屋面结构设计资料

屋面结构设计资料实例1、广东省湛江电厂干煤棚。平面尺寸：113.400m×113.400m，柱距79.80m，它是目前我国跨度最大的四柱支承平板网架屋盖。考虑到煤棚位于湛江顺岛上，是台风多发区，网架上铺置钢筋陶粒砼三角形带肋预制板（直角边4.200m，板的重力密度=14.5kN/m3）。虽然平板网架是科技含量较低的空间结构体系，但仍可通过精心设计，采取八面坡水，腹杆棋盘式布置等手段来强化空间传力，用钢量仅70.3kg/m2（巴基斯坦体育馆柱距62.400m，铝皮轻屋面，用钢就达61kg/m2）。2、对大跨度空间结构体系来说，梁式结构体系是受力最差的体系。张拉整体体系——“连续拉、间断压”和索-膜体系是目前最先进、最经济的体系。法国著名建筑师保罗·安德鲁中标设计的广州体育馆，用钢量160kg/m2；美国NixonEllerbeBecket（NEB）公司中标设计的广东奥林匹克体育馆场，用钢量高达200kg/m2，它们基本上都属于梁式结构体系，耗费如此多的用钢量也就不奇怪了。由于外国设计者不了解中国规范，我曾向广州市林树森市长建议，今后国际招标只作到方案阶段，初步设计应由国内设计院承担。3、45度倾斜的玻璃壳体环绕体育场，略为倾斜的屋盖由透明的充气垫构成，其规模是独一无二的，充气垫安置在轻质预应力钢索顶部结构之上，位于中央的顶部天窗可以在130米直径范围内完全开启，花朵造型的可开启屋面堪称世界独创，无论是闭合还是开启都赋予了国家体育场以独特的个性，对外显示体育场举行何种活动。4、屋顶是一系列自由轻巧的花瓣结构所构成，它可以根据各种不同的情况自由开合，来满足不同需要，半透明的材料使得遮阳和自然采光兼而有之，并能使屋顶随时敞开实现自然通风。屋顶支撑是屋顶结构靠地面的一个部位，起作用是为支撑全体结构并把死性、活性动力荷载分配到轨道结构上。屋顶结构可以通过机动化方式或电磁推进活动，充电磁铁使得屋顶支撑在轨道上无摩擦地漂浮及活动。5、屋顶：体育场屋顶的造型象一片巨大的绿叶，充分诠释了绿色奥运的主题，流畅的曲线，使之不仅仅是一个建筑，同时也成为了中轴线上一个巨大的地标。顶盖同时也寓意着一只观察世界的眼睛。屋顶开启后的露天面积为32，000M2，屋顶最下面一层采用固定的铝合金复合板，上面两层可开启屋面采用高性能膜材，具有超轻的结构、良好的吸声效果和透光率。屋盖开启的时间和开启轨道长度均比一般的设计要小，有利于减少初期投资和日后的维护费用。6、体育场东面的弧形屋顶是一个由悬臂支撑的桁架结构，可作为体育场的固定屋面。西面是可开启屋面，应用了久经实验而证明可行的机械原理。可开启屋面张开时，可将体育场的活动场地覆盖起来。其主要活动组件是有六个可操作式屋面板面和十二个可伸缩的屋面轨道桁架组成。7、体育场的屋顶是世界同类项目中唯一的矩形屋顶，采用世界独一无二的风琴式机械开合方式，简单快捷，可以确保全年赛事及活动不受天气影响。它使用可回收的环保材料，符合绿色奥运的理念。8、体育场可开启屋顶采用拥有美国专利的双螺旋几何设计（是指类似于球形的两部分相对旋转平移），已有10余年、3000余次实际开启和关闭的经验。运行可靠稳定，在每小时50公里的风速下，可于35至40分钟内完成开闭的动作。结构牢靠，抗震8级以上，具备自动防护措施，可承受直径9米之重物撞击而结构安全不受影响。屋顶每次开闭所需的电力成本不超过100美元，并且在屋面上采用大型光电伏数组，为世界上同级中最大的光电伏系统，发挥节能的成效，并充分体现绿色奥运理念。9、体育场在大屋面的中央设置两个半月型的玻璃顶面，同时相对旋转，平行滑动，完成大屋面的开合，这种方式将是世界上首例（类似于上面提到的美国专利的双螺旋几何设计）。中央屋面玻璃采用能光扩散材料，可以不受太阳入射角度的影响，将阳光均匀的投射到比赛场地上，确保天然草坪生长所需的环境和明亮的场地空间。10、可开启的屋顶采用半透明材料，将滤掉50％的天然光线，但又可以使足够的自然光进入体育场内部，满足白天的比赛使用，降低人工照明的使用。两个半月型的玻璃屋顶是补充条件，以尽量达到自然照明的目标。由于设计的尺度合理，操作简单，可开启屋顶运做是不会消耗大量的能源。特制的屋顶表面装有太阳能板，可以很大程度上为体育场提供清洁能源。11、滑动式的可开启屋顶是体育场结构中必可少的一部分。当它合上时，体育场将成为一个室内的赛场。如同一个容器的盖子，不管屋顶是闭合还是开启，它都是建筑物的基本组成部分。除了一些特定的结构需要外，可开启屋顶的结构基本上也是一个网络状的架构，装上充气垫后，成为一个防水的壳体。12、国家体育场的屋面是世界上独一无二的浮空开启屋面，体现了绿色奥运、科技奥运的精神，同时它象征着开启和腾飞。刚性观光走廊、8根构架式龙骨、隔层网、氦气囊以及外蒙皮等构成了巨大的飞艇，20个由高强度聚乙烯或凯夫拉绳网构成的隔层网来分隔内置的氦气囊和20万立方的氦气为飞艇提供了足够的升力。设计时，对控制、安全、维护等方面经过了仔细的考虑，确保实际使用时的安全可靠。屋顶的飞艇的造型不仅能通过精巧可靠的控制装置来满足体育场顶盖的开启、移动和关闭要求，还能通过浮游在高空达载巨幅广告、宣传以及作为空中观光走廊，为业主提供长期稳定的收益。13、铝合金和膜结构构成了180米跨度的轻质屋面和云海藻井，这是以最先进的技术再现了中国传统的建筑形式--天井，屋顶面有薄膜，开启屋顶的翼，利用齿轨和齿轮方式回转，这个形态恰好对应中国建筑四合院的形式，开启屋顶是有着各种各样的开启方式，模式的体系，不但从功能上可以作为奥运赛时的临时座席，更是从根本上稳定比赛微气候的安定装置。14、顶部造型的象两片树叶，也象充满活力的肌肉，延伸至底部的两翼实现了空间上的互通，成为了世界上独一无二的屋顶通道。通过和谐的顶部形式，移动顶部可以移动到中心线，从关闭位置到开放位置的运行过程，顶板上升高程为11.1米。设计利用邻近的湖水和河道之间的落差发电获得开闭屋顶所需要的电力。15、工程名称：钓鱼台国宾馆网球馆业主：钓鱼台国宾馆施工单位：北京智维公司工程地点：北京钓鱼台国宾馆院内工程简介：该网球馆是国内首座全功能开启式网球馆该馆活动部分结构跨度42.28米，结构长度40米，结构高度14.3米。固定部分结构跨度41.13米，结构长度40米，结构高度12.8米。经多方案分析比较，我们采用了北京智维公司的专利技术弓式预应力钢结构。其优势在于结构跨度大、重量轻；地面施工，空中成形，无需脚手架和大型吊装设备；结构无仍向推力，拱脚可水平滑移。利用该技术曾建造了许多重要的大跨度建筑项目，并已完成最大跨度达165m的试验拱，在某空军基地还建成了一座试验性质的开启式蓝天网球馆。在本方案中，弓式结构以其自身特点，在诸多方面显现了优势。活动屋盖拱架开启宽度10m，启闭机构采用电控齿轮齿条驱动，其矢量控制、变频调速技术可保证两侧传动装置有较高的同步精度和实现无级调速。只要按动电钮，5分钟即可将室内灯光场地变为阳光明媚的室外场地。内部空间暴露着钢架、系杆和拉弦，纵横交错的杆件布置、精致简洁的构造设计，富有韵律感和力动感。外部体量反映内部空间，屋盖覆天蓝色压型铝板，配合使用镜面玻璃、铝合金板等围护材料，造型轻盈简洁，既体现了功能和审美上的一致性、必然性，又符合体育建筑的性格特点。同时集合了国内多家优秀的研究、设计、施工单位：中国航空规划设计院进行了结构计算，北京有色金属研究院研制了滑移及电控装置，冶金部研究总院负责工程试验，中国京冶公司负责施工，智维公司提供专利技术并进行结构构件制作。16、工程名称：北戴河网球馆业主：中行北戴河疗养院工程地点：北戴河工程简介：结构跨度40米，长度36米，高度13米。17、200米高的生态塔是运动场设计中多项原则中的表现重点或精髓，其上的四大组风车可以产生足够的电能以供高塔以及其附近地区的环境照明，是绿色奥运的具化体现。18、膜结构体育馆19、大分穹顶该工程为一核心工程，位于大分市东南高地上。它可为一体育公园提供一连续的成年的体育活动和比赛活动。它除供世界杯足球赛用外，还可供2008年日本国家体育运动会。该体育场主要结构为两个方向的钢拱而形成一个球体。从东到西每40m一个共7个拱，另一个拱是从北到南。最大跨度274m。拱上有一个固定屋顶和一对可动屋顶。屋顶都是由三角形10m网格组成，可动屋顶分东西两部分支在可滚动车上，利用绳索牵引系统，开合约用20分钟。拱为倒三角形600mm直径管桁架，虽然所有节点都用焊接，固定屋顶和拱连接则用高强度螺栓。滑动机械、弹簧和阻尼器均置于滚动小车上。滑动机构和弹簧对减少可动屋顶的形变应力非常有效。阻尼器则对减少地震响应是有效的。20、神户御琦（双翼）体育场体育场约200m直径，最高53m。整个屋盖由两边看台上固定的环状顶蓬和四个开合屋顶组合而成。环状顶蓬包括有210m长的大拱架和与其垂直的数根桁架梁。大拱架还支承着开合屋盖，桁架梁一端支承在大拱架上，一端支承在边柱上。桁架梁的支承点用橡胶垫以达到铰支承。连接到大拱上的预应力基础梁抵消大拱重力荷载产生的推力。开合屋顶在大拱上移动，由90m拱桁架组成。每个支承开合屋顶的座板上装有油阻尼器及盘状弹簧，以减少强风和地震时的位移。21、开合屋盖结构的开合和驱动方式水平移动方式通过平行移动/迭盖屋盖单元的形式打开屋盖。屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。水平旋转移动方式屋盖单元绕某一竖轴旋转移动/迭盖的型式打开屋盖。屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。空间移动方式通过沿空间轨迹（道）移动/迭盖屋盖开合单元，达到打开屋面的开合方式。屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。绕枢轴转动方式屋盖单元绕某一水平轴转动，以该形式打开屋面。折叠移动方式利用各种型式的折叠或褶皱使屋面折皱或卷绕开合屋盖。它包括水平折迭方式、旋转方式、竖向折迭方式。屋盖分为固定不动的结构单元和可移动的结构单元。组合移动方式以上各种方式的组合。即：①屋盖中的单片开合单元存在两种或两种以上的移动方式。或，②尽管各开启屋盖单元的运动方式单一，但各开启单元的移动方式不同，存在两种或两种以上的移动方式。22、与固定式屋盖相比，开合屋盖结构在技术上有很多特殊的问题必须慎重对待，如在结构形态不断改变的情况下，设计荷载尤其是风荷载以及结构运动产生的冲击效应的评估与选择、屋盖行走部分及轨道设计、屋盖运行故障检测及排除措施、屋盖的监控与安全保障体系设置等都有待于研究和解决。23、开合结构理论研究与应用：空间钢结构近三十年来有了很大发展。随着社会经济的发展，人类生活质量的提高，将不断对空间结构提出各种要求，如屋顶透明、能够折叠、能够开启、增大跨度、甚至要求覆盖50(500~1000m的巨大空间)。开合式结构是近年来受到注意的一种结构形式，其目的是为了创造更适合人们需要的环境，并可节约能源、降低整体结构造价。国内在该领域尚未见到研究成果。随着我国社会经济的发展，建造可开合的综合性体育场馆的要求日益强烈，如在10~20年内举办大型的国际综合性运动会，可开合式体育场馆必是优先选择的方案之一。近期的重点工作：●开合结构的合理平面形式及开合方式的研究；●开合结构的静、动力工作状态模拟研究；●开合结构的稳定性研究；●开合结构的模型试验研究；●开合结构的抗震性能研究。24、开合结构开合结构（RetractableStructures）的出现与人类体育事业的发展密切相关，是当代人类物质文化生活水平发展到相当程度，人们对体育比赛场馆功能要求日益完美的结果。体育场空间本来是个开放的空间，古代的奥运会就是在有天然草皮的大地上，在阳光的照射与微风的吹拂中召开的。然而，热衷于体育运动的现代人却发展成了室内体育馆，通过装备一些设备，将室外体育设施室内化，把体育赛事作为一种观赏项目开展起来。这样做不仅能在比较恶劣的环境条件下保护观众和运动员，而且实现了能在预定的时间内，进行预定的体育比赛，这是体育现代化的必然要求。这种建造大型运动场馆的技术早已具备，而且无数的体育场馆已投入使用。但是这些带有屋顶的运动场并