当代建筑工程的新结构体系分析

中国科技期刊数据库 工业C
2015年20期 97
当代建筑工程的新结构体系分析
伊丽娜
内蒙古建筑职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010070
摘要：随着城市人口的快速增多，建筑用地的日益紧张以及生活水平的提高，人们对建筑工程的类型及功能要求越来越高。

建筑工程的新结构体系成为了建筑本身的灵魂。

本文只要对近年来应用较多的几种新结构体系进行分析。

关键词：建筑工程；新结构体系 中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)20-0097-01
1 钢一混凝土混合结构体系
钢一混凝土混合结构是我国目前在高层建筑领域里应用较多的一种结构形式。

钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空高度大等优点；而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。

综合利用这两种结构的优点为高层建筑的发展开辟了一条新途径。

统计分析表明，高层建筑采用钢一混凝土混合结构的用钢量约为钢结构的70％，而施工速度与全钢结构相当，在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因索后。

混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。

钢一混凝土混合结构最早于1972年用于芝加哥的GatewayI]IBuilding(36层137m)。

我国至20世纪80年代才将钢结构用于高层建筑，目前已建成或在建的高层建筑中．基本采用的是钢一混凝土混合结构，其中的典型建筑是上海金茂大厦。

钢一混凝土混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有更广泛的应用。

2 膜结构体系
2.1 膜结构体系的概念
膜结构是张力结构体系的一种，它以具有优良性能的柔软织物为膜材，由膜内的空气压力支承膜面（充气式膜结构或所承式膜结构），或利用钢索或风性支承结构向膜内预施加张力（张力膜结构），从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。

膜结构采用的薄膜的材料，大多采用涂层织物薄膜，分为两部分，内部为基材织物，主要决定膜材的力学性质，提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等；外层为涂层，主要解决膜材的物理性质，提供材料的耐火、耐久性及防水、自洁性等，常用膜材一般为聚酯织物涂敷氯乙烯涂层膜材、玻璃纤维织物涂敷聚四氟乙烯涂层或有机硅树酯涂层膜材。

膜材并接的结构接缝多采用热焊，非结构接缝采用缝合。

膜结构是最新发展起来的一种空间结构类型，它的重量比传统的结构要轻很多，一般仅仅达到传统屋顶重量的1/10――1/30，它是通过向性能优良的织物中充入气体支撑起膜面，或者通过刚性骨架或具有柔性的钢索将膜面绷紧，进而形成具有一定的强度和刚度，并且能够覆盖大面积实现大跨度的结构，起到承重和围护的双重作用
2.2 膜结构体系的特点
膜结构具有如下特点：造型活泼优美，富有时代气息；自重轻，适合大跨度的建筑，充分利用自然光，减少能源消耗；价格相对低廉，施工速度快；结构抗震性能好。

2.3 膜结构的分类与原理
2.3.1 充气膜结构体系，充气膜结构有单层、双层、气肋式三种形式，充气膜结构一般需要长期不间断地能源供应，在低拱度大跨度建筑中的单层膜结构必须是封闭的空间，以保持一定气压差。

在气候恶劣的地方，空气膜结构的维护有一定的困难，不少建筑曾遭意外的漏气而下瘪。

采用独立的拱或桅杆作为支承结构将钢索与膜材悬挂起来，然后利用钢索向膜面施加张力将膜面绷紧，形成了具有一定刚度的屋盖。

通过钢架替代空气膜结构中的空气的支撑结构，按照建筑要求选用拱、网壳之类的结构，然后在骨架上敷设膜材并绷紧，适用于平面为方形、圆形或矩形的建筑物。

2.3.2 复合膜结构体系，复合膜结构由钢索、膜材及受压的杆件组成，包括连续的拉索和单独的压杆，在荷载作用下，力从中心受拉环或架通过放射状的径向脊索、谷索、环向拉索、斜拉索传向周围的受压环梁。

扇形的膜面从中心环向外环方向展开。

3 高效预应力结构体系
高效预应力结构是指用高强度材料、现代设计方法和先进的施工工艺建筑起来的预应力结构，是当今技术最先进、用途最广、最有发展前途的一种建筑结构型式之一。

目前。

世界上几乎所有的高大精尖的土木建筑结构都采用了高效预应力技术，如大型公共建筑、大跨重载工业建筑、高层建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等几乎全部采用了这一技术。

3.1 与传统预应力相结构相比，高效预应力结构的特点 3.1.1 广泛采用高强度材料：目前国内预应力混凝土结构中常用的混凝土强度等级从CA0～C80。

甚至达到C100以上；
3.1.2 按照现代设计理论设计。

大大改善了高效预应力结构的抗震性能、正常使用性能等；
3.1.3 近年来开发了先进的施工工艺为高效预应力结构的大规模推广应用提供了技术基础。

如高吨位、大冲程千斤顶的应用和多种锚固体系等；
3.1.4 高效预应力结构适用范围广。

可适用于大跨和超大跨度以及使用性能高的结构，并可拓展到高层结构转换层、钢结构、基础、路面等结构领域。

3.2 高效预应力结构体系发展前景
近年来。

高效预应力结构体系在我国发展迅速，已制定专门的预应力结构设计、施工规程、工程中应用的预应力结构体系也很丰富。

典型工程有面积最大的单体预应力工程一首都国际机场新航站楼工程。

可以预计，随着高性能预应力材料(高强混凝土、高强预应力筋、新型纤维塑料筋等)的推广应用以及结构设计理论和设计的不断发展。

4 张拉整体结构体系
张拉整体结构是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的空间网格结构。

其中"不连续的压杆"的含义是压杆的端部互不接触，即一个节点上只连接一个压杆。

张拉整体结构是美国建筑师R ．B ．Fuller 首先提出的一种结构思想，他认为宇宙的运行就是按照张拉整体的原理进行的，即万有引力是一个平衡的张力网。

各个星球是这个网中的一个个孤立点。

这种结构体系中的索网就相当于宇宙中的万有引力，独立的受压杆。

张拉整体结构符合自然规律，可以最大限度地利用材料和截面的特性，
5 结语
新结构体系在建筑工程上的应用，体现出了科学技术、结构设计、新材料的迅速发展，以及人们对建筑造型及设计等的要求越来越高，建筑工程新结构体系将迅速发展，建筑结构形式将多姿多彩。

参考文献
[1]刘万鹏. 住宅常见建筑工程结构体系探讨[J]. 科技与企业, 2014, (11):263.
[2]陈贵. 对建筑工程钢结构施工技术的论述[J]. 建材与装饰旬刊, 2011, (4):240-241.。