简述大跨度空间结构的主要形式及特点
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大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析大跨度钢结构空间管桁架是一种常用的结构形式,其主要特点是具有较好的刚度和轻质化特性,适用于大跨度建筑物的结构设计。
以下是大跨度钢结构空间管桁架设计的要点分析。
1. 结构形式选择:大跨度钢结构空间管桁架的结构形式可分为平面桁架和空间桁架两种。
平面桁架适用于跨度较短的建筑结构,空间桁架则适用于大跨度建筑结构。
根据具体的使用要求和工程条件选取合适的结构形式。
2. 载荷分析:在进行大跨度钢结构空间管桁架设计时,首先需要进行载荷分析。
根据建筑物的功能和使用要求确定各种荷载,包括自重、活载、风载、温度变形等荷载。
同时需要考虑荷载组合,并按照相应的规范计算各种荷载的作用。
3. 杆件参数设计:大跨度钢结构空间管桁架的主要构件为钢管,在设计过程中需要确定钢管的参数,包括材料强度、截面尺寸、连接方式等。
根据结构的荷载和刚度要求,计算确定合适的钢管参数。
4. 连接节点设计:连接节点是大跨度钢结构空间管桁架的重要组成部分,直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
节点设计需考虑节点形式、连接方式、节点强度等因素,并满足相应的规范要求。
常用的连接方式包括焊接、螺栓连接等。
5. 稳定性分析:大跨度钢结构空间管桁架在受到荷载作用时,需要保证整个结构的稳定性。
稳定性分析包括整体稳定性和局部稳定性两个方面,需要对结构进行弹性稳定和极限强度的计算和分析。
同时还需要考虑结构在施工过程中的临时稳定性。
6. 防腐保护:钢结构在使用过程中容易发生腐蚀,特别是在大跨度钢结构空间管桁架中,经常受到大气和湿度的影响。
在设计过程中需要考虑钢结构的防腐保护措施,包括防腐涂料、防锈涂料、防腐处理等。
7. 施工和拆除:大跨度钢结构空间管桁架的施工和拆除略复杂,需要考虑结构的拼装工艺和施工顺序。
设计时需要考虑结构的可拆性和可重复利用性,以方便后期的维修和改造。
简述大跨度空间结构的主要形式及特点摘要:大跨度空间结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志。
其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。
形态各异的空间结构在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车间等建筑中得到了广泛的应用。
关键词:大跨度空间结构形式特点1网架结构由多根杆件按照某种规律的儿何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构,其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。
它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。
1.1网架结构的形式(1)平而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1型和11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。
1.2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、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、可在工丨中成批生产,有利于提高生产效率;网架的平而布置灵活,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。
2网壳结构曲而形网格结构称为网壳结构,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网壳结构的形式主要有球而网壳、双曲而网壳、圆柱而网壳、双曲抛物而网壳等。
2.2网壳结构主要特点兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性,杆件比较单一,受力比较合理;结构的刚度大、跨越能力大;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)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,不论是建筑平而还是空间曲而外形,都可根据创作要求任意选取。
大跨度建筑的结构特点有哪些?
经济和优雅几个方面针对大跨度建筑结构表现的建构进行了探讨与研究,以供大家参考。
建筑结构表现与结构选型不一样,其主要是以结构的内在规律为指导,努力创作出富有表现力的结构形象,是一种创造性的设计过程,而结构选型只是其中的一个方面。
创造性的结构表现是在给定的设计条件下去寻求最新的结构形态。
结构形态的固定化、手法化以及机械地选择,是与创造性的结构表现完全对立的。
结构表现与结构构思也不同。
结构构思的主要任务是解决结构形态的概念设计和建筑立意的问题,而结构表现不仅涵盖了结构构思,还有一个结构构思的实现问题。
结构表现要把结构构思提出的概念、立意、想法等通过运用相应的设计手法转化为真实的建筑、结构元素,最终创造出具有艺术性的结构形态。
本文结合工作实践,主要就如何构建大跨度建筑结构表现方式进行了论述。
1 大跨度建筑的结构特点
1.1 结构与建筑的关联度高。
大跨度空间结构的主要形式及特点简析
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。
简述大跨度空间结构的主要形式及特点1、网架结构由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构,其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。
它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。
1.1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。
1.2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、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。
2、网壳结构曲面形网格结构称为网壳结构,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网壳结构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网壳结构主要特点兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性,杆件比较单一,受力比较合理;结构的刚度大、跨越能力大;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,不论是建筑平面还是空间曲面外形,都可根据创作要求任意选取。
3、膜结构薄膜结构也称为织物结构,是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式。
它以性能优良的柔软织物为材料,由膜内空气压力支承膜面,或利用柔性钢索或刚性支承结构使膜产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
大跨度空间结构的主要形式及特点大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑,我国现行钢结构规范则规定跨度在60米以上结构为大跨度结构。
大跨度空间结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志。
其结构形式主要包括拱结构、刚架结构、桁架结构、网架结构、折板结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等空间结构及各类组合空间结构。
形态各异的空间结构在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车间等建筑中得到了广泛的应用。
结构是房屋的骨架,是形成建筑内部空间和外部形式的物质基础,结构是在特定的材料和施工技术条件下运用力学原理创造出来的。
某种新的结构一丹产生并在工程实践中反复出现时,便会逐渐形成一种崭新的建筑形式。
上面所提到的空间结构也可以分成:一实体结构类——薄壳结构、折板结构;二网格结构——网架结构、网壳结构;三张力结构——悬架结构、薄膜结构;四其他新型大跨度空间结构——可展开折叠式结构、开合屋顶、张拉整体结构、张弦结构、整体张拉预应拱架结构。
下面我就各空间结构作分析。
1拱结构1.1定义与特点拱结构是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线形构件。
拱结构由拱圈及其支座组成。
拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。
由于拱呈曲面形状,在外力作用下,拱内的弯矩可以降低到最小限度,主要内力变为轴向压力,且应力分布均匀,能充分利用材料的强度,比同样的梁结构断面小,能承受较大空间。
但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力,为了维持结构的稳定性,必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。
常见的方式是在拱的两侧作两道后墙来支承拱,墙厚随拱跨增大而加厚。
这样就会使建筑的平面空间组合受到约束。
1.2拱结构形式拱结构应用广泛,形式多种多样。
按建造的材料分类,有砖石砌体拱结构、钢筋混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木拱结构等;按结构组成与支承方式分类,有无铰拱、两铰拱和三铰拱,无拉力杆拱和有拉杆拱;按拱轴的形式分类,常见的有半圆拱和抛物线拱;按拱身截面分类,有实腹式和格构式、等截面和变截面等。
简述大跨度空间结构的主要形式及特点
、网架结构
由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构,其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。
它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。
1.1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。
1.2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、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。
2、网壳结构
曲面形网格结构称为网壳结构,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网壳结构的形式
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网壳结构主要特点
兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性,杆件比较单一,受力比较合理;结构的刚度大、跨越能力大;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,不论是建筑平面还是空间曲面外形,都可根据创作要求任意选取。
3、膜结构
薄膜结构也称为织物结构,是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式。
它以性能优良的柔软织物为材料,由膜内空气压力支承膜面,或利用柔性钢索或刚性支承结构使膜产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
3.1膜结构的主要形式
主要有空气支承膜结构;张拉式膜结构;骨架支承膜结构等形式。
3.2膜结构主要特点
自重轻、跨度大;建筑造型自由丰富;施工方便;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、悬索结构
悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件,并将索按照一定规律布置所构成的一类结构体系,悬索屋盖结构通常由悬索系统,屋面系统和
支撑系统三部分构成。
用于悬索结构的钢索大多采用由高强钢丝组成的平行钢丝束,钢绞线或钢缆绳等,也可采用圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。
4.1悬索结构形式
悬索结构按索的布置方向和层数分为: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。
4.2悬索结构的特点
悬索结构的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用,结构中不出现弯距和剪力效应,可充分利用钢材的强度;悬索结构形式多样,布置灵活,并能适应多种建筑平面;由于钢索的自重很小,屋盖结构较轻,安装不需要大型起重设备,但悬索结构的分析设计理论与常规结构相比,比较复杂,限制了它的广泛应用。
5、薄壳结构
建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构(学术上把满足t/R1/20的壳体定义为薄壳)。
5.1薄壳结构的形式
薄壳结构按曲面形成可分为旋转壳与移动壳;按建造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薄壳结构的特点
壳体结构具有十分良好的承载性能,能以很小的厚度承受相当大的荷载。
壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性,以材料
直接受压来代替弯曲内力,从而充分发挥材料的潜力。
因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。
除以上几种空间结构外,尚有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹顶结构等几种常用空间结构,都有自身的特点和实用范围。
比如点连接式玻璃幕墙支承结构能利用玻璃的透明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楚地看到支承玻璃面板的整个结构系统,使这种结构系统不仅起到支承作用,而且具有很强的结构表现功能;索穹顶结构则完全体现了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、结构效率极高的结构体系。
6、结束语
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。
空间结构设计应正确合理地运用不同的计算理论和程序方法进行精确的分析,同时在空间结构的形体设计中不能只注重美观,还必须注重结构受力的合理性和工程成本的等因素。