大跨度空間鋼結構

瀏覽: 時間:2014-10-16

     總的來說,建筑結構從靜定的平面體系向超高次靜不定的空間體系發展是結構學科的發展規律。再加上新型輕鋼結構所具有的許多獨特的優點,固此大跨度空間結構在近幾十年得到很大發展。 
     大跨度空間鋼結構主要是指網架、網殼結構及其組合結構(兩種或兩種以上不同建筑材料組成)和雜交結構(兩種或兩種以上不同結構形式構成)。這是一類結構受力合理、剛度大、重量輕、桿件單一、制怍安裝方便的空間結構體系,在近一二十年來獲得蓬勃發展,并在大跨度、大柱網的公共和工業建筑中得到廣泛應用。它不僅可用于屋蓋結構,而且可用于樓層結構、墻體鉛構和特種結構。 
      大跨度空間鋼結構發展較快的是網架工程,國外有許多專用網架計算和繪圖程序,是其迅速發展的重要原因。另外網殼工程近期在國外也得到廣泛發展,網殼工程主要以球面和柱面較多,還有雙曲拋物面、雙曲扁殼等形式。它比網架又有許多優點,特別是在超大跨度時。懸索及斜拉結構、膜和索膜結構在國外應用也較多,主要用于體育館、車站等大空間公共建筑中。其他大跨度空間鋼結構還包括立體桁架、預應力拱結構、弓式結構、懸吊結構、網格結構、索桿雜交結構、索穹頂結構等。以下是幾種有代表性的大跨度空間結構的特點和使用范圍。 
       (1)鋼網架、網殼——是由三維桿系按幾何不變原則有規律地組拼而成,在結構上形成眾多的三邊形、四邊形、五邊形、六邊形等幾何圖案,構成四面、五面、六面、八面等多邊棱體和塊體。因其良好的承載力、剛度和可靠性,加之重量輕、材耗少,易于生產工業化和安裝整體化而成為大型建筑物中應用最廣泛的承重體系。 
       (2)空間懸索——是以鋼索為主承重構件的空間體系,具有自重輕、冗余空間少、能跨越較大空間的特點。由于主索平緩低垂,可塑造各種形象的建筑造型。這種體系的邊緣錨固構件多用鋼筋混凝土材料,型式多種多樣。 
       (3)整體張拉結構即索撐體系——是由受壓的撐桿及受拉索系組成,為目前最合理、輕巧的大跨承重體系。其中又分外平衡式及內平衡式兩種。前者的撐桿或立柱直接將荷載傳于地面,后者的撐桿將壓力傳于索系,撐桿懸吊在索系之間又稱懸柱(fly—ingmast)。屋面采用透光合成塑膜,室內光照良好。 
       (4)吊掛結構——利用鋼索對各類結構進行吊掛以形成中間支點而改變結構受力狀態及剛度。由于吊點的要求往往設有高出屋面的支柱、剛架等突兀物,形成眾多暴露于大氣中的立柱、支撐、吊索等構件。由于外露的鋼柱、鋼索、金屬壓型板、玻璃幕墻等新型材料結構,有時還噴涂各種色彩,所以常稱之為高技建筑物。 
       (5)鋁合金網架、網殼——具有自重輕、加工性好、色澤明快、抗腐蝕性強等特點,多用于裝飾性、宣傳性、特殊性的工程。因其造價較高,產量較少,在大型建筑承重體系中較少采用。


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