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    四种空间结构类型的比较

    广东11选5走势图时间:2015-06-04 浏览数:

    一,网格结构
      外形呈平板状的叫平板网架,简称网架;外形呈曲面状的叫曲面网架,简称网壳。网格结构空间刚度大,整体性和稳定性好,有良好的抗震性能和较好的建筑造型效果,适用于各种支承条件和各种平面形状、大小跨度的工业和民用建筑。由于网格结构具有多向受力性能和内力重分布的特点,可用于地基条件较差而可能出现不均匀沉降的建筑。网格结构杆件和节点比较单一,便于制作,安装也较方便。此种结构主要采用钢材,结构自重轻。具有用钢量节省的优点。

    二,膜结构
    膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,膜结构车棚是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。
      膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式,自从1970年代以来, 膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。
      膜结构是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类。充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差,室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度。张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型。
      膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大,且随着形状的改变,荷载分布也在改变,因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少,这就要求施加初始张应力的程度要满足在最不利荷载作用下应力不致减少到零,即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料破坏,如果初始预应力施加过高,膜材涂变加大,易老化且强度储备少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面,如何通过二维材料的裁剪,张拉形成所需要的三维空间曲面,是整个膜结构工程中最关键的一个问题,这正是裁剪分析的主要内容。

    三,索结构
      由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢,以及其他受拉性能良好的线材。悬索结构能充分利用高强材料的抗拉性能,可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。中国是世界上最早应用悬索结构的国家之一,在古代就曾用竹、藤等材料做吊桥跨越深谷。明朝成化年间(1465~1487年)已用铁链建成霁虹桥。近代的悬索结构,除用于大跨度桥梁工程外,还在体育馆、飞机库、展览馆、仓库等大跨度屋盖结构中应用。

    四,拱壳结构
      拱壳结构属于大跨度空间结构,其外形尺寸的准确与否对结构受力性能大有关系,因此,在施工中不仅要保持准确的外形,同时,对混凝土的均匀性、密实性、整体性都较普通结构要求高。
    浇筑壳体结构时,为了不减低周边壳体的抗弯能力和经济效果,其厚度一定要准确,在浇筑混凝土时应严加控制。控制其厚度可采取如下措施:
    (1)选择混凝土坍落度时,按机械振捣条件进行试验,以保证混凝土浇筑时,在模板上,不致有坍流现象为原则。
    当周边壳体模板的最大坡度角大于35°~40°时,要用双层模板。
    (2)按壳体一定位置处的厚度,做好和壳体同强度等级的混凝土立方块,固定在模板上,沿着壳体的纵横方向,摆成1~2m间距的控制网,以保证混凝土的设计厚度。
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