大跨度建筑結(jié)構(gòu)體系簡述-各種大跨度結(jié)構(gòu)類型

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1、大跨度建筑結(jié)構(gòu)體系簡述-各種大跨度結(jié)構(gòu)類型　　從迄今還保存著的古希臘宏大的露天劇場遺跡來看，人類大約在兩千多年前，就有擴(kuò)大室內(nèi)空間的要求。古代建筑室內(nèi)空間的擴(kuò)大是和拱結(jié)構(gòu)的演變發(fā)展緊密聯(lián)系著的，從建筑歷史發(fā)展的觀點(diǎn)來看，一切拱結(jié)構(gòu)-包括各種形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的變化和發(fā)展，都可以說是人類為了謀求更大室內(nèi)空間的產(chǎn)物。券拱技術(shù)是羅馬建筑最大的特色及成就，它對歐洲建筑做出了巨大的貢獻(xiàn)，影響之大無與倫比。羅馬建筑典型的布局方法、空間組合、藝術(shù)形式和風(fēng)格以及某些建筑的功能和規(guī)模等等都是同券拱結(jié)構(gòu)有密切聯(lián)系?！　」靶?/p>

2、結(jié)構(gòu)在承受荷重后除產(chǎn)生重力外還要產(chǎn)生橫向的推力，為保持穩(wěn)定，這種結(jié)構(gòu)必須要有堅實、寬厚的支座。例如以筒形拱來形成空間，反映在平面上必須有兩條互相平行的厚實的側(cè)墻，拱的跨度越大，支承它的墻則越厚。很明顯，這必然會影響空間組合的靈活性。為了克服這種局限，在長期的實踐中人們又在單向筒形拱的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出一種雙向交叉的筒形拱。而之后為了建筑的發(fā)展熱門又創(chuàng)造出了穹隆結(jié)構(gòu)穹隆結(jié)構(gòu)也是一種古老的大跨度結(jié)構(gòu)形式，早在公元前14世紀(jì)建造的阿托雷斯寶庫所運(yùn)用的就是一個直徑為米的疊澀穹隆。到了羅馬時代，半球形的穹隆結(jié)構(gòu)已被廣泛地運(yùn)用于各種

3、類型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神廟。神殿的直徑為米，其上部覆蓋的是一個由混凝土做成的穹隆結(jié)構(gòu)?！　≡诖罂缍冉Y(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)越分散，對于平面布局和空間組合的約束性就越強(qiáng)；反之，結(jié)構(gòu)的支承點(diǎn)越集中，其靈活性就越大。從羅馬時代的筒形拱衍變成高直式的尖拱拱肋結(jié)構(gòu)；從半球形的穹隆結(jié)構(gòu)發(fā)展成帶有帆拱的穹隆結(jié)構(gòu)，都表明由于支承點(diǎn)的相對集中而給空間組合帶來極大的靈活性?！　慵芤彩且环N大跨度結(jié)構(gòu)。在古代，雖然也有用木材做成各種形式的構(gòu)架作為屋頂結(jié)構(gòu)的，但是符合力學(xué)原理的新型椼架的出現(xiàn)卻是現(xiàn)代的事。椼架結(jié)構(gòu)雖然可以跨越較大的空間

4、，但是由于它自身具有一定的高度，而且上弦一般又呈兩坡后曲線的形式，所以只適合擔(dān)當(dāng)作屋頂結(jié)構(gòu)?！　【W(wǎng)架結(jié)構(gòu)也是一種新型大跨度空間結(jié)構(gòu)。它具有剛度大、變形小、應(yīng)力分布均勻、能大幅度地減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以用木材、鋼筋混凝土或鋼材來做，并且具有多種多樣的形式，使用靈活方便，可適應(yīng)于多種形式的建筑平面的要求。近來國內(nèi)外許多大跨度公共建筑或工業(yè)建筑均普遍地采用這種新型的大跨度空間結(jié)構(gòu)來覆蓋巨大的空間?！　【W(wǎng)架結(jié)構(gòu)可分為單層平面網(wǎng)架、單層曲面網(wǎng)架、單層平板網(wǎng)架和雙層穹隆網(wǎng)架等多種形式。但層平面網(wǎng)架多由兩組互相

5、正交的正方形網(wǎng)格組成，可以正方，也可以斜放。這種網(wǎng)架比較適合于正方形或接近于正方形的巨型平面建筑。如果把單層平面網(wǎng)架改變?yōu)榍?拱或穹隆網(wǎng)架，或可以進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的剛度并減小構(gòu)件所承受的彎曲力。從而增大結(jié)構(gòu)的跨度?！　【W(wǎng)架結(jié)構(gòu)象框架結(jié)構(gòu)一樣，承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，即支承建筑空間的骨架是承重系統(tǒng)，而分割室內(nèi)外空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)隔斷，是不承受荷載的。在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系下，室內(nèi)空間常依照功能要求進(jìn)行分隔，可以使封閉的，也可以是半封閉或開敞的?！　‘?dāng)今，空間平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在我國已有較大發(fā)展，而由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)多采用金屬管

6、材制造，能承受較大的縱向彎曲力，與一般鋼結(jié)構(gòu)相比，可節(jié)約大量鋼材和降低施工費(fèi)用。因此，空間網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式，用于大跨度建筑具有很大的經(jīng)濟(jì)意義。另外，由于空間平板網(wǎng)架具有很大的剛度，所以結(jié)構(gòu)高度不大，這對于大跨度空間造型的創(chuàng)作，具有無比的優(yōu)越性?！　∫话愣?，用輕質(zhì)高強(qiáng)材料做成的結(jié)構(gòu)，若按強(qiáng)度計算，其剖面尺寸可以大大地減小，但是這種結(jié)構(gòu)在荷載的作用下，卻容易因變形而失去穩(wěn)定并最后導(dǎo)致破壞。而殼體結(jié)構(gòu)正是由于合理的外形，不僅內(nèi)部應(yīng)力分配既合理又均勻，同時又可以保持極好的穩(wěn)定性，所以殼體結(jié)構(gòu)盡管厚度極小卻可以覆蓋很大的空間。

7、　　殼體結(jié)構(gòu)的剛度，取決于它的合理形狀，而不像其他結(jié)構(gòu)形式需要加大結(jié)構(gòu)斷面，所以材料消耗量低；其靜載也不像其他結(jié)構(gòu)形式那樣隨跨度增大而加大，所以其厚度可以做得很??；該結(jié)構(gòu)的承重和無蓋合而為一，使其更加經(jīng)濟(jì)有效，且在建筑空間利用上越加充分?！　んw結(jié)構(gòu)按其受力情況不同可以分為折板、單曲面殼和雙曲面殼等多種類型。在實際應(yīng)用中，殼體結(jié)構(gòu)的形式更是豐富多彩的。例如悉尼歌劇院，其外觀為三組巨大的殼片，聳立在一南北長186米、東西最寬處為97米的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基座上。而殼體結(jié)構(gòu)既可以單獨(dú)使用又可以組合起來使用；既可以用來覆

8、蓋大面積空間，又可以用來覆蓋中等面積的空間；既適合方形、矩形平面要求，又可以適應(yīng)圓形平面、三角形平面，及至其他特殊形狀平面的要求?！　∫驗闅んw結(jié)構(gòu)屬于高效能空間薄壁結(jié)構(gòu)范疇，可以適應(yīng)于力學(xué)要求的各種曲線形狀，所以其承受彎曲及扭轉(zhuǎn)的能力遠(yuǎn)比平面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)大。另外，因結(jié)構(gòu)受力均勻，因而可充分發(fā)揮材料的材耗，所以殼體結(jié)構(gòu)體系非常適用于大跨度的各類建筑。