大跨度鋼結構論文3(編輯修改稿)
2025-07-23 15:14 本頁面
【文章內容簡介】 4m)的圓球網殼，上海臨沂游泳館(72x5258m)的圓柱面網殼以及上?？萍汲遣捎玫臋E球體單層網殼等都是一些大型鋁合金網殼結構。網殼桿件材料選用美國6061—T6型材(相當于我國LD30CS鋁材)，結構自重僅為一般網殼的1/3。鋁材的抗拉強度可達295MPa，屈服強度246MPa。已超過Q235鋼的強度指標，但其彈性模量E=104N／mm2，僅為鋼材的1/3，鋁合金材料輕質美觀，不易腐蝕、便于加工、耐久性好，因而在國際上已有許多專業(yè)生產公司建成了較多的鋁合金結構。我國天津大學、同濟大學、上?，F(xiàn)代設計集團、中國建筑科學研究院等已開始進行基礎性研究和工程實踐，積極進行產品研制、開發(fā)。不銹鋼材料(含鉻量12％的鐵基耐蝕合金)是隨著對裝飾與防腐要求的提高而在空間結構中獲得應用的，它集裝飾、受力、防腐于一體的特點而受青睞。國產不銹鋼中的OCrl8Ni9，ICrl8Ni9Ti等就是一些常用的不銹鋼材料。天津大學等高校與一些設計、研究單位研制成功在普通碳素鋼管筒、封板等零部件采用不銹鋼復合技術，開發(fā)出不銹鋼復合鋼管網架，并進行了一些工程實踐。既保持了不銹鋼與普通碳素鋼的優(yōu)點，又大幅度降低了造價，取得了較好的技術經濟效果。膜結構是當前我國正在興起的一種空間結構，其中應用較多的是張力膜結構。這是一種以玻璃纖維織物或聚酯纖維織物為基層，以聚四氟乙烯或PVC為涂層的膜材與不同類型的支承體系間的組合，而其支承體系可為索一支柱或索一桿結構,它們常在膜材獲得預應力后協(xié)同工作。支承體系也可采用桿系結構，如空間桁架，網殼等，即剛性骨架支承張力膜結構。因此膜結構的支承體系仍屬各類空間鋼結構的范疇。在膜結構興起的同時也必然為空間鋼結構的應用與發(fā)展提供了更廣闊的空間，上海8萬人體育場、虹口體育場、廣州新白云機場航站樓候機大廳和南京會展中心等工程所采用的膜結構其支承體系都是一些不同形式的空間鋼結構。，57個膜體單元就支承在沿徑向、環(huán)向布置的空間鋼桁架上。，結構內、外層設張力膜，形成了一個別具風格的展覽主廳。浙江大學新校區(qū)訓練館(45m150m)所采用的膜結構也是以空間鋼結構為其支承骨架(用鋼量23kg/m2)。近年來計算技術已經有了長足的進步，許多單位也研制開發(fā)了商品化專用設計程序，它們都是建立在理論研究與大量工程實踐的基礎上而推向市場的。浙大空間網格結構分析設計軟件MSTCAD，同濟大學鋼結構CAD軟件3D3S，上海交大空間設計系統(tǒng)SSCAD，中國建筑科學研究院空間網格結構分析設計軟件MSGS，廣廈鋼結構CAD系統(tǒng)，天津空間網架工程公司TJWJ909，海軍設計研究院GBSCAD、STSCAD以及北京云光建筑設計咨詢開發(fā)中心SFCAD等都是一些具有影響的大跨鋼結構設計軟件。它們一般具有完善的前后處理功能，可在微機上進行復雜的空間網格結構設計。有的軟件除用于空間網格結構外，也可用于索、桿、梁體系的設計分析。這些程序的推出為大跨空間鋼結構設計提供了有效手段，也為大跨空間鋼結構的推廣應用創(chuàng)造了有利條件。其中不少軟件曾在國內許多大型空間鋼結構工程的設計中發(fā)揮了重要作用。它們大多具有友好操作界面，在功能上可以包括空間網格結構的三維建模、靜動力分析、桿件優(yōu)化設計、自動生成結構平立面圖、桿件布置圖、節(jié)點詳圖、材料表及節(jié)點零部件加工圖。有的還可進行非線性穩(wěn)定分析，與下部支承結構協(xié)同工作的分析等。隨著研究的深入，在功能上將更趨完善；涵蓋面會不斷擴展。各種類型的大跨空間鋼結構在美、日、歐等發(fā)達國家發(fā)展較快。建筑物的跨度和規(guī)模越來越大，跨度超過150m以上的超大規(guī)模建筑已非個別；結構形式豐富多彩，采用許多新材料和新技術，發(fā)展了許多新的空間結構形式。例如1961年美國建成的匹茲堡會堂，是第一座開合結構，直徑達127m。1983年建成的加拿大卡可里加體育館采用雙曲拋物面索網屋蓋，其圓形平面直徑135m，外形極為美觀，迄今仍是世界上最大的索網結構。美國亞特蘭大為1996年奧運會修建的佐治亞穹頂（1992年建成）采用新穎的整體張拉式索膜結構，其準橢圓形平面的輪廓尺寸達192241m。1993年日本建成直徑達222m的福岡體育館，它的屋蓋由三塊可旋轉的扇形網架組成，扇形沿圓周導軌移動，可實現(xiàn)全封閉、開啟1/3或開啟2/3等不同狀態(tài)。英國倫敦于1999年建成的千喜穹頂，跨度達300m。這些宏偉而富有特色的大跨度空間鋼結構已成為當地的象征性標志和著名的人文景觀。我國的空間鋼結構的基礎比較薄弱，但隨著國家經濟實力的增強和社會發(fā)展的需要，大跨工業(yè)廠房、候機大廳、會展中心、劇院、體育場館等大型工業(yè)、公共建筑不斷涌現(xiàn)，空間鋼結構得到了前所未有的飛速發(fā)展，并且獲得了廣泛的應用。從起初的平面桁架、平板網架、單層網架到現(xiàn)在的空間立體桁架、多層網架、各種網殼等等，特別是現(xiàn)代預應力技術的引入，使大跨空間鋼結構體形更為豐富，也使其先進性、合理性、經濟性得到了充分展示。于是懸索體系、索拱、索網體系、張弦梁、張弦桁架體系、索膜體系、整體張拉體系等一大批新的結構體系應運而生。 第3章 大跨度鋼結構選型所考慮的因素隨著社會的進步，人們需要更大的空間結構進行公共活動。中國為2008年奧運會修建的國家體育場和游泳中心，跨度都在200米以上。可以說正是由于人們對大空間結構的需求，引起了各種不同大跨空間鋼結構形式的出現(xiàn)。不同的大跨空間鋼結構形式適用于不同的跨度。一般的一種大跨空間鋼結構形式都有其比較適應的跨度區(qū)間，超過該區(qū)間其結構空間性能及剛度合適性就會變劣，例如對單層球面網殼，最適合的跨度約為30米至60米；對單層索網體系，最適合的跨度約為50米至100米。因此，在大跨空間鋼結構選型中，跨度是結構空間性能及剛度合適性最重要的組成部分之一。大跨空間鋼結構是一種典型的空間受力的結構形式，具有不宜分解為平面結構體系的三維形體，具有三維受力特性，在荷載作用下呈空間工作的結構。因此對大跨空間鋼結構來說除了跨度因素影響外，另一向的長度對整體結構的影響也不容忽視。因此本文把寬度作為影響大跨空間鋼結構選型的另一重要因素。建筑的根本任務在于構筑空間——能夠服務于人的空間。建筑的成果—建筑物具有功能、技術和藝術綜合特征。大跨空間鋼結構建筑是由建筑師根據不同的功能（包括物質功能和精神功能
法律信息相關推薦
鄂ICP備17016276號-1