我国大跨度空间钢结构的发展与展望
钢结构装配式建筑的发展趋势与前景

钢结构装配式建筑的发展趋势与前景随着城市化进程的加快和人们对建筑品质要求的不断提升,钢结构装配式建筑作为一种快速、环保、高效的建造方式,正逐渐成为未来建筑发展的重要选项。
本文将探讨钢结构装配式建筑的发展趋势与前景,并分析其优势和面临的挑战。
一、发展趋势1.1 绿色建筑的推动随着全球环境问题的不断凸显,绿色建筑已成为建筑界的热门话题。
钢结构装配式建筑以其材料可回收利用、施工过程减少对环境的影响等优点,符合低碳环保的理念。
因此,未来钢结构装配式建筑将受到更多政府和企业的支持和倡导。
1.2 建筑工期的压缩传统建筑通常需要较长的工期,而钢结构装配式建筑则能够实现“即装即建”,大大压缩了建筑工期。
随着社会的快节奏发展和对建筑工期要求的提高,钢结构装配式建筑的快速施工优势将会成为市场竞争的关键因素。
1.3 建筑质量的保障钢结构装配式建筑采用工厂化生产,通过严格的质量控制体系,确保了产品的一致性和品质。
相比传统建筑,钢结构装配式建筑在施工过程中减少了人为因素对建筑质量的影响,降低了建筑质量风险,因此备受业主和用户的青睐。
1.4 技术创新的推动随着科技的发展,钢结构装配式建筑技术也在不断创新。
例如,大型机器人可以用于自动化生产和装配,智能化构件可以进行质量检测和问题追踪,人工智能系统可以优化施工过程。
这些技术的应用将进一步推动钢结构装配式建筑的发展并提升其竞争力。
二、前景展望2.1 住宅市场潜力巨大钢结构装配式住宅建筑是未来的发展方向之一。
随着人们对居住品质要求的提高,传统砖混结构的住宅已经无法满足需求。
钢结构装配式住宅不仅能够实现个性化定制、精确施工,还具有更好的防震、防火能力。
预计未来几年,住宅市场将成为钢结构装配式建筑的主要应用领域之一。
2.2 商业建筑市场发展迅速商业建筑通常需要大空间、大跨度,并且对建筑质量和安全要求较高。
钢结构装配式建筑具备较好的承载能力和稳定性,能够满足商业建筑的需求。
例如,购物中心、体育馆等大型商业建筑广泛应用钢结构装配式建筑技术。
钢结构建筑设计中的创新趋势与发展方向

钢结构建筑设计中的创新趋势与发展方向随着现代化城市建设的快速发展,钢结构建筑作为一种轻型、高强度和可持续的建筑形式,正在逐渐受到广泛关注。
钢结构建筑设计的创新趋势和发展方向对于提高建筑的安全性、可持续性和舒适度至关重要。
本文将探讨钢结构建筑设计的创新趋势,并探讨其未来的发展方向。
一. 钢结构建筑设计的创新趋势1. 绿色环保随着全球环境问题的加剧,绿色建筑成为一种不可忽视的趋势。
在钢结构建筑设计中,绿色环保被赋予了更多的关注。
创新的钢材制造技术和建造工艺使得钢结构建筑的制作过程中能够减少能源消耗和二氧化碳排放。
同时,可再生能源的应用也被广泛研究和推广,例如太阳能和风能的利用,在钢结构建筑设计中被广泛应用。
2. 智能化设计随着智能科技的快速发展,钢结构建筑设计也趋向于智能化。
通过引入传感器和自动化控制系统,钢结构建筑可以更好地适应各种环境条件和使用需求。
智能化设计可以实现建筑的自动化管理,提高建筑的能源利用效率,并提供更好的使用体验。
3. 高强度和轻量化钢结构建筑的高强度和轻量化是其独特的优势。
未来,钢结构材料和构造系统的创新将进一步提高其强度和轻量化的特点。
新型钢材的应用和加强技术的发展将使得钢结构建筑可以实现更大跨度、更高楼层和更大空间的设计需求。
二. 钢结构建筑设计的发展方向1. 抗震和防火性能的提升在地震频发的区域,钢结构建筑的抗震性能尤为重要。
未来,钢结构建筑设计将更加注重抗震性能的提升,并采用新型的结构形式和技术手段来增强其抗震能力。
同时,钢结构建筑的防火性能也需要得到更好的改善和保障。
2. 建筑节能和生态环境的兼顾节能和环保是未来建筑设计的主要方向之一。
在钢结构建筑设计中,建筑节能技术和绿色材料的应用将进一步提高建筑的能源效率和室内环境质量。
同时,钢结构建筑的可持续性也需要得到更好的保障,例如回收利用、再利用和生态恢复等。
3. 城市化进程中的多功能设计随着城市化进程的不断加速,钢结构建筑的多功能设计将成为发展的重点。
我国钢结构产业现状以及发展策略探究

我国钢结构产业现状以及发展策略探究摘要:钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一,具有强度高、自重轻、整体刚度好、抵抗变形能力强,故在大跨度和超高、超重型的建筑物中得到广泛应用。
伴随着经济飞速发展,钢结构产业迎来了历史上新的发展机遇,不论是国家政策倾向还是科学信息技术发展,都为钢结构行业未来规划发展提供了强有力的保障。
本文首先阐述我国钢结构产业现状,然后分析我国刚接产业发展策略,仅供有关人士参考。
关键词:钢结构;产业现状;发展策略钢结构是指用钢板、钢管、型钢等,通过焊接、螺栓、铆钉、粘接等连接方式组成房屋、桥梁、塔桅、采油平台、容器管道、装备、家具等结构。
钢结构具有强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强的显著优点,不仅能够进一步提高结构的安全性与抗震性,而且可以创造更大的建筑使用空间,同时能够实现钢材的循环利用,降低能耗和不可再生资源消耗量以及碳排放量,符合我国可持续发展战略及节能环保型社会的创建。
现阶段钢结构已经成为我国建筑业发展的主流和趋势,预计未来几年钢结构行业将快速扩张。
由此可见,对我国钢结构产业现状以及发展策略进行探究具有重要现实意义。
一、我国钢结构产业现状我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就,但长期停留于铁制建筑物的水平。
直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构。
新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远远超过了过去。
轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板,支撑、连接件等组成,所用的材料是定向刨花板,水泥纤维板,以及胶合板。
在这些轻质楼面上每平方米可承受316~365公斤的荷载。
钢结构建筑的多少,标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度。
进入2000年以后,我国国民经济显著增长,国力明显增强,钢产量成为世界大国,在建筑中提出了要“积极、合理地用钢”,从此甩掉了“限制用钢”的束缚,钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。
特别是2008年前后,在奥运会的推动下,出现了钢结构建筑热潮,强劲的市场需求,推动钢结构建筑迅猛发展,建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑,其中,有的钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界一流水平,如奥运会国家体育场等建筑。
我国钢结构建筑的现状及发展趋势

我国钢结构建筑的现状及发展趋势我国钢结构建筑发展现状:近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速推进,钢结构建筑在我国建筑行业中的应用越来越广泛,取得了显著的发展成果。
首先,钢结构建筑在我国的应用范围逐渐扩大。
传统上,钢结构建筑主要应用于大跨度的工业厂房、体育馆等场所,但现在已经涵盖了商业建筑、住宅建筑、公共设施等多个领域。
随着城市发展的需要,越来越多的高层建筑、桥梁、机场、地铁等项目都采用了钢结构建筑方式,提高了建筑的使用效率和整体观感。
其次,技术水平逐步提高。
我国的钢结构建筑技术水平经过多年的发展已经取得长足进步。
钢结构建筑在设计、制造、施工等方面的技术手段不断创新,为项目的成功实施提供了可靠的技术支撑。
专业的设计团队和生产工艺的不断改进使得我国的钢结构建筑品质逐渐提高,获得了国内外许多重要奖项。
再次,政府政策的支持和推动。
在建筑行业发展政策的指导下,我国政府积极推动和支持钢结构建筑的应用。
例如,在一些特定的城市规划中,鼓励采用钢结构建筑,以确保城市景观的美观和功能的合理性。
同时,政府还出台了一系列的标准和规范,以规范钢结构建筑的设计、施工和安全管理,全面保障了钢结构建筑的质量和安全。
发展趋势:钢结构建筑在我国的发展前景广阔,未来将继续呈现以下几个趋势:1. 环保节能:近年来,环境保护和节能成为建筑行业的重要发展方向。
钢结构建筑具有轻质、高强度的特点,可以减少建筑物的重量,节省材料和能源的消耗。
未来,钢结构建筑将进一步推动节能减排和绿色建筑的发展。
2. 自动化智能化:随着建筑行业的信息化进程,钢结构建筑将更加注重自动化和智能化的设计和施工。
例如,采用BIM (建筑信息模型)技术可以实现建筑设计与施工过程的全程数字化管理,提高建筑的精准度和运维效率。
3. 国际化和标准化:随着中国建筑产业的国际化步伐加快,我国的钢结构建筑也将更加注重与国际标准的接轨。
这将有利于我国钢结构建筑向国际市场输出技术和产品,提高我国的建筑产业竞争力。
我国钢结构建筑的现状及发展趋势

我国钢结构建筑的现状及发展趋势我国已在多个建筑工程中成功采用了钢结构,如奥运“鸟巢”、国家大剧院、中央电视台新台址、上海环球金融中心以及一些大跨度桥梁工程和输电塔等。
由于钢结构已经成为国内外建筑业发展的主流和趋势,预计未来几年钢结构行业将快速扩张。
在工业与民用建筑等土木工程中得到了广泛地应用,钢结构建筑主要包括单层或低层建筑、多层或高层建筑等,是以钢结构为骨架,配以具有防火、防水、隔声、隔热等功能的墙板和楼板拼装而成。
文章说明了钢结构建筑的优点,分析了我国钢结构建筑的发展现状以及发展趋势。
标签:钢结构建筑;现状;发展趋势近几年来钢结构建筑在我国出现了非常快的发展势头,应用范围不断地扩大,目前,我国钢结构建筑的发展处在建国以来最好的一个时期。
建筑钢结构是为建(构)筑物提供安全可靠、节能、节材,有利于环保,满足建筑功能的一个重要专业。
钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点,与混凝土结构相比,它是环保型的和可再次利用的,也是易于产业化的结构,发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。
一、钢结构建筑的优点1、材料强度高,结构自重轻。
钢材的强度同混凝土或其它材料相比,要高很多,这样,在承受同样的荷载情况下,就可以少用许多材料.虽然钢材的容重比混凝土或其它材料要大,但钢材的容重与屈服强度的比值却是最小的,所以,采用钢结构时,结构自重是较小的。
2、我国钢结构住宅发展目前尚定位在研发阶段,其技术发展应该立足于高起点、高标准。
钢结构与其他结构相比,在使用功能、设计、施工及综合经济方面都具有优势。
钢结构建筑具有良好的空间感,能合理布置功能区间;利用钢材强度高的特点,设计可采用大开间布置,使建筑平面能够合理分隔,灵活方便,适合创新、弹性设计的住宅结构体系。
3、钢材塑性和韧性好,结构安全可靠度高。
钢材是工业化生产的产品,在生产过程中质量可以得到比较严格的控制,因而质地均匀,各向同性,弹性模量大,具有良好的塑性和韧性。
国内外钢结构建筑发展概况3篇

国内外钢结构建筑发展概况3篇国内外钢结构建筑发展概况1钢结构建筑是一种新型的建筑方式,以钢材作为主要的结构材料,其构件采用焊接、螺栓连接等方式组装形成一个完整的建筑体系。
近年来,随着世界范围内对可持续发展的重视,钢结构建筑在建筑界日益受到青睐。
本文将对国内外钢结构建筑发展概况进行探讨和分析。
首先,我们来看一下国内钢结构建筑的发展状况。
近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速,钢结构建筑在我国得到了广泛的应用。
从应用范围来看,大型建筑物、高层建筑、地铁车站、体育馆及特殊建筑物(如天桥、大跨度桥梁等)等领域均有着广泛的应用。
根据中国建筑钢构协会发布的数据,2018年,中国钢结构建筑产值达到1048亿元,同比增长10.1%。
可以说,钢结构建筑在我国建筑行业中的作用越来越显著。
国外钢结构建筑的发展状况也备受关注。
从应用范围看,钢结构建筑在许多国家和地区都有着广泛的应用。
例如,德国标志性的柏林主火车站、英国伦敦市政府大楼、美国纽约的自由女神像等,都是钢结构建筑的代表作。
相比于传统的混凝土结构,钢结构建筑的建造速度更快,建造周期更短,这在一些国家的紧急救援工程或灾后重建领域得到了广泛的应用。
同时,钢结构的回收、再利用性能也得到了大量认可,符合可持续发展的理念,因此受到许多国家的青睐。
钢结构建筑的发展离不开科技创新和工艺进步。
目前,国内外对钢结构建筑的研究主要集中在以下几个方面:第一,新型建筑结构设计和分析方法的研究。
目前,国内外建筑工程领域针对钢结构建筑结构特点和技术要求进行了深入研究,提出了一系列应用于钢结构建筑设计中的新理论、新技术和新方法,不断推动钢结构建筑的设计和施工工艺的创新。
第二,新型钢材的研究。
新型的高强度、高性能钢材不仅成本低,而且具有耐候性好、防腐性强、抗震等优点,可以弥补传统钢材的某些不足。
目前,在国内外已经研发出多种类型的新型钢材,包括高强度低合金钢、防蚀合金钢、自修复钢等,极大地拓宽了钢结构建筑材料的选择范围。
我国钢结构现状及发展展望

我国钢结构现状及发展展望摘要:分析了我国钢结构的发展现状,同时从行业本身和技术发展两方面对发展中存在的一些问题进行了阐述,并提出了一些解决措施。
对行业未来的发展趋势进行了展望。
关键词:钢结构;轻钢住宅;预应力钢结构。
中图分类号:tu37文献标识码: a 文章编号:一、引言钢结构作为世界早期工程结构中最先使用的结构类型之一,具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好等优点,因而被广泛使用,近百年来得到了广泛发展。
我国钢结构虽然起步较晚,但随着我国城市化的快速发展以及我国钢产量跃居世界前列,建筑钢结构在综合经济效益方面和抗震能力上的优点得到了越来越普遍的认同,近年来特别是08年以后,鸟巢、水立方的修筑给钢结构的发展带来了前所未有的机遇。
但不可否认,我国钢结构在迎来大发展的同时也面临一些问题,如行业发展不够成熟,技术标准落后等,下面将详细分析。
我国钢结构的发展现状随着我国的钢材产量和质量的提高,我国钢结构在设计、应用、规范制定等方面迎来了可喜的局面,钢结构用钢不断增加,出现了诸如:东方明珠电视塔、鸟巢等一批拥有世界水平的钢结构建筑;加上政府的政策支持,钢结构的发展前景更加广阔。
但目前钢结构用钢量仅占全国钢产量的5%左右,这与发达国家相比还有很大差距,说明我国钢结构应用还不够广泛。
除此之外,还存在已下几个问题:1.1钢材质量稂莠不齐。
由于技术手段落后,我国以前曾大量生产应用q235钢材,浪费了大量钢材,对我国有限的铁矿资源也是极大的消耗。
目前我国虽已普遍采用q345钢,相比之下节约了大量钢材。
但日本、美国、俄罗斯等都已把屈服点为700mpa以上的刚列入了规范,差距显而易见。
其次是建筑用低合金高强度结构钢品种少,不能满足用户需求。
1.2行业信息交流不够通畅。
钢材厂商制造的钢材往往不满足用户的需求,如在轻钢结构中,用户往往选用抗蚀性能更好的镀铝锌薄板,但我国只生产镀锌薄板;再者我国提供的型材品种规格不够多,不能满足用户需求,提高了钢结构建造成本,阻碍了行业发展。
大跨度房屋钢结构简介

焊接技术
采用焊接方法连接钢构件, 要求焊接工艺精湛、质量可 靠,保证结构整体性和稳定 性。
吊装技术
采用大型吊装设备将钢构件 吊装至设计位置,要求吊装 方案科学合理,确保施工安 全顺利进行。
预应力技术
通过施加预应力来提高结构 的承载能力和刚度,要求预 应力索具和锚具质量可靠, 施工工艺成熟。
防腐与防火技术
专业人才匮乏
大跨度房屋钢结构的设计和施 工需要具备专业知识和技能的 人才,目前市场上相关人才较 为匮乏。
地域适应性
钢结构在不同气候和环境条件 下的适应性需要充分考虑,以 确保建筑的安全性和稳定性。
解决方案与建议
01
02
03
04
优化设计
通过精细化设计和优化,降低 材料成本和施工难度。
防腐维护
采用先进的防腐和维护技术, 延长建筑的使用寿命。
人才培养
加强专业人才的培养和引进, 提高行业整体水平。
地域适应性研究
针对不同地区的气候和环境条 件,开展钢结构适应性研究, 确保建筑的安全性和稳定性。
04 大跨度房屋钢结构的工程实例
CHAPTER
国内外典型案例介绍
国内案例
上海中心大厦、北京鸟巢体育馆 、广州国际会展中心
国际案例
迪拜哈利法塔、伦敦千年穹顶、 美国金门大桥
环保可持续
钢材可以回收再利用,符合绿色建筑和可持续发展的理念。
设计灵活
钢结构体系可以适应各种复杂的设计需求,创造出独特且富有艺术感 的建筑造型。
面临的挑战
材料成本高
钢材是一种高成本材料,导致 大跨度房屋钢结构的建设成本
相对较高。
维护与防腐
钢材需要定期进行防腐和维护 ,以确保其长期性能和使用寿 命。
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我国大跨度空间钢结构的发展与展望1.前言本文所指的大跨度空间钢结构主要是指网架、网壳结构及其组合结构(两种或两种以上不同建筑材料组成)和杂交结构(两种或两种以上不同结构形式构成)。
这是一类结构受力合理、刚度大、重量轻、杆件单一、制作安装方便的空间结构体系,在近一二十年来获得蓬勃发展,并在大跨度、大柱网的公共和工业建筑中得到广泛应用。
它不仅可用于屋盖结构,而且可用于楼层结构、墙体结构和特种结构。
我国自1964年建成第一幢网架结构--上海师范学院球类房屋盖以来,据不完全的统计,至1999年底我国已建成各类网架、网壳结构10000幢(其中网壳结构占4%为400幢),复幢建筑面积约1200万平方米。
目前,年增长的复盖建筑面积为80.1 00万平方米。
我国网架、网壳结构生产制造厂已超过100家,如徐州飞虹网架集团公司、杭州大地网架制造有限公司、常州网架厂等,逐步形成了一个新兴的空间钢结构制造行业,可进行批量规模生产。
2.大跨度、大面积网架结构众所周知的首都体育馆,平面尺寸99m×112.2m,为我国矩形平面屋盖中跨度最大的网架。
上海体育馆,平面为圆形,直径110m,挑檐7.5m,是目前我国跨度最大的网架结构。
1996年建成的首都机场四机位机库,平面尺寸(153十153)mx90m[1],见图1;1999年新建成的厦门机场太古机库,平面尺寸(155十157)mx70m,是我国当前建筑复盖面积最大的单体网架结构,也是目前世界上最大的机库。
如包括前几年建成的成都双流机场机库,(平面尺寸87mx140m)、上海虹桥机场机库(平面尺寸95mxl50m )等,表明了中国大型机场的机库都采用了大跨度网架结构。
近十年来,网架结构在我国工业厂房屋盖中得到大面积的推广应用,其建筑复盖面积超过300万平方米,这在世界上是领先的。
云南玉溪卷烟厂的连片网架厂房达12万平方米。
工业厂房网架中跨度最大的为60m的上海江南造船厂新建厂房[2]。
为增大结构刚度、降低内力峰值、小材大用、方便制作、运输和安装,我国在八十年代后期开始采用三层网架,至今共建成10 幢。
首次建成的三层网架是长沙黄花机场机库屋盖[3] 尺寸48m×64m,网架高5m,开口边为四层网架,高7.5m。
前面提到的首都机场四机位机库,采用斜放四角锥焊接球节点三层网架,两块网架的实际平面尺寸为84m×150m,网架6m,也是我国跨度最大的三层网架。
3.大跨度、大悬臂网壳结构1994年建成的天津新体育馆,平面为圆形,直径108m,挑檐13.5m,总直径达135m,曾是我国圆形平面跨度最大的球面网壳。
1998年初建成的长春体育馆,平面为120mxl66m枣形,连同支架的平面为146m×192m,是当今我国跨度最大、复盖建筑面积最大的网壳结构[4]],见图2。
我国长期以来网壳结构跨度未突破百米大关的历史已成过去。
正在建设中的深圳市市民中心大屋顶采用了平面尺寸为(154-120)m×486m大鹏展翅形变厚度、双曲率网壳结构,在纵向分为三段,两翼支承在18个树枝形(双向W形)柱帽上,中部支承在36m大圆筒及36m×48m大方筒的侧壁上,建成后使我国复盖建筑面积最大的网壳结构将再创新的记录。
在电厂干煤棚工程中采用网壳结构是近几年来发展起来的,已建的工程有十多幢。
嘉兴电厂干煤棚(跨度103.5m,长度80m)和1998年建成的杨州第二发电厂干煤棚(跨度103.6m,长度120m)[5]是我国矩形平面最大跨度的两幢三心圆柱面网壳。
为增加网壳的刚度、改善受力性能,台州电厂干煤棚(跨度80.1m,长度82.2m) 采用了纵向带折线形的圆柱面网壳[6],见图3。
1999年建成的漳州后石电厂干煤棚,采用了直径125m的超过半球的球面网壳,成为我国跨度最大的球面网壳。
电厂干煤棚采用网壳结构的平均用钢量为50-70kg/m2,比以往采用门式刚架或拱结构的平均用钢量80-125kg/m2降低了40%以上,其经济效益是十分明确的。
大型体育场的挑篷采用空间网壳结构有日益增多的趋势。
1992年建成的深圳体育场周圈挑篷(沿环向分为12段),采用变高度螺栓球节点双层正放四角锥网壳结构,挑篷宽度31m,悬挑25.5m。
为昆明99’世博会开幕用的昆明拓东体育场挑篷,首次采用周圈连续的变厚度双层正放四角锥网壳结构,挑篷宽度34m,悬挑26m。
上海八运会八万人体育场挑篷采用了大悬臂大网格双向交叉桁架结构与支承模结构组合而成的杂交结构[7],复盖建筑总面积36100m2,最大悬臂跨度为73.5m。
两向交叉桁架共构成57个大网格,其上架立57个由8根拉索1根压杆组成的伞状拉索结构,并敷设美国进口的乳白色半透明膜材面层。
这是我国悬臂跨度最大的外形呈马鞍形的交叉桁架--支承膜杂交结构。
4. 组合网架结构以钢筋混凝土上弦板代替钢上弦杆的组合网架结构是近十多年来开发的新结构体系E8][9],它可充分发挥混合土受压、钢材受拉两种不同材料的强度优势,使结构的承重和围作用合二为-。
我国已建成40幢组合网架结构,它用于屋盖结构,也用于多层和高层建筑的楼层结构,形式之多、跨度之大、应用范围之广在世界上是领先的。
1980年在我国首次建成了平面为21m ×54m的蜂窝形三角锥组合网架,用于徐州夹河煤矿大食堂屋盖;跨度最大的组合网架是1987 年建成的45.5m×58m江西抚州地区体育馆屋盖;用于多层建筑中跨度最大的组合网架1987年建成的35m×35m新乡百华大楼(加四层)楼层结构,见图4;用于高层建筑楼层结构合网架的是平面24m×27m长沙纺织大厦(地下二层、地上十-层、柱网10mxl2m及7x 12m)[10]。
5.组台网壳结构当在单层钢网壳结构上敷设的预制带肋混凝土面板在连接灌缝形成整体后不仅起围护作用,而且起承重作用,从而形成由钢网壳与钢筋混凝土带助壳两种不同材料与不同结构形式组合而成的新型空间结构--组合网壳。
由于组合网壳的协同工作,大大改善了单层钢网壳的性能,通常情况下,组合网壳的设计不是由单层钢网壳的稳定性控制。
这种组合网壳在我国已建成10幢,它应用于民用建筑,也用于工业厂房。
早在1984年就建成18m×24m三向型双曲组合扁网壳,作为山西汾西矿务局工程处食堂屋盖。
1993年及1994年共建成四幢直径34.1m 的肋环型组台球面网壳,用于山西潞安矿务局常村矿井洗煤厂倒圆锥台煤仓的顶盖;在施工拼装第三幢组合网壳时,未设置中心临时文撑(施工第一、二幢时是设置的),曾发生单层钢网壳翻面失稳的事故,这是应该吸取经验教训的[11]。
6.预应力网架与网壳结构把现代预应力技术引用到网架与网壳结构中去,可起到提高整个结构的刚度、减小结构挠度、改善内力分布、压低应力峰值的作用,从而可降低材料耗量,具有明显的技术经济效果。
因此,预应力网架与网壳结构是一种新型的有广阔发展前景的空间结构。
我国已建的预应力网架与网壳结构工程约有10幢。
1993年建成的上海国际购物中心七、八层楼,采用在下弦平面下20cm处增设四束高强钢丝铸锚束的预应力正放四角锥组合网架,平面尺寸27m×27m,截去一个腰长为12m的等腰三角形,见图6,采用预应力后节省钢材用量32%[12]。
广东清远市体育馆,采用六支点预应力六块组合型三向扭网壳,见图7,平面尺寸为边长46.82m正六边形,对角柱跨度89.0m,周边设六道预应力拉索,每索选用4索9×75,建立预应力值1600kN[13]。
四川攀枝花体育馆,采用八支点预应力短程线型球面网壳,平面尺寸74.8m×74.8m缺角八边形,对角柱跨度64.9m,周边设人道预应力索,每索建立预应力值700kN,比非预应力钢网壳可节省用钢量25 %[14]。
7.斜拉网架与网壳结构斜拉网架与网壳结构通常由塔柱、拉索、网架与网壳结构组合而成,是大中跨度建筑一种形式新颖、协同工作的杂交空间结构体系,它具有增加结构支点、减小结构挠度、降低杆件内力、发挥高强拉索优势等特点,也是一种内部空间宽广、造型新奇、颇有景点特色的大跨度建筑。
我国目前已建成的斜拉网架与网壳结构有10幢。
具有代表性如1993年建成的新加坡港务局(PSA)仓库,采用4幢A型6塔柱平面为120m×96m、2幢B型4塔柱平面为9 6m×70m 共6幢斜拉正放四角锥网架,每塔柱设有四根斜拉索[15]。
北京亚运会综合体育馆,采用双塔柱两块组合型斜放四角锥人字形剖面的圆柱面网壳,平面尺寸70m×83.2m,屋脊处对每塔柱设8 根共16根平面单向拉索[16]。
1995年建成的山西太旧高速公路旧关收费站,采用独塔式斜拉左右两块正放四角锥圆柱面网壳,总平面尺寸14mx64.718m,共设有全方位布索28根[17]。
8.铝合金、不锈钢等材料的网架与网壳结构由于要减轻结构自重、抵御大气腐蚀作用和提高建筑美学效果,近年来在我国兴建了采用铝合金、不锈钢、耐侯钢等金属材料的网架与网壳结构。
我国目前共建成四幢铝合金网壳、一幢铝合金网架。
1996年建成天津市平津战役纪念馆为我国首幢铝合金三角形网格单层球面网壳,底平面直径45.6m,矢高3 3.83m,最大球面直径48.945m(3/4球面网壳),网壳重34.4吨,连同铝合金屋面板的总重58.7吨[18]。
作为上海八运会的体育馆之一的上海国际体操中心主馆,见图9,采用铝合金扇形三向型(K6-8型)一葵花三向型网格单层球面网壳[19],平面直径68m,矢高11.88m(连同柱子形成扁球体外形的最大平面直径77.3m,总高度26.5m),球面曲率半径55.37m,该网壳由262节点、1200根铝合金工字型截面杆件组成,网结构自重仅12kg/m2(其中还包括1.3mm厚铝合金屋面板重3.64k g/m2)。
由见可见,铝合金网壳的自重要比同等跨度的钢网壳至少要轻50%以上。
1999年还建成了上海杂技馆,也采用铝合金扇形三向型--葵花三向型网格单层球面网壳。
这三幢铝合金单层网壳均是美国TEMCOR公司设计制作的专利产品"圆弯屋顶",这种"圆弯屋顶"在世界上已建成数千个。
此外,上海浦东游泳馆屋盖也采用了美国TEMCOR公司的铝合金网壳结构,所不同的它是一种双层圆柱面正放四角锥网壳[20],见图10,平面尺寸(54.0-58.0)mx72.0m(一边带圆弧形),网壳厚2.4m,曲率半径l00m,连同铝合金屋面板总重量为92.63吨,即23kg/m2。
某航天实验研究中心零磁试验室,采用了我国自行研制、设计、制造的螺栓球节点铝合金全网架结构(包括屋盖与墙体)[21],平面尺寸22m×30m,墙体高度11m ,由921个球节点近4000根杆件组成,按展开面积的材料用量仅8.56kg/m2。