大跨結構設計
1. 大跨空間結構建築有哪些
大跨空間結構建築有:
國家游泳中心又被稱為「水立方」,位於北京奧林匹克公園內,是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館,也是2008年北京奧運會標志性建築物之一。工程佔地62828m²,賽時建築面積79532 m2,建築物檐口高度31m,基底面積177m×177m,標准坐席17000個(其中臨時坐席約13000個,永久坐席4000個)。本工程主體結構設計使用年限100 年。「水立方」的建築外圍護採用新型的環保節能ETFE(四氟乙烯)膜材料,由3000多個氣枕組成,覆蓋面積達到10萬m2。這些氣枕大小不一,形狀各異,最大一個約9 m²,最小一個不足1 m²。牆面和屋頂都分為內外3層,9803個球型節點、20870根鋼質桿件中,沒有一個零件在空間定位上是完全平行的。「水立方」最大的設計特色是建築中氣泡和自由結構的加入,使得形體上的極端簡潔與表現上的極端豐富愈發相得益彰,體現出東方思想與現代的契合。共由3000多個氣枕組成,覆蓋面積達到11萬平方米的「水立方」膜結構,是世界上規模最大的膜結構工程,也是唯一一個完全由膜結構來進行全封閉的大型公共建築。
上海世博日本館,基地形狀狹長而不規則,長向兩端最長距離約為115.5 米,寬度最大約為60 米,基地面積為6448 平方米。展館主體為地上2 層局部3 層,整個建築由穹頂覆蓋,穹頂結構與各層樓板結構各自獨立,穹頂採用鋼骨空間網架結構,外表面裝飾材料為雙層ETFE 內充氣膜。穹頂內為主要展示空間、多功能劇場及輔助空間,地下為地熱架空層、雨水儲存槽及泵房等。外部結構圍護體系分為主網殼和小網殼,均採用單層鋼結構網殼,網殼外覆ETFE 膜。主網殼長94.5 米,寬51.9 米,高23.85 米,內設6 根異性鋼網殼柱支撐。小網殼為橢圓行網殼長27 米,寬20 米,高11.5 米。內部結構體系採用帶支撐的鋼框架結構,主體地上二層,局部三層、四層,一層地下室。框架結構總高度為19.5 米。樓屋面採用壓型鋼板組合樓板體系,舞台上部採用鋼桁架結構。鋼結構防火採用超薄型塗料,耐火等級一級。
北京奧運會國家體育場,跨度為333mx297m,結構形式為微彎平板網架結構,結構特點為屋蓋主體結構是兩向不規則斜交平面桁架系組成的橢圓平面網架結構,網架外形呈微彎形雙曲拋物面,由24榀門式桁架圍繞體育館內部碗狀看台旋轉而成,屋蓋支撐在24根不等高的立體桁架柱上,柱距為37.958m。
新加坡綜合體育館,採用兩對曲線形的脊桁架和四塊三角形網殼組成人字形剖面的屋蓋。該館平面為菱形200m×100m.支承在周邊58根鋼拄和兩對內拄上.總復蓋建築面積1 3750m²,用鋼指標86kg/m²。1 990年建成。該網殼採用地面和低空拼裝,並設置三道鉸線用千斤頂提升就位。在安裝階段.屋蓋各部分之間駛邊柱上、下兩端均為鉸接。待施 工完後再加以固定,這種由日本空問結構專家川口衛開發的所謂Pantadome施工法,曾在巴塞羅那奧運會主體育館網殼穹頂(平面尺寸106m×128m)施工時採用。
2. 大跨房屋結構課程設計
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3. 框架結構跨度為多少算為大跨度結構
橫向跨越60米以上空間的各類結構稱為大跨度結構。大跨度結構多用於民用建築中的影劇院、體育館、展覽館、大會堂、航空港候機大廳及其他大型公共建築,工業建築中的大跨度廠房、飛機裝配車間和大型倉庫等。
大跨度結構類型有折板結構、殼體結構、網架結構、懸索結構、充氣結構、篷帳張力結構等。
古代羅馬已有大跨度拱頂(見古羅馬建築)。近代大跨度結構建築至19世紀末已有較大成就。如1889年巴黎世界博覽會的機械館,是用三鉸拱式的鋼結構,跨度達115米。
20世紀初,金屬材料的進步和鋼筋混凝土技術的發展,促使大跨度建築出現很多新的結構形式。如1912~1913年在波蘭布雷斯勞建成的百年大廳,採用鋼筋混凝土穹窿頂,直徑達65米,覆蓋面積5300平方米。
第二次世界大戰後,大跨度建築又有新的發展,以歐洲國家、美國和墨西哥發展最快。這個時期的大跨度建築廣泛地應用各種高強輕質材料(如合金鋼、特種玻璃)和化學合成材料,減輕了大跨度結構的自重,使新穎的空間結構不斷出現,覆蓋面積日益擴大。
(3)大跨結構設計擴展閱讀:
框架結構可設計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。
混凝土框架結構廣泛用於住宅、學校、辦公樓,也有根據需要對混凝土梁或板施加預應力,以適用於較大的跨度;框架鋼結構常用於大跨度的公共建築、多層工業廠房和一些特殊用途的建築物中,如劇場、商場、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機庫、停車場、輕工業車間等。
4. 大跨屋蓋結構設計時應考慮哪些方面的因素
首先是大跨屋蓋結構的結構體系,大跨結構採用的結構體系有網殼、網架、桁架等結構形式。其次要考慮支座形式、溫度應力等因素。
5. 當前規范是如何定義大跨度結構的達到多少尺寸
GB50017-2003《鋼結構設計規范》第8.6.1條定義 『大跨度』 為等於大於60M。
6. 大跨巨型建築結構設計用什麼軟體 ,國內比較普遍的。邁達斯還是PMsap
這些軟體都要用的,因為軟體計算有不可預見性的錯誤,而且每款軟體專都有自己偏向性的計算方屬法,所以單獨一個軟體的計算結果並不具有可信性,一般需要二到三個軟體同時計算,比較結果才行
一般設計院用PKPM,比較廣泛,但是PKPM 的bug太嚴重,會用midas和etabs轉換模型,重新計算,比較結果,SAP2000也會用,但是很少,比較多的還是PKPM,其次是etabs,midas最近也因為便捷性在崛起
7. 大跨度建築的結構設計
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8. 結構設計時,當7度區的重點設防和大跨同時存在時抗震等級應該怎麼取
《建築工程抗震設防分類標准》GB 50223—2008:
3.0.3 各抗震設防類別建築的抗震設防標准,應符合下列要求:
1 標准設防類,應按本地區抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用,達到在遭遇高於當地抗震設防烈度的預估罕遇地震影響時不致倒塌或發生危及生命安全的嚴重破壞的抗震設防目標。
2 重點設防類,應按高於本地區抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施;但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求採取抗震措施;地基基礎的抗震措施,應符合有關規定。同時,應按本地區抗震設防烈度確定其地震作用。
3 特殊設防類,應按高於本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施;但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求採取抗震措施。同時,應按批準的地震安全性評價的結果且高於本地區抗震設防烈度的要求確定其地震作用。
4 適度設防類,允許比本地區抗震設防烈度的要求適當降低其抗震措施,但抗震設防烈度為6度時不應降低。一般情況下,仍應按本地區抗震設防烈度確定其地震作用。
註:對於劃為重點設防類而規模很小的工業建築,當改用抗震性能較好的材料且符合抗震設計規范對結構體系的要求時,允許按標准設防類設防。
《建築抗震設計規范》GB 50011-2010:
5.3.2
跨度、長度小於本規范第5.1.2條第5款規定且規則的平板型網架屋蓋和跨度大於24m的屋架、屋蓋橫梁及托架的豎向地震作用標准值,宜取其重力荷載代表值和豎向地震作用系數的乘積;豎向地震作用系數可按表5.3.2採用。
5.3.3
長懸臂構件和不屬於本規范第5.3.2條的大跨結構的豎向地震作用標准值,8度和9度可分別取該結構、構件重力荷載代表值的10%和20%,設計基本地震加速度為0.30g時,可取該結構、構件重力荷載代表值的15%。
5.3.4
大跨度空間結構的豎向地震作用,尚可按豎向振型分解反應譜方法計算。其豎向地震影響系數可採用本規范第5.1.4、第5.1.5條規定的水平地震影響系數的65%,但特徵周期可均按設計第一組採用。
補充:
《建築抗震設計規范》GB 50011-2010:
3.3.3
建築場地為Ⅲ、Ⅳ類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區,除本規范另有規定外,宜分別按抗震設防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各抗震設防類別建築的要求採取抗震構造措施。
根據以上規范條文,7度區重點設防按8度考慮,大跨度長懸臂結構只是增加豎向地震荷載,並不提高抗震等級。但是場地符合《建築抗震設計規范》GB 50011-2010第3.3.3條時,應先提高到8度,再按重點設防提高到9度。
9. 為什麼大跨建築不適合設計成框架結構
你所謂的框架結構是指砼框架結構嗎?普通的鋼筋砼梁8m一跨算是極限了,怎麼版能做大跨度的結構權呢?但是樓板用預應力砼板可以實現,不過名字應該不叫框架結構了,預應力板施工周期長是它的缺點,所以大跨度都在用鋼網架結構,施工快,但價格高啊