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现代大跨空间结构在中国的应用与发展

本文摘要:今天我想要跟大家辩论一个问题,辩论现代大横跨空间结构在中国的应用于与发展,什么是现代?怎么区分?是怎样产生的?它还包括哪些类型等等,托一些观点,大家都可以辩论,而且融合中国的情况,我们当前应用于的现在大横跨空间结构的情况,以及不存在的问题等等跟大家做到些辩论。我没荐国外的例子,仅有在中国的应用于和发展。 我谋求在四十分钟以内,因为这个问题也较为多,大家一起辩论、托一些观点。

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今天我想要跟大家辩论一个问题,辩论现代大横跨空间结构在中国的应用于与发展,什么是现代?怎么区分?是怎样产生的?它还包括哪些类型等等,托一些观点,大家都可以辩论,而且融合中国的情况,我们当前应用于的现在大横跨空间结构的情况,以及不存在的问题等等跟大家做到些辩论。我没荐国外的例子,仅有在中国的应用于和发展。

我谋求在四十分钟以内,因为这个问题也较为多,大家一起辩论、托一些观点。我想要谈六个问题:一是章节;二是现代空间结构的分类;三是现代刚性空间结构的应用于与发展;四是现代柔性空间结构的应用于与发展;五是现代刚刚柔性人组空间结构的应用于与发展。第一,章节,几年前也和有关同志辩论过,空间结构我指出可以分成三个历史阶段:现代空间结构由两部分构成,这个我们从下面这张图来看,我们的空间结构可以指出是古代的空间结构、近代的空间结构以及现代空间结构,我们想要这么分。

区分的节点实质上是很难的,应当有一段时间,这里正好有些工程,我相反区分是1925年到1975年。现代空间结构主要就是指1975年开始,近代空间结构是1925年到1975年,古代空间结构就是指1900年到1925年。在近代空间结构的发展使用了一些新的技术,使用了结构的人组、材料的人组,应用于一些结构概念以及结构创意构成在近代发展一起的人组网架结构、一些其他的结构。

这个年代是这么看,蓝色的线是现代空间结构,分两部分,一部分是新材料发展以后;第二部分是近代空间结构在原先的基础使用新的建设以后,绿的线1975年这个里面也有,我们近代空间结构和古代空间结构也并不是杀的。为什么1925~1975年呢?古代的空间结构大家告诉罗马的万神殿,主要是拱券式穹顶结构,比如说南京的无梁殿主要是砖石。最先的薄壳结构是德国耶拿玻璃厂,后来四十年代、五十年代较为典型的是罗马小体育馆。

网架、网壳空间结构也在德国,一个蔡司天文馆,15米跨度,后来各个国家也都有了。我们国家的网架代表是首都体育馆。古老的桥面结构我们国家古代1825年竹索桥和铁索桥,近代一点1953年美国瑞雷竞技馆和北京工人体育馆。

1975年美国庞提亚克体育馆是168m220m,巨型的气承式充气膜结构。后来日本人在东京成立了棒球馆。我们第一部分材料使用了轻质、高强的材料、模材、索材以及钢棒。向轻盈、高效空间发展,如气承式膜结构。

第二部分由这些近代空间结构,网格结构、RC壳,仍然是单一,钢筋混凝土、钢筋都在一起,或是钢材,还包括其他的材料都合在一起,结构形式也不是单一的,多种的人组。另外使用预应力技术,还包括结构的概念与形体的创意构成了一些新的空间结构,典型的比如说人组网架等等。现代空间结构由这两部分构成,大体的年代从上个世纪的七、八十年代开始到现在大约有三十几年的时间。从1975年到现在大约35年的时间,其中中间的50年近代空间结构是较为多的。

另外要说的我们近代空间结构还在用,并不是现在网架结构和网壳结构就不必了,这张图解释当代空间结构发展的情况,大体的内容,由什么构成的,这是我想要谈的章节。第二,现代空间结构的分类。现代空间结构的分类以往有传统的分类方法,五大空间结构:薄壳结构、网架结构、网壳结构、桥面结构、薄膜结构,还可以更加粗的分。

所有的空间结构按这五大空间结构分类我感觉现在不过于不够,有些空间结构无法包括在里面,前几年我们明确提出了分类方法按构成空间结构的基本单元,构成空间结构的基本单元不管是哪一种结构五大单元构成,这五大单元是:板壳单元、梁单元、索单元、杆单元、膜单元。对这五大单元我们做到些解释,五后面有一系列的明确空间结构,明确的空间结构有明确空间结构的名称,网架结构、立体桁架、双层网壳是杆单元构成的。预应力网壳是由杆单元构成的等等。

人组网架结构,上面是钢筋混凝土,是由混凝土的板,这块板认同要带上梁的,是由梁单元以及下面的杆单元构成。我们统计资料一下总共有明确名字的是38种,这个图大家可以看一下,我们有几点解释,这38点总共有17个小类,刚性单元构成是7种,3类柔性空间结构,7类拳法人组空间结构。

这38种空间结构其中17种空间结构是由杆单元或是由索单元、梁单元,较为活跃的是杆单元、梁单元、索单元。按这样的分类方法,我感觉空间结构分类直观性较为强劲,一看就确切,他由什么东西构成的很确切。它是由什么单元构成的,分析计算出来的时候用哪些单元的软件来分析?包容性把所有的空间结构都包括里面。

开放性是今后新的空间结构还要发展,都可以往里面填满。说道到现代空间结构,这里面总共有17种,根据刚才的分类方法是归属于现代空间结构,在这个图里黄色的是现代空间结构,从空腹网壳开始。下面我谈快一点,把每一个空间结构的特点和我们国内的工程应用于情况做到个讲解。第三,现代刚性空间结构,空腹网壳,树状结构,多面体空间刚刚架结构,局双层网壳,人组网架结构,折板型网壳。

空腹网壳,典型的就是国家大剧院,原本安德鲁做的时候由140片空腹壳构成的,没交叉杆,我们通过分析研究,找到它外用扭性敢、稳定性敢,我们建议他特四道交叉杆,安德鲁吸取了我们的经验,现在的国家大剧院里面有交叉杆,这是一个特例。空腹网架,是宝安体育馆。树状结构,实质上是多级分枝立柱受力结构,它可以分居多、次要,按细、中、端枝来分,用这样的结构体系,后面都可以说明。这是深圳的文化中心。

这个是杭州的奥体中心,当时做的其中一个方法是用树状结构。这个是浦东国际机场二期,我实在这是非常简单的树状结构。

多面体空间框架结构,典型的例子是水立方。水立方大家都确切,由多面体构成的。墙体里面由多面体的连边构成,这就是多面体的结构体系。大家可以看见多面体空间刚刚架结构有一个特点,内部每一个结点有四根杆共线,一个框架最少有六个杆,他只有四个杆。

局部双层网壳,它是梁单元和杆单元人组,薄膜内力处居多用单层网壳,有些倾斜内力处居多用双层网壳。这是广西桂平市体育馆,这个是杭州奥体中心,它是花瓣式的,有三层的,有双层的。这是南通的体育场,大部分是单层,但是用立体桁架分一下,通过网的体系把它区分为一块一块的,有的地方是单层。

人组网架,去除开合,替代RC带上肋板,用两种材料钢筋混凝土、钢材,顶盖起到合而为一,可以用高层,多层也可以。这是新乡百货大楼是多层建筑,36米36米跨度的百货大楼。上海购物中心七层、八层用人组网架。

折板型网壳,外形为折板型,可梁元或杆元,可以单层也可以双层,早期杭州有一个工程,杭州陈经纶网球场。深圳大运体育中心,深圳大运会游泳馆。还有广州大剧院,这个是在我们学校专门做到了一个仿真大运会场馆。

第四,现代柔性空间结构:气承式充气膜结构,和柔性受力膜结构。气承式充气膜结构,气囊式、气承式中的一种,1.003atm,高压体系,膜面K0,膜材拒绝强度:半透明,自洁性,耐燃性。膜材:织物基层+涂抹,PVC、PTFE、ETFE。

充气膜结构在上个世纪的70年代在上海展览馆北馆做到了一个,后来拆除了,28米36米。当前在2010年大家告诉在内蒙古的鄂尔多斯在敲沙湾做到了105米95米的展览馆,我们国内较为大一点的就是这个。

柔性受力膜结构只不过是索膜结构,它的水平更高一些,它是索单元、膜单元的人组,索膜协商,一般是风荷载掌控,一般来说是与刚性受力混合应用于。威海市体育场,236m209m。

典型的是上海世博会,97m840m。这里面索膜结构的构成图,有边索、谷索、吊索等。这是施工加装的情况。

这是深圳欢乐谷音乐厅,也是柔性受力的。第五,现代刚刚柔性人组空间结构的发展和应用于张弦梁结构、弦支网壳,索穹顶-网壳,张弦气肋梁,预应力网架,斜拉网架,张弦立体桁架,预应力组装弓式结构,索桁结构,索穹顶。

张弦梁结构,现在用得较为多了,实际梁、下弦、横三种单元人组在一起。最先的是上海浦东国际机场,浦东机场的二期是多跨梁式的,张弦梁可以用V字型的承托受力。弦支网壳,这两年搞得较为多,而且水平也较为低,怎么构成的我就不说道了,大家想到工程。

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这是国内较为早于的工程,天津保税区的大堂,35米,后来发展到60米到80米。这是北工大的羽毛球馆。济南体育馆。

深圳新的火车站跨度43米,这是它的剖面,这在世界上也是第一个。索穹顶-网壳人组结构,这个还没工程,做到了一些实验,这是索穹顶与单层网壳的人组结构,在我们学校做到过模型实验。济南体育馆的时候我们做到了一个方案,傅总也做到了一个方案,最后没使用。

张弦气肋梁,这是当前世界新的一种结构体系,我们国内还在研究,它是张弦气肋梁,充气肋替换张弦梁的竖梁,2007年瑞士做到了一个汽车站,这个张弦梁中间不是肋而是充气结构在一起的。这种我们国内也在研究,今后的发展方向还必须更进一步的研究。这种结构体系国外用在桥梁里也有。预应力网架,这是早期1994年在广东惠州有一个体育馆,六根弦的。

攀枝花有一个体育馆,缺角八边形。高安体育馆,纳了四根索,围住四支点的。

上海购物中心有四道索。斜拉网架,杭州的黄龙体育中心,除了平稳斜拉后面特了一些平稳索。这是在浙大做了一个斜拉的结构,这是它的计算出来模型。

张弦(立体)桁架,早期是广州的会展中心,这是施工的情况,北京奥运会的体育馆,这是当时跨度仅次于的张弦桁架,这是它的结构情况。预应力组装弓式结构,这个我们国内自己做的,特一个索再提一起,再行减少一段,再行特一根索,施工加装较为便利,较为大型的机器设备。

国内第一个典型工程1994年竣工的,钓鱼台国宾馆的网球馆。索桁结构,由顶盖索和平稳索加上横杆构成的,自均衡体系。

这是吉林冰球馆、佛山世纪莲体育场,宝安体育场、乐清体育场的索不是堵塞的,一半的地方折断了,是这样体系,这是它的计算出来模型,在浙大做到实验。索穹顶,效率较为低,省钢材。

我们国内第一个索穹顶。这是72米鄂尔多斯体育馆,索穹顶今后有可能迅速不会发展。

第六,我们小结一下,空间结构分三大类,近代、古代、现代。现代空间结构由两大部分,它的特点是轻质、高强材料,轻盈、高效、创意。

刚性、柔性可以分成现代刚性、现代柔性、现代刚刚柔性人组。有推展价值,在目前的基础上进一步提高、优化、深化。我们很多空间结构在世界之最,首次应用于、跨度仅次于、覆盖面积仅次于等等。

我们当前中国是一个现代空间结构的大国,我们下一步的发展方向共同努力向现代空间结构的强国来发展。谢谢大家。.。


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