二级结构专业辅导：大跨度空间结构的主要形式及特点.pdf

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1、二级结构专业辅导：大跨度空间结构的主要形二级结构专业辅导：大跨度空间结构的主要形式及特点式及特点由多根杆件根据某种规律的几何图形通过节点连接起来的空间构造称之为网格构造， 其中双层或多层平板形网格构造称为网架构造或网架。 它通常是采纳钢管或型钢材料制作而成。1.1 网架构造的形式（1）平面桁架系组成的网架构造。主要有：两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。（2）四角锥体组成的网架构造。主要有：正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。（3）三角锥组成的网架构造。 主要有：三角锥网架、抽空三角锥网架

2、（分型和型） 、蜂窝形三角锥网架等型式。（4）六角锥体组成的网架构造。主要形式有：正六角锥网架。1.2 网架构造的主要特点空间工作， 传力途径简捷； 重量轻、 刚度大、 抗震性能好； 施工安装简便；网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工厂中成批生产，有利于提高生产效率；网架的平面布置敏捷，屋盖平坦，有利于吊顶、安装管道和设备；网架的建筑造型轻松、美观、大方，便于建筑处理和装饰。2 网壳构造曲面形网格构造称为网壳构造， 有单层网壳和双层网壳之分。 网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。2.1 网壳构造的形式主要有球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳等。2.2 网壳构造主

3、要特点兼有杆系构造和薄壳构造的主要特性，杆件比拟单一，受力比拟合理；构造的刚度大、跨越力量大；可以用小型构件组装成大型空间，小型构件和连接节点可以在工厂预制;安装简便，不需大型机具设备，综合经济指标较好；造型丰富多彩，不管是建筑平面还是空间曲面形状，都可依据创作要求任意选取。3 膜构造薄膜构造也称为织物构造，是 20 世纪中叶进展起来的一种新型大跨度空间构造形式。 它以性能优良的松软织物为材料， 由膜内空气压力支承膜面，或利用柔性钢索或刚性支承构造使膜产生肯定的预张力， 从而形成具有肯定刚度、能够掩盖大空间的构造体系。3.1 膜构造的主要形式主要有空气支承膜构造；张拉式膜构造；骨架支承膜构造等

4、形式。3.2 膜构造主要特点自重轻、跨度大；建筑造型自由丰富；施工便利；具有良好的经济性和较高的安全性；透光性和自结性好；耐久性较差。4 悬索构造悬索构造是以能受拉的索作为根本承重构件， 并将索根据肯定规律布置所构成的一类构造体系， 悬索屋盖构造通常由悬索系统， 屋面系统和支撑系统三局部构成。 用于悬索构造的钢索大多采纳由高强钢丝组成的平行钢丝束，钢绞线或钢缆绳等，也可采纳圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。4.1 悬索构造形式悬索构造按索的布置方向和层数分为： 单向单层悬索构造； 辐射式单层悬索构造；双向单层悬索构造；单向双层预应力悬索构造；辐射式预应力悬索构造；双向双层预应力悬索构造；预应力索网

5、构造等。4.2 悬索构造的特点悬索构造的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来反抗外荷载的作用， 构造中不消失弯距和剪力效应，可充分利用钢材的强度；悬索构造形式多样，布置敏捷，并能适应多种建筑平面；由于钢索的自重很小，屋盖构造较轻，安装不需要大型起重设备，但悬索构造的分析设计理论与常规构造相比，比拟简单，限制了它的广泛应用。5 薄壳构造建筑工程中的壳体构造多属薄壳构造 （学术上把满意 t/R1/20 的壳体定义为薄壳） 。5.1 薄壳构造的形式薄壳构造按曲面形成可分为旋转壳与移动壳； 按建筑材料分为钢筋混凝土薄壳、砖薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳等。5.2 薄壳构造的特点壳体构造具有非常良好的承载性能，能

6、以很小的厚度承受相当大的荷载。壳体构造的强度和刚度主要是利用了其几何外形的合理性， 以材料直承受压来代替弯曲内力， 从而充分发挥材料的潜力。 因此壳体构造是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的构造形式。除以上几种空间构造外， 尚有组合网架构造、 预应力网格构造、 管桁构造、张弦梁构造、 点连接玻璃幕墙支承构造、 索穹顶构造等几种常用空间构造，都有自身的特点和有用范围。 比方点连接式玻璃幕墙支承构造能利用玻璃的透亮特性追求建筑物内外空间的沟通和融合， 人们可以透过玻璃清晰地看到支承玻璃面板的整个构造系统，使这种构造系统不仅起到支承作用，而且具有很强的构造表现功能； 索穹顶构造则完全表达了 fuller 关于 “压杆的孤岛存在于拉杆的海洋中” 的思想， 是由连续的拉索和不连续的压杆组成的一各受力合理、构造效率极高的构造体系。6 完毕语在人类社会的进展历程中， 能够供应更大跨度和空间的构造经常是人们追求的幻想和目标，空间构造的进展很大程度上反映了人类建筑史的进展。空间构造设计应正确合理地运用不同的计算理论和程序方法进展准确的分析， 同时在空间构造的形体设计中不能只注意美观， 还必需注意构造受力的合理性和工程本钱的等因素。