大跨度空间结构类型及方法优化的应用研究（论文）.pdf

建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 建筑结构 Building S缸uctIlre 第44卷第 13期 2017年7月 大 跨 度 空 间 结 构 类 型 及 方 法 优 化 的 应 用 研 究 赵 东 阳 (辽 宁省 建 筑设计 研 究院 ，沈 阳 110005) [摘 要 ]随着社会的不断发展，人类文明的不断进步，我国古代和现代的生活，人们的衣食行都发生了翻天覆地的变化， 但是人类的居住环境一直都是人们最大的追求之一。因此，我国设计了许多大跨度空间结构的住房。无论是大跨度空间结构的 种类，还是大跨度空间结构的形式，都给人带来了强烈的视觉冲击。阐述了大跨度空间结构的发展历史和常见类型，希望对人 们有所帮助。 [关键词 】空间结构 ；发展历史 ；空间结构类型 [中图分类号 ]TU393．3 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001—523X (2017)13-0009-02 Research on Application of Large-span Spatial Structure Type and M ethod O ptim ization Zhao Dong-yang [Abstract]With the development ofsociety and progress ofhuman civilization，ancient China and modem life，people’s food and clothing line earth—shaking changes have taken place，but the human living environment has always been one ofthe greatest people in the pursuit．Therefore，China has designed many large—span space s~cture ofhousing．Whether it is the type oflarge—span spatial s虹ucture， or the form oflarge-span spatial s扛ucnlre，have brought a strong visual impact．This article mainly describes the development history and common types oflarge span spatial s仃uctIlre，and it is helpful to people． [Keywords]spatial s~cture；development history；spatial structure type 1 常见空间结构的具体划分 1．1 薄壳结构 薄壳结构是指建筑工程当中满足 t／R≤1／20的一种壳体。 薄壳结构有多种分类，若按薄壳结构的曲面形成可分为移动 薄壳和旋转薄壳 ；若按薄壳结构的建造材料又可分为砖头薄 壳、钢铁薄壳、钢筋混凝土薄壳及最新复合材料薄壳等。 1．2 网架结构 网架结构为空间体系，是受力物体通过节点进行结合的 结构，通常用铰链当作节点。网架结构不仅拥有用料经济的 好处，还拥有高次超静定结构，可用于各种不同跨度、不同 体系以及不同承受条件的建筑要求。 这种大量应用的网状结构也有好几种分类，它的表现形 式主要有以下两点。 (1)平面桁架系组成的网架结构，这种结构构成的网架 结构主要有两向正交正放网架结构、两向斜交斜放网架结构、 两向正交斜放网架结构、三向网架结构等多种结构。 (2)四角锥体组成的网架结构，这种结构构成主要有正 四角锥结构和倒四角维结构。 1．3 网壳结构 网壳结构也是一种空间体系，其主要是让杆件顺着某个曲 面有规律有规则的布置。网壳结构是受轴力的巨大作用，反 而那个节点承受的力比较小，故一般都用薄膜当作节点。因此， 网壳结构主要分为球面网壳结构、圆柱面网壳结构、双曲面 网壳结构以及十分重要的双曲抛物面网壳等。 由于网壳结构大多数以曲面结构为主，故网壳结构不在 局限于平面结构的特征，可以用于多种结构特性，因此，网 壳结构成为了一种极度受欢迎的空间结构。 但是，由于这种结构的多变性，让网壳结构十分依赖于 收稿日期 ：2Ol7_o6__12 作者简介 ：赵东阳 (1983一)，男，辽宁沈阳人，高级工程师，主要 研究方向为空间结构、混凝土结构性能、钢结构。 材料的本身特性，同时对于材料的要求十分苛刻。 这种 以曲面结构来改变整体结构的受力情况，让薄膜内 力成为了主要的受力模式，因此，网壳结构的跨度十分的庞大。 此外，问题也随之而来，那就是大跨度的空间结构设计 对于材料的硬度、延展性以及强度的要求十分的严格苛刻。 但相对比于网架结构，网壳结构可以节省大量的钢材资源。 1．4 薄膜结构 薄膜结构主要以一些性能优秀、柔软但韧性大的纺织物 为原材料，通过物理方法形成一种能够大面积覆盖的结构 体系。 薄膜结构主要分为 ：空气支撑膜结构、张拉式膜结构、 骨架支撑膜结构等多种结构。 1．5 悬索结构 悬索结构是通过一根硬度大、延展性好的索作为最主要 的承重物件。作为一种空间结构，悬索结构是将索按一定方 法和规律排放布置的空间结构。 按悬索结构不同布置方向和不同的布置层数可分为多种 空间结构，如单向单层悬索结构、辐射式单层悬索结构、双 向单层悬索结构、单向双层预应力悬索结构、辐射式预应力 悬索结构、双向双层预应力悬索结构、预应力索网结构等空 间结构。 1．6 拱结构 拱结的主要标志性结构为拱券式穹顶，这种拱券式穹顶 主要运用拱券合理分散力的特性，利用该特点特性建成 了许 多种类的拱券