大跨空間鋼結(jié)構(gòu)

ModernSpatialStructures大跨空間鋼結(jié)構(gòu)第一章現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)概論一、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(qiáng)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(qiáng)Q235鋼

密度：7850kg/m3強(qiáng)度：235N/mm2

C30混凝土

密度：2450kg/m3強(qiáng)度：14.3N/mm2

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

韌性——承受動(dòng)力荷載時(shí)，材料吸收能量的多少。韌性好，說明材料具有良好的動(dòng)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(jiǎn)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(qiáng)度無影響150℃以上，必須進(jìn)行遮擋處理600℃左右，鋼材進(jìn)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(jì)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(dòng)：受動(dòng)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(gè)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(shí)的牧民和軍隊(duì)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(chǎng)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(gè)例子。濟(jì)州體育場(chǎng)首都機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程

國家體育場(chǎng)

國家體育場(chǎng)總占地面積21公頃，建筑面積

258,000m2。平面為橢圓形,長(zhǎng)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(chǎng)國內(nèi)第一個(gè)大型體育場(chǎng)的開閉頂工程。它結(jié)構(gòu)新穎，造型獨(dú)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(dòng)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(jìn)、工藝簡(jiǎn)單日本：川口衛(wèi)攀達(dá)穹頂（PandaDome）攀達(dá)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)螺栓處球節(jié)掀點(diǎn)焊接好球節(jié)尚點(diǎn)螺栓備球網(wǎng)把架桿菠件(1括)晶網(wǎng)架雕結(jié)構(gòu)臭（平刃板網(wǎng)炸格結(jié)密構(gòu)）網(wǎng)架卵結(jié)構(gòu)賢是一兩種空烈間桿鵝系結(jié)猾構(gòu)，件受力倡桿件斷通過囑結(jié)點(diǎn)瞧有機(jī)兔的結(jié)戰(zhàn)合起冬來。結(jié)點(diǎn)辣一般翠設(shè)計(jì)常成鉸海接，奶桿件屑主要超承受憲軸力役作用購。由于籌結(jié)構(gòu)寬組合飼有規(guī)港律，盯大量捧的桿萍和結(jié)鞭點(diǎn)的蒼形狀監(jiān)、尺屯寸相謊同，姻便于惕工廠農(nóng)化生潑產(chǎn)，洋便于溫工地方安裝敘。網(wǎng)架竿結(jié)構(gòu)帆一般盾是高個(gè)次超確靜定攪結(jié)構(gòu)撓，具在有較估高的飾安全柴儲(chǔ)備擁，能丈較好迅的承何受集臘中荷肅載、序動(dòng)力級(jí)荷載版和非鋼對(duì)稱初荷載線，抗翁震性讓能好氣。網(wǎng)架脾結(jié)構(gòu)汪能適宴應(yīng)不扎同跨津度、確不同往支撐腰條件掛的公姥共建傍筑和轎工廠頌廠房紹的要摘求，玻也能犁適應(yīng)叉不同咱建筑挽平面滋及其斤組合。大型甚公共勤建筑患、工擇業(yè)廠硬房、松大型伏機(jī)庫托、特悅種結(jié)噴構(gòu)、抽裝飾途網(wǎng)架來、擴(kuò)藝建增趣層等拳不同適領(lǐng)域洲。19內(nèi)81年5月我裙國頒煌布了《網(wǎng)架溉結(jié)構(gòu)額設(shè)計(jì)典與施具工規(guī)筐定》（JG尿J7階—8冰0）。網(wǎng)架久結(jié)構(gòu)諸工程階應(yīng)用稠：大部型廠醉房體育憲設(shè)施公路朋收費(fèi)搶站首都司機(jī)場(chǎng)湖亞洲撤最大報(bào)A3通80百機(jī)庫凈跨奧35貴0.呆8米消，進(jìn)滿深1時(shí)10潔米，暈下弦陳高度步30及米，痰可同耳時(shí)容悟納6具架以孫空客搏A3縫80套和波賣音7頃47魂為代永表的較寬體談客機(jī)燙及4稻架以盡波音艇73接7為概代表蛙的窄巴體客頓機(jī)，快是目昂前全眼球不捏多的欺能夠遙容納板空客只A3材80碌的機(jī)柏庫之葡一，我也是目前困亞洲譜最大盒的飛們機(jī)維討修庫掃。(2誦)畏網(wǎng)殼授結(jié)構(gòu)倉（曲口面網(wǎng)紹格結(jié)萍構(gòu)）網(wǎng)殼固結(jié)構(gòu)餐是一楚種空祝間桿修系結(jié)梢構(gòu)，糞受力逮桿件減通過頭結(jié)點(diǎn)絨有機(jī)爽的結(jié)戰(zhàn)合起什來。網(wǎng)殼毀結(jié)構(gòu)陣則是濱主要伶承受吩薄膜芳內(nèi)力溜的殼湯體，論主要品以其疼合理委的形舅體來廟抵抗她外荷茶載的置作用擦。網(wǎng)殼耀結(jié)構(gòu)稈一般儀是高敘次超枕靜定挺結(jié)構(gòu)街，具竿有較挺高的家安全稻儲(chǔ)備窗，能乖較好最的承滲受集辯中荷律載、襯動(dòng)力策荷載傲和非鍛對(duì)稱炒荷載疑，抗原震性裂能好害。同等刪條件稼特別吧是大侄跨度厚條件丟下，果網(wǎng)殼抬要比值網(wǎng)架釋節(jié)省造不少藏鋼材嗓。網(wǎng)殼私結(jié)構(gòu)系外形顆美觀所，富怪于表古現(xiàn)，稿充滿術(shù)變化竿，改拌善、雅豐富痕了人齡們的毀居住敏環(huán)境蜓。20雄03偷年我鮮國頒悠布了帆《劈燕網(wǎng)殼灑結(jié)構(gòu)乒技術(shù)腿規(guī)程靜》（控JG紡J6團(tuán)1-伏20狹03冶）?？臻g靈結(jié)構(gòu)天津懸體育岡中心午體育旅館19咳89拋年榜中原委化肥綢廠散脫裝庫19座95云年避黑龍承江速溫滑館國家饞大劇前院位于遮北京撒人民魄大會(huì)該堂西橫側(cè)，腥西長(zhǎng)賢安街淚以南逮，總喇占地盆面積中近1菠2公盛頃，特總建少筑面敲積近癢15草萬平拘方米在，總厚投資皮30墾億元啦。該工熄程外見部圍些護(hù)結(jié)梅構(gòu)為陵鋼結(jié)稠構(gòu)網(wǎng)果殼，錄是半惑橢圓漠球形明，東王西長(zhǎng)分軸2攤12筒.2岸m，粉南北副短軸曉14趨3.邁64砌m，池總高像度4犁6.扮28悅5。某干遭煤棚折工程21徹m短惕程線算網(wǎng)殼巨蛋筒網(wǎng)殼焦結(jié)構(gòu)如.儲(chǔ)鎮(zhèn)江速巨蛋撐又稱趴“神舊州第治一蛋繪”，舟是高你48肚米、真直徑揉38駝米、抬斜度吳23隊(duì).5稻度的絨巨型沫不銹瘡鋼網(wǎng)尸殼結(jié)梁構(gòu)。2.抗2娘懸索井結(jié)構(gòu)懸索旬結(jié)構(gòu)稠利用像鋼材海良好艦的受艇拉性傾能，我用高堪強(qiáng)鋼回絲做葡拉索罵，加劑上高亞強(qiáng)的剝邊緣款構(gòu)件莫以及少下部縣的支鮮承構(gòu)攪件，趨使得未結(jié)構(gòu)匙自重虜極大陽的減楊小，啄而跨秩度大賞大地半增加鎖，除胃了穩(wěn)摩定性龜較差展外，施是比料較理繞想的吩大跨蚊屋蓋隸形式亂。對(duì)威于建互筑而瓦言，晶由于蠶拉索例顯示疾出柔現(xiàn)韌的閉狀態(tài)揪，使任得結(jié)濕構(gòu)形炎式輕御巧且污富有忌動(dòng)感始，也栗充分碧顯示離了結(jié)顛構(gòu)的倉特征顛和結(jié)與構(gòu)的練美學(xué)搬。屋蓋臺(tái)用懸廈索結(jié)沃構(gòu)的圾冰球或館懸索艘結(jié)構(gòu)秤屋面另覆蓋劑的世境博會(huì)理展廳2.強(qiáng)3剩張拉證整體斷結(jié)構(gòu)抽(t唉en裳se屑gr必it擱y)概念止是由猜美國睡著名覆建筑用師富功勒（碌R.纏B塞.萍Fu摧ll仰er院）提西出來奧的，也它是降“張文拉”澆（T倉en傅si宣le前）和切“整著體”麻（I悠nt墨eg射ri憂ty它）的咽縮合狠。這一夏概念專的產(chǎn)狠生受否到大甚自然第的啟停發(fā)。籮富勒潛認(rèn)為位宇宙嫩的運(yùn)鼠行是嗎按照己張拉桂整體富的原雄理進(jìn)盜行，歉即萬踏有引諸力是漫一平溪衡的姐張力羅網(wǎng)，礎(chǔ)而各刻個(gè)星賽球是秀這張岔網(wǎng)中離的一泊個(gè)個(gè)知孤立微的點(diǎn)苦。按照牌這個(gè)代思想噴，張點(diǎn)拉整拆體結(jié)陷構(gòu)可糠定義唇為一處組不號(hào)連續(xù)絹的受輪壓構(gòu)鉗件與臉一套躁連續(xù)攔的受強(qiáng)拉單駁元組傾成的猛自支記撐、專自應(yīng)園力的暮空間鳴網(wǎng)格椒結(jié)構(gòu)淚。由于傷張拉暴整體烤結(jié)構(gòu)揉固有妨的符剝合自克然規(guī)喉律的濟(jì)特點(diǎn)囑，最套大限務(wù)度地偽利用曬了材扔料和障截面顧的特呈性，趟因此錘可以姥用盡故量少慘的鋼犬材建謊造超愛大跨伴度的顆建筑。2.誤4喚膜結(jié)寸構(gòu)（M功em嚇br課an探e跡St項(xiàng)ru丙ct購ur盈e）膜結(jié)皮構(gòu)是芒20買世紀(jì)感中期丈發(fā)展壁起來繪的一雨種新仰型建科筑結(jié)瓶構(gòu)形頌式，府是由傾多種酸高強(qiáng)董薄膜痛材料銷及加留強(qiáng)構(gòu)括件（惹鋼架照、鋼乳柱或催鋼索古）通片過一千定方腰式使麥其內(nèi)找部產(chǎn)時(shí)生一期定的卻預(yù)張畝應(yīng)力踏以形連成一具種作則為覆庸蓋結(jié)螺構(gòu)的露空間長(zhǎng)形狀宇，并獄能承劈燕受一資定的充外荷潑載作努用的號(hào)一種漢空間候結(jié)構(gòu)療型式緩。膜結(jié)凡構(gòu)可竄分為膠兩大供類：張拉安膜結(jié)喇構(gòu)充氣避膜結(jié)袍構(gòu)青島閃音樂吧廣場(chǎng)于的膜識(shí)結(jié)構(gòu)英國膨倫敦超千年繪穹頂淋（D雨=3狼20霸m）日本制北九勸州穴喉生穹鳴頂日本干北九組州穴碌生穹兇頂上海盡體育掉場(chǎng)威海競(jìng)體育弱場(chǎng)張拉聞膜結(jié)勺構(gòu)的悄展示茅空間2.餓5釣開合吳結(jié)構(gòu)(R談et汁ra絲式ct腐ab但le補(bǔ)S投tr莫uc伍tu惡re序)開合帽結(jié)構(gòu)啊的出態(tài)現(xiàn)與娛人類惡體育鴿事業(yè)溝的發(fā)失展密鍋切相省關(guān)，爽是當(dāng)石代人惹類物具質(zhì)文沃化生標(biāo)活水填平發(fā)露展到愧相當(dāng)優(yōu)程度娘、人子們對(duì)曉體育掉比賽鄙場(chǎng)館季功能池要求梳日益鈔完美訪的結(jié)流果。古代蜂的奧射運(yùn)會(huì)痕就是屬在天塞然草刊坪上瘡、在叢陽光回照射寶與微鐵風(fēng)吹渠拂中爺召開騾的。人們煎還是抗憧憬鴿大自貼然的栽天空酒、大晶自然膀的陽屬光、織大自談然的銜風(fēng)。偶如果陳條件臥允許宅，敞事開式極體育啦場(chǎng)是柏受觀兆眾和揚(yáng)運(yùn)動(dòng)康員歡船迎的財(cái)。因篇此，時(shí)開合相式屋障蓋結(jié)唉構(gòu)應(yīng)樓運(yùn)而恐生。目前江，開代合屋洞蓋結(jié)員構(gòu)不嚼僅僅計(jì)應(yīng)用略于體院育場(chǎng)脊館，憤而且廟廣泛賭應(yīng)用悲于飛蔽機(jī)庫被、商貨場(chǎng)、竄廠房飄以及箱需要寇晾曬錢的倉出儲(chǔ)建歷筑。開合東結(jié)構(gòu)勸的開酸合方秩式：水平殃移動(dòng)衛(wèi)、重勞疊方姻式、述折疊送方式混合宵方式日本雙宮崎爛市的哪海洋郵穹頂偵（O勤ce竟an洋D端om房誠e）豐田耍體育動(dòng)場(chǎng)札幌運(yùn)穹頂日本票大分菠體育糧館2.知6遼折疊滅結(jié)構(gòu)（D似ep取lo猾ya籌bl鞏e車St怒ru織ct稼ur率e）折疊勢(shì)結(jié)構(gòu)除是一漏種用扯時(shí)展它開，澆不用蚊時(shí)可唐折疊班收起谷的結(jié)擋構(gòu)。從這濫個(gè)意水義上懲說，疾有著興悠久京的歷級(jí)史，儉廣為屋人們熄所熟弱悉的料雨傘師或遮識(shí)陽傘藥就是測(cè)一種食折疊貨結(jié)構(gòu)合。這表顆明折伯疊結(jié)鄙構(gòu)的萍思想旦自古欄有之下，但萍折疊嚷結(jié)構(gòu)開用于均建筑雖領(lǐng)域刮并形展成相瞇應(yīng)的蛙設(shè)計(jì)搶計(jì)算雁理論悄卻是驗(yàn)近幾分十年謀的事深。19兆61貿(mào)年西舌班牙山建筑已師P貌.濾Pi燈ne博ro捆展出鞋了他游的作尖品—睛—一輕個(gè)可默折疊耽移動(dòng)您的小頭劇院甜。優(yōu)點(diǎn)盡：一蜂般可心以重捉復(fù)使揚(yáng)用，濫且折影疊后草體積友很小宴，便糧于運(yùn)知輸及桐儲(chǔ)存謙，與于永久濫性建忠筑物少相比研，不呈僅在率施工妙上省趣時(shí)省袍力，蝦而且煙可避姓免不項(xiàng)必要撞的資咽金再窩投入擔(dān)而造臨成的嚷浪費(fèi)嚇。應(yīng)用均。生爺活領(lǐng)戶域：扇施工盜棚、那集市例大棚衡、臨笑時(shí)貨話