索结构工程技术讲座7.pdf

索结构工程技术（一） 《施工技术》杂志社 中国钢结构协会空间结构分会 张毅刚 索结构专业委员会 2014.12  空间结构概述  索结构发展历程  索材及其性能  索结构工作机理及设计要点  索结构的十种类型及其特点 1 空间结构概述 1 空间结构概述  引言 远 古——挖洞穴居、筑木为巢； 古中国——木材构筑梁柱结构的宫 殿或寺庙 ，木梁跨度10- 20m ； 古罗马——砖石拱顶或穹顶 ，跨度 30-40余m ，自重每平米 6400kg ； 太和殿（木梁11m ） 19世纪——桁架、拱、刚架等平面 结构，50-70m跨 (钢筋 混凝土、钢) 现 代——随着生活水平的提高， 人类生产和社会活动对 更大跨度的空间提出了 东罗马帝国建造的圣 索菲亚教堂，砖石建 需求：飞机库、会展、 筑，大厅平面投影 体育馆等，100-300m。 32.6m×68.6m 1 空间结构概述 长轴332.3m 短轴296.4m 高点68.5m 低点42.8m 国家体育场 1 空间结构概述 国家游泳中心 （177m× 177m × 31m、墙厚5m、屋盖厚7m ） 1 空间结构概述 英国伦敦“千年穹顶” （直径320m ） 1 空间结构概述 世界上最大的馈源望远镜 （FAST ） 500m直径，在建 1 空间结构概述 日本巴组铁工所提出建造超大跨度穹顶（500-1000m ）,具有 现代设备与人工智能的舒适、清洁、节能的封闭式环境，工 作、居住、娱乐一体化的理想的未来城市。 1 空间结构概述 问题：什么结构体系能够很好地适应下述要求？ 满足建筑平面、空间和造型的要求 跨越足够大的跨度 具有更好的技术经济指标 国际壳体与空间结构协会（The International Associa- tion of Shell and Spatial Structures ）的创始人，已故著名薄壳结构 专家托罗哈（Torroja,E. ）有一句名言： “最佳结构有赖于其自身 受力之形体，而非材料之潜在强度”。 空间结构正是如此的一类结构。它的合理形体，使得它具有 良好的受力性能。从而不仅型体优美、经济合理，还可以跨越超 大的空间，成为近年来最具活力的结构类型之一。 1 空间结构概述 空间结构——具有不宜分解为 平面结构体系的三维形体 ，具 有三维受力特性 ，在荷载作用 下呈空间工作的结构体系。 1