大跨度空间结构

大跨度空间结构设计

首先，在进行大跨度空间结构设计前，需要准确了解和分析该结构的使用要求和设计目标。包括建筑功能、使用人数、结构形式等。这些要求和目标将指导结构设计的具体方案。

其次，对于大跨度空间结构，需要选择合适的结构形式和材料。常见的大跨度空间结构形式包括桁架结构、网壳结构、桁架双曲面结构等。而材料的选择则需要考虑结构的强度、刚度和稳定性。一般会选用钢材、混凝土等材料。

接着，需要进行结构的静力分析和设计。静力分析是指分析结构在受力状态下的平衡和稳定性。通过这一步骤，可以得到结构的内力分布和变形情况。静力设计是指根据结构的使用要求和设计目标，计算出结构所需的材料数量和尺寸，并进行断面的选取。

在进行大跨度空间结构设计时，还需要考虑施工的可行性和经济性。施工可行性包括结构的施工工艺、工期和成本等。经济性可以通过计算结构的造价和运行费用来评估。

最后，在进行大跨度空间结构设计时，还需要进行结构的验算和优化。验算是指通过计算和检查，确认结构的强度、刚度和稳定性是否满足设计要求。优化则是指在满足设计要求的前提下，通过调整结构形式和材料的尺寸等参数，使结构更加经济和合理。

总结起来，大跨度空间结构设计的要点包括了解和分析使用要求和设计目标、选择合适的结构形式和材料、进行结构的静力分析和设计、考虑施工的可行性和经济性、进行结构的验算和优化。这些步骤的完成将为大跨度空间结构的设计和施工提供指导和保障，实现结构的安全和工程的成功。

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大跨度空间结构的发展与创新

作者：胡明娜

来源：《科学与技术》2018年第05期

摘要：本文阐述了大跨度空间结构的发展历史，根据各个时期空间结构发展特点、形式类型和科技水平可区分为古代空间结构、近代空间结构和现代空间结构，并说明了促进空间结构发展创新的因素；着重指出仿生学对大跨度空间结构形态创新的推动作用是无法估量的，并对结构仿生在大跨度空间结构的应用做了侧重阐述。

关键词：大跨度空间结构；发展；结构创新；仿生学

正文：大跨度空间结构具有受力合理、自重轻、造价低、结构形体和品种多样，是建筑科学技术水平的集中表现，因此各国科技工作者都十分关注和重视大跨度空间结构的发展历程、科技进步、结构创新、形式分类与实践应用.

1 大跨空间结构的发展历程与特点

空间结构发展历史分为：二十世纪初叶（1925年前后）以前为古代空间结构，其主要标志性结构为拱券式穹顶；二十世纪初叶以后为近代空间结构，其主要标志性结构为薄壳结构、网格结构和一般悬索结构；二十世纪末叶（1975年前后）以后为现代空间结构，其主要标志性结构为索膜结构、索杆张力结构、索穹顶结构等.这里需要说明的是：（1）1975年不是近代空间结构终止的年份，近代空间结构的那些主要标志结构在1975年后还在应用、发展和创新，特别是在引入新技术、新概念后，还可以与现代空间结构比美；或者说，可转入现代空间结构的行列.（2）从1925年到1975年的五十年间，是近代空间结构独占鳌头的黄金年代.

2 大跨度空间结构的创新

2.1 促进大跨度空间结构发展创新的因素

人类社会的生产，物质和精神生活水平的提高与发展，就需要开阔的空间和场所，如体育场馆、影剧院、会展中心、航站楼、工业厂房车间、仓库等等，三维受力、材料节省、造价低廉的大跨度空间结构正是人们所期望的最佳选择.但真正意义上空间结构的发展尚不足百年的历史，促使空间结构发展的因素可认为有下列几方面：

大跨度空间结构设计论文

【摘要】在人类社会的发展历程中， 能够提供更大跨度和空间的结构常常是人们追求的梦想和目标， 空间结构的发展很大程度上反映了人类建筑史的发展。空间结构设计应经过多种结构体系选型对比后，再经过计算机的精确分析计算设计出既满足建筑使用功能，又符合结构安全及经济性的大跨度空间结构。

引 言

大跨度空间结构的设计、建造所采用的技术已经成为衡量一个国家建筑水平的重要标志，大跨度空间的结构以合理的受力及优美的造型在体育建筑、公共建筑，诸如展览馆、候机大厅、候机楼、会堂、大型室内游乐中心、商业中心、大型工业厂房、飞机库等得到了广泛应用，目前大跨度空间结构的建造和建造所使用的建筑技术可以用来衡量一个国家的建筑水平，许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名的人文景观[1]。近几十年，科学技术的发展和生产力水平的提高，计算机的广泛应用，以及高强度材料和新型材料的出现，极大地促进了大跨度空间结构的发展，本文介绍了目前几种常用大跨度空间结构的结构形式及特点，并分析了预应力结构、桁架结构和网架结构的设计关键点。

一、几种常见大跨度空间结构范例与特色

1.网架结构

网架结构是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。网架结构主要形式：按结构组成分，有双层和三层网架；按支承情况，可分为周边支承、支承、三边支承和两边支承、周边支承与点支承相结合的混合支承等；按网格组成情况，可分为由两向或三向平面桁架组成的平面桁架体系和由三角锥、四角锥组成的空间桁架体系。

网架结构的主要优点：1）建筑高度小，能更有效的使用建筑空间，获得较好的经济效益。2）网格结构的刚度大，整体性好，抗震性能好。3）网格尺寸小，可采用小规格的杆件截面，并为采用轻型屋面提供了便利条件。4）便于制造定型化，网格可做成少数几种标准尺寸的组合单元，节点和零件，在工厂大量。组合单元若采用螺栓连接，网架可装可拆，也可任意加长或缩短，灵活性更大。5）由于网架杆件与节点的单一性，一般结构设计所需的施工图纸比较少。

大跨度空间结构的主要形式及特点简析

摘要:大跨度空间结构多用于多功能体育场馆,会议展览中心,博览馆,候机厅,飞机库等。其结构形式主要包括:拱券结构及穹隆结构、网架结构、壳体结构、悬索结构、膜结构等五大空间结构及各类组合空间结构。

关键词:大跨度 空间结构 形式 特点

1 拱券结构及穹隆结构

拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力,为保持稳定,这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上,创造出一种双向交叉的筒形拱。而之后为了建筑的发展热门又创造出了穹隆结构。

在大跨度结构中,结构的支点越分散,对于平面布局和空间组合的约束性就越强;结构的支承点越集中,其灵活性就越大。由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。

2 网架结构

网架结构像框架结构一样,承重系统与非承重系统有明确的分工,即支承建筑空间的骨架是承重系统,而分割室内外空间的围护结构和轻质隔断,是不承受荷载的。在网架结构体系下,室内空间常依照功能要求进行分隔,可以使封闭的,也可以是半封闭或开敞的。 2.1 网架结构的形式

(1)平面桁架系组成的网架结构。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结构。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)三角锥组成的网架结构。主要有:三角锥网架、抽空三角锥网架(分Ⅰ型和Ⅱ型)、蜂窝形三角锥网架等型式。

(4)六角锥体组成的网架结构。主要形式有:正六角锥网架。

2.2 网架结构的主要特点

空间工作,传力途径简捷;重量轻、刚度大、变形小、应力分布均匀、抗震性能好能大幅度地减轻结构自重和节省材料;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;网架的平面布置灵活,屋盖平整,有利于吊顶、安装管道和设备;网架的建筑造型轻巧、美观、大方,便于建筑处理和装饰。