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二级结构工程师2018年考试《钢结构》基础考点:大跨度钢结构抗震设计要点

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2017-11-23 10:33

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  二级结构工程师2018年考试《钢结构》基础考点:大跨度钢结构抗震设计要点

  当进入20世纪后,一些大型公共建筑的出现,又促使大跨度结构向前探索,此时并由于各种高强、轻质新材料的出现,以及结构理论的进步,都为大跨度结构的发展创造了充分的条件,并在探索大跨度结构体系方面,积累了不少经验。其发展及变革状况如下:

  ① 梁肋体系

  是一种传统的方法,是比较简易、原始的系统,中小型建筑中,跨度限度很小,最多不超过十几米。

  ② 桁架与拱结构体系

  由实心梁发展到空腹梁,从而减轻了梁的自重、节约了材料,并可以加大跨度。在此基础上又发展出衍架体系,衍架的型式很多,如三角形、拱形、半圆形、抛物线形、梯形、平行弦形等等。衍架比空腹梁又进了一步,对于钢筋混凝土组合梁架可达20米跨度,预应力钢筋混凝土拱形屋架可达60米.钢屋架如抛物线形钢屋架可达70米。

  ③ 薄壁空间结构体系

  薄壁空间结构主要是以壳体结构为主。根据动物的卯壳、蚌壳仿生发展而来,真正能从理论上得到发展,也只是从现代才开始的,这主要还是由于弹性力学的发展才得以实现。上面所介绍的梁、衍架、拱架等均属平面结构,而薄壁空间结构的壁厚与跨度相比,小得多,是属于一种空间受力状态。它能用最少的材料,获得最大的效果,可以充分发挥材料的力学性能,由于其空间作用和极大的刚度,所以对于几十米或百米以上跨度的屋盖,壳厚仅需几厘米即可。目前在世界上薄壳结构已广泛地应用于大型屋盖中,如展览大厅、飞机库、大型工业厂房等。

  ④ 空间网架结构体系

  空间网架结构,是近些年发展起来的一种较先进的空间结构体系,也是现代大跨度结构的一大进展。最近20年来世界范围内发展很快,各国都大力进行研究,并已广泛应用。这种空间网架结构,是用许多杆件(一般多用钢管或角钢)组成的网状结构。它属于高次超静定空间结构。这种结构体系的优点很多,如重量轻、整体性强,空间刚度大、抗震性能好。网架的各个杆件主要承受轴向力,所以它能充分发挥材料的强度。其跨度可达200米,大量节约钢材,此外所有杆件,都可以在工厂定型加工生产,施工时可在现场拼装,然后整体吊装。这种网架结构适应性也很广,可应用于各种形状的建筑平面中,如圆形、方形、多边形、矩形等平面。

  ⑤ 悬索结构

  “悬索”就是悬挂的绳索,简单地说,悬索结构就是把绳索的两端加以锚固,然后用此悬挂的绳索来承受荷载。悬索的概念形成历史悠久,可追溯到公元5世纪,我国在大渡河沪定桥上就使用了悬索桥,该桥的跨度为104米,是有名的悬索铁桥。再如帐蓬也是悬索结构的雏形。一千多年来,人们一直在不断的探索与改进。用悬索作为屋差结构是从19世纪末叶开始的,直到本世纪50年代,各国对悬索结构的研究已趋向更为成熟阶段。目前多用于60米一100米以上的大跨度建筑物中。

  ⑥ 悬挂结构

  目前国外(主要是美国)又出现了一种悬挂式结构,用来建造大跨度建筑。该体系的基本原理与悬索桥相同。目前采用这种体系已能建造27层的建筑。

  ⑦ 张力结构

  张力结构(亦称张网结构)是现代在悬索结构的基础上,并结合帐篷的概念形成和发展起来的。它是一种特大型,超轻结构体系。用钢索或玻璃纤维织品作为张力结构部件,或将二者结合使用,其覆盖面积之大是任何一种结构体系所不及的,它可以跨越一个山谷,或一个地域。其造型完全是取自原始帐篷的形式。

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