大跨度空间结构选型
建筑设计原理Ⅲ课程论文
--------大跨度空间结构选型
班级：09城市规划（2）班
学号：09202020211
姓名：刘赛
指导教师：段伟
建筑与规划学院建筑系
2011-12
目录前言
1、大跨度空间结构选型的概念
2、大跨度空间结构的发展及现状
3、大跨度空间结构的形式及特点
3—1、点连接玻璃幕墙支承结构
3—2、膜结构
3—3、薄壳结构
3—4、悬索结构
3—5、网壳结构
3—6、网架结构
4、大跨度空间结构选型的原则
4—1、满足功能
4—2、造型美观
4—3、实用耐久
4—4、受力合理
4—5、安装简便
4—6、经济合理
5、结语
大跨度空间结构选型
前言
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。大跨度空间结构的发展使其结构选型的复杂性和重要性日益明显。各种大跨度空间结构形式的产生和发展，一方面为土木工程师能力的发挥提供了更大的余地，另一方面，由于大跨度结构设计问题的复杂性，选择余地的增大意味着选择的结构体系和类型不恰当的可能性大大增加。结构选型是建筑结构设计是最大的问题。结构的好坏直接关系到建筑物是否安全、适用、经济、美观。建筑结构也关系着建筑的整体强度、刚度、抗震能力、经济性能等等。大跨度结构的选型具有十分重要的意义。
摘要：大跨度结构发展迅速，应用广泛。大跨度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。本文简单概述了大跨度空间结构的发展现状，着重就大跨度空间结构主要形式的特点进行详细的介绍，然后以汽车站设计为例说明了大跨度空间结构选型的原则。
关键词：大跨度空间结构发展形式特点原则
1、大跨度空间结构选型的概念
跨度超过30米的空间结构就是大跨度空间结构。大跨度空间结构不仅可以使建筑实现较大的跨度，满足建筑大空间的使要求，而且结构轻巧，造型优美，受力合理，实用耐久，用钢量低。大跨度空间结构不仅使空间的水平分隔的灵活性增大，而且也增大了垂直方向的自由调整的可能性。大跨度空间结构的选型即大跨度空间结构体系方案的优化选择，实际上就是对适合建筑设计的多种结构体系方案进行分析、比较、判断、假设、择优的过程。
2、大跨度空间结构的发展及现状
建筑物的跨度和规模越来越大，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；大跨度空间结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。例如 1975年建成的美国新奥尔良“超级穹顶”，直径207m，长期被认为是世界上最大的球面网壳；现在这一地位已被1993年建成直径为222m的日本福冈体育馆所取代，但后者更著名的特点是它的可开合性：它的球形屋盖由三块可旋转的扇形网壳组成，扇形沿圆周导轨移动，体育馆即可呈全封闭、开启1／3或开启2／3等不同状态。1983年建成的加拿大卡尔加里体育馆采用双曲抛物面索网屋盖，其圆形平面直径135m，它是为1988年冬季奥运会修建的，外形极为美观，迄今仍是世界上最大的索网结构。1988年东京建成的“后乐园”棒球馆，采用膜结构技术，其近似圆形平面的直径为204m；美国亚特兰大为1996年奥运会修建的“佐治亚穹顶”采用新颖的整体张拉式索一膜结构，其准椭圆形平面的轮廓尺寸达192mX241m。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。
日本福冈体育馆“后乐园”棒球馆“佐治亚穹顶”
3、大跨度空间结构的形式及特点
3—1、点连接玻璃幕墙支承结构
由点支撑装置和支撑结构构成玻璃幕墙的结构为点连接玻璃
幕墙支承结构。点式玻璃幕墙的玻璃是用不锈钢爪件穿过玻璃上
预钻的孔固定的。
点连接玻璃幕墙支撑结构的建筑具有很多优点。（1）通透性
好：玻璃面板仅通过几个点连接到支撑结构上，几乎无遮挡，透
过玻璃视线达到最佳，视野达到最大，将玻璃的透明性应用到极
限。（2)灵活性好：在金属紧固件和金属连接件的设计中，为减
少、消除玻璃板孔边的应力集中，使玻璃板与连接件处于铰接状
态，使得玻璃板上的每个连接点都可自由地转动，并且还允许有
少许的平动，用于弥补安装施工中的误差。采用点支式玻璃幕墙
技术可以最大限度地满足建筑造型的需求。(3)安全性好：由于
点支式玻璃幕墙所用玻璃全都是钢化玻璃的，属安全玻璃，并且点连接玻璃幕墙
使用金属紧固件和金属连接件与支撑结构相连接，耐候密封胶只起密封作用，不承受荷载，即使玻璃意外破坏，钢化玻璃破裂成碎片，形成所谓的“玻璃雨”，不会出现整块玻璃坠落的严重伤人事故。(4)工艺感好：点支式玻璃幕墙的支撑结构有多种形式，支撑构件加工精细、表面光滑，具有良好的工艺感和艺术感。(5)环保节能性好：点支式玻璃幕墙的特点之一是通透性好，因此在玻璃的使用上多选择无光污染的白玻、超白玻等，尤其是中空玻璃的使用，节能效果更加明显。
3—2、膜结构
膜结构是以性能优良的织物为材料，或是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，或是利用柔性钢索或刚性骨架将膜面绷紧，从而形成具有一定刚度并能覆盖大跨度结构体系。
膜结构既能承重又能起围护作用，与传统结构相比，其重量却大大减轻。膜结构跨度大；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。但是耐久性较差。
3—3、薄壳结构
薄壳结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等，材料大都采用钢筋
和混凝土。
薄壳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。薄壳结构的刚度，取决于它的合理形状，而不像
其他结构形式需要加大结构断面，所以材料消耗量低；其静载也不像其他结构形式那样随跨度增大而加大，所以其厚度可以做得很薄；该结构的承重和无盖合而为一，使其更加经济有效，且在建筑空间利用上越加充分。因此薄壳结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理的结构形式。在实际应用中，薄壳结构的形式更是丰富多彩的。例如悉尼歌剧院，其外观为三组巨大的壳片，耸立在一南北长186米、东西最宽处为 97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。
膜结构建筑 薄壳结构
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4、悬索结构
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。
悬索结构除跨度大、自重轻、用料省外还具有平面形式多样，使用的灵活性大、范围广；由多变的曲面所形成的内部空间既宽大宏伟又富有运动感；主剖面呈下凹的曲面形式，曲率平缓，如处理得当既能顺应功能要求又可以大大节省空间和空调费用；形式变化多样，可以为建筑形体和立面处理提供新的可能性。悬索结构没有繁琐支撑体系的屋盖结构。
3—5、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。
网壳结构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—6、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。
网架结构刚度大、变形小、应力分布均匀、传力途径简捷、抗震性
能好、施工安装简便、能大幅度地减轻结构自重和节省材料、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。网架结构可以用木材、钢筋混凝土或钢材来做。网架的建筑造型轻
巧、美观、大方，便于建筑处理和装饰。
4、大跨度空间结构选型的原则
大跨度建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能愈
来愈复杂；另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现，促进了大跨
度建筑的进步。所以大跨度空间结构的发展是在结构受力合理，造型美
的结构选择，甚至创造出完美的建筑。下面以汽车站设计为例阐述一下大跨度空间结构选型的原则。
汽车站是大型公共建筑，各个功能的组成需要选用合理的空间结构，而大面积、大跨度的候车厅决定了汽车站的设计更适
合大跨度空间结构。汽车站的大跨度空间结构选型可以遵循以下几点原则：
4—1、满足功能
汽车站的功能要求是建筑物设计中应考虑的首要因素，功能要求包括使用空间要求、使用要求以及美观要求，考虑结构选
型时应满足这些功能要求。所选择的结构形式的剖面形式应与建筑物使用空间的要求相适应，尽可能减小结构体系本身所占的空间高度，处理好建筑功能和建筑空间的关系，并选择合理的结构体系，自然形成建筑的外形。在满足了基本的建筑功能，经过单纯建筑功能的选型是不够精准的，可以进一步将结构更完美化理想化。
4—2、造型美观
汽车站是城市的门户，代表着城市的形象。在进行汽车站设计时造型美观很重要。大跨度结构的汽车站在造型上呈现出多种形式，直面，曲面，不规则面应有尽有。人类对大尺度的事物有着本能的敬畏，在大跨度建筑的巨大体量面前，人感受到自己的渺小，同时感动于人类力量的伟大。大跨度空间结构的汽车站具有摄人心魄的力量，它带有崇高感的审美价值。虽然结构体系和结构构件的设计都是建立在严格的受力计算基础之上的，但是这并不意味着造型也要严格复杂而拘谨，美观的大跨度汽车站设计作品也充分体现了结构形态的理性美的简洁大方。
4—3、实用耐久
汽车站是城市的交通枢纽，实用性能要求很高。同时，汽车站的使用年限很长，长期的运行需要结构的耐久性能强。这就
要求进行结构选型时注重以下两个方面：(1)、空间结构与建筑造型结合紧密有序合理，没有不必要的花俏结构。（2）、对自然因素要有良好的抵御能力，例如地震、火灾等。这点要求了大跨度结构的稳定性与各种抗性。钢结构的刚度强度都很好，但是防火是个比较严重的问题，所以为了追求大跨度建筑的耐久，要从结构和材料两方面入手。
4—4、受力合理
汽车站是人流的聚集地。它的安全性能尤其重要。建筑的安全主要受建筑空间结构的影响。在进行汽车站设计前要选择安全的大跨度空间结构。这种结构形式必须做到受力合理、传力明确，力求用简单的结构形式实现复杂的建筑外形。梁式结构体系是受力最差的体系。张拉整体体系——“连续拉、间断压”和索一
膜体系是目前最先进、最经济的体系。
4—5、安装简便
安装简便是保证汽车站建造速度快，可以尽早投入使用的首要条
件。在结构选型时要注意对比各种形式的结构安装时的便捷度。例如：
薄壳结构是一种薄壁空间结构，主要承受面内的薄膜内力作用，所以
材料强度能得到充分的利用，同时由于它的空间作用，多以具有很高
的轻度和很大的刚度。因此可以采用很薄的结构厚度来建造大跨度结
构，自重轻、材料省。但在施工方面，如采用现浇的施工方法来实现
薄壳结构有很大的局限性，最大的困难在于曲面模板耗费的工料多，
施工速度慢。
4—6、经济合理
汽车站的建造需要大笔的资金。它在安全的前提下，经济合理是应该得到特别强调与注意的。而且对大跨度空间结构来说，材料用量多，不仅是一个浪费，而且对结构的抗震，特别是竖向抗震极为不利。我们可以从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量。此外，从可持续发展的角度来考虑，还要特别考虑资源的节约。
总结
无论是从建筑历史抑或是从今后发展来看，在建筑设计创作中，结构因素的影响是举足轻重的，古今中外优秀的建筑作品，总是与良好的结构形式相辅相成浑然一体的。大跨空间结构近年来在全球发展迅速，结构形式丰富多样，技术水平也在不断提高。大跨度空间结构的选型是每个建筑者必须掌握的。大跨度结构选型的不仅仅是要了解各种结构的分类及特点，仔细把握相关结构选型的关键因素，并且能使各因素协调统一，达成最佳方案才最重要。
参考文献
[1]、张文忠《公共建筑设计原理》中国建筑工业出版社，2008
[2]、王仕统《大跨度空间结构的进展》华南理工大学学报，1996
[3]、常健，邓中美《大跨度建筑的外观形式与结构体系》建筑科技，2002，12
[4]、谢兆鉴，陈眼云《建筑结构选型》华南理工大学出版社，1990
大跨空间结构案例分析
通过这一个学期建筑结构选型将建筑结构分类如下:●平面结构 梁柱结构(框架结构 桁架结构 单层钢架结构 拱式结构 ●空间结构 薄壁空间结构 网架结构 网壳结构网格结构 悬索结构 薄膜结构 ●高层建筑结构 ●平面结构 平面屋盖结构空间跨度相比较小,节点、支座形式较简单。 2008年奥运会摔跤比赛馆总建筑面积约23950平方米,比赛馆平面是一个82.4*94米平面,屋面是反对称的折面,采用巨型门式钢钢架结构,将建筑塑造为富有韵律感的
造型,如图所示。三维整体模型工程屋盖由12榀空间门式钢钢架组成,跨度82.4米,中心距8,0米,钢刚架为四肢组合的格构式结构。构件间的连接节点均为相贯节点,钢架柱(钢管连接于看台部分的钢筋混凝土柱,屋盖结构外形简洁、流畅,节点形式简单,刚度大,几何特性好。 单榀空间门式钢刚架单榀空间门式钢刚架(有连系杆单榀空间门式钢刚架(有连系杆
刚架柱支座 ●空间结构 ●网格结构 ?网架结构 一:2008奥运会国家体育馆 国家体育馆位于北京奥林匹克公园中心区,建筑面积80 476m2 ,固定座席118 万座,活动座2 000座,用于举办2008 年奥运会的体操、手球比赛,赛后用于举办体育比赛和文艺演出。虽然体育馆在功能上划分为比赛馆和热身馆两部分,但屋盖结构在两个区域连成整体,即采用正交正放的空间网架结构连续跨越比赛馆和热身馆两个区域,形成一个连续跨结构。空间网架结构在南北方向的网格尺寸为815m,东西方向的网格有两种尺寸,其中中间(轴a和○K之间的网格尺寸为1210m,其他轴的网格尺寸为815m。按照建筑造型要求,网架结构厚度在11518~31973m之间。不包括悬挑结构在内,比赛馆的平面尺寸为114m ×144m,跨度较大,为减小结构用钢量,增加结构刚度,充分发挥结构的空间受力性能,在空间网架结构的下部还布置了双向正交正放的钢索,钢索通过钢桅杆与其上部的网架结构相连,形成双向张弦空间网格结构。其中最长桅杆的长度为91237m,钢索形状根据桅杆高度通过圆弧拟合确定。在
高空大跨度悬挑结构、连廊脚手架施工工法
21F/B2F 19F/B2F 21F/B2F 21F/B2F 21F/B2F 21F/B2F 21 F / B 2 F 14F/B2F 11F/B2F 3F/B2F 2F /B 2F 8F/B2F 3F/B2F 3F/B2F 8F/B2F 5#楼 10#楼S 0 （T3） 地下车库轮廓线 9800 21000 9800 14800 9800 24000 26000 9800 9800 24000 （T5） （T 10 ）3#楼 （T 2） 2#楼 2#楼 （S 2）（T 1） 1#楼 （S 1） 1#楼 （T 7） 7#楼 （T 8） 8#楼 （S 8） 8#楼 （T 9）9#楼（S 9） 9#楼 （T 1） 1#楼 （T 6） 6#楼 （T 4） 4#楼 图1-1 当代MOMA 群楼平面图 6 高空大跨度悬挑结构、连廊脚手架施工技术 1 工程概况 当代万国城北区工程即“当代MOMA ”项目，是当代置业公司开发的高档综合社区。该项目位于东直门地区，以住宅为主，并配有完美齐全的配套设施，如幼儿园、影剧院、大型宴会厅、酒店、空中游泳池及社区活动中心，车库地下二层还设有网球场。车库顶板上设有景观水池，冬季可作为溜冰场。当代MOMA 项目9栋塔楼通过环状的空中连廊连接在一起，构成一个立体的建筑空间，建筑形体复杂，其中有5栋塔楼有高空大跨度悬挑钢结构挑楼。环绕、越过和贯穿多维的空间层次，是当代MOMA 项目的主要特征。塔楼、连廊、挑楼布置如图1-1。 当代MOMA 工程采用框架-核心筒结构。B2层高4.15m ，B1层高5.3m ，首层高4.55m ，其余层3.05m 。框架柱混凝土强度等级C40-C50，梁、顶板混凝土强度C35。 1.1 悬挑结构概况（表1-1） 表1-1 悬挑楼概况表 栋号 位置 层数 楼层分布范围 跨度 挑出长度 挑楼总高 悬挑高度（距±0.00） T1悬挑楼 T1楼北侧 5层 17～21层 25.6m 9.8m 16.5m 50.2m T2悬挑楼 T2楼东侧 4层 18～21层 23.6m 9.8m 13.45 53.25m T7悬挑楼 T7楼东侧 3层 12～14层 20.95m 9.8m 10.4m 34.95m T8悬挑楼 T8楼南侧 4层 16～19层 14.8m 9.8m 13.45m 47.15m T9悬挑楼 T9楼西侧 3层 17～19层 23.6m 9.8m 10.4m 50.2m
大跨度空间钢结构的结构形式浅析
大跨度空间钢结构的结构形式浅析 大跨空间钢结构是目前发展最快的结构类型，本文通过对大跨度空间钢结构几种主要形式：网架结构、空间网壳、张力结构的分析和讨论，通过几个大跨度空间钢结构的工程实例，讨论大跨度空间钢结构各种结构形式力学模型以及优缺点。 标签：大跨度；空間网架；张力结构；膜结构 空间结构是指具有不宜分解为平面结构体系的三位形体，具有三维受力特征，在荷载作用下成空间工作的结构。其主要的结构类型有：平面网架、网壳结构和张力结构。世界各国为大跨度空间结构的发展投入了大量的研究经费。这些研究工作为各国大跨度建筑的蓬勃发展奠定了坚实的理论基础和技术条件。 1、结构形式 1.1网架结构 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，具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点：可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。 1.2网壳结构 网壳结构是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。 网壳结构主要应对使用阶段的外荷载（包括竖向和水平向）进行内力和位移计算，对单层网壳通常要进行稳定性计算，并据此进行杆件设计。此外，对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载，应根据具体情况进行内力、位移计算。 1.2.1强度、刚度分析 网壳结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。网壳结构根据网壳类型、节点构造，设计阶段可分别选用不同的方法进行内力、位移计算：双层网壳宜采用空间杆系有限元法进行计算；单层网壳宜采用空间梁系有限元法进行计算；对单、双层网壳在进行方案选择和初步设计时可采用拟壳分析法进行估算。 1.2.2稳定性分析 网壳的稳定性可按考虑几何非线性的有限元分析方法（荷载认一位移全过程
工业钢结构厂房大跨度钢结构安装 刘丹华
工业钢结构厂房大跨度钢结构安装刘丹华 发表时间：2019-04-29T16:04:56.967Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第36期作者：刘丹华 [导读] 本文主要对工业钢结构厂房大跨度钢结构安装进行了详细分析。 六冶（郑州）科技重工有限公司河南郑州 452375 摘要：随着建筑业的不断发展，大跨度建筑的数量越来越多，建筑结构形式也得到了改善，以满足功能的需要。钢结构因其结构简单、成本低、施工周期短、使用方便等优点而被广泛使用。大型工业厂房作为钢结构的代表建筑，以其新颖的结构形状和先进的技术方案，成为建筑领域的热点，其得益于大跨度钢结构技术的应用。据此，本文主要对工业钢结构厂房大跨度钢结构安装进行了详细分析。 关键词：工业；钢结构；厂房；大跨度；安装 一、钢结构施工优势 （一）自重轻、强度高、抗震性能好 钢结构与传统的钢筋混凝土结构相比自重要轻30%以上，而强度却明显增强。特别是钢材所具有良好韧性与塑性的特点，使得钢结构建筑的整体抗震性大大增强。 （二）空间布置灵活、施工周期短 钢结构建筑室内空间分隔灵活，对于建筑的外观造型能完美凸显，特别是在满足大跨度的空间结构功能方面，使得钢结构在许多特殊领域，如飞机维修机库、大型工业厂房的施工中应用更加广泛。而且钢结构建筑采用拼装式的施工特点，有着安装速度快、施工周期短的优点。 （三）绿色环保、可持续发展 钢结构建筑相对于传统土建施工，有着噪音小、粉尘少、资源利用较为单一，施工更加绿色环保等优点。目前，钢结构构件一般都在工厂里加工制造，在施工现场只是安装就位，能有效减少施工污染和建筑工业垃圾。此外钢结构建筑还有便于拆卸，循环利用率高的优势。 二、工业钢结构厂房大跨度钢结构安装技术 （一）大跨度悬挑钢结构无支承安装法 大跨度悬挑钢结构无支承安装法是在无支承机构条件下，利用悬挑钢结构本体刚度及吊装机械，以逐步延伸、阶段安装的方式进行的高空散件安装。大跨度悬挑钢结构无支承安装法与高空原位安装有一定的相似性，也有其差异性。大跨度悬挑钢结构无支承安装法在本体结构刚度大、本体结构稳定，本体结构高的悬挑钢结构中非常有应用前景。但需要注意的是，大跨度悬挑钢结构无支承安装法有着较大的自重，因而会导致悬挑段下挠，进而引发构件安装坐标难以确定的问题，一旦遭遇安装位置固定或是安装位置追求“分毫不差”的工程，则该技术将会遭遇应用瓶颈，一旦构件安装坐标位置不准，则工程竣工的结构位置很可能难以满足设计要求。故而在应用此技术时一定要密切关注：施工预调；悬吊定位工艺的精准性；科学的施工分析。 （二）整体提升法 整体提升安装在地面或是适宜的楼层投影位置安置待安装结构并将之组装成型，以提升系统为辅助手段，提升已组装成型的结构整体，将之上升至设计标高。在施工过程中，一旦遭遇高度较大的大跨度钢结构，则搭设支承胎架不仅复杂而且会耗费大量资金，若钢结构形状规则，则此时就可应用整体提升安装法。整体提升法在大屋顶工程中应用较多，提升的过程一般包括四大阶段：地面拼装、支承胎架、提升阶段、结构就位。 与其他技术相比，整体提升法的优势主要有：高空作业量被大幅度缩小，工人的高空作业安全性更高；由于并非原位拼装焊接，因此质量和效率得到了大幅度的提升；施工过程中诸如胎架、脚手架等临时工程材料的应用减少，临时工程施工减少，有利于提高工程的效率，减少施工企业的经济耗损；由于安装高度降低，普通塔式起重机即可满足工程需要，大型塔式起重机的使用费用因此节省；该工程可与其他工程交叉作业，因此施工速度大幅度提高。 三、工业钢结构厂房大跨度钢结构安装施工重点 （一）屋顶安装 工业厂房的顶部安装是极其重要的，为了达到施工的要求，在进行顶层钢结构安装时，要在层架和钢柱柱顶的结合部位加入一定的润合剂，并且对层架的放置位置施工人员需要做一个精确的计算，最后将层架准确的放入计算位置，然后进行及时的固定，在完成构件放置后需要对其进行焊接加固，陆续地完成后面构件的组装工作。厂房屋顶在安装的过程中需要对屋顶位置及逆行精确的确定，所以对安装位置要有足够的认知和重视。 （二）钢柱安装 钢柱的安装施工过程主要分为吊装前准备、吊装两个步骤。在安装工作开始之前，准备工作是十分重要的，首先在钢结构安装前，必须对构件进行详细检查，构件的外形尺寸、螺孔位置及直径、连接件位置及角度、焊缝、高强螺栓摩擦面加工质量等，必须进行全面检查，符合图纸及规范规定后，才能进行安装施工。当钢柱的加工制作质量都符合安装要求的时，施工人员可以根据实际施工进行吊点的确立，然后对钢柱的各个螺栓进行检查，确定螺栓的初拧、终拧程度，保证螺栓的安装质量，对不满足要求的螺栓要及时进行更换。在吊装施工的时候，要确立缆风绳固定位置，同时检查钢丝绳是否满足使用要求，再者是要对吊装机械位置进行确立，找准吊装机械的正确站位位置，对钢柱吊装的高度和角度能够清晰的控制，保证钢柱能够精确的吊入基础，吊钩要在完成固定施工的所有操作后才能松开吊钩。将这个步骤进行几次后，后面的步骤就会越来越简单，为后面的步骤打下了坚实的基础。 （三）临时支架安装 在通常情况下，临时支架有两种不一样的实物，一种是标准节，另一种是非标准节。在施工的过程中主要是通过标准节和非标准节的相互结合，从而对建筑施工的不同情况进行满足。在临时支架的安装位置方面主要是根据厂房钢结构的一些实际情况进行现场确立的，比
大跨度空间结构工程案例样本
大跨度空间结构案例及分析
1、大跨度空间结构选型的概念 跨度超过30米的空间结构就是大跨度空间结构。大跨度空间结构使建筑实现较大的跨度, 满足建筑大空间的使用要求, 而且结构轻巧, 造型优美, 受力合理, 实用耐久, 用钢量低。大跨度空间结构不但使空间的水平分隔的灵活性增大, 而且也增大了垂直方向的自由调整的可能性。大跨度空间结构的选型即大跨度空间结构体系方案的优化选择, 实际上就是对适合建筑设计的多种结构体系方案进行分析、比较、判断、假设、择优的过程。 2、大跨度空间结构选型的原则 大跨度建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能愈来愈复杂; 另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现, 促进了大跨度建筑的进步。因此大跨度空间结构的发展是在结构受力合理, 造型美观等诸多因素的限制下发展起来的。各种结构不同的优势与劣势, 只有将它们合理的运用起来, 才能达到技术与艺术都最合适的结构选择, 甚至创造出完美的建筑。 在大跨度空间结构中引入现代预应力技术, 不但使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。经过适当配置拉索, 或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载。前者即为斜拉结构体系, 后者则为预应力结构体系。这一类”杂交”结构体系将改进原结构的受力状态, 降低内力峰值, 增强结构刚度、经济效果明显提高。
一、案例 南京医科大学新建新基础医学教学与科研楼/教研服务中心工程, 位于南京市江宁大学城,分教学楼和教研服务中心两部分。其建筑群皆为四周办公楼中间设中庭的结构形式,中庭跨度约55米,屋面采用折叠钢屋架结构,钢屋架上铺设玻璃采光天窗,有效的解决了楼内的采光问题,外观造型线条优美,气势磅礴,在满足使用功能的同时,又给人以美的享受。 1.1 工程概况 中庭钢结构屋面, 结构形式为一倾斜的折叠钢屋架。位于一区、二区、三区、四区之间, 高端支撑于一区和四区的屋面钢结构上, 经过固定支座与一区和四区的屋面钢结构相连; 低端支撑于二区和三区的屋面钢结构上, 经过滑动支座与一区和四区的屋面钢结构相连, 边榀下设箱型柱支撑。 中庭折叠钢屋架由5榀正三角形管桁架组成, 两边悬挑。低端钢桁架下弦标高从15.831米至17.271米, 上弦标高从17.940米至19.080米, 高约2米, 宽23.477米; 高端下弦标高20.490米至22.274米, 上弦标高从24.752米至26.524米, 高约4米; 跨度: 第一榀40.306米, 第二榀48.133米, 第三榀56.825米, 第四榀58.673米, 第五榀53.862米, 钢折梁屋面部
大跨度空间钢结构施工及预算
大跨度空间钢结构施工及预算 由于现在越来越多的工厂建立，钢结构厂房的应用也是相继广泛，但是不同的商家和不同的材质价格却有着千差万别，对于其中多少的水分，很多非专业的甚至专业的人士都很难计算出这样一个钢结构厂房的造价是多少，不过这个也是相对比较复杂的，各种成本都需要计算，很多细节都很容易造成疏忽，一个不小心就会出现很大的失误，所以对于它的预算分析很重要。 现在假设如果单做一个简单的单层钢结构厂房，首先就是一个材料费，现在钢的价格是落差不大，平均价位保持在3700每吨的幅度左右徘徊，估计也能在这个水平保持一段时间，相对比较便宜的；其次造价和厂房的跨度高度有关系，如果是不超过8米,跨度不超过30米，带5吨吊车的厂房，且外围护采用保温的做法，那么平米造价要500元左右。如果不带吊车，造价会下降，跨度的变化对造价的影响则分几种情况：超过15米的厂房，随着跨度的增加单位面积的造价会下降，但是从15米开始，随着跨度减小单位面积的造价反而会上升；再次就是厂房的人力成本问题，像这种简单钢结构厂房就大概二十个人力左右3个月的时间可以完工，平均每个人每月的开销是3000元左右；还有就是厂房的技术成本，在前期的设计和制图相对于普通房屋过程要复杂，必须找到实力相对较强的，这种准备工作务必做到精确否则会造成很大的浪费，保守估计的成本也至少是上万元；另外还有其他很多工程方面出现问题的代价成本，综合考虑后还是在至少7000每平方左右的价位了。 商品经济化的今天，对于物价的估算也是比较难的，尤其是类似于这种工程细的项目更是无从下手，所以必须先严格的作出各项成本参考逐一分析。不过以后这方面会制定出更好的标准，规模化统一化管理，钢结构厂房的造价问题也会很轻松的估算得到。 大跨度空间钢结构的特点： 近30年来, 各种类型的大跨度空间钢结构在美国、日本、欧洲、澳大利亚等发达国家和地区发展很快,其跨度和规模越来越大, 新材料和新技术的应用越来越广泛, 结构形式越来越丰富。许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性或标志性的人文景观。如 2000 年的悉尼奥运会、 2002 年的韩日世界杯、2004 年雅典奥运会和 2006 年的德国世界杯等各种体育场馆给人留下了深刻的印象。 我国大跨度空间钢结构原来的基础比较薄弱, 但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要, 近10余年来也取得了迅猛的发展。特别是 2 00 8 奥运场馆建设为我国大跨空间
大跨空间结构答案.doc
大跨空间结构(答案整理) 一、单项选择题（共20分,每小题2分） 1. 下列哪一种空间结构在高空作业时施工费用最高（ B ） A. 网格结构 B. 折板结构 C. 平板结构 D. 混合结构 2. 下列哪一种网架结构的刚度最差（ D ） A. 两向正交正放网架 B. 两向正交斜放网架 C. 三向网架 D. 单向折线形网架 3. 若三角锥网架的全部杆件等长（其中h 为网架高度，s 为弦杆长度），必须满足下列哪 一种条件（ D ） A. 腹杆与高度方向的夹角为33arccos B. 腹杆与高度方向的夹角为2 3arccos C. 腹杆与高度方向的夹角为32arccos D. A 、B 、C 都不对 4. 下列哪种网架的节点处杆件汇交的数量最少（ B ） A. 两向正交正放网架 B. 蜂窝形三角锥网架 C. 棋盘形四角锥网架 D. 抽空三角锥网架 5. 下列哪种网架的节点处杆件汇交的数量最多（ A ） A. 三向网架 B. 三角锥网架 C. 四角锥网架 D. 星形四角锥网架 6. 下列哪一种网架屋面构造最为复杂（ D ） A. 星形四角锥网架 B. 棋盘形四角锥网架 C. 斜放四角锥网架 D. 两向斜交斜放网架 7. 正放四角锥网架须满足下列哪种条件方能做到所有杆件等长（ A ） A. 网架腹杆与弦杆的夹角为60° B. 网架腹杆与竖向的夹角为60° C. 网架腹杆与腹杆的夹角为60° D. 以上答案均不正确。 8. 下列哪一种网架受力的均匀性较差（ C ） A. 正放四角锥网架 B. 正放抽空四角锥网架 C. 星形四角锥网架 D. 棋盘形四角锥网架 9. 有一间接承受动力作用的网架，其受拉杆的容许长细比[]λ为（ D ） A. 180 B. 200 C. 250 D. 300
大跨度空间结构的发展历史及分类
大跨度空间结构的发展历史及分类【摘要】按照古代、近代、现代的时间顺序介绍空间结构的发展历程。按传统划分方法、单元组成划分法对空间结构进行分类，后者能更好的囊括和包络既有的空间结构形式。 【关键词】大跨度空间结构；发展历史；分类 1982年中国成立空间结构委员会，在此后三十多年里大跨度空间结构发展迅速，兴建了大量体育场馆、会议展览馆、机场车库、大型娱乐场所、多功能厅等，结构在跨度上跨度的要求越来越高，在形式上，也不断创新。 一、空间结构的发展历史 在二十世纪前，古代空间结构就已经出现并大量应用，主要标志性结构为拱券式穹顶，该结构充分利用拱券合理传力的原理，有连环拱、交叉拱、拱上拱、大拱套小拱。该类结构的代表工程：南京无梁殿（明洪武14年），平面尺寸38m×54m，净高22m。 二十世纪初叶（1925年）后，涌现了大梁的近代空间结构，主要标志性结构为薄壳结构、网格结构和一般悬索结构。其中薄壳结构代表工程有：北京火车站（1959年），跨度35m×35m；网架结构代表工程有：首都体育馆（1968年），跨度99m ×112.2m；悬索结构代表工程：北京工人体育馆（1961年，跨度94m），浙江人民体育馆（1967年，跨度60m ×80m ），成都城北体育馆（1979年，跨度61m）。
到二十世纪末叶（1975 年前后），现代空间结构开始发展，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。例如，2008 年建成的114m×144m北京奥运会国家体育馆是世界上最大跨度的双向弦支桁架结构。 二、按传统方法划分空间结构 按传统的划分方法，空间结构分为薄壳结构、网架结构、网壳结构、悬索结构和膜结构五类。五种空间结构的定义及主要形式如下： （一）网架结构是以多根杆件按照一定规律组合而成的网格状高次超静定空间杆系结构，有以下主要形式：（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。 （二）网壳结构是将杆件沿着某个曲面有规律地布置而组成的空间结构体系其受力特点与薄壳结构类似，是以“薄膜”作用为主要受力特征的。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。
我国大跨度空间钢结构的发展与展望
我国大跨度空间钢结构的发展与展望 第6卷第2期空阃结构 [文章编号]1006-6578(2000)02—0003一n 我国大跨度空间钢结构的发展与展望 墼3 [摘要]奉文阐述了我国大跨度空间钢结构应用与发展的基奉情况.这些空间钢蛄拘包括 有大跨度大面积网架结构,大跨度大悬臂一壳结构,组合一架结构,组合同先蛄拘,顿应力网架 与一壳结构,许拉网架与网壳结构,船合叠或不僻钢等材料的网架与一壳结构,特种一架与一 壳结构等.最后,奉文展望了二十一世纪的大跨度空1日1钢结构. [关键词]大跨度结构;空间钢结构;空闻一格结构;应用与发展{展望 [中图分类号]TU393.[文献标识码]A 1引言 本文所指的大跨度空间钢结构主要是指网架,网壳结构及其组合结构(两种或两种以上不 同建筑材料组成)和杂交结构(两种或两种以上不同结构形式构成).这是一类结构受力合理, 刚度大,重量轻,杆件单一,制作安装方便的空间结构体系,在近一,二十年来获得蓬勃发展?并 在大跨度,大柱网的公共和工业建筑中得到广泛应用.它不仅可用于屋盖结构,而且可用于楼 层结构,墙体结构和特种结构 我国自l964年建成第一幢网架结构——上海师范学院球类房屋盖匕上来.据不完全的统 计,至l999年底我国已建成各类网架,网壳结构l0000幢(其中网壳结构占4为400
盖建筑面积约l200万平方米目前,年增长的覆盖建筑面积为80～100万平方米.我国网架, 网壳结构生产制造厂已超过lO0家,如徐州飞虹网槊集团公司,杭州大地网架制造有限公司, 常州网架厂等,逐步形成了一个新兴的空间钢结构制造行业,可进行批量规模生产. 2大跨度,大面积网架结构 众所周知的首都体育馆.平面尺寸99mX11Z.2m,为我国矩形面平面屋盖中跨度最大的 [收稿日期]ZOO0—02—10 [作者简介]董石晴(1932一),男,浙江杭州人,教授,中国工程院院士,浙江大学建筑工程学院院长,长期从 事大踌空间结构的教学,科研和设计工作. 3 网架上海体育馆,平面为圆形,直径1lOm,挑瞻7.5m,是目前我国跨度最大的网架结构. 1996年建成的首都机场哩机位机库,平面尺寸(153+153)m×90m口],见图1;1999年新 建成的厦门机场太古机库,平面尺寸(155-t-157)mx70m,是我国当前建筑覆盖面积最大的单 体网架结构,也是目前世界上最大的机库如包括前几年建成的成都双流机场机库,(平面尺寸 87cax14Ore),上海虹桥机场机库(平面尺寸95mx15Ore)等,表明了中国大型机场的机库都采 用了大跨度网架结构. 图1首都机场四机位机库 近十年来,网架结构在我国工业厂房屋盖中得到大面积的推广应用,其建筑覆盖面
高层建筑大跨度悬挑钢结构施工技术
高层建筑大跨度悬挑钢结构施工技术 发表时间：2017-12-11T15:45:25.817Z 来源：《基层建设》2017年第26期作者：谭逢熙 [导读] 摘要：高层建筑的构架体系极具复杂性，而大跨度悬挑钢结构是在工程项目中应用较为广泛的一项技术，大悬挑钢结构以其自身的优势，为建设高层建筑拓宽了社会空间，而且也保证了高层建筑施工的高效施行。 广东省徐闻县建筑工程公司广东徐闻 524100 摘要：高层建筑的构架体系极具复杂性，而大跨度悬挑钢结构是在工程项目中应用较为广泛的一项技术，大悬挑钢结构以其自身的优势，为建设高层建筑拓宽了社会空间，而且也保证了高层建筑施工的高效施行。本文结合工程实例，分析了高层建筑大跨度悬挑钢结构施工要点与吊装方案，结合模拟施工而得出钢结构安装的工艺状况并对其施工阶段进行监测及结果分析对比。 关键词：高层建筑；大跨度悬挑钢结构；施工 前言 随着我国经济的高速发展，高层建筑设计正日益向综合型多用途发展，为满足各类高层建筑的功能和城市美观的要求，高层建筑结构体型也进一步向着高度更高、体型更复杂、功能综合性更强的方向发展，这无疑是一项新颖的构架类型，带来偏多的新颖感的同时，也增添了原有的施工疑难。为了迎合高层建筑的建设，就需要在理论上剖析高层建筑大跨度悬挑钢结构施工，并结合实际对施工结果进行分析研究，为此类大跨度悬挑结构的施工提供了一定的参考。 1 工程概况 某大楼由6栋塔楼及1个整体3层地下室大底盘组成。其中A楼西北角的15层（标高+60.70m）至屋面（标高+71.50m）共3层因建筑立面造型需要采用高位直角悬挑。 结构设计采用H型钢梁和箱形钢柱组成高位多层大悬挑钢结构体系，悬挑长度11.525m，平面形状呈直角等腰三角形，并通过增加斜拉式预应力钢拉杆的方式来改善结构的受力状态，从而增加刚度、减小变形（图1）。拉杆采用UU型建筑用高强度不锈钢拉杆，钢拉杆规格为φ100mm，强度级别为1030MPa。 图1 大悬挑钢结构剖面 2 结构施工要点 （1）本工程A楼为钢筋混凝土框架核心筒与钢框架、劲性钢骨柱混合结构，西北角的15层至屋面共3层因建筑立面造型需要而采用高空多层大悬挑钢结构，其悬挑固定端为塔楼主体劲性混凝土结构，悬挑端为由钢柱、钢梁、预应力钢拉杆等组成的空间框架体系，具有安装高度高、悬挑长度长、构件自重大等特点。 （2）大悬挑钢结构的高空吊装需结合现场施工条件，综合考虑结构体系的特点、工程施工总流程、各个阶段的施工工况、可操作性以及施工安全风险、质量、工期等各种因素，因此选择安全可靠、经济合理并有可操作性的吊装方案、确定合理的吊装流程是本工程的重点和难点。 （3）预应力钢拉杆的施工是整个大悬挑钢结构安装施工中的重、难点，预应力钢拉杆施工技术要求高、难度大，其安装与张拉的质量对大悬挑钢结构工程至关重要。 （4）大悬挑钢结构悬挑长度长、悬挑结构自身质量大，结构自重作用导致的结构变形将影响整个悬挑结构的受力、拼装精度和结构安全性，是大悬挑钢结构的施工质量控制要点。因此，如何充分考虑结构变形问题、控制施工过程变形、稳定性、挠度变化是施工的重点和难点。 （5）在大悬挑钢结构施工过程中，要进行钢结构构件的吊装、高空安装与焊接等工作，同时穿插钢筋桁架楼承板、混凝土等工序，涉及到楼层临边防护及水平防护等综合防护措施，施工安全风险大，如何保证施工过程中的安全是本工程的重点之一。 3 结构吊装方案选择 大悬挑钢结构悬挑长度长、单件质量大、构件尺寸大，最大吊装高度达到71.500m，且受现场施工条件制约，吊装工艺复杂，吊装方案的优劣直接影响到整个大悬挑钢结构工程的质量、安全和工期。因此，选择一种安全稳妥、技术可靠、经济适用的吊装方案就显得尤为重要。 根据现场实际情况，对设置落地式满堂扣件式钢管脚手架、大吨位长臂起重机械直接吊装、设置临时支撑胎架以及利用塔吊进行高空散装等吊装方案从技术可行性、经济合理性、安全可靠性、工期等方面进行对比分析，4种方案优（缺）点如下：（1）搭设落地式满堂扣件式钢管脚手架：搭设工艺熟悉；施工经验丰富；一次性投入架体材料用量大；搭设速度慢，施工周期长；架体超高，高宽比超限，整体稳定性难以保证，施工安全风险极大。故不采用。 （2）采用大吨位长臂起重机械直接吊装：适用性强；对起重机械性能要求高，需采用500t级以上汽车吊；机械台班费用高，经济性差；大型汽车吊拼装施工效率低，租赁时间较长；现场施工操作面窄小，机械停放位置受影响较大。故不采用。 （3）设置临时支撑胎架：传力明确，受力合理；杆件定型、现场拼装；杆件可反复使用，造价低，经济性好；施工便捷，实施可行；同时需采用塔吊或汽车吊配合吊装钢构件，增加造价。故不采用。
大跨空间结构的发展回顾与展望
大跨空间结构的发展——回顾与展望 来源：中国论文下载中心[ 06-03-20 08:42:00 ] 作者：沈世钊编辑：studa9ngns 摘要：大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。本文就空间网格结构和张力结构两大类介绍了国内外（但主要是国外）空间结构的发展现状和前景。对这一领域几个重要理论问题，包括空间结构的形态分析理论、大跨柔性属盖的动力风效应、网壳结构的稳定性和抗震性能等问题的研究提出了看法。 关键词：空间结构回顾展望 一、概述 在这实际的三维世界里，任何结构物本质上都是空间性质的，只不过出于简化设计和建造的目的，人们在许多场合把它们分解成一片片平面结构来进行构造和计算。与此同时，无法进行简单分解的真正意义上的空间体系也始终没有停止其自身的发展，而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力，体现出大自然的美丽和神奇。空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力，而且还由于它们通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。当跨度增大时，空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能。事实上，当跨度达到一定程度后，一般平面结构往往已难于成为合理的选择。从国内外工程实践来看，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系。 近二十余年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧等发达国家发展很快。建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。例如1975年建成的美国新奥尔良“超级穹顶”（Superdome），直径207m，长期被认为是世界上最大的球面网壳；现在这一地位已被1993年建成夏径为222m的日本福冈体育馆所取代，但后者更著名的特点是它的可开合性：它的球形屋盖由三块可旋转的扇形网壳组成，扇形沿圆周导轨移动，体育馆即可呈全封闭、开启1／3或开启2／3等不同状态。1983年建成的加拿大卡尔加里体育馆采用双曲抛物面索网屋盖，其圆形平面直径135m，它是为1988年冬季奥运会修建的，外形极为美观，迄今仍是世界上最大的索网结构。70年代以来，由于结构使用织物材料的改进，膜结构或索-膜结构（用索加强的膜结构）获得了发展，美国建造了许多规模很大的气承式索-膜结构；1988年东京建成的“后乐园”棒球馆，也采用这种结构技术尤为先进， （Geogia 其近似圆形平面的直径为204m；美国亚特兰大为1996年奥运会修建的“佐治亚穹顶”Dome，1992年建成）采用新颖的整体张拉式索一膜结构，其准椭圆形平面的轮廓尺寸达192mX241m。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。 由于经济和文化发展的需要，人们还在不断追求覆盖更大的空间，例如有人设想将整个街区、整个广场、甚至整个山谷覆盖起来形成一个可人工控制气候的人聚环境或休闲环境；为了发掘和保护古代陵墓和重要古迹，也有人设想采用超大跨度结构物将其覆盖起来形成封闭的环境。目前某些发达国家正在进行尺度为300m以上的超大跨度空间结构的设计方案探讨。
房屋建筑中大跨度空间钢结构的运用分析
房屋建筑中大跨度空间钢结构的运用分析 发表时间：2018-01-19T15:00:49.530Z 来源：《建筑科技》2017年第17期作者：陈小虎 [导读] 我国当前经济和文化快速发展的阶段，大跨度建筑和空间结构的技术，代表了国家整体建筑水平。 中铁二十局集团第六工程有限公司陕西西安 713200 摘要：随着时代不断进步，大跨度空间结构发展速度也较快，我国当前经济和文化快速发展的阶段，大跨度建筑和空间结构的技术，代表了国家整体建筑水平，也在广泛推广和应用。因此，重点对大跨度空间结构自身特点进行阐述，将施工中出现的技术问题进行深入分析，保证为房屋施工技术提供帮助。 关键词：房屋建筑；大跨度空间；钢结构 当前，大跨度钢结构在发达国家的发展速度较快，逐渐扩大跨度和规模，逐渐采用先进的材料和技术，丰富整体建筑结构。由此看来，国内应用大跨度空间结构的技术比较薄弱，由于当前经济发展和实力水平提高，也提高了大跨度空间结构发展速度。 大跨度空间钢结构特点 我国现阶段大跨度空间钢结构应用基础比较薄弱，但实际发展速度和规模创造了一个新的阶段，展现我国经济社会发展的速度。大跨度空间钢结构自身特点具备很多，主要包括以下几个方面。 1.1节点形式比较复杂 目前，我国大跨度空间钢结构在应用过程中，具备一个非常显著特点，节点形式非常复杂。阶段形式自身不仅具备铸钢节点，也具备锻钢节点等等。 1.2内部结构具备多样化和复杂化 大跨度空间钢结构在初步发展阶段，内部结构相对简单，由于经济社会快速发展，也促使大跨度空间钢结构迎接一个新的难题。大跨度空间钢结构逐渐复杂，也加快大跨度空间钢结构发展速度。例如，鸟巢体育馆施工过程中，应用的结构是扭曲空间析架结构，结构内部较复杂，反应大跨度空间钢结构实际发展状态，推进其内部形式和结构向复杂化发展。 1.3加工难度加强，提高加工精度 对于一些国家级别和标志性的建筑施工时，对各方面的要求都非常高，在对精度较高构建要求的同时，对焊接技术的要求也非常严格，站在其他角度来看，给大跨度空间钢结构的施工质量，提出更加严格的控制和标准。 1.4钢材等级提高，加大结构跨度 我国现阶段一些大型建筑规模和跨度的范围逐渐加大，从而几十米到上百米的跨度，甚至是到几百米的跨度，各方面的发展速度都非常快。另外，钢材自身的等级也在逐渐提高，钢板的厚度也在不断加厚。根据相关数据统计得出的结果，其中一些建筑中采用的钢板厚度已经超过了120毫米，依据现阶段的状态，钢板厚度还有持续增加的趋势。 1.5增加构件数量，提高设计难度 我国当前房屋建设中构建的数量逐渐呈上升的发展趋势，不断从几百个和上千个发展到现阶段的几万个。由于这些构建的横截面积都是完全不同的，就使构件的尺寸和长度都会有所差异，给房屋施工过程中造成很大的影响。 1.6应用现代化技术 在房屋施工过程中，采用预应力的技术，不仅可以提高构建自身的刚度，还可以促使自身更加持久和耐用，在弦支弯顶结构施工过程中，就会运用到预应力技术。例如，在建设背景工业大学体育馆的过程中，他是开展奥运会时时羽毛球馆，同样是在弦支弯顶结构施工的过程中采用预应力技术。 1.7提高焊接工作和技术难度 我国现阶段在运用大跨度空间钢结构构建数量的工程数量在持续上涨，这些工程的出现，不仅提高了对工程精确度的要求，也增加了焊接工作的工作量，整体施工男滴也在提高，这就需要运用比较先进的管理制度和技术方法，才能够保障施工整体的质量。 大跨度空间结构房屋施工中注意的技术问题 建造大型空间钢结构过程中，施工技术具有举足轻重的作用。建立一套科学施工方案和，才可以确保房屋整体结构的安全和经济。当前，我国大部分空间结构施工时，都取缔传统施工技术方法，不断向着高科技领域发展，推进传统技术面临全新挑战。在实际研究和开发以及创造时，应该注意一下几个方面的问题。 2.1采用施工监测分系统 实际施工的过程中，要对实现目标过程造成影响的原因进行分析，需要采用施工时检测系统进行严格检测。使用这个系统的同时，还可以对施工过程中的参数进行检测，其中主要包括误差参数和状态参数以及结构设计等等，最终有效确保施工质量控制在合理的范围之内。另外，在对施工检测的过程中，在对工程实际施工进行控制的同时，还可以保证施工过程中结构的安全和标准。施工检测自身主要工作包括，采用仪器仪表，对构建中的几何尺寸进行测量，而材料的容重、弹性的模量、环境温度和施工阶段的变形以及应力等等都需要进行准确的测量。对于施工检测来说，主要包括变形检测和应力检测等等。首先，变形检测的过程中普遍采用的是测距仪、水准仪和全站仪以及光电图像式挠度仪等等。除此之外，在对温度进行监测的过程中，需要格外注意，在保障构件和结构温度稳定的情况下，进行实际的检测，有效预防最终结果出现误差较大的现象和问题。应力监测的过程中，需要运用科学合理的电阻传感器和钢弦式传感器，电阻传感器自身具备多个方面缺点，使用不便和持久性较差，只适合在短时间内的荷载增量的应力监测。实际监测的现场情况相对复杂，监测时间也相对较长，所以，最适合监测的方法还是钢弦式传感器。 2.2安装施工仿真技术 近期，我国大跨度空间钢结构施工中出现的问题，主要是在选择仿真技术应用的过程中，。采用仿真技术，可以对整个施工现场进行实时模拟，对其过程中的重点和构件自身受理情况进行前期预测。在仿真工作进行的过程中，需要重点对施工过程中的安全因素进行考
大跨度建筑结构选型的关键因素研究
大跨度建筑结构选型中关键因素研究 摘要： 大跨度结构是近年来在全世界越来越风行的新型结构，它发展迅速，应用广泛。本文在介绍了大跨度的基本信息后，主要研究的是大跨度建筑结构选型的两方面关键要素——基本要素和深入研究要素。从这两方面仔细分析结构选型的重要切入点与选择理由。 基本要素主要是各种大跨度的表面比较浅显的特点与它所对应的建筑功能因素，是结构选型的基础。深入因素是进一步完善选型的更近一步研究，只有两者都深入了解了，才能真正理解大跨度建筑结构选型的要点，做到建筑与结构的和谐统一。 关键词：大跨度结构选型影响因素美观经济合理 引言 大跨空间结构近年来在全球发展迅速，结构形式丰富多样，技术水平也在不断提高。我国大跨度空间结构的基础原来比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要，近年来也取得了比较迅猛的发展，并且国内也开展了大跨度空间结构的一系列具有较高学术价值的研究工作。 大跨度结构属于空间结构，所谓空间结构，其形状呈空间状，并同时具有三维受力特性，所以大跨度结构通常是比较复杂而多样的。但是，空间结构往往比平面结构更美观、经济和高效，更能满足人类不断追求改善与扩充其生活空间的要求。于是空间结构建造及其所采用的技术往往反映了一个国家建筑技术的水平，一些规模宏大、形式新颖、技术先进的大型空间结构也成为一个国家经济实力与建筑技术水平的重要标志。 凡此种种都决定了大跨度结构选型工作是很重要并且与国家发展息息相关的。而大跨度结构选型的不仅仅是要了解各种结构的分类及特点，仔细把握相关结构选型的关键因素，并且能使各因素协调统一，达成最佳方案才是最重要的。 大跨度结构 在建筑结构上来说，大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑。民用建筑中主要用于影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑，而工业建筑中则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。 大跨空间结构的类型和形式十分丰富多彩，通常将空间结构按形式分为五大类，它们特点应用各有特点，我以表格的方式对它们进行了总结与对比： 名称定义跨度特点主要应用 网架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大中小 均适用 传力途径简捷，重量轻、刚度大、 抗震性能好施工简便， 生产效率高，平面布置灵活， 造型轻巧，美观 最为广泛
大跨度空间结构中的钢网架结构设计分析
大跨度空间结构中的钢网架结构设计分析 发表时间：2019-11-15T16:04:56.187Z 来源：《建筑细部》2019年第12期作者：苏海丽[导读] 近些年，在社会发展的影响下，我国的城市建筑技术快速进步，以及人们生活空间需求的增大，城市建设中超大型复杂结构的建筑物不断涌现，钢结构有多方面的优势，在此类建筑中广泛运用。苏海丽 华电重工股份有限公司北京 100070 摘要：近些年，在社会发展的影响下，我国的城市建筑技术快速进步，以及人们生活空间需求的增大，城市建设中超大型复杂结构的建筑物不断涌现，钢结构有多方面的优势，在此类建筑中广泛运用。文章分析了大跨度空间钢网架结构的设计要点，供业内人士参考。 关键词：大跨度；钢网架结构；设计 引言 近些年来，钢网架结构设计在我国的空间结构设计中得到了广泛的应用，主要是因为自身重量较强，实际安装操作比较简便，受力传递比较合理，具有较强的刚度以及抗震性，所以设计师可以利用这些优点，根据自己的想象进行自由创作，为其提供了丰富的创作空间，可以将自己的想法充分的展现在建筑结构设计中。在建筑平面设计方面，可以适用圆形、矩形、多边形等多种形状，在外形上可以形成椭圆面、球面以及旋转抛物面等各种形式，所以能够展现出良好的外观。因为钢网架的杆件以及节点能够进行定型化，所以可在工厂中进行批量的定制，实施工业化生产，可有效的提高施工效率，节约施工成本。在实际设计的过程中，还需要根据建筑的用途以及周围环境进行合理构思，在保证各项技术参数合理的情况下，还要考虑到经济性，从而达到最高的性价比。 1钢网架结构的选型 钢网架结构是使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结构整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。网构架高度较小，能利用较小杆形构件拼装成大跨度的建筑，有效地利用建筑空间。适合工业化生产的大跨度网架结构，外形可分为平板型网架和壳形网架两类，能适应圆形、方形、多边形等多种平面形状。平板型网架多为双层，壳形网架有单层和双层之分，并有单曲线、双曲线等屋顶形式。钢网架结构较为复杂，需要进行科学的选型，才能确认整体结构。钢网架结构是空间铰接杆系结构，一定要全面考虑到整体结构在力学上的问题，确保结构更加稳定。按现行标准要求，网架结构设计要满足受力需要，对外部压力、受力方向要严格遵守设计要点，保证在受到任何外力作用下，网架结构均稳定平衡，不发生几何变形问题，实现结构整体的安全性。要想从根本上确保网架结构稳定，就需要对网架结构做合理的选型，合理的选型结构直接关系到整体结构，所以要根据实际情况确定选型，保证安全稳定。选型时，一要全面考虑几何问题，因为结构几何不确定则会出现更多的可变量，影响到结构稳定。在实际施工过程中，网架结构样式非常多，要根据使用功能、所处区域特征做好选型，在具体选择时，要看建筑平面、尺寸、荷载、网架、安装及成本，做好全面选择，以经济性原则为出发点，从几个设计方案中择优选择一个设计思路。在选型时，要全方位考虑，一是看用钢量多少，用钢量是主要考虑的方向，要在经济性原则基础上，确保用量最少，材料最少；二是连接节点造价，杆件与节点连接部位造价也要保证安全的前提下，成本最低；三是安装费用，各种材料运输和安装费用也关系到经济效益，所以要综合考虑各项经济指标。通过实践证明，选型最好的结构是三角锥网格和四角锥网格，按这种几何单元确定的网架结构非常稳定，是施工中经常用到的几何单元形式，能够保证各个结构单元上的稳固，具有不变性的明显特点。 2大跨度钢网架结构的设计要点 大跨度钢网架结构的荷载形式应被重点关注，设计时应全面考虑荷载类型，荷载类型则主要包含永久荷载、可变荷载、偶然荷载三个方面。设计取值时，永久荷载应采用标准值作为代表值；可变荷载则根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；偶然荷载，是按照设计的建筑结构使用的特点确定其代表值。下面就这几种荷载类型做具体说明。 2.1永久荷载 大跨度钢网架结构在设计时，永久荷载包含网架结构的自重、檩条的自重以及屋面覆盖材料的自重。网架结构的自重计算可由计算机自动完成，屋面覆盖材料的自重计算可由计算机自动完成或采用经验公式计算得出，檩条的自重根据檩距、拉条及撑杆的布置进行计算。屋面覆盖材料通常是指防水层、屋面板、屋面保温层等所有上盖材料的自重总和，此外，检修马道、屋内吊顶或设备管道等装修构造，则按实际情况计算。 2.2可变荷载 （1）屋面活荷载。根据《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）相关规定，屋面活荷载一般按屋面的水平投影面计算。对不上人的大跨度钢网架结构屋面，屋面活荷载标准值采用0.5kN/m2，但当施工或维修荷载较大时，应按实际情况设计取值，或在维修施工中采取特殊措施。 （2）雪荷载。屋面雪荷载取值主要考虑屋面几何形状、朝向和风向等相关要素。屋面雪荷载通常小于基本雪压，但有时也会产生积雪，如双跨或多跨曲面屋顶的交接处等，此时应该考虑雪荷载不均匀分布的情况。 （3）风荷载。当建筑周围的空气流动受到建筑物的阻挡时，就会在建筑物表面的方向形成吸力或压力，这些吸力或压力即设计时须考虑的建筑物所受的风荷载。由于风的特性，使得风荷载取值设计时须考虑风的静力和动力作用的双重特点。对风敏感的或大跨度（大于60m）的柔性屋盖结构，须考虑风压脉动对大跨度钢网架结构屋盖产生风振的影响。这种情况须先进行风洞试验，根据结果按随机振动理论计算确定风荷载取值。 3钢网架结构设计方法 3.1网架结构杆件设计 钢网架是网架结构设计中比较常用的一种形式，主要以Q235和Q345钢材较多。这两种钢材具有很好的力学性能，并且焊接性能较佳，具有很强的稳定性，所以应用范围较广。作为钢网架结构中的杆件，其截面形式有很多种，其中的空腹载面较好，包括圆钢管和方钢管，这两种截面形式在各向惯性矩方面都较强，易于承受一定的外力作用。在空腹截面焊接封闭后，内部不易受到腐蚀，并且在表面不易积水积灰，所以防腐性能较佳，也是应用比较广泛的原因。