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06年會：大跨度空間鋼結構的發展與施工技術

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:25:58 [收藏]
（上海寶冶建設有限公司 陳橋生）
    （上海寶冶建設有限公司 陳橋生）

    [摘要] 大跨度空間鋼結構是目前發展最快的結構類型，主要包括空間網格結構和張力結構兩大類，其主要發展方向有張拉整體結構、膜結構、開合結構、折疊結構等新型空間結構。在經濟、文化飛速發展的今天，大跨度建筑及作為其核心的空間結構技術的發展狀況與施工技術水平是代表一個國家建筑科技水平的重要標志之一。計算機的普及和有限元分析方法的廣泛運用為空間結構的加速發展創造了真正的條件，大跨度空間結構造型越來越新穎，結構體系越來越復雜，施工難度也越來越大，這無疑給我國工程技術人員提出了新的挑戰。本文通過南京奧林匹克體育中心主體育場鋼屋蓋工程，重點介紹了目前大跨度鋼結構的發展趨勢與施工技術的研究方向。
    [關鍵詞] 大跨度空間結構 空間網格結構 張力結構 張拉整體結構 膜結構 開合結構 折疊結構 雜交結構 施工技術

    1 前言
    空間結構是指結構的形態呈三維狀態，在荷載作用下具有三維受力特性并呈空間工作的結構。空間結構與平面結構相比具有很多獨特的優點，國內外應用非常廣泛。特別是近年來，人們生活水平不斷提高，工業生產、文化、體育事業不斷進步，大大增強了社會對空間結構尤其是大跨度高性能空間結構的需求。在建筑技術飛速發展的過程中，空間體系始終沒有停止其自身的發展，而且日益顯示出一般平面結構無法比擬的豐富多彩和創造潛力，體現出大自然的美麗和神奇。空間結構的卓越工作性能不僅僅表現在三維受力，而且還表現在通過合理的曲面形體來有效抵抗外荷載的作用。當跨度增大時，空間結構就愈能顯示出它們優異的技術經濟性能。計算機的普及和有限元分析方法的廣泛運用為空間結構的加速發展創造了真正的條件，大跨度空間結構造型越來越新穎，結構體系越來越復雜，施工難度也越來越大，這無疑給我國工程技術人員提出了新的挑戰。
    2 大跨度空間鋼結構的發展特點
    大跨度空間鋼結構主要是指網架、網殼結構及其組合結構(兩種或兩種以上不同建筑材料組成)和雜交結構(兩種或兩種以上不同結構形式構成)。這是一類結構受力合理、 剛度大、重量輕、桿件單一、制作安裝方便的空間結構體系，在近一二十年來獲得了蓬勃發展，其主要發展特點如下：
    2.1結構形式靈活多變
    結構形式的多樣化應該是空間結構最突出的優點之一，空間結構能以其豐富的外形來滿足使用功能與建筑造型的要求，從上世紀60年代網架在我國開始獲得應用以來，到80～90年代大、中、小跨度的網架幾乎已經遍及各地，空間結構形式靈活多變。近年來興建的大型公共建筑大多都采用了鋼管桿件直接匯交的管桁架結構，它的外形豐富、結構輕巧，傳力簡捷、制作安裝方便、經濟效果好，是當前應用較多的一種結構體系。對于空間結構形式的變化，一方面是建筑上的需要，另一方面在技術上也能做到，因此世界各國正以較大的熱情進行互相學習與應用，預計今后還會有更大的發展，使空間結構的造型更趨豐富多彩。
    2.2雜交結構興起
    “雜交”結構是由不同類型結構組合而成的一種新的結構體系，它有別于采用不同材料而組成的“組合”結構。它最大的優點是充分利用某種類型結構的長處來避免或抵消另一種與之組合的結構的
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