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大跨建筑施工Big-rideBuildingConstruction杨跃8.绪论大跨建筑Big-rideBuilding——结构跨度超过24m的建筑物,称为大跨建筑.跨度stride——结构或构件所跨越的空间距离.一、分类:桁架刚架拱折板壳体网架结构网壳结构悬索结构膜结构索膜结构平面结构空间结构张力结构二、计算理论:平面结构----精典力学壳体结构----板壳理论、薄膜理论折板结构----微分方程、有限元法网架结构----矩阵位移法、差分法、拟板法悬索结构----迭代法、节点位移法三、材料:要求----轻质、高强比强度y----是材料强度与重力密度的比值.y=式中:f---材料的强度(N/mm²)γ---材料的重力密度(kN/m³)fγ常用建筑材料的一些基本特性指标砌体MU10,M5混凝土C20～C40木材钢材强度f/(N/mm²)1.5810～19.512210～1000重力密度γ/(kN/m³)≈1924≈578.5y=f/γ(m)≈83420～81024002675～12740拉压强度比ft/fc≈≈≈≈1价格低低高高适宜受力状态受压受压弯、压拉、压、弯11011011.6比强度y的物理含义是材料以自身重量把自已压坏所需要的高度.四、特点1.结构形式日益多样化和复杂化2.结构跨度大、钢材等级高、钢板厚度厚3.现代预应力技术的大量应用4.节点形式复杂多样5.构件数量和截面类型多，深化设计难度大6.构件加工难度大，加工精度要求高7.现场焊接工作量大，施工技术难度高五、应重点考虑的问题1.CAD设计与CAM制造技术2.安装施工仿真技术3.安装方法的合理选用六、施工:特点:高空作业多,施工难度大,机械化程度要求高.七、大跨建筑实例:(一)黑龙江省速滑馆1995年建成,平面尺寸为190m*85m.采用由中央圆柱面壳和两端半球壳组成的双层网壳,结构用钢量为50kg/m².1.高空拼装分类:2.整体吊装3.整体提升或顶升(二)国家大剧院是我国目前跨度较大的大跨建筑(平面尺寸212m*143m,椭圆形),屋盖由肋环型空腹双层网壳和钛合金板面层组成.结构示意图——双层肋环体系StructuralSystemoftheDouble-layerRib-ringSystem(三)黑龙江省国际会议展览体育中心主馆下图为主馆结构布置图,纵向总长度为618m,横向长度为128m(主跨大厅)+20m(附属玻璃长廊).下部为混凝土结构.屋面结构为两片曲面网架,由35榀128m跨的张弦桁架覆盖,桁架间距为15m.哈尔滨会展中心屋盖结构方案StructuralSketchofHarbinExhibitionHall主馆展览大厅内景主馆展览大厅内景八、大跨建筑的发展(一)大跨建筑新的分类方法(二)新型的大跨建筑1.张弦梁结构2.双层网壳结构3.多面体空间刚架结构（三）向超大跨度结构发展1.国家“鸟巢”体育场微弯型网架（340m*290m）2.国家大剧院双层空腹网壳（212m*146m）3.广州会展中心张弦立体桁架（126.6m)4.广州新白云机场立体管桁结构（180m)5.南京奥体中心体育场大拱（360m）6.国家游泳中心“水立方”多面体空间刚架（177m）(四)施工全过程模拟与施工方法创新(五)从固定屋盖向可开启结构发展:1.江苏南通体育中心体育场2.上海旗忠森林体育城网球中心(六)进一步的学科课题:1.索穹顶结构的开发、研究，填补国内空白2.大跨度开合式结构关键技术3.大型空间结构施工力学、全过程模拟分析与施工技术的创新4.大跨结构检测、诊断、评估和加固