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1、大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式與造型案例拱結(jié)構(gòu)鋼架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)折板結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)管桁結(jié)構(gòu)張弦梁結(jié)構(gòu)西南民族大學(xué)建筑學(xué)西南民族大學(xué)建筑學(xué)2010級級黃偉黃偉2010312091231.1拱結(jié)構(gòu)上海盧浦大橋上海盧浦大橋是當今世界第一鋼結(jié)構(gòu)拱橋，是世界上跨度最大的拱形橋。它也是世界上首座完全采用焊接工藝連接的大型拱橋（除合攏接口采用栓接外），現(xiàn)場焊接焊縫總長度達4萬多米，接近上海市內(nèi)環(huán)高架路的總長度。盧浦大橋像澳大利亞悉尼的海灣大橋一樣具有旅游觀光的功能1.2園拱屋頂結(jié)構(gòu)：天津西站金屬編織狀的屋面，跨度金屬編織狀的屋面，跨度114米，施工人員先在空中米，施工人員先在空中10米高架層上分組進行2、屋面拼接，然后再整體提升到米高架層上分組進行屋面拼接，然后再整體提升到50米，米，即站房的主體結(jié)構(gòu)即站房的主體結(jié)構(gòu)整個屋頂長度是386.15米，重量接近7萬噸。在拱頂拼接完后，采取液壓千斤頂群提升，整體提起來，再與兩側(cè)進行拼接，最終形成整個的拱結(jié)構(gòu)2.1剛架結(jié)構(gòu)2.2門式剛架結(jié)構(gòu)門式剛架是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的輕型鋼結(jié)構(gòu)。近年來本公司研究人員結(jié)合工程設(shè)計對門式剛架結(jié)構(gòu)受力性能、結(jié)構(gòu)體系布置、節(jié)點變形性能、吊車梁優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)抗震性能等進行了系統(tǒng)研究，部分研究成果已為國家相關(guān)規(guī)范所采用。本公司開發(fā)的桿系結(jié)構(gòu)分析設(shè)計軟件BSSAP含有門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊，已成功用于百余項門式剛架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計。本公3、司受施工單位委托完成的數(shù)十項門式剛架結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后經(jīng)濟效益均十分顯著，既為建設(shè)商節(jié)約了大筆資金，也為施工單位贏得了利潤空間3.1桁架結(jié)構(gòu)：浦東國際機場張弦桁架結(jié)構(gòu)上海浦東國際機場T2航站樓結(jié)構(gòu)為復(fù)雜大跨混合結(jié)構(gòu),采用NosaCAD2005有限元程序建立其結(jié)構(gòu)分析模型。模型主要由非線性桿單元組成,包括梁、柱和二力桿單元,梁、柱采用三段變剛度桿模型,以受彎為主的梁單元截面彎矩-曲率關(guān)系采用二折線和三折線模型,柱和二力桿截面采用纖維模型3.2：北京某大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架 301與304屋面整體長度為100.8米，寬度為42m，由H型鋼桁架組成的屋面體系，最高點為27.50m，用鋼總重量約為954、0噸橫向主桁架下端支撐在兩根勁性橫向主桁架下端支撐在兩根勁性柱上，兩端與縱向主桁架采用剛柱上，兩端與縱向主桁架采用剛性連接。桁架自身弦桿和腹桿采性連接。桁架自身弦桿和腹桿采用焊接的形式用焊接的形式。鋼結(jié)構(gòu)桁架吊裝工藝鋼管支撐架搭設(shè)4.1網(wǎng)格結(jié)構(gòu)：上海寶耘石化設(shè)備有限公司三角形網(wǎng)格鋼網(wǎng)殼有良好的強度、剛度、穩(wěn)定性。在相同安全度情況下，其用鋼量比四邊形網(wǎng)格網(wǎng)殼節(jié)約50%以上。在相同用鋼量情況下，其承載力比四邊形網(wǎng)格網(wǎng)殼高50%以上。兩向正交網(wǎng)格鋼網(wǎng)殼（雙向子午線網(wǎng)格鋼網(wǎng)殼4.2網(wǎng)格結(jié)構(gòu)觀測臺5.1折板結(jié)構(gòu)：內(nèi)蒙古大草原上的一座豐碑成吉思汗博物館折板網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由雙層正交正放網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)成，厚度為折板網(wǎng)格5、結(jié)構(gòu)由雙層正交正放網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)成，厚度為2.5m，采用焊接空心球，采用焊接空心球節(jié)點。管桁架與折板網(wǎng)格桁架之間的連接單元，與管桁架相連一端采用相貫節(jié)點。管桁架與折板網(wǎng)格桁架之間的連接單元，與管桁架相連一端采用相貫焊形式，另一端為焊接空心球節(jié)點焊形式，另一端為焊接空心球節(jié)點屋蓋采用管桁架+焊接球節(jié)點網(wǎng)架組成的折板殼結(jié)構(gòu)。由呈輻射布置的11對管桁架構(gòu)成的支撐結(jié)構(gòu)體系+11對桁架梁之間的多面體折板網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系組合而成5.2：折板結(jié)構(gòu)：煙臺開發(fā)區(qū)客運站今年開工 呈“L”形設(shè)計建筑站體呈建筑站體呈“L”形配置，由出入站大廳與候車大廳形形配置，由出入站大廳與候車大廳形成兩翼，環(huán)抱公交與長途客運停車場，對應(yīng)綠6、建筑設(shè)計成兩翼，環(huán)抱公交與長途客運停車場，對應(yīng)綠建筑設(shè)計手法，以折板屋頂型塑整體造型，象征汽車傳運站速度手法，以折板屋頂型塑整體造型，象征汽車傳運站速度、便捷、先進的形象、便捷、先進的形象6.1薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)常用的形狀為圓頂、筒殼、折板、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼等。圓形圓頂結(jié)構(gòu)是軸對稱結(jié)構(gòu)，在軸對稱荷載作用下，將只產(chǎn)生兩種力：徑向力和環(huán)向力。徑向力為沿經(jīng)線方向的力，因其要平衡垂直向下荷載，所以必定為壓力。環(huán)向力為沿緯線方向的力。圓形屋頂在垂直荷載作用下，上部的圓頂部分將受壓收縮，其直徑將變小，而下部近支承部分直徑將增大，即上部將產(chǎn)生環(huán)向壓力，而下部將產(chǎn)生環(huán)向拉力，中間將有一截面，為環(huán)向壓力向環(huán)7、向拉力轉(zhuǎn)變的交界線，該處的環(huán)向力為 0 ，該截面稱為“過渡縫”。悉尼歌劇院6.2:薄殼結(jié)構(gòu)：黃石新體育館該體育館造型該體育館造型具有不規(guī)則、具有不規(guī)則、多面、薄殼結(jié)多面、薄殼結(jié)構(gòu)的特點，是構(gòu)的特點，是全國第二座薄全國第二座薄殼結(jié)構(gòu)設(shè)計建殼結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑筑第一座第一座是廣州歌劇院。是廣州歌劇院。該體育館的最該體育館的最大跨度為大跨度為111米米6.3薄殼結(jié)構(gòu)：廣州歌劇院廣州歌劇院鋼結(jié)構(gòu)外殼采用空間組合折板式三向斜交網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)總重約10000噸，其中鑄鋼節(jié)點約1100噸。整個結(jié)構(gòu)為空間極不規(guī)則殼體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相互關(guān)系錯綜復(fù)雜，造型別具一格，宛如置于平緩山丘上的兩塊美麗的石頭，靜靜地臥在珠江之畔。8、其中，“大石頭”是1800座的大劇場及其配套的設(shè)備用房、劇務(wù)用房、演出用房、行政用房、錄音棚和藝術(shù)展覽廳；“小石頭”則是400座的多功能劇場及配套餐廳。兩者皆為屋蓋、幕墻一體化的結(jié)構(gòu)，整體外殼最大長度約120米，高度43米。7.1懸索結(jié)構(gòu)：北卡羅來納州雷里世界上第一座現(xiàn)代懸索結(jié)構(gòu)是1953年建成體育館屋蓋采用以兩個斜放拋物線拱為邊緣構(gòu)件的馬鞍形正交索網(wǎng)，其平面尺寸92*97.該索網(wǎng)被公認為第一個具有現(xiàn)代意義的大跨度索網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)7.2：懸索結(jié)構(gòu)：張家口通泰大橋張家口通泰大橋是張家口通泰大橋是世界上跨度最大的世界上跨度最大的下承式鋼結(jié)構(gòu)懸索下承式鋼結(jié)構(gòu)懸索拱橋，也是國內(nèi)第拱橋，也是國內(nèi)第一例主梁為9、下承式一例主梁為下承式鋼結(jié)構(gòu)懸索拱橋鋼結(jié)構(gòu)懸索拱橋通泰大橋主跨190米，雙向6車道，設(shè)計行車速度60公里/小時，洪水頻率百年一遇，抗震烈度7度全橋吊索共28根，吊索采用高強度鍍鋅鋼絲成品索，雙層PE保護層，冷鑄錨固體系。為保護吊索，除采用PE保護層外，在橋面以上2.5米高度內(nèi)設(shè)不銹鋼管，在與主梁結(jié)合處設(shè)防水罩，上、下錨頭采用防腐油脂處理，并設(shè)置減震器，在索管內(nèi)注入發(fā)泡材料，拱座基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 8.1膜結(jié)構(gòu)：內(nèi)蒙古達拉特旗第五中學(xué)膜結(jié)構(gòu)看臺8.2膜結(jié)構(gòu)9.1管桁結(jié)構(gòu)：廣州丫髻沙大橋主橋大跨度桁架式鋼管混凝土大跨度桁架式鋼管混凝土拱橋的非線性穩(wěn)定控制指拱橋的非線性穩(wěn)定控制指標，采用的豎轉(zhuǎn)10、結(jié)構(gòu)體系、標，采用的豎轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體系、“變角度、變索力變角度、變索力”的液的液壓同步提升技術(shù)和平轉(zhuǎn)、壓同步提升技術(shù)和平轉(zhuǎn)、豎轉(zhuǎn)相結(jié)合的施工控制技豎轉(zhuǎn)相結(jié)合的施工控制技術(shù)術(shù)9.2管桁結(jié)構(gòu)：成灌快鐵犀浦站犀浦站采用高站臺建犀浦站采用高站臺建筑，為管桁結(jié)構(gòu)加網(wǎng)筑，為管桁結(jié)構(gòu)加網(wǎng)片結(jié)構(gòu)，就是水立方片結(jié)構(gòu)，就是水立方的建筑技術(shù)的建筑技術(shù)10.1張弦梁結(jié)構(gòu)：延安車站雨棚安車站站臺雨棚張弦梁鋼結(jié)構(gòu)跨度安車站站臺雨棚張弦梁鋼結(jié)構(gòu)跨度54米，共米，共60榀，截至榀，截至11月月16日，日，已成功吊裝已成功吊裝14榀。榀。10.2張弦梁結(jié)構(gòu)：張弦梁采光頂隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，大型公共民用建筑11、的大量興大型公共民用建筑的大量興建，建筑物的跨度越來越大，建，建筑物的跨度越來越大，通過門窗、幕墻玻璃進入室通過門窗、幕墻玻璃進入室內(nèi)的光線越來越不能滿足室內(nèi)的光線越來越不能滿足室內(nèi)采光的需要。在大跨度屋內(nèi)采光的需要。在大跨度屋蓋上，大面積設(shè)置玻璃采光蓋上，大面積設(shè)置玻璃采光頂進行室內(nèi)采光，遇到不少頂進行室內(nèi)采光，遇到不少技術(shù)問題，其中最為重要的技術(shù)問題，其中最為重要的是結(jié)構(gòu)支撐體系。常規(guī)的桁是結(jié)構(gòu)支撐體系。常規(guī)的桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等與玻璃配架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等與玻璃配合時，往往顯得桿件比較粗合時，往往顯得桿件比較粗笨和凌亂。因此，研究開發(fā)笨和凌亂。因此，研究開發(fā)能與玻璃協(xié)調(diào)配合的現(xiàn)代張能與玻璃協(xié)調(diào)配合的現(xiàn)代張拉結(jié)構(gòu)，充分利用鋼材的抗拉結(jié)構(gòu)，充分利用鋼材的抗拉強度，從而做到桿件纖細、拉強度，從而做到桿件纖細、結(jié)構(gòu)通透和造型美觀，這成結(jié)構(gòu)通透和造型美觀，這成為解決玻璃采光頂支撐結(jié)構(gòu)為解決玻璃采光頂支撐結(jié)構(gòu)時的一個重要課題。時的一個重要課題。