大跨空間鋼結(jié)構(gòu)三

ModernSpatialStructures大跨空間鋼結(jié)構(gòu)一、鋼結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用二、空間鋼結(jié)構(gòu)的概念三、現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)的型式和應(yīng)用

1網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)架和網(wǎng)殼（SpatialGridStructures）2張拉整體結(jié)構(gòu)（TensegrityStructures）3膜結(jié)構(gòu)（MembraneStructures）4開合結(jié)構(gòu)（RetractableStructures）5折疊結(jié)構(gòu)（DeployableStructures）6玻璃結(jié)構(gòu)（GlassifiedStructures）7其他的結(jié)構(gòu)型式（OthertypesofStructures）輕質(zhì)——材料的質(zhì)量密度與強度的比值小Q235鋼C30混凝土另外：航天材料、軍事材料等（1）輕質(zhì)高強Q235鋼

密度：7850kg/m3強度：235N/mm2

C30混凝土

密度：2450kg/m3強度：14.3N/mm2

一.鋼結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用1.鋼結(jié)構(gòu)的特點（2）塑性、韌性好塑性和韌性是概念上完全不同的兩個物理量塑性——承受靜力荷載時，材料吸收變形能的能力。塑性好，會使結(jié)構(gòu)一般情況下不會由于偶然超載而突然斷裂，給人以安全保證

韌性——承受動力荷載時，材料吸收能量的多少。韌性好，說明材料具有良好的動力工作性能。（3）材質(zhì)均勻，性能穩(wěn)定，符合力學(xué)假定（4）制作簡便，施工工期短（5）密閉性好，具有可焊性：容器、管道、閘門（6）耐腐蝕性差：防腐防銹措施（7）耐熱不耐火100℃以內(nèi)，強度無影響150℃以上，必須進行遮擋處理600℃左右，鋼材進入塑性，無承載能力措施：防火涂料、防火漆、外包混凝土（8）低溫冷脆鋼結(jié)構(gòu)在低溫和其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂，這應(yīng)引起設(shè)計者的特別注意。1.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍（1）重：重工業(yè)廠房（2）大：大跨度結(jié)構(gòu)（3）高：高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)（4）動：受動荷載作用的結(jié)構(gòu)（5）輕：荷載較小的輕鋼結(jié)構(gòu)（6）拆：可拆裝的結(jié)構(gòu)二、空間結(jié)構(gòu)的概念1、空間結(jié)構(gòu)的概念空間結(jié)構(gòu)：凡是建筑結(jié)構(gòu)的形體成三維空間狀并具有三維受力特性、呈立體工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)稱為空間結(jié)構(gòu)。

與平面結(jié)構(gòu)的區(qū)別

2、空間結(jié)構(gòu)的歷史與發(fā)展

自然界起源：如蛋殼、肥皂泡、蜘蛛網(wǎng)、蜂窩等空間結(jié)構(gòu)的建筑美觀性空間結(jié)構(gòu)的材料空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平已成為一個國家建筑技術(shù)水平的標(biāo)志3、空間結(jié)構(gòu)的分類(1)剛性空間結(jié)構(gòu)：薄壁空間結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)和殼結(jié)構(gòu)等。(2)柔性空間結(jié)構(gòu):懸索結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、張拉整體結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)等。(3)雜交空間結(jié)構(gòu):拉索預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)架（網(wǎng)殼）結(jié)構(gòu)、斜拉空間網(wǎng)架（網(wǎng)殼）結(jié)構(gòu)、索——桁結(jié)構(gòu)和懸索空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等。1、空間結(jié)構(gòu)的基本特征

三、空間結(jié)構(gòu)技術(shù)與應(yīng)用（1）空間結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)前的空間結(jié)構(gòu)型式，許多是繼承了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，比如：懸索結(jié)構(gòu)——公元前200多年，漢朝，鐵鏈懸橋；膜結(jié)構(gòu)——古時的牧民和軍隊使用的牛皮或布等制作的帳篷；開合結(jié)構(gòu)——公元82年的古羅馬大劇場就有雛形；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)——1893年就已建造，之后得到發(fā)展；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)——從1944年已經(jīng)開始發(fā)展；（2）建筑與結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一空間鋼結(jié)構(gòu)是建筑與結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，是建筑與結(jié)構(gòu)協(xié)同發(fā)展的典型——空間結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)學(xué)。幾個例子。濟州體育場首都機場擴建工程

國家體育場

國家體育場總占地面積21公頃，建筑面積

258,000m2。平面為橢圓形,長軸340m,短軸292m。屋蓋中間設(shè)185.3mX127.5m開口?！傍B巢”鋼結(jié)構(gòu)總重4.2萬噸。水立方游泳館新建南通體育館

南通體育場國內(nèi)第一個大型體育場的開閉頂工程。它結(jié)構(gòu)新穎，造型獨特。鋼結(jié)構(gòu)部分由主拱桁架、副拱桁架、斜拱及內(nèi)環(huán)拱組成，屋蓋部分還有固定網(wǎng)殼和活動網(wǎng)殼。其中主拱桁架最大跨度262，矢高55.4m，結(jié)構(gòu)形式非常復(fù)雜，安裝難度國內(nèi)罕見。

（3）結(jié)構(gòu)型式豐富多樣，適應(yīng)各種跨度，結(jié)構(gòu)的效率高，自重輕（4）制作與安裝技術(shù)先進、工藝簡單日本：川口衛(wèi)攀達穹頂（PandaDome）攀達穹頂體系施工工程2、現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)的幾種形式和應(yīng)用

2.1空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)螺栓球節(jié)點焊接球遭節(jié)點螺栓球網(wǎng)渠架桿件(1)族網(wǎng)架盞結(jié)構(gòu)（串平板網(wǎng)污格結(jié)構(gòu)舟）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)詳是一種空澆間桿系結(jié)轉(zhuǎn)構(gòu)，受力棕桿件通過殺結(jié)點有機援的結(jié)合起貌來。結(jié)點一般怨設(shè)計成鉸訪接，桿件守主要承受點軸力作用叢。由于結(jié)老構(gòu)組合退有規(guī)律知，大量考的桿和視結(jié)點的五形狀、榴尺寸相夕同，便羊于工廠查化生產(chǎn)歷，便于兼工地安撓裝。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)啟一般是高同次超靜定右結(jié)構(gòu)，具喜有較高的拴安全儲備冰，能較好逼的承受集叉中荷載、但動力荷載嘉和非對稱齡荷載，抗債震性能好遠。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)掘能適應(yīng)不親同跨度、遠不同支撐蓬條件的公害共建筑和墾工廠廠房瘋的要求，波也能適應(yīng)認不同建筑命平面及其耐組合。大型公共解建筑、工串業(yè)廠房、粘大型機庫扒、特種結(jié)未構(gòu)、裝飾戰(zhàn)網(wǎng)架、擴賣建增層等鈔不同領(lǐng)域鑒。198占1年5月我國頒茄布了《網(wǎng)架結(jié)凡構(gòu)設(shè)計纏與施工踏規(guī)定》（JGJ7?！?0）。網(wǎng)架結(jié)果構(gòu)工程新應(yīng)用：善大型廠痛房體育設(shè)旗施公路收廟費站首都機場匹亞洲最大睛A380遭機庫凈跨3儉50.祥8米，梯進深1尚10米傲，下弦月高度3謝0米，倆可同時壤容納6毫架以空博客A3續(xù)80和言波音7抱47為劈燕代表的糞寬體客門機及4柳架以波那音73存7為代摔表的窄擱體客機柄，是目賢前全球拘不多的袍能夠容惱納空客鴿A38陜0的機罵庫之一焦，也是目前亞洲笨最大的飛蘭機維修庫跡。(2)辛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)碰（曲面網(wǎng)蓮格結(jié)構(gòu)）網(wǎng)殼結(jié)油構(gòu)是一桂種空間附桿系結(jié)燃構(gòu)，受尚力桿件晴通過結(jié)舞點有機友的結(jié)合漸起來。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)凍則是主要振承受薄膜其內(nèi)力的殼變體，主要環(huán)以其合理錘的形體來楊抵抗外荷拾載的作用依。網(wǎng)殼結(jié)閃構(gòu)一般嘗是高次液超靜定翅結(jié)構(gòu)，殊具有較洲高的安守全儲備燭，能較樹好的承房誠受集中耀荷載、壓動力荷順載和非像對稱荷組載，抗跳震性能叢好。同等條件衫特別是大菌跨度條件雖下，網(wǎng)殼曲要比網(wǎng)架毀節(jié)省不少許鋼材。網(wǎng)殼結(jié)筒構(gòu)外形山美觀，死富于表富現(xiàn)，充屠滿變化柳，改善吵、豐富累了人們最的居住眠環(huán)境。200逃3年我找國頒布南了《碼網(wǎng)殼結(jié)柴構(gòu)技術(shù)蚊規(guī)程》推（JG碼J61阻-20再03）毫?？臻g結(jié)構(gòu)天津體煮育中心棄體育館1989傻年中原見化肥廠散每裝庫1995牲年黑龍尼江速滑館國家大劇祝院位于北金京人民釀大會堂私西側(cè)，充西長安祥街以南怨，總占寄地面積灶近12假公頃，隸總建筑應(yīng)面積近拔15萬瘋平方米相，總投陸資30晝億元。該工程外玻部圍護結(jié)艘構(gòu)為鋼結(jié)柔構(gòu)網(wǎng)殼，政是半橢圓倚球形，東銳西長軸2坦12.2猜m，南北毅短軸14危3.64糠m，總高幼度46.口285。某干煤并棚工程21m短裹程線網(wǎng)殼巨蛋網(wǎng)歪殼結(jié)構(gòu)咽.

鎮(zhèn)遞江巨蛋福又稱“貞神州第濟一蛋”嫩，是高酸48米掠、直徑唉38米撇、斜度窩23.裝5度的頑巨型不巧銹鋼網(wǎng)怒殼結(jié)構(gòu)撇。2.2聽?wèi)宜骶Y(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)強利用鋼材雙良好的受陪拉性能，謀用高強鋼絕絲做拉索畝，加上高叼強的邊緣更構(gòu)件以及裝下部的支扮承構(gòu)件，殖使得結(jié)構(gòu)瞇自重極大尿的減小，酸而跨度大違大地增加柔，除了穩(wěn)浴定性較差暖外，是比娘較理想的糾大跨屋蓋膏形式。對貧于建筑而匪言，由于抗拉索顯示躬出柔韌的化狀態(tài)，使霞得結(jié)構(gòu)形磨式輕巧且籃富有動感凡，也充分彩顯示了結(jié)劃構(gòu)的特征懷和結(jié)構(gòu)的耗美學(xué)。屋蓋用懸花索結(jié)構(gòu)的蘋冰球館懸索結(jié)構(gòu)即屋面覆蓋釀的世博會直展廳2.3素張拉整體出結(jié)構(gòu)(t打ense揉grit階y)概念是茶由美國艱著名建蠟筑師富蝕勒（R失.B圓.F天ull確er）忙提出來情的，它趣是“張稈拉”（杰Ten雙sil博e）和題“整體殊”（I求nte嚇gri夸ty）接的縮合藥。這一概念跨的產(chǎn)生受展到大自然躁的啟發(fā)。缺富勒認為共宇宙的運絨行是按照癢張拉整體廣的原理進病行，即萬延有引力是掏一平衡的念張力網(wǎng)，秒而各個星霉球是這張收網(wǎng)中的一椅個個孤立淹的點。按照這潮個思想鞠，張拉笑整體結(jié)淺構(gòu)可定倚義為一嗚組不連汽續(xù)的受邁壓構(gòu)件壞與一套腎連續(xù)的診受拉單鳳元組成模的自支召撐、自扯應(yīng)力的確空間網(wǎng)卻格結(jié)構(gòu)冰。由于張拉的整體結(jié)構(gòu)俯固有的符國合自然規(guī)扔律的特點拿，最大限宏度地利用蒙了材料和寶截面的特被性，因此刻可以用盡慕量少的鋼茫材建造超爪大跨度的事建筑。2.4剛膜結(jié)元構(gòu)（Me既mbr嘩ane沾St材ruc劣tur共e）膜結(jié)構(gòu)司是20辟世紀中識期發(fā)展掠起來的史一種新盼型建筑登結(jié)構(gòu)形甘式，是陜由多種捆高強薄隙膜材料長及加強景構(gòu)件（芳鋼架、桑鋼柱或坡鋼索）腔通過一祖定方式誼使其內(nèi)室部產(chǎn)生植一定的害預(yù)張應(yīng)翠力以形烤成一種國作為覆鹿蓋結(jié)構(gòu)券的空間模形狀，爹并能承旨受一定盾的外荷伐載作用擦的一種訓(xùn)空間結(jié)挎構(gòu)型式損。膜結(jié)構(gòu)口可分為滋兩大類束：張拉膜結(jié)光構(gòu)充氣膜結(jié)做構(gòu)青島音呈樂廣場陶的膜結(jié)徹構(gòu)英國倫敦奪千年穹頂丈（D=3孫20m）日本北九鐘州穴生穹疤頂日本北隔九州穴汪生穹頂上海體煤育場威海體育吉場張拉膜錄結(jié)構(gòu)的殖展示空鑒間2.5銳開合顧結(jié)構(gòu)(Ret兆ract燈able邀Str疾uctu敵re)開合結(jié)構(gòu)渡的出現(xiàn)與英人類體育墾事業(yè)的發(fā)擋展密切相閘關(guān)，是當(dāng)學(xué)代人類物缺質(zhì)文化生魔活水平發(fā)硬展到相當(dāng)它程度、人跡們對體育釣比賽場館月功能要求鍋日益完美掀的結(jié)果。古代的奧聲運會就是工在天然草厲坪上、在擊陽光照射沾與微風(fēng)吹汪拂中召開峰的。人們還是嬸憧憬大自厘然的天空術(shù)、大自然躲的陽光、戀大自然的餡風(fēng)。如果宰條件允許就，敞開式節(jié)體育場是盛受觀眾和竄運動員歡士迎的。因窩此，開合梨式屋蓋結(jié)蜓構(gòu)應(yīng)運而霧生。目前，桂開合屋桌蓋結(jié)構(gòu)寺不僅僅束應(yīng)用于竭體育場劣館，而姻且廣泛眾應(yīng)用于燈飛機庫屆、商場評、廠房樣以及需分要晾曬烈的倉儲宅建筑。開合結(jié)構(gòu)唉的開合方香式：水平移央動、重屑疊方式鴨、折疊怒方式混合方壩式日本宮崎縱市的海洋志穹頂（O序cean院Dom納e）豐田體育舅場札幌穹吐頂日本大分員體育館2.6澡折疊窯結(jié)構(gòu)（De暮plo虎yab虧le習(xí)Str陸uct渡ure肆）折疊結(jié)構(gòu)懇是一種用票時展開，稠不用時可爽折疊收起效的結(jié)構(gòu)。從這個石意義上命說，有蠻著悠久循的歷史慮，廣為畜人們所促熟悉的首雨傘或潤遮陽傘狡就是一掩種折疊儲結(jié)構(gòu)。這表明豆折疊結(jié)站構(gòu)的思員想自古遍有之，跳但折疊溝結(jié)構(gòu)用訂于建筑師領(lǐng)域并豈形成相凳應(yīng)的設(shè)蹈計計算體理論卻風(fēng)是近幾那十年的家事。196協(xié)1年西電班牙建丙筑師P逢.P皆ine擦ro展肅出了他匙的作品安——一索個可折邁疊移動瞇的小劇榆院。優(yōu)點：一劫般可以重氏復(fù)使用，孕且折疊后訪體積很小孟，便于運象輸及儲存凱，與永久專性建筑物鋒相比，不反僅在施工旱上省時省架力，而且轎可避免不沙必