现代大跨空间结构在中国的应用与发展

现代大跨空间结构大致是在二十世纪七、八十年代左右,基于采用轻质高强的膜材、钢索、钢棒,应用新技术而发展起来的轻盈、高效的结构体系,诸如气承式充气膜结构、索膜结构、索桁结构、张弦梁结构、弦支网壳结构、索穹顶结构、索穹顶—网壳组合结构、张弦气肋梁结构等.另一方面,对于二十世纪中叶获得大量应用的近代空间结构,如薄壳结构、网架结构、网壳结构、一般悬索结构等,通过采用多种结构形式和建筑材料的组合、预应力技术、结构概念和形体的创新,从而提出并得到工程实践应用的新颖空间结构体系也可认为是现代空间结构,诸如组合网架结构、空腹网架(壳)结构、多面体空间刚架结构、局部双层网壳结构、斜拉网架(壳)结构、树状结构、预应力装配弓式结构等.本文按空间结构单元组成分类为序,分别对现代刚性空间结构、现代柔性空间结构、现代刚柔性组合空间结构的特点及在中国的应用与发展作了综述.     

中国空间结构的发展与展望

论文阐述了我国空间结构的发展概况,结构类型和形式繁多,且不断创新,需要采用按单元组成方法来分类空间结构。21世纪后,我国空间结构的发展又进入一个崭新阶段,应用范围和领域不断扩大,除在体育场馆、航站楼等大跨度公共建筑中大量采用外,在新建大型铁路客站、无站台柱雨篷、桥梁结构工程和高层建筑结构中也获得创新应用。空间结构工程的国际合作方面,应以积极态度对待国外建筑方案屡屡中标我国空间结构工程的现象。由于多项空间结构之“最”在中国,表明中国已是空间结构大国,现正是加快迈向空间结构强国的最佳时机。展望中国的空间结构,提出了应着力关注和研究的问题。图41表8参19     

大跨度空间结构的工程实践与学科发展

本文系统总结了近年来我国空间结构的工程实践与学科发展的进展、趋势及新的科学问题,主要内容包括：空间结构形体的优化、深化、改进与创新;空间结构节点的破坏机理、弹塑性分析与极限承载力;空间结构向超大跨度结构发展;从较重的屋盖结构体系向轻型的屋盖结构体系发展,从刚性结构体系向柔性结构体系发展;索穹顶结构的研究与开发;大型空间结构施工全过程模拟与施工方法创新;从固定屋盖结构向可开启结构发展;空间结构从单一的设计技术向制造信息化集成技术发展;空间结构理论研究发展;空间结构的健康监测和加固技术开发应用.最后提出了为进一步促进我国大跨度空间结构的应用发展而应当研究、深化和开发的学科课题.     

大跨空间网格结构在多维多点输入下的简化计算方法

在对多维输入和一维输入进行比较分析的基础上,建立了多维多点输入下计算杆件内力的简化公式,通过计算多维一致输入、一维一致输入和一维多点输入下的杆件内力,可由简化方法得到多维多点输入下的杆件内力,将模拟地震波的时间缩短了一半.分析表明,采用简化公式使计算过程简单易行,节省计算时间,并可获得满意的计算精度.     

我国大跨径桥梁的成就与发展趋向的探讨

介绍了大跨径桥梁在20世纪技术发展及相应的主要和典型的工程，反映了21世纪大跨径桥梁的建设概貌，展望了大跨径桥梁在下世纪中的发展趋向。     

衡量大跨度空间结构优劣的五个指标

对大跨度结构(l>60m)来说,材料用量多,不仅是一种浪费,对结构的竖向抗震也极为不利.优秀的大跨度结构必须采用空间结构.梁式结构体系(桁架是格构式梁)不宜在大跨度结构中采用.根据我国的技术经济政策,即技术先进、安全适用、经济合理、确保质量,本文提出衡量大跨度空间结构优劣的五个指标,可供建筑和结构设计人员参考.     

大跨钢-混凝土空间组合结构的研究与应用

近年来,钢-混凝土组合结构在大跨空间结构中得到了越来越多的应用,本文简要介绍了在传统结构基础上发展起来的几种新型大跨空间组合结构,包括单向、双向组合梁板结构以及组合转换结构,并对其研究情况进行了综述.通过四个大跨空间结构的工程实例,论述了组合结构在大跨空间结构中应用的优势.钢-混凝土组合结构由于其结构高度小、自重轻、承载力高、刚度大、施工快速方便、受力性能优越等特点,在大跨空间结构中具有广阔的应用前景.     

空间结构的发展历史、创新、形式分类与实践应用

阐述了空间结构的发展历史,根据各个时期空间结构的发展特点、形式类型和科技水平可区分为古代空间结构、近代空间结构和现代空间结构,说明了促进空间结构发展创新的因素.文中提出并论述了刚性空间结构、柔性空间结构和刚柔性组合空间结构三大类空间结构的组成及其分类方法.文中将国内外现有工程应用的38种形式的空间结构按单元组成来分类,并说明采用空间结构按单元组成分类总图来表示是可取的、清晰明了的.     

结构形态学与现代空间结构

结构形态学从整体上研究结构形式与其受力性能之间的关系,研究内容较广泛,具有多学科交叉的特点,但尚未形成基本理论体系。空间结构是典型的形效结构,而且形式丰富多样,如何实现新颖结构形式与合理结构性能之间的协调统一是空间结构设计中的关键问题。因此,结构形态学的研究对空间结构的创新发展具有重要意义。通过对结构形态学的研究范畴与发展脉络的阐述,为结构形态学提出一个较为明确的定义;结合张力结构、自由曲面结构、自由拓扑结构等现代空间结构形式对结构形态学的研究进展情况进行评述,重点介绍了作者团队近年来在这方面的研究与实践。     

现代预应力建筑钢结构的应用与发展

现代预应力钢结构具有结构性能好、经济实用、造型美观等优点,在国内得到了广泛应用。在对预应力钢结构发展回顾的基础上,结合典型工程,详细介绍了现代预应力建筑钢结构的主结构类型及特点,总结了主研究内容及方法,探讨了在理论研究、设计施工、产品研发等方面应关注和解决的问题。     

大跨空间网格结构在多点输入下的弹塑性地震响应分析

采用时程分析法对大跨空间网格结构分别进行了多点和一致输入下的弹塑性地震响应分析,多点输入下的相干函数模型采用著名的R.S.H arichandran模型.对两种输入方式下的结构响应进行了对比,发现两者的塑性开展规律大体一致,但多点输入下进入塑性杆件的数量明显多于一致输入,同时塑性杆件分布更加均匀.     

索杆膜空间结构协同静力分析

本文提出索杆膜空间结构静力计算的协同分析方法，并考虑索松弛和膜褶皱对结构的影响．通过算例分析并与非协同计算方法比较表明，在索杆膜空间结构中，膜片既是一种屋面材料，又是受力结构中不可缺少的一部分，而且会削弱结构的刚度，与传统的刚性屋面存在较大差别，非协同简化计算方法产生较大的误差，且计算结果偏向于不安全，因此，考虑索杆膜协同分析是十分必要的。     

大跨空间结构临时支撑卸载的施工内力分析及非线性时变模型的探讨

对大跨空间结构体系施工卸载过程进行研究,分析卸载过程施工内力计算所面临的困难和相关研究现状,探讨了临时支撑卸载的非线性时变力学过程和目前常用的两种有限元分析模型,并在此基础上提出了适用于卸载过程分析的位移荷载时变模型.采用该模型对两跨连续梁的卸载过程进行施工内力计算,分析结果表明位移荷载时变模型能够较好的模拟整个卸载过程,且相对于常用的两种分析模型来说有其自身的优越性,因此将位移荷载时变模型应用于实际工程的施工内力计算也是完全可行的.     

大跨空间结构行波平稳随机地震响应

讨论了大跨度结构考虑行波效应时平稳随机地震响应的求解方法,通过算例讨论了行波效应对大跨度结构响应的影响,并得出了大跨度结构行波效应的影响与地震波传播速度的关系等结论。     

浅论我国现代建筑技术发展

指出了新世纪建筑技术方面的发展正在呈综合化趋势,从适应技术与生态技术方面、仿生技术方面、智能化技术方面、高新科技方面深入探讨了现代建筑技术的发展,以不断满足人们在新形势、新思维、新意识下对建筑的要求。     

SMA-MR阻尼器在大跨度挑篷结构中的减振控制研究

将作提出的SMA-MR复合型阻尼器应用到大跨度挑篷结构的减振控制中,建立了挑篷结构的理论模型,编制了减振控制分析程序．通过输入三向El-Centro地震波,分别研究了阻尼器在地震加速度峰值为0．2g、0．4g和1．0g情况下的减振性能,结果表明,阻尼器对挑篷结构的节点位移和杆件轴力都有很好的控制效果．然后系统进行了SMA-MR复合型阻尼器在挑篷结构中的减振控制参数研究,通过对比分析,给出了实用性的工程建议。     

莆田体育场大悬挑网架结构方案的研究

本文结合一个工程实例,通过内力分析,对大悬挑网架结构刚性方案和柔性方案的进行了深入研究,比较刚性方案和柔性方案的优缺点,在工程实际中,选择了刚性方案;为类似工程提供了有价值的数据资料。     

浅析现代雕塑在公共景观中的应用和发展

阐述了现代雕塑艺术在公共景观设计中的应用特点,分析了现代雕塑与公共景观在多样的形式中的共同点和二者在发展中的相互影响,探讨了现代雕塑在公共景观空间中的发展趋势,从而揭示了雕塑的重要作用。     

大跨径连续刚构桥抗震分析和评价基本方法

从抗震分析的一般思路出发,参考在编的公路工程抗震设计规范和国外相关规范,对跨径超出150 m的大跨径连续刚构桥抗震分析和评价的总体思路及基本方法进行了论述,从而为类似桥梁的抗震设计提供参考。     

大跨度空间结构抗火研究进展

对国内外近年来关于大跨度空间结构的抗火研究进行了系统的综述与分析.论述了大空间建筑火灾模型和温度场的研究内容,介绍了大空间建筑火灾中钢构件升温的计算方法,说明了大跨度空间结构所用材料的抗火性能,详细阐述了火灾高温作用下一些大跨度空间结构体系的抗火性能,并对目前性能化的抗火设计方法及其在工程中的应用做了介绍与总结,最后指出了尚存在的问题及需要进一步研究的工作.