大跨度空間結(jié)構(gòu)的主要形式及特點(diǎn)

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1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　由多根桿件按照某種規(guī)律的幾何圖形通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的空間結(jié)構(gòu)稱之為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其中雙層或多層平板形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)或網(wǎng)架。它通常是采用鋼管或型鋼材料制作而成。

　　1.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形式

　?。?）平面桁架系組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要有：兩向正交正放網(wǎng)架、兩向斜交斜放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、三向網(wǎng)架等型式。

　?。?）四角錐體組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要有：正放四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架、星型四角錐網(wǎng)架、單向折線型網(wǎng)架等型式。

　?。?）三角錐組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要有：三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架（分Ⅰ型和Ⅱ型）、蜂窩形三角錐網(wǎng)架等型式。

　?。?）六角錐體組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要形式有：正六角錐網(wǎng)架。

　　1.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

　　空間工作，傳力途徑簡(jiǎn)捷；重量輕、剛度大、抗震性能好；施工安裝簡(jiǎn)便；網(wǎng)架桿件和節(jié)點(diǎn)便于定型化、商品化、可在工廠中成批生產(chǎn)，有利于提高生產(chǎn)效率；網(wǎng)架的平面布置靈活，屋蓋平整，有利于吊頂、安裝管道和設(shè)備；網(wǎng)架的建筑造型輕巧、美觀、大方，便于建筑處理和裝飾。

2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

　　曲面形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，有單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼之分。網(wǎng)殼的用材主要有鋼網(wǎng)殼、木網(wǎng)殼、鋼筋混凝土網(wǎng)殼等。

　　2.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式

　　主要有球面網(wǎng)殼、雙曲面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼等。

　　2.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)

　　兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的主要特性，桿件比較單一，受力比較合理；結(jié)構(gòu)的剛度大、跨越能力大；可以用小型構(gòu)件組裝成大型空間，小型構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)可以在工廠預(yù)制；安裝簡(jiǎn)便，不需大型機(jī)具設(shè)備，綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好；造型豐富多彩，不論是建筑平面還是空間曲面外形，都可根據(jù)創(chuàng)作要求任意選取。

3 膜結(jié)構(gòu)

　　薄膜結(jié)構(gòu)也稱為織物結(jié)構(gòu)，是20世紀(jì)中葉發(fā)展起來(lái)的一種新型大跨度空間結(jié)構(gòu)形式。它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由膜內(nèi)空氣壓力支承膜面，或利用柔性鋼索或剛性支承結(jié)構(gòu)使膜產(chǎn)生一定的預(yù)張力，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結(jié)構(gòu)體系。

　　3.1 膜結(jié)構(gòu)的主要形式

　　主要有空氣支承膜結(jié)構(gòu)；張拉式膜結(jié)構(gòu)；骨架支承膜結(jié)構(gòu)等形式。

　　3.2 膜結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)

　　自重輕、跨度大；建筑造型自由豐富；施工方便；具有良好的經(jīng)濟(jì)性和較高的安全性；透光性和自結(jié)性好；耐久性較差。

4 懸索結(jié)構(gòu)

　　懸索結(jié)構(gòu)是以能受拉的索作為基本承重構(gòu)件，并將索按照一定規(guī)律布置所構(gòu)成的一類結(jié)構(gòu)體系，懸索屋蓋結(jié)構(gòu)通常由懸索系統(tǒng)，屋面系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)三部分構(gòu)成。用于懸索結(jié)構(gòu)的鋼索大多采用由高強(qiáng)鋼絲組成的平行鋼絲束，鋼絞線或鋼纜繩等，也可采用圓鋼、型鋼、帶鋼或鋼板等材料。

　　4.1 懸索結(jié)構(gòu)形式

　　懸索結(jié)構(gòu)按索的布置方向和層數(shù)分為：?jiǎn)蜗騿螌討宜鹘Y(jié)構(gòu)；輻射式單層懸索結(jié)構(gòu)；雙向單層懸索結(jié)構(gòu)；單向雙層預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)；輻射式預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)；雙向雙層預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。

　　4.2 懸索結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

　　懸索結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是僅通過(guò)索的軸向拉伸來(lái)抵抗外荷載的作用，結(jié)構(gòu)中不出現(xiàn)彎距和剪力效應(yīng)，可充分利用鋼材的強(qiáng)度；懸索結(jié)構(gòu)形式多樣，布置靈活，并能適應(yīng)多種建筑平面；由于鋼索的自重很小，屋蓋結(jié)構(gòu)較輕，安裝不需要大型起重設(shè)備，但懸索結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)理論與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，比較復(fù)雜，限制了它的廣泛應(yīng)用。