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產(chǎn)品分類(lèi)

四種空間結構類(lèi)型的比較

日期:2018-04-20 12:28:45
一,網(wǎng)格結構
  外形呈平板狀的叫平板網(wǎng)架,簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)架;外形呈曲面狀的叫曲面網(wǎng)架,簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)殼。網(wǎng)格結構空間剛度大,整體性和穩定性好,有良好的抗震性能和較好的建筑造型效 果,適用于各種支承條件和各種平面形狀、大小跨度的工業(yè)和民用建筑。由于網(wǎng)格結構具有多向受力性能和內力重分布的特點(diǎn),可用于地基條件較差而可能出現不均 勻沉降的建筑。網(wǎng)格結構桿件和節點(diǎn)比較單一,便于制作,安裝也較方便。此種結構主要采用鋼材,結構自重輕。具有用鋼量節省的優(yōu)點(diǎn)。
 
二,膜結構
膜結構(Membrane)是20世紀中期發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑結構形式,膜結構車(chē)棚是由多種高強薄膜材料及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過(guò)一定方式使其內部產(chǎn)生一定的預張應力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結構,并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。
  膜結構是建筑結構中最新發(fā)展起來(lái)的一種形式,自從1970年代以來(lái), 膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場(chǎng)、展覽中心、交通服務(wù)設施等大跨度建筑中。
  膜結構是由多種高強薄膜材料及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過(guò)一定方式使其內部產(chǎn)生一定的預張應力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結構,并能承受一定的外 荷載作用的一種空間結構形式。膜結構可分為充氣膜結構和張拉膜結構兩大類(lèi)。充氣膜結構是靠室內不斷充氣,使室內外產(chǎn)生一定壓力差,室內外的壓力差使屋蓋膜 布受到一定的向上的浮力,從而實(shí)現較大的跨度。張拉膜結構則通過(guò)柱及鋼架支承或鋼索張拉成型。
  膜結構的設計主要包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問(wèn)題。通過(guò)體形設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點(diǎn) 的坐標、結構形式,選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒(méi)有抗壓和抗彎剛度,抗剪強主芤很差,因此其剛度和穩定性需 要靠膜曲面的曲率變化和其中預應力來(lái)提高,對膜結構而言,任何時(shí)候不存在無(wú)應力狀態(tài),因此膜曲面形狀最終必須滿(mǎn)足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學(xué) 平衡,并以此為基準進(jìn)行荷載分析和裁剪分析。膜結構找形分析的方法主要有動(dòng)力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結構考慮的荷載一般是風(fēng)載和雪載。在荷 載作用下膜材料的變形較大,且隨著(zhù)形狀的改變,荷載分布也在改變,因此要精確計算結構的變形和應力要用幾何非線(xiàn)性的方法進(jìn)行。荷載分析的另一個(gè)目的是一確 定索、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個(gè)方向應力增加而另一個(gè)方向應力減少,這就要求施加初始張應力的程度要滿(mǎn)足在最不利荷載作用下應力不致減少到 零,即不出現皺褶。因為膜材料比較輕柔,自振頻率很低,在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振,導致膜材料破壞,如果初始預應力施加過(guò)高,膜材涂變加大,易老化且強 度儲備少,對受力構件強度要求也高,增加施工安裝難度。因此初始預應力的確定要通過(guò)荷載計算來(lái)確定。經(jīng)過(guò)找形分析而形成的摸結構通常為三維不可展空間曲 面,如何通過(guò)二維材料的裁剪,張拉形成所需要的三維空間曲面,是整個(gè)膜結構工程中最關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題,這正是裁剪分析的主要內容。
 
三,索結構
  由柔性受拉索及其邊緣構件所形成的承重結構。索的材料可以采用鋼絲束、鋼絲繩、鋼鉸線(xiàn)、鏈條、圓鋼,以及其他受拉性能良好的線(xiàn)材。懸索結構能充分利用高強 材料的抗拉性能,可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。中國是世界上最早應用懸索結構的國家之一,在古代就曾用竹、藤等材料做吊橋跨越深谷。明朝成化 年間(1465~1487年)已用鐵鏈建成霽虹橋。近代的懸索結構,除用于大跨度橋梁工程外,還在體育館、飛機庫、展覽館、倉庫等大跨度屋蓋結構中應用。
 
四,拱殼結構
  拱殼結構屬于大跨度空間結構,其外形尺寸的準確與否對結構受力性能大有關(guān)系,因此,在施工中不僅要保持準確的外形,同時(shí),對混凝土的均勻性、密實(shí)性、整體性都較普通結構要求高。
澆筑殼體結構時(shí),為了不減低周邊殼體的抗彎能力和經(jīng)濟效果,其厚度一定要準確,在澆筑混凝土時(shí)應嚴加控制??刂破浜穸瓤刹扇∪缦麓胧?/div>
(1)選擇混凝土坍落度時(shí),按機械振搗條件進(jìn)行試驗,以保證混凝土澆筑時(shí),在模板上,不致有坍流現象為原則。
當周邊殼體模板的最大坡度角大于35°~40°時(shí),要用雙層模板。
(2)按殼體一定位置處的厚度,做好和殼體同強度等級的混凝土立方塊,固定在模板上,沿著(zhù)殼體的縱橫方向,擺成1~2m間距的控制網(wǎng),以保證混凝土的設計厚度。
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