对大跨度建筑结构设计的研究

发表时间:2016/1/26   来源:《工程建设标准化》2015年11月供稿   作者:孙珊珊
[导读] 山东冶金设计院股份有限公司 大跨度建筑具备使用性能好、外形美观、结构多样化等特点,它是建筑空间结构技术的重要发展方向,对提高建筑质量有着重要意义。

孙珊珊
  (山东冶金设计院股份有限公司,250000)
  【摘  要】随着科技的不断发展,对建筑结构设计的要求越来越高,建筑空间结构作为建筑质量评价的标准之一,不仅要重视设计的美观性,还要充分考虑经济成本、结构受力等因素。大跨度建筑在民用建筑、工业建筑中的运用越来越广泛,文中对大跨度建筑结构类型进行了相关分析,并探讨了主要的建筑结构设计要点,为以后确保大跨度建筑结构设计质量提供了参考质量。
  【关键词】建筑结构;大跨度;结构类型;设计要点
  引言:
  大跨度建筑具备使用性能好、外形美观、结构多样化等特点,它是建筑空间结构技术的重要发展方向,对提高建筑质量有着重要意义。目前,大跨度建筑主要包含了网架结构、网壳结构、薄壳结构、悬索结构及膜结构,该五种结构的形式特点有所差异,我们要加强结构设计的研究,在原本的建筑结构基础上,研发出更先进的结构形式。下面我们首先来了解一下大跨度建筑结构的几种类型以及设计要点。
  一、大跨度建筑结构类型的相关介绍
  大跨度建筑主要运用了网架结构、网壳结构、薄壳结构、悬索结构及膜结构五种,这五种结构的应用有所不同,下面我们分别来了解一下。
  1.1、网架结构
  网架结构是一种常用的结构形式,工作人员按照一定的规律将杆件相互连接,形成网格结构,网格结构相互组合成为多层结构,也就是网架结构。网架结构具有抗震性能佳、刚度大、不易变形、自重轻等特点,而且在施工过程中,比较容易操作,既能够达到一定的美观性,又能够大大提高施工效率,节约了大量的施工成本,在工业建筑、民用建筑中有着广泛的运用。
  除此之外,网架结构又分为单层平面网架、单层曲面网架、空间平板网架等几种结构形式,其中单层平面网架由正方形网格组成,放置起来较方便,可正可斜放,在大型方形平面建筑中运用较多。而单层曲面网架是在前者基础上的改善,将平面改成了曲面,刚度、结构跨度进一步提高。空间平板网架行对来说强度大,而高度相对低些,能够充分满足建筑空间需求。
  1.2、网壳结构
  网壳结构的原材料自重轻,结构厚度较小,截面尺寸较低,刚度性强。而且,该种结构材料耗费相对较少,具有很好的经济性。网壳结构的外形具有合理性,能够有效的分配结构应力,进一步确保了结构的稳定性。根据壳体结构受力情况,可以将其分为单曲面壳、双曲面壳等多种结构形式,这些结构形式可分散亦可联合使用,具有很大的灵活性,适用范围特别广。
  1.3、薄壳结构
  薄壳结构的厚度较小,但是荷载量相对较大,具有很好的刚度,在实际运用中发挥了很多的优点。该结构是通过稽核结构来实现材料高抗压性的,既具备很好的稳定性、经济性,又有很好的环保性,非常适用于环保建筑中。



  1.4、悬索结构
  悬索结构由受拉索材料组成的,悬索屋盖结构主要包含了悬索系统、支撑系统及屋面系统,该结构采取的材料多是高强钢丝,具有灵活性大、自重轻等优点。悬索结构主要分成了单向悬索和双向悬索两种,其中单向悬索结构相对来说简单,但它的稳定性相对较差,难以承受巨大的风荷载,牢固性有待提高。而双向悬索结构稳定性较高,抗风能力有了很大的改善,弥补了单向悬索结构中的不足。
  1.5、膜结构
  膜结构主要由高强度的薄膜材料、加强构件组成的,通过对膜内吹气会形成一定的空间形状,这种结构重量小、承载力高、美观性好,运用较广泛。膜结构可以分为复合膜、悬挂膜及空气膜等结构形式,其中复合膜又有钢索、薄膜材料及受压杆件组成的,具有承重能力高、覆盖面大等特点,适用于大跨度建筑。而悬挂模结构运用桅杆作支撑的,主要适用于标志性建筑屋顶建设。空气膜结构相对简单,适用于一些用时短且跨度小的建筑。
  二、分析大跨度建筑结构的设计要点
  2.1、结构设计的合理性
  大跨度建筑结构设计首先要注重合理性,只有建筑结构牢固性足够好,才能确保建筑整体质量。大跨度建筑需要承受自重、荷载及自然灾害等因素的影响,为此在建筑结构设计过程中,一定要按照实际要求进行布置,还要做好结构高度和宽度的控制,使其保持在一定范围内,一旦超出范围,就需要做好相应的措施进行保护。
  2.2、结构设计的经济性
  大跨度建筑结构的设计还要注重经济性,结构设计成本要控制在一定范围内,如果超出了企业承受能力,就很难顺利开展。在建设期间,需要花费大量的人工费、运输费及材料费等,需要我们在确保材料质量的前提下,选择经济实惠的建筑材料。另外,建筑结构的设计要做好耐久性、环保性方面的考虑,这样以来既有助于降低维修率,又可以节省能源。
  2.3、结构设计的美观性
  美观性也是大跨度结构设计的一个要点,在建筑设计中,不仅要确保大跨度建筑结构的稳定性,还要兼顾结构的美观性。从整体角度看,要注意建筑雕塑的美观性,不断完善结构设计,使其展现科学艺术的魅力。再就是从细节方面进行美化,并对建筑空间及构件进行合理布置,使其达到细致化的美观效果。
  总结:
  综上所述,伴随着社会的不断发展,建筑形式日益多样化,大跨度建筑的结构设计备受关注。大跨度建筑的设计水平要求较高,也是衡量一个地区建筑水平的重要标志,相对于普通建筑来说,大跨度建筑不仅抗震性能更好,而且结构设计灵活性强、美观度高。不同的大跨度建筑结构各有各的特点,通过对建筑结构类型的分析,我们会进一步提高建筑设计质量,确保建筑结构与使用的统一性。
  参考文献:
  [1]徐洪涛. 当代大跨度建筑创作中的多元化思维浅析[J].住宅科技,2010(04)
  [2]周景辉. 浅谈大空间、大跨度建筑火灾的灭火救援[J].中国西部科技,2011(23)
  [3]孙舟飞. 建筑工程中大跨度建筑结构体系分析[J].科技创新与应用,2012(21)
  [4]代富红,杜佳. 大跨度建筑方案创作中的结构表现手法研究[J].山西建筑,2011(24)
  作者简介:
  孙珊珊,女,1986 - ,本科,山东冶金设计院股份有限公司,中级职称,从事结构设计方向研究,250000。

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章

  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: