整体张拉及杂交结构体系的特点与应用

重点介绍了空间结构近几年出现的若干新结构形式以及它们的构成和受力特点、主要设计问题及设计理论;这些新结构涉及到:索穹顶结构、弦支穹顶结构及巨型网格弦支穹顶结构、张弦梁(拱)及张弦桁架结构、悬吊索系及斜拉结构、车辐结构及索拱结构等。     

刚性网格索穹顶结构组合形式及其协同工作非线性力学性能研究

提出了一种刚柔相济的组合空间结构-刚性网格索穹顶结构,该结构不仅充分发挥了索穹顶的力学性能,而且易于利用刚性网格铺设屋面板材,既具有结构优势又便于屋面安装。给出了肋环型、葵花型两种典型索穹顶与以四边形和三角形为基本构成单元刚性网格的3种组合形式。对刚性网格与索穹顶协同工作机理进行分析,将结构进行有限元离散和合理简化,建立了刚性网格索穹顶结构协同工作非线性静力分析的计算模型。以组合Ⅰ型为例,探讨了结构在满跨均布荷载和非对称荷载作用下内力和位移变化规律,以及初始预应力水平对结构力学性能的影响。计算结果表明:刚性网格的协同工作提高了结构整体刚度和承载力,减小了索穹顶对非对称荷载的敏感性;初始预应力水平对索穹顶内力影响显著,但对结构整体刚度影响非常不明显。     

刚性网格索穹顶结构初始形态的确定方法

索穹顶结构是一种结构效率极高的空间张力结构体系,由于该结构节点较为稀疏使得上部刚性网格系统的设计和施工有一定难度,从而也限制了索穹顶结构的推广应用.为了解决这一实际工程问题,进一步拓展索穹顶结构的应用范围,本文提出了一种刚柔相济的组合空间结构--刚性网格索穹顶结构,并给出了三种具体的结构组合形式;同时为了能够较为精确地确定该结构形式的初始形态,本文结合空间杆系平衡矩阵理论和构件原长不变的概念,提出了"近似等效荷载生死单元法",该方法通过荷载的等效和构件单元的"生死"过程来找到结构的初始形态.算例分析表明该方法可以较为准确地确定刚性网格索穹顶结构的初始形念.本文工作可为该类结构的初始选型和设计提供依据.     

刚性网格索穹顶结构组合形式及其协同工作非线性力学性能研究

提出了一种刚柔相济的组合空间结构-刚性网格索穹顶结构,该结构不仅充分发挥了索穹顶的力学性能,而且易于利用刚性网格铺设屋面板材,既具有结构优势又便于屋面安装.给出了肋环型、葵花型两种典型索穹顶与以四边形和三角形为基本构成单元刚性网格的3种组合形式.对刚性网格与索穹顶协同工作机理进行分析,将结构进行有限元离散和合理简化,建立了刚性网格索穹顶结构协同工作非线性静力分析的计算模型.以组合Ⅱ型为例,探讨了结构在满跨均布荷载和非对称荷载作用下内力和位移变化规律,以及初始预应力水平对结构力学性能的影响.计算结果表明：刚性网格的协同工作提高了结构整体刚度和承载力,减小了索穹顶对非对称荷载的敏感性;初始预应力水平对索穹顶内力影响显著,但对结构整体刚度影响非常不明显.     

瓣形穹顶的建筑特点与结构形体研究

在总结了传统的穹顶结构特点的基础上,提出并用CAD技术建构了一种新型的空间网格穹顶结构——瓣形穹顶,同样是圆形平面,瓣形穹顶却可变化出各种造型极为丰富的空间形态,文章对瓣形穹顶的几何特征、建筑形态与构成、结构的受力特点和结构布置方案作了系统的研究,这种穹顶结构既可以用于中小跨度结构,也可应用于大跨度的空间穹顶结构。     

空间结构——近十年来发展的回顾

过去，空间结构被认为是一种异常而非传统的结构，而现在却己被普遍地接受．成为一种既经济又美观的深受喜爱的结构。过去十年中运用计算机方面的进步．使空间结构在设计、稳定分析以及塑性性能等方面都有了很大的变化。大多在玻璃纤维布上涂以聚合物的膜结构已有了显著的发展．并在崭新的气支承和充气结构方面给建筑师们提供了巨大的潜力。在近年来建成的空间结构中有多伦多可缩进的天空穹顶(sky Dome)，世界上最大的可缩进钢结构福冈穹顶(Fukcka Doma,1993年)以及巴塞罗那奥林匹克体育馆（1992年)。尽管这些都是钢结构．但木结构也得到了广泛的采用，如大阪90年博览会中的木网状穹顶．所有这些足以证明．空间结构特别是轻型结构的设计方面正在迅猛地发展。     

弦支穹顶结构体系的应用

弦支穹顶结构体系是在单层网壳和索穹顶的基础上发展起来的一种新型复合空间结构,能够发挥单层球面网壳与索穹顶结构两者的优点,弥补两者的不足。目前已有的研究局限于设计理论,少量的工程实践也是试验性的小跨径工程。因此,对大跨度弦支穹顶结构体系及其工程施工技术进行一体化研究具有重要的现实意义。概述了弦支穹顶结构体系产生的背景、定义、特点及工作机理,归纳了预应力索撑体系设置原则。简要介绍了国内外首个大型双层椭圆弦支穹顶——武汉体育中心二期工程体育馆的设计和施工工艺,该工程采用的非常规的安装方法和首次在大跨度弦支穹顶结构体系中通过撑杆调节法来施加预应力,并取得成功,为类似新型空间结构的研究与应用提供了有益的参考。     

Levy体系索穹顶结构的静力性能分析

索穹顶结构是由索、杆及膜组成的新型预应力结构,应用在大跨度空间结构领域。利用大型有限元分析软件(Ansys),分析了结构参数(如环数、每环节点数、矢跨比等)的影响,对60m跨度Levy体系索穹顶结构的静力性能进行了研究。给出了一些合理的结构设计参数取值建议,为Levy体系索穹顶结构的设计以及工程实践提供参考。     

中国空间结构的近期发展与工程实践（英文）

近年来,随着中国经济的快速发展,为满足各种文化、体育、交通及社会活动的需要,建造大跨空间结构的需求日益增多,空间结构的工程实践取得重要进展,各种形式的空间结构体系被成功应用于体育场馆、会展中心、文化娱乐场所、机场航站楼、植物园温室、厂房及库房等。为展现我国空间结构的最新成就,推动空间结构的进一步发展,从四个方面对空间结构的近期发展与工程实践进行总结和回顾,内容涉及了空间结构的实际工程应用、发展回顾、应用案例汇总、结构设计考虑、工程结构体系介绍以及空间结构的创新等。1)空间网格结构在机场航站楼的应用。近年来,我国建造了若干座机场,空间网格结构是机场航站楼的主要结构形式。对近十年我国机场航站楼工程进行了汇总,对新建的北京大兴国际机场的结构体系和相关技术进行了详细介绍。由于机场航站楼屋面覆盖面积大,其温度效应和地震响应是结构设计中需要考虑的重要因素。以深圳宝安机场T3航站楼为例,介绍了其设计做法。2)铝合金空间结构的发展。与空间钢结构相比,铝合金空间结构具有很多独特的优势。对近年来我国铝合金空间结构的应用工程进行了汇总,详细介绍了上海辰山植物园温室和南京牛首山佛顶宫铝合金空间网格结构的结构体系和设计细节。结果表明,采用板式铆接节点的铝合金单层空间网格结构是一种性能优良的体系,具有空间跨越能力强,自由曲面建筑造型美等特点。3)索结构体系创新。索结构是空间结构的一种重要形式。近年来,随着各种大型体育赛事的承办,索结构体系主要应用于各类体育场馆中。并按四种类型介绍索结构体系的创新与发展:a.索穹顶结构。回顾了索穹顶结构在中国的发展,详细介绍了天津理工大学体育馆索穹顶结构体系,介绍了雅安天全体育馆采用金属屋面的做法。然而,与国际发展水平相比,我国在索穹顶体系应用上仍存在差距。b.弦支穹顶结构。介绍了弦支穹顶结构在济南奥体中心体育馆、常州奥体中心体育馆、北京工业大学体育馆及大连体育中心体育馆中的工程应用,对大连体育中心体育馆采用的新型巨型网格弦支穹顶结构体系进行了说明。c.轮辐式索结构。介绍了轮辐式索结构在中国的工程实践,主要包括佛山世纪莲体育场、枣庄体育场和武汉五环体育中心体育场。作为典型工程,介绍了三种不同类型轮辐式索结构体系,分别为深圳宝安体育场采用的双层索桁架体系、苏州奥体中心体育场采用的单层索网体系、徐州奥体中心体育场和郑州奥体中心体育场采用的大开口索承网格结构体系。d.索网结构。分别介绍了为2022年冬奥会建设的国家速滑馆索网结构和国家重大科学工程500 m口径球面射电望远镜(FAST)主动反射面采用的索网结构。4)膜结构工程实践。膜结构具有轻质、透光等独有特性,近年来广泛应用于各类建筑结构中。回顾了膜结构在中国的发展,介绍了膜结构在体育场屋面体系中的应用,以及ETFE膜结构的应用情况。随着中国城镇化建设发展和国家全民建设运动以及环境保护政策的需求,为充气膜结构应用提供了发展空间,并在近年得到了快速发展。     

大跨张弦空间结构的发展与展望

回顾了随着大跨度空间结构的发展而不断涌现出的各种结构形式,在此基础上给出了大跨张弦空间结构的概念,分析了大跨张弦空间结构的特点,并总结了四种得到工程应用的大跨张弦空间结构,即斜拉网格结构、张弦梁结构、弦支穹顶结构、索穹顶结构的发展与研究状况。进而讨论了大跨张弦空间结构的发展规律,最后对大跨张弦空间结构进一步发展的方向和需要深入研究的课题进行了展望。     

我国空间钢结构发展中的新技术、新结构

本文阐述了我国空间钢结构——空间网格结构发展应用中的基本情况.文中重点评述了空间网格结构发展与开拓中一些新技术、新结构,诸如大跨度、大面积网格结构、组合网架、组合网壳、三层网架结构、局部双层(单层)网壳结构、预应力网格结构、斜拉网格结构、特种网格结构、新型节点、理论研究与应用研究等等,最后本文展望了21世纪的空间钢结构.     

中国空间结构三十年抗震研究的发展和展望

围绕抗震分析方法、精细化模型及结构振动控制技术等几个方面,对过去三十年来中国空间结构抗震分析理论的发展历程及主要研究成果进行总结。针对大跨空间结构复杂效应分析理论、性能化抗震设计方法研究等方面,探讨空间结构抗震研究面临的主要问题和发展方向。     

我国大跨度空间钢结构的发展与展望

本文阐述了我国大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况,这些空间钢结构包括有大跨度大面积网架结构、大跨度大悬臂网壳结构、组合网架结构、组合网壳结构、预应力网架与网壳结构、斜拉网架与网壳结构、铝合金或不锈钢等材料的网架与网壳结构、特种网架与网壳结构等。最后,本文展望了二十一世纪的大跨度空间钢结构。     

50年来我国城镇空间结构的四次转变

通过近50年我国城市发展宏观背景的分析,提出了1950年代、1960年代、1980年代和2000年以来是我国城镇空间结构发生变化的四个重要时期。指出城镇空间发展受政治、经济体制的直接影响,它的发生与发展脱离不了当时、当地的政治和经济形势,离不开自然、地理、环境等条件;在工业化和城镇化进程中,正确的指导思想和合理的规划措施可以使国家的经济、社会效益显著,反之则国家损失惨重;在社会主义市场经济不断完善的今天,应该积极开展国家层面的空间规划,促进社会经济的全面协调发展。     

大跨空间网格结构风振系数探讨

频域法是大跨空间网格结构风振响应实用计算的首选方法，而大跨空间网格结构是频率密集性结构，现在常规的模态分析法已不适合对大跨空间网格结构进行风振响应分析。我国现在仍是采用高耸或高层结构的荷载规范，只取结构的第一阶频率计算风振系数，按此方法进行大跨空间网格结构的风振分析是很不合理的。本文根据模态对系统应变能的贡献，提出了一种简单、有效的方法来计算大跨空间网格结构的风振系数，并通过算例对所提出的方法进行了验证。     

索穹顶结构体系发展的回顾与展望(上)

对索穹顶结构的发展历程和结构特点进行了介绍 ,按索穹顶结构的特点对其进行了分类。重点论述了索穹顶结构在找形分析和受力分析方面的理论、方法和进展。简要介绍了索穹顶结构的施工方法 ,并对我国索穹顶结构的研究状况进行了回顾与展望     

我国内地膜结构的工程应用与发展前景

重点介绍了国内近年建成的一些具有代表性的膜结构工程实例。展现了自1997年通过引进国外技术建成上海八万人体育场膜结构挑蓬以来,国内膜结构发展的良好态势及其广阔的应用前号。分析了国内膜结构应用与发展的有利条件、制约因素及所面临的机遇与挑战。并针对当前膜材供应与设计软件现状,提出必须采取有效措施加大对新型膜材、先进计算软件、结构体系创新等的研究开发力度;尽快出台《膜结构技术规程》及相关技术标准;健全膜结构行业组织。加强对膜结构设计枝术交流、培训,重视设备更新、加快工艺改革．推动膜结构的健康发展。     

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

本文主要阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。这些顶应力空间钢结构包括有预应力网络结构、斜拉网络结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。最后,本文展望了新世纪的预应力空间结构。     

中国空间结构三十年的进展及今后展望

系统论述了中国土木工程学会桥梁及结构工程分会空间结构委员会成立三十年来各时期大跨度空间结构技术发展及应用情况,回顾和讨论了空间结构在各类公共建筑中的应用情况、空间结构体系的发展和技术进步、空间结构领域的标准规程编制和修订情况。最后对大跨度空间结构学科的研发及应用中的发展重点进行了展望,包括发展战略、绿色建筑、结构体系创新、高强材料的应用、风工程研究、抗震和防连续倒塌、结构的健康监测、既有大跨度公共建筑的安全性评估和加固技术研究等内容。