。。二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系1）車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)的概念5、車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)車(chē)輻結(jié)構(gòu)是是一種新穎穎的索拱雜雜交結(jié)構(gòu)，，在自行車(chē)車(chē)車(chē)輪中，，當(dāng)輪軸處處受到豎向向荷載作用用時(shí)，荷載載通過(guò)受拉拉輻條傳遞遞至輪箍，，輪箍便發(fā)發(fā)生變形，，如圖1和圖2所示。部分分輻條因縮縮短而卸載載，如圖中中虛線(xiàn)所示示；其余輻輻條受拉伸伸長(zhǎng)，如圖圖中實(shí)線(xiàn)所所示。線(xiàn)條條越粗表示示拉力越大大。受拉的的輻條抵抗抗輪箍的繼繼續(xù)變形，，提高了輪輪箍的剛度度，稱(chēng)為車(chē)車(chē)輻受力原原理。二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系1）車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)的概念5、車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)圖1、2車(chē)輻受力原原理示意圖圖二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系1）車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)的概念5、車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)將車(chē)輻受力力原理引入入到拱結(jié)構(gòu)構(gòu)中，即按按車(chē)輻式布布置拉索系系，形成一一種索－拱拱雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)，稱(chēng)為車(chē)車(chē)輻結(jié)構(gòu)，，如圖3所示。目前前，索－拱拱雜交結(jié)構(gòu)構(gòu)中研究和和應(yīng)用較多多的是斜拉拉索－拱結(jié)結(jié)構(gòu)。與純純拱結(jié)構(gòu)相相比，車(chē)輻輻結(jié)構(gòu)的剛剛度顯著提提高，穩(wěn)定定性明顯改改善，而且且拱腳的水水平推力變變得可以調(diào)調(diào)節(jié)。圖3車(chē)輻結(jié)構(gòu)二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系2）車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用5、車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)車(chē)輻結(jié)構(gòu)形形式早在20世紀(jì)五六十十年代在前前蘇聯(lián)作為為一種索拱拱體系提出出，但直到到1989年完成的漢漢堡歷史博博物館庭院院的玻璃屋屋頂(如圖4所示)中才得到應(yīng)應(yīng)用。二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系5、車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)圖4漢堡歷史博博物館二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系5、車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)圖倫敦航空眼眼（D=135m）二、雜交交結(jié)構(gòu)及整整體張拉結(jié)結(jié)構(gòu)體系3）車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)的問(wèn)題5、車(chē)輻結(jié)構(gòu)構(gòu)車(chē)輻結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)中一個(gè)個(gè)重要的問(wèn)問(wèn)題是其選選型問(wèn)題。。除了純拱拱設(shè)計(jì)中包包含的拱的的跨度、矢矢跨比、軸軸線(xiàn)形式和和截面形式式等，還包包括拉索的的數(shù)量、索索盤(pán)位置、、輻射形式式等。車(chē)輻結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)的核心心問(wèn)題是其其穩(wěn)定性的的計(jì)算，涉涉及到穩(wěn)定定承載力的的確定及剛剛度的控制制要求。通通過(guò)非線(xiàn)性性設(shè)計(jì)可以以很好的解解決這一問(wèn)問(wèn)題，關(guān)于于它們性能能研究和設(shè)設(shè)計(jì)理論，，可參見(jiàn)清清華大學(xué)的的研究成果果。三、鋼管結(jié)結(jié)構(gòu)1、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的概概念念近20年來(lái)來(lái)，，鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)外外得得到到了了迅迅猛猛發(fā)發(fā)展展，，在在現(xiàn)現(xiàn)代代工工業(yè)業(yè)廠(chǎng)廠(chǎng)房房、、倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)、、體體育育館館、、展展覽覽館館、、會(huì)會(huì)場(chǎng)場(chǎng)、、航航站站樓樓、、車(chē)車(chē)站站及及辦辦公公樓樓、、賓賓館館等等建建筑筑物物中中得得到到廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用。。由由于于它它的的良良好好性性能能，，在在國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)外外應(yīng)應(yīng)用用較較多多且且越越來(lái)來(lái)越越廣廣泛泛，，見(jiàn)見(jiàn)圖圖10.16至圖圖10.18。圖10.16廣州州新新白白云云機(jī)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)航航站站樓樓圖10.17南京京站站新新建建無(wú)無(wú)站站臺(tái)臺(tái)柱柱雨雨棚棚三、、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)1、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的概概念念廣州州市市新新中中軸軸線(xiàn)線(xiàn)電電視視塔塔日日本本大大阪阪機(jī)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)航航站站樓樓圖10.18鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)三、、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)1、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的概概念念目前前工工程程中中使使用用的的鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可按按截截面面形形狀狀、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式和和制制作作方方法法進(jìn)進(jìn)行行分分類(lèi)類(lèi)。。按截截面面形形式式，，鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可分分為為圓圓管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（（CHS）、、方方（（矩矩））形形管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（（RHS）和和其其他他形形狀狀三三類(lèi)類(lèi)。。由由于于在在外外表表和和受受力力性性能能方方面面的的優(yōu)優(yōu)越越性性，，圓圓管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和方方管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的應(yīng)應(yīng)用用最最廣廣。。按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式來(lái)來(lái)分分，，鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可分分為為網(wǎng)網(wǎng)架架（（網(wǎng)網(wǎng)殼殼））、、桁桁架架、、框框架架和和鋼鋼管管混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)四四種種。。鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式是是指指采采用用圓管管和方管管作構(gòu)構(gòu)件件，，管管與與管管之之間間通通過(guò)過(guò)相相貫貫焊焊接接連連接接的的形形式式。。按制制作作方方法法來(lái)來(lái)分分，，鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可分分為為熱熱軋軋鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、冷冷軋軋鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、焊焊接接鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)三三種種。。熱熱軋軋鋼鋼管管壁壁厚厚較較厚厚、、制制作作成成本本高高，，冷冷軋軋鋼鋼管管壁壁厚厚相相對(duì)對(duì)較較薄薄。。三、、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)2、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的特特點(diǎn)點(diǎn)一、、相相比比于于普普通通開(kāi)開(kāi)口口截截面面形形式式的的型型鋼鋼而而言言，，圓圓管管和和方方（（矩矩））形形截截面面具具有有表表面面平平整整、、無(wú)無(wú)死死角角和和外外表表面面積積小小等等特特點(diǎn)點(diǎn)，，這這樣樣有有利利于于節(jié)節(jié)省省防防腐腐和和防防火火涂涂料料，，便便于于除除塵塵。。二、、鋼鋼管管截截面面的的風(fēng)風(fēng)阻阻力力系系數(shù)數(shù)小小，，應(yīng)應(yīng)用用于于暴暴露露在在流流體體（（如如風(fēng)風(fēng)、、水水流流））中中時(shí)時(shí)有有著著顯顯著著的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。。三、、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的內(nèi)內(nèi)部部空空間間可可利利用用。。例例如如填填充充混混凝凝土土（（鋼鋼管管混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)）），，不不僅僅能能提提高高構(gòu)構(gòu)件件的的承承載載力力，，而而且且還還能能延延長(zhǎng)長(zhǎng)構(gòu)構(gòu)件件的的耐耐火火極極限限（（平平均均可可達(dá)達(dá)2小時(shí)時(shí)））；；管管內(nèi)內(nèi)注注水水，，可可利利用用內(nèi)內(nèi)部部水水循循環(huán)環(huán)進(jìn)進(jìn)行行防防火火。。四、、管管內(nèi)內(nèi)能能夠夠傳傳輸輸液液體體，，目目前前已已根根據(jù)據(jù)該該特特點(diǎn)點(diǎn)開(kāi)開(kāi)發(fā)發(fā)了了輸輸油油管管橋橋、、排排雨雨水水管管等等。。五、、管管內(nèi)內(nèi)還還可可以以放放預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力索索，，施施加加體體內(nèi)內(nèi)預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力三、、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)3、鋼鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的應(yīng)應(yīng)用用鋼管管結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中的的管管桁桁架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)以以它它獨(dú)獨(dú)特特的的優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)受受到到人人們們的的青青睞睞。。在在體體育育館館、、航航站站樓樓、、會(huì)會(huì)展展中中心心，，娛娛樂(lè)樂(lè)中中心心等等大大跨跨度度設(shè)設(shè)施施中中得得到到了了廣廣泛泛的的應(yīng)應(yīng)用用。。管桁架，是指指用圓桿件在在端部相互連連接而組成的的格子式結(jié)構(gòu)構(gòu)。管桁架，是指指用圓桿件在在端部相互連連接而組成的的格子式結(jié)構(gòu)構(gòu)。桁架是指由桿桿件在端部相相互連接而組組成的格子式式結(jié)構(gòu)，管桁桁架即是指結(jié)結(jié)構(gòu)中的桿件件均為圓管桿桿件。三、鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)3、鋼管結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用三明市體育場(chǎng)場(chǎng)館三、鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)4、鋼管結(jié)構(gòu)的的問(wèn)題管節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在在管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)中占有非常常重要的地位位，它包括管管節(jié)點(diǎn)局部應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變分析析、失效機(jī)制制研究、彈塑塑性分析、設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)研究究、作用荷載載和支管約束束的影響、疲疲勞壽命等非非常廣泛的課課題。管桁架的穩(wěn)定定性計(jì)算也是是管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)中的核心內(nèi)內(nèi)容，包括單單根構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定性計(jì)算和和整體結(jié)構(gòu)平平面外的穩(wěn)定定性計(jì)算，特特別對(duì)于大跨跨度的管桁架架結(jié)構(gòu)或管桁桁架拱形結(jié)構(gòu)構(gòu)，其平面外外整體穩(wěn)定性性的計(jì)算不可可忽視。四、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)構(gòu)1、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的的概念樹(shù)狀結(jié)構(gòu)是近近年來(lái)采用的的一種新結(jié)構(gòu)構(gòu)，它實(shí)際上上是一種多級(jí)級(jí)分枝的立柱柱支承結(jié)構(gòu)，，主桿和枝桿桿均可由梁?jiǎn)螁卧?，枝枝桿頂端與屋屋蓋結(jié)構(gòu)相連連，可減小屋屋蓋結(jié)構(gòu)的跨跨度、降低結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力。四、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)構(gòu)2、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)①結(jié)構(gòu)有規(guī)律律地分叉，由由一點(diǎn)或幾點(diǎn)點(diǎn)向空間伸展展，形狀恰似似樹(shù)枝；②構(gòu)件多采用用圓鋼管，具具有良好的空空間受力性能能；節(jié)點(diǎn)多采采用鑄鋼節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，具有較高高的強(qiáng)度；③枝叉頂端與與屋面結(jié)構(gòu)連連接，構(gòu)成整整體受力；④屋蓋多采用用輕型屋面體體系。四、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)構(gòu)3、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用新穎的仿植物物外形，使得得樹(shù)枝結(jié)構(gòu)被被應(yīng)用于航空空港、車(chē)站、、碼頭、展覽覽館、廠(chǎng)房等等結(jié)構(gòu)中。。四、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)構(gòu)3、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的的應(yīng)用四、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)構(gòu)4、樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的的問(wèn)題樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用先于其理理論研究的步步伐。雖然一一些在國(guó)外和和國(guó)內(nèi)有影響響的樹(shù)枝結(jié)構(gòu)構(gòu)已經(jīng)建成，，豐富了結(jié)構(gòu)構(gòu)類(lèi)型，給人人以美的享受受。但是作為為一個(gè)結(jié)構(gòu)體體系的研究還還不夠完善，，其最優(yōu)布置置形式、分叉叉形式、穩(wěn)定定性能、節(jié)點(diǎn)點(diǎn)性能都還沒(méi)沒(méi)有系統(tǒng)的研研究成果，清清華大學(xué)在這這方面的研究究工作有一定定的進(jìn)展。五、玻璃結(jié)構(gòu)構(gòu)及其支承體體系1、玻璃結(jié)構(gòu)的的概念按支承結(jié)構(gòu)分分類(lèi)：主體結(jié)構(gòu)點(diǎn)支支承玻璃幕墻墻、鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)點(diǎn)支承玻璃幕幕墻、索桿結(jié)結(jié)構(gòu)點(diǎn)支承玻玻璃幕墻、自自平衡索桁架架點(diǎn)支承玻璃璃幕墻、玻璃璃肋支承點(diǎn)支支承玻璃幕墻墻。按玻璃面板支支承形式分類(lèi)類(lèi)：四點(diǎn)支承、六六點(diǎn)支承、多多點(diǎn)支承、托托板支承、夾夾板支承。2、玻璃結(jié)構(gòu)的的分類(lèi)點(diǎn)式玻璃幕墻墻它的全稱(chēng)為為金屬支承結(jié)結(jié)構(gòu)點(diǎn)式玻璃璃幕墻。由玻玻璃面板、點(diǎn)點(diǎn)支承裝置和和支承結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)成的建筑玻玻璃幕墻。五、玻璃結(jié)構(gòu)構(gòu)及其支承體體系3、玻璃結(jié)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)支承體體系常用的結(jié)構(gòu)支支承體系可以以分為下面幾幾類(lèi)：①單桿構(gòu)件或或鋼桁架支承承體系；②索桁結(jié)構(gòu)支支撐體系；③拉索(桿)桁架支承體系系；④單索網(wǎng)格支支撐體系等。。其中，拉索(桿)結(jié)構(gòu)支承體系系在現(xiàn)在的點(diǎn)點(diǎn)支承玻璃幕幕墻中得到了了廣泛的應(yīng)用用。五、玻璃結(jié)構(gòu)構(gòu)及其支承體體系五、玻璃結(jié)構(gòu)構(gòu)及其支承體體系4、點(diǎn)支承玻璃璃幕墻特性①通透性好②靈活性好③安全性好④工藝感好⑤環(huán)保節(jié)能性性好六、拱形鋼結(jié)結(jié)構(gòu)1、拱形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的形式①實(shí)腹式截面拱拱形鋼結(jié)構(gòu)；；②腹板開(kāi)洞(孔)的實(shí)腹式截面面拱形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)；③管桁架式拱拱形鋼結(jié)構(gòu)。。鋼結(jié)構(gòu)拱由于于其自重輕，，特別在全跨跨荷載作用下下具有良好的的受力特性，，更適合于大大跨度結(jié)構(gòu)，，但在偏跨荷荷載作用下其其剛度較弱。。與鋼結(jié)構(gòu)直直構(gòu)件相比，，鋼結(jié)構(gòu)拱表表現(xiàn)出的穩(wěn)定定問(wèn)題十分突突出而且相當(dāng)當(dāng)復(fù)雜，常常常是拱結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)的控制因因素。2、拱形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的特性六、拱形鋼結(jié)結(jié)構(gòu)3、拱形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用圖10.25腹板開(kāi)洞的工工形截面10.26金昌機(jī)場(chǎng)航站站樓玻璃結(jié)構(gòu)在我我國(guó)大量興建建，建筑師為為了追求通透透的效果，愈愈來(lái)愈多地采采用了開(kāi)洞的的實(shí)腹式拱形形結(jié)構(gòu)或構(gòu)件件。六、拱形鋼結(jié)結(jié)構(gòu)3、拱形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用桁架拱形結(jié)構(gòu)構(gòu)廣泛地應(yīng)用用于大跨度結(jié)結(jié)構(gòu)中，如體體育館、會(huì)展展中心、航站站樓等。圖桁架拱結(jié)構(gòu)六、拱形鋼結(jié)結(jié)構(gòu)4、拱形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的問(wèn)題拱形鋼結(jié)構(gòu)都都存在平面內(nèi)內(nèi)極值點(diǎn)失穩(wěn)穩(wěn)、平面內(nèi)二二次分岔失穩(wěn)穩(wěn)及平面外失失穩(wěn)三種可能能性，它們構(gòu)構(gòu)成了拱形鋼鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性性計(jì)算和設(shè)計(jì)計(jì)理論的核心心內(nèi)容。但是是，由于拱形形結(jié)構(gòu)的軸線(xiàn)線(xiàn)呈曲線(xiàn)變化化，其失穩(wěn)模模式呈多樣性性和不確定性性，給其穩(wěn)定定問(wèn)題的計(jì)算算帶來(lái)了一定定的難度，致致使人們對(duì)拱拱形鋼結(jié)構(gòu)在在大撓度彈塑塑性范圍內(nèi)的的失穩(wěn)機(jī)理及及穩(wěn)定極限承承載力的研究究工作大大滯滯后，至今沒(méi)沒(méi)有形成成熟熟且完整的穩(wěn)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)理理論和計(jì)算方方法；在拱結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，，設(shè)計(jì)人員更更多的是驗(yàn)算算拱形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的強(qiáng)度和剛剛度，忽略了了拱形結(jié)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定性的計(jì)算算，即使進(jìn)行行面內(nèi)穩(wěn)定性性計(jì)算，也往往往是在線(xiàn)彈彈性范圍內(nèi)，，很難考慮材材料的彈塑性性及初試缺陷陷的影響；平平面外的穩(wěn)定定性更是沒(méi)有有合理的計(jì)算算和評(píng)價(jià)方法法。七、高層鋼鋼結(jié)構(gòu)新型抗抗側(cè)力體系——鋼板剪力墻1、鋼板剪力墻墻的概念鋼板剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)指在鋼框框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)礎(chǔ)上為提高結(jié)結(jié)構(gòu)剛度及抗抗震性能而在在部分框架梁梁柱間內(nèi)填鋼鋼板的結(jié)構(gòu)。。鋼板墻的組成成示意圖七、高層鋼鋼結(jié)構(gòu)新型抗抗側(cè)力體系——鋼板剪力墻1、鋼板剪力墻墻的概念加拿大鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范CSAS16-01定義：鋼板剪力墻是是一種有橫向向加勁的墻板板，用以在結(jié)結(jié)構(gòu)中抵抗側(cè)側(cè)力。柱子作作為墻板的翼翼緣構(gòu)件，框框架梁作為墻墻板的橫向加加勁。薄鋼板板與其周?chē)牡牧褐诟鲗訉舆B接構(gòu)成內(nèi)內(nèi)填板構(gòu)件。。內(nèi)填板周邊邊約束梁柱分分別簡(jiǎn)稱(chēng)為周周邊柱、周邊邊梁，非內(nèi)填填板約束構(gòu)件件稱(chēng)為框架梁梁、框架柱。。七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻2、鋼板板剪力力墻的的分類(lèi)類(lèi)（1）無(wú)加加勁鋼鋼板剪剪力墻墻；（2）加勁勁板鋼鋼板剪剪力墻墻；（3）開(kāi)縫縫鋼板板剪力力墻；；（4）鋼板板-混凝土土組合合剪力力墻。。a)無(wú)加勁勁鋼板板剪力力墻b)加勁鋼鋼板剪剪力墻墻七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻2、鋼板板剪力力墻的的分類(lèi)類(lèi)c)帶縫鋼鋼板剪剪力墻墻d)組合鋼鋼板剪剪力墻墻圖1.1鋼板剪剪力墻墻分類(lèi)類(lèi)七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻2、鋼板板剪力力墻的的分類(lèi)類(lèi)圖1.2無(wú)加勁勁鋼板板剪力力墻七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻3、鋼板板剪力力墻的的特點(diǎn)點(diǎn)①抗震震性能能良好好②結(jié)構(gòu)構(gòu)自重重輕③施工工速度度快④鋼板板墻體體無(wú)需需布滿(mǎn)滿(mǎn)整個(gè)個(gè)梁跨跨，這這樣可可以非非常方方便地地在需需要的的地方方開(kāi)門(mén)門(mén)、窗窗洞口口置在在門(mén)窗窗洞之之間，，克服服一般般斜撐撐對(duì)門(mén)門(mén)窗洞洞產(chǎn)生生的遮遮擋。。⑤本身身厚度度小，，即使使加上上防火火、保保溫涂涂層，，其體體積也也遠(yuǎn)小小于鋼鋼筋混混凝土土墻體體，占占用建建筑面面積小小七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻4、鋼板板剪力力墻在在國(guó)內(nèi)內(nèi)外工工程應(yīng)應(yīng)用及及在地地震中中的表表現(xiàn)鋼板墻墻已成成為一一種非非常具具有發(fā)發(fā)展前前景的的高層層抗側(cè)側(cè)力體體系，，尤其其適用用于高高烈度度地震震區(qū)建建筑。。1970年建于于日本本京都都的NIPPONSTEELBUILDING是世界界第一一棟鋼鋼板剪剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑筑。近年來(lái)來(lái)在國(guó)國(guó)內(nèi)也也得到到了諸諸多研研究者者的關(guān)關(guān)注，，并在在北京京國(guó)貿(mào)貿(mào)大廈廈三期期工程程，天天津市市津塔塔工程程等大大型項(xiàng)項(xiàng)目中中得到到了應(yīng)應(yīng)用，，有著著獨(dú)特特優(yōu)勢(shì)勢(shì)并有有良好好發(fā)展展前景景。七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻4、鋼板板剪力力墻在在國(guó)內(nèi)內(nèi)外工工程應(yīng)應(yīng)用及及在地地震中中的表表現(xiàn)圖1.3北京國(guó)國(guó)貿(mào)三三期工工程施施工及及鋼板板剪力力墻布布置[2]七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻4、鋼板板剪力力墻在在國(guó)內(nèi)內(nèi)外工工程應(yīng)應(yīng)用及及在地地震中中的表表現(xiàn)圖1.4天津津津塔大大廈效效果圖圖及分分析模模型（（ABAQUS/EXPLICIT）七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻應(yīng)用鋼鋼板剪剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)的部部分建建筑名稱(chēng)層數(shù)完工日期建設(shè)地點(diǎn)備注Nippon201970日本京都

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北京國(guó)貿(mào)大廈三期742007中國(guó)北京

津塔大廈75在建中國(guó)天津

七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻4、鋼板板剪力力墻在在國(guó)內(nèi)內(nèi)外工工程應(yīng)應(yīng)用及及在地地震中中的表表現(xiàn)圖10.30為在建建的位位于洛洛杉磯磯51層高的的建筑筑。該該建筑筑采用用鋼板板墻作作為主主要抗抗側(cè)力力體系系。我國(guó)44層的上上海新新錦江江飯店店核心心筒也也采用用了鋼鋼板墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)，其其鋼板板厚為為100mm。七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻4、鋼板板剪力力墻在在國(guó)內(nèi)內(nèi)外工工程應(yīng)應(yīng)用及及在地地震中中的表表現(xiàn)采用鋼鋼板墻墻的建建筑已已經(jīng)歷歷過(guò)實(shí)實(shí)際的的地震震考驗(yàn)驗(yàn)并且且有著著良好好的表表現(xiàn)。。最為成成功的的一例例是神神戶(hù)的的一幢幢35層129.4m高的大大樓(KobeCityHall，圖10.31后圖)，該樓樓于1988年建成成，經(jīng)經(jīng)受了了1995年阪神神大地地震。。七、高高層層鋼結(jié)結(jié)構(gòu)新新型抗抗側(cè)力力體系系——鋼板剪剪力墻墻5、鋼板板剪力力墻的的問(wèn)題題鋼板剪剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)雖然然已經(jīng)經(jīng)很多多投入入工程程應(yīng)用用，但但其結(jié)結(jié)構(gòu)的的整體體抗震震性能能卻由由于問(wèn)問(wèn)題的的復(fù)雜雜性和和分析析的困困難性性，基基本沒(méi)沒(méi)有得得到系系統(tǒng)研研究。。雖然然研究究者們們對(duì)鋼鋼板剪剪力墻墻構(gòu)件件的抗抗震性性能及及其影影響因因素研研究的的較為為成熟熟全面面，但但對(duì)整整體結(jié)結(jié)構(gòu)的的動(dòng)力力特性性及其其在地地震作作用下下的受受力與與變形形特征征、水水平地地震剪剪力分分配特特征、、結(jié)構(gòu)構(gòu)耗能能機(jī)理理的認(rèn)認(rèn)識(shí)基基本上上還處處于空空白狀狀態(tài)，，需要要進(jìn)行行系統(tǒng)統(tǒng)研究究與總總結(jié)。。八、防防屈曲曲耗能能支撐撐1、防屈屈曲耗耗能支支撐的的概念念為解決普普通支撐撐受壓屈屈曲以及及滯回性性能差的的問(wèn)題，，在支撐撐外部套套管，抑抑制支撐撐的受壓壓屈曲，，構(gòu)成防防屈曲耗耗能支撐撐防屈曲耗耗能支撐撐的構(gòu)成成八、防屈屈曲耗能能支撐2、防屈曲曲耗能支支撐的構(gòu)構(gòu)造防屈曲耗耗能支撐撐在構(gòu)造造上由核核心單元元和外圍圍約束單單元兩個(gè)個(gè)基本部部件組成成，二者者之間由由無(wú)粘結(jié)結(jié)涂層隔隔開(kāi)，如如圖10.32所示。核核心單元元有一字字板形、、十字板板形、丁丁字形以以及矩形形等多種種形式，，他們通通常采用用低屈服服點(diǎn)鋼材材(如日本采采用LYl00和LY225)，以保證內(nèi)內(nèi)核在塑塑性范圍圍內(nèi)有足足夠的延延性及變變形能力力；外圍圍約束單單元由矩矩形或圓圓形鋼管管及內(nèi)填填的細(xì)石石混凝土土組成；；二者組組合可構(gòu)構(gòu)成多種種不同的的截面形形式，圖圖10.33給出了其其中的幾幾種。八、防屈屈曲耗能能支撐2、防屈曲曲耗能支支撐的構(gòu)構(gòu)造八、防屈屈曲耗能能支撐3、防屈曲曲耗能支支撐的受受力機(jī)理理軸向拉力力和壓力力僅由核核心單元元承受．．為避免免核心單單元軸壓壓時(shí)發(fā)生生屈曲，，利用外外圍約束束單元提提供側(cè)向向約束；；為了確確保外圍圍單元不不傳遞軸軸向荷載載且又保保持有效效約束，，需要在在核心單單元與約約束單元元間設(shè)置置隔絕層層。內(nèi)核核單元僅僅與框架架梁連接接，從而而保證壓壓力和拉拉力只由由內(nèi)核單單元承受受。八、防屈屈曲耗能能支撐4、防屈曲曲耗能支支撐的應(yīng)應(yīng)用防屈曲耗耗能支撐撐在日本本和美國(guó)國(guó)有廣泛泛的應(yīng)用用市場(chǎng)，，可以應(yīng)應(yīng)用在已已建結(jié)構(gòu)構(gòu)及新建建結(jié)構(gòu)中中，圖10.34是防屈曲曲耗能支支撐在日日本某工工程中的的應(yīng)用。。八、防屈屈曲耗能能支撐4、防屈曲曲耗能支支撐的應(yīng)應(yīng)用1994年北嶺地地震后，，美國(guó)開(kāi)開(kāi)始對(duì)防防屈曲耗耗能支撐撐體系進(jìn)進(jìn)行研究究，到目目前為止止，已經(jīng)經(jīng)建成或或正在建建造的使使用此支支撐的結(jié)結(jié)構(gòu)達(dá)30余棟。目目前美國(guó)國(guó)大多數(shù)數(shù)使用防防屈曲耗耗能支撐撐的建筑筑物都在在美國(guó)西西部（加加州最多多）。大陸地區(qū)區(qū)正在建建設(shè)的北北京威盛盛大廈和和北京銀銀泰中心心大廈也也開(kāi)始使使用了防防屈曲耗耗能支撐撐，并進(jìn)進(jìn)行了相相關(guān)的抽抽樣檢測(cè)測(cè)和試驗(yàn)驗(yàn)研究，，西部機(jī)機(jī)電科技技商務(wù)中中心鋼結(jié)結(jié)構(gòu)工程程采用日日本新日日鐵株式式會(huì)社的的無(wú)粘結(jié)結(jié)支撐，，并進(jìn)行行了彈塑塑性地震震時(shí)程響響應(yīng)分析析。八、防屈屈曲耗能能支撐4、防屈曲曲耗能支支撐的應(yīng)應(yīng)用圖9銀泰中心心建筑北北立面圖圖圖圖10銀泰中心心防屈曲曲支撐的的安裝九、新型型構(gòu)件及及鑄鋼節(jié)節(jié)點(diǎn)1、梭形格格構(gòu)式受受壓構(gòu)件件1）梭形格格構(gòu)式受受壓構(gòu)件件的概念念格構(gòu)柱：：屬于壓彎彎構(gòu)件，，多用于于廠(chǎng)房框框架柱和和獨(dú)立柱柱，優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在于很很好的節(jié)節(jié)約材料料；截面面一般為為型鋼或或鋼板設(shè)設(shè)計(jì)成雙雙軸對(duì)稱(chēng)稱(chēng)或單軸軸對(duì)稱(chēng)的的截面。。格構(gòu)體體系構(gòu)件件由肢件件和綴材材組成。。格構(gòu)柱柱可能是是主要的的應(yīng)用形形式，有有綴條柱柱和綴板板柱。格格構(gòu)柱的的主要思思想是：：將材料料面積向向距離慣慣性軸遠(yuǎn)遠(yuǎn)的地方方布置，，能保證證相同軸軸向抗力力條件下下增強(qiáng)構(gòu)構(gòu)件抗彎彎性能，，并且節(jié)節(jié)省材料料。九、新型型構(gòu)件及及鑄鋼節(jié)節(jié)點(diǎn)1、梭形格格構(gòu)式受受壓構(gòu)件件2）梭形格格構(gòu)式受受壓構(gòu)件件的形式式梭形柱主主要作為為受壓承承重構(gòu)件件，可分分為實(shí)腹腹式梭形形構(gòu)件和和格構(gòu)式式梭形構(gòu)構(gòu)件；實(shí)實(shí)腹式梭梭形構(gòu)件件以圓鋼鋼管、方方形鋼管管和十字字形居多多，格構(gòu)構(gòu)式梭形形構(gòu)件大大多由圓圓鋼管組組成，有有兩肢、、三肢及及多肢梭梭形格構(gòu)構(gòu)柱；梭梭形柱建建筑造型型新穎，，穩(wěn)定性性承載力力高，是是建筑與與結(jié)構(gòu)的的完美結(jié)結(jié)合；但但是，梭梭形柱制制作工藝藝較復(fù)雜雜，加工工費(fèi)用高高。九、新型型構(gòu)件及及鑄鋼節(jié)節(jié)點(diǎn)1、梭形格格構(gòu)式受受壓構(gòu)件件3）梭形格格構(gòu)式受受壓構(gòu)件件的應(yīng)用用梭形格構(gòu)構(gòu)管柱構(gòu)構(gòu)件作為為近年來(lái)來(lái)出現(xiàn)的的一種新新型的受受力構(gòu)件件形式，，在實(shí)際際工程中中的應(yīng)用用日趨廣廣泛，如如英國(guó)千千年穹頂頂?shù)陌斯芄芩笮胃窀駱?gòu)柱