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。     

乔治亚穹顶（Georgia Dome）

乔治亚穹顶（ＧｅｏｒｇｉａＤｏｍｅ）亦文乔治亚穹顶是１９９６年亚特兰大奥运会主要比赛场馆的屋盖结构。这个被命名为“ＨｙｐａｒＴｅｎｓｅｇｒｉｔｙＤｏｍｅ”的索穹顶为７９０×６３０（２４０．７９×１９２．０２ｍ）的椭圆形平面，由联方型索网、三根环索、桅...     

大跨度拉索穹顶轻型结构的设计

1　概　述拉索穹顶(ＣａｂｌｅＤｏｍｅ)是一种结构效率极高的全张力体系(ＴｅｎｓｉｌｅＩｎｔｅｇｒｉｔｙＳｙｓｔｅｍ),是近几年发展起来的大跨空间结构体系,由于跨度可以很大,故特别适合于体育竞赛场馆及人工小区。整个索穹顶结构除少数压杆外都处于张力状态,所以能?..     

会讯

<正>第十二届全国现代结构工程学术研讨会暨第二届全国索结构技术交流会于2012年7月21日在北京召开。会议的主要内容包括:索结构和预应力钢结构,各省市新建或已建的大型体育场馆、会展中心、大型机库、机场航站楼以及车站枢纽等,钢结构设计及新型结构研究成果,新型空间结构体系(索穹顶、弦支穹顶、张弦梁及张弦桁架、开合结构、玻璃结构及各种复合结     

索穹顶结构体系创新研究

我国自2009年开始建有跨度20 m左右的索穹顶,至2016年已建成跨度超百米的索穹顶结构。但回顾国内外所建成的该类空间结构,均属于传统Fuller构想张拉整体类索穹顶。其上、下弦节点只有1根垂直于水平面的撑杆,形式比较单一,如肋环型索穹顶,上弦节点的环向水平刚度较差。为此,提出了Fuller构想单撑杆（不垂直于水平面）类索穹顶,有利于增加结构跨度。并进一步提出了非Fuller构想多撑杆（下弦节点可设置2根、3根、4根撑杆）类索穹顶。这不仅可改善结构传力性能,而且又能减少斜杆（斜索）和环索数量,方便施工张拉成形。若采用多种撑杆（包括单撑杆）且多种方式设置,当上弦选用径向布置时可归纳称之为肋环系列索穹顶,当上弦选用葵花布置时可归纳称之为葵花系列索穹顶。由肋环系列索穹顶和葵花系列索穹顶可构成多种组合形式索穹顶。研究丰富了索穹顶结构形式、体系和类型,为索穹顶的设计和选型提供了新思路、新空间。     

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。     

预应力空间钢结构中预应力束刚度矩阵的推导

1、绪论空间结构是一种高效结构,而预应力空间结构则更能充分发挥高强材料的强度,得到更好的技术效果和经济效益。一般情况下,预应力钢结构比普通钢结构可节省钢材20～25％。过去关于预应力钢结构的计算分析文章和实验资料还很少。文献给出了预应力华面杵架的几种布索方案的分析方法。这些计算都是基于力法原理进行的。现代计算机的飞速发展,为结构工程的发展提供了可靠的计算工具。结构矩阵分析,使人们能从     

奈良大会堂与攀达穹顶体系

川口卫，日本法政大学教授，国际薄壳及空间结构学会副主席。为了高效能地实现穹状结构，经过数年的研究，川口卫提出了一种专利结构体系——攀达穹顶（Ｐａｎｔａｄｏｍｅ），并已在几个国家的大跨度结构中得到应用。本文是应德国建筑世界杂志邀请而写的，介绍了攀达穹顶产生的背景、原理、竣工的工程实例及现正在室内外装修中的奈良大会堂攀达穹顶结构工程。     

专业小知识

预应力空间钢结构:是国内外现代大型公用建筑物中广泛采用的一种屋盖承重结构型式。它是在三维结构中引入预应力而形成的新结构体系,其中,又分传统型和创新型两大类。前者如预应力平板网架、预应力网壳,后者如张弦穹顶、索穹顶等。由于这类结构具有空间结构的科学性,又有预应力钢结构的优越性,所以成为工程结构学科中的现代优秀承重体系。     

专业小知识

1.预应力空间钢结构：是国内外现代大型公用建筑物中广泛采用的一种屋盖承重结构型式。它是在三维结构中引入预应力而形成的新结构体系,其中,又分传统型和创新型两大类。前者如预应力平板网架、预应力网壳,后者如张弦穹顶、索穹顶等。由于这类结构具有空间结构的科学性,又有预应力钢结构的优越性,所以成为工程结构学科中的现代优秀承重体系。     

弦支穹顶钢结构体育馆的结构体系与施工技术

在1993年M Kawaguchi提出了一个结合单层网壳和索穹顶结构优点于一身的新型钢结构形式，我们称为弦支穹顶结构（索承网壳结构）。在这个结构组成提出以来，国外很多专家都对其进行过理论实践和实验分析。那么简单点来讲，它就是由一个上层索和下层索通过撑杆建立的一个自由平衡体系，只不过在这里上层索是由单层空间网壳代替。正是由于这种新型钢结构简化了以往出现的繁琐结构形式，而且在国外得到了广泛的运用。近年来，我国也开始引进这种新的钢结构方式。通过对弦支穹顶结构的反复实验验证和结构理论分析。近两年来，我们开始尝试在实际工程项目建设中运用这一钢结构进行施工。其中就有安徽大学体育馆、常州体育馆和济南奥体中心体育馆三个主体钢结构项目建设。通过施工，结合实际情况，我们采用了风格迥异，技术施工不同的方式很好的完成了这三项钢结构施工项目，得到的效果当然是非常好的，下面就三个弦支穹顶结构体系来进行分析解读。     

一种索穹顶结构几何特性与稳定性分析

本文通过对Ｄ．Ｈ．Ｇｅｉｇｅｒ提出的索穹顶结构几何特性的分析，最终给出了保证所有的索都处于张力状态而无松弛的条件，即索穹顶结构具有稳定性的条件。同时，给出了具有物理意义的所有非伸缩性变形模式位移基向量，可作为设计索穹顶结构的基础理论和方法，此分析同样适用于其它类型的索穹顶结构稳定性分析。     

专业小知识

<正>1预应力空间钢结构:国内外现代大型公用建筑物中广泛采用的一种屋盖承重结构形式。它是在三维结构中引入预应力而形成的新结构体系;其中,分传统型和创新型两大类。前者如预应力平板网架、预应力网壳,后者如张弦穹顶、索穹顶等。由于这类结构具有空间结构的科学性,又有预应力钢结构的优越性,所以成为工程结构学科中的现代优秀承重体系。     

专业小常识

<正>预应力空间钢结构:是国内外现代大型公用建筑物中广泛采用的一种屋盖承重结构型式。它是在三维结构中引入预应力而形成的新结构体系,其中,又分传统型和创新型两大类。前者如预应力平板网架、预应力网壳,后者如张弦穹顶、索穹顶等。由于这类结构具有空间结构的科学性,又有预应力钢结构的优越性,所以成为工程结构学科中的现代优秀承重体系。     

屋面钢结构网架螺栓球安装工艺

钢结构网架螺栓球作为一种新型的承重结构,以及一种超静态空间结构体系,可改变平面结构的受力状态,提升空间结构荷载能力.介绍了网架螺栓球钢结构的设计、加工以及安装方式,以期进一步降低工程施工的危险性、缩短工期.     

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。     

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

文章主要是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。这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。最后，展望了新世纪的预应力空间钢结构。     

日本的钢筋混凝土(RC)高层建筑

日本的钢筋混凝土（ＲＣ）高层建筑日本的高层建筑，过去一般都采用钢结构或劲性钢筋混凝土结构（ＳＲＣ）。主要是钢筋混凝土结构与钢结构相比，抗震性能较差，施工方法难保生产效率的提高和工程质量，还有自重较大，使用的材料与设计方法也不够经济合理。随着大型结构试...     

第四届全国现代结构工程学术研讨会

(2004年7月21日-24日浙江宁波)由天津大学主办,清华大学、浙江大学、北京工业大学、同济大学、上海交通大学、太原理工大学、哈尔滨工业大学协办的第四届全国现代结构工程学术研讨会定于2004年7月21日至24日在浙江省宁波市召开。会议由浙江精工钢结构建设集团有限公司承办。本次会议仍继续以结合2008年北京奥运会场馆以及2010年上海世博会建设的需要为重点,深入研讨开创性、高科技的建筑钢结构体系和环保节能的结构新材料。学术研讨会主要内容(重点)2008年北京奥运会体育场馆的投标及中标方案新型空间结构体系(索穹顶、弦支穹顶、张弦梁及张…     

无锡圆融商业综合体结构设计

无锡圆融商业综合体为特别不规则结构,异形钢结构穹顶采用单层网壳结构,最大跨度约19m,最大悬挑长度约7m,异形钢结构穹顶跨过下部混凝土结构的防震缝,支撑在12根树形分叉柱上.介绍了屋盖结构体系,结构静力、动力和稳定性分析以及节点设计等内容.针对本工程跨缝连接的特点,运用多种有限元软件建立单体和整体模型,分析了下部混凝土...