大跨度空間結構的主要形式及特點

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1 網架結構

　　由多根桿件按照某種規(guī)律的幾何圖形通過節(jié)點連接起來的空間結構稱之為網格結構，其中雙層或多層平板形網格結構稱為網架結構或網架。它通常是采用鋼管或型鋼材料制作而成。

　　1.1 網架結構的形式

　?。?）平面桁架系組成的網架結構。主要有：兩向正交正放網架、兩向斜交斜放網架、兩向正交斜放網架、三向網架等型式。

　　（2）四角錐體組成的網架結構。主要有：正放四角錐網架、斜放四角錐網架、正放抽空四角錐網架、棋盤形四角錐網架、星型四角錐網架、單向折線型網架等型式。

　?。?）三角錐組成的網架結構。主要有：三角錐網架、抽空三角錐網架（分Ⅰ型和Ⅱ型）、蜂窩形三角錐網架等型式。

　?。?）六角錐體組成的網架結構。主要形式有：正六角錐網架。

　　1.2 網架結構的主要特點

　　空間工作，傳力途徑簡捷；重量輕、剛度大、抗震性能好；施工安裝簡便；網架桿件和節(jié)點便于定型化、商品化、可在工廠中成批生產，有利于提高生產效率；網架的平面布置靈活，屋蓋平整，有利于吊頂、安裝管道和設備；網架的建筑造型輕巧、美觀、大方，便于建筑處理和裝飾。

2 網殼結構

　　曲面形網格結構稱為網殼結構，有單層網殼和雙層網殼之分。網殼的用材主要有鋼網殼、木網殼、鋼筋混凝土網殼等。

　　2.1 網殼結構的形式

　　主要有球面網殼、雙曲面網殼、圓柱面網殼、雙曲拋物面網殼等。

　　2.2 網殼結構主要特點

　　兼有桿系結構和薄殼結構的主要特性，桿件比較單一，受力比較合理；結構的剛度大、跨越能力大；可以用小型構件組裝成大型空間，小型構件和連接節(jié)點可以在工廠預制；安裝簡便，不需大型機具設備，綜合經濟指標較好；造型豐富多彩，不論是建筑平面還是空間曲面外形，都可根據(jù)創(chuàng)作要求任意選取。

3 膜結構

　　薄膜結構也稱為織物結構，是20世紀中葉發(fā)展起來的一種新型大跨度空間結構形式。它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由膜內空氣壓力支承膜面，或利用柔性鋼索或剛性支承結構使膜產生一定的預張力，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。

　　3.1 膜結構的主要形式

　　主要有空氣支承膜結構；張拉式膜結構；骨架支承膜結構等形式。

　　3.2 膜結構主要特點

　　自重輕、跨度大；建筑造型自由豐富；施工方便；具有良好的經濟性和較高的安全性；透光性和自結性好；耐久性較差。

4 懸索結構

　　懸索結構是以能受拉的索作為基本承重構件，并將索按照一定規(guī)律布置所構成的一類結構體系，懸索屋蓋結構通常由懸索系統(tǒng)，屋面系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)三部分構成。用于懸索結構的鋼索大多采用由高強鋼絲組成的平行鋼絲束，鋼絞線或鋼纜繩等，也可采用圓鋼、型鋼、帶鋼或鋼板等材料。

　　4.1 懸索結構形式

　　懸索結構按索的布置方向和層數(shù)分為：單向單層懸索結構；輻射式單層懸索結構；雙向單層懸索結構；單向雙層預應力懸索結構；輻射式預應力懸索結構；雙向雙層預應力懸索結構；預應力索網結構等。

　　4.2 懸索結構的特點

　　懸索結構的受力特點是僅通過索的軸向拉伸來抵抗外荷載的作用，結構中不出現(xiàn)彎距和剪力效應，可充分利用鋼材的強度；懸索結構形式多樣，布置靈活，并能適應多種建筑平面；由于鋼索的自重很小，屋蓋結構較輕，安裝不需要大型起重設備，但懸索結構的分析設計理論與常規(guī)結構相比，比較復雜，限制了它的廣泛應用。