小議大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)

■周云峰 ■江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院，江西 南昌 330000

隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)也在不斷的更新，為了滿足人們內(nèi)心的欲望和需求，多樣化的建筑結(jié)構(gòu)類型也在不斷的提高。目前，大跨度的空間形式結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了我國建筑行業(yè)中的重點(diǎn)。

1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中形式和技術(shù)的特點(diǎn)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)特點(diǎn)是作為技術(shù)人員們最根本的規(guī)律和將若干個(gè)桿相連接而成，從而逐漸形成了一種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形式，其中有些技術(shù)人員會(huì)將這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相連接起來從而組成多層的結(jié)構(gòu)形式，從而被我們稱之為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。其具體的施工材料都是由簡單的鋼管或是鋼材質(zhì)而組成。

1.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的具體形式特點(diǎn)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的具體形式特點(diǎn)可以分成以下四種:(1)平面框架結(jié)構(gòu)中主要是包括豎向正交放網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、雙向傾斜放網(wǎng)架、正面斜放網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等。(2)四角椎體形狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其中主要都會(huì)包括四角椎體當(dāng)中呈現(xiàn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和斜放椎體結(jié)構(gòu)等。(3)三角椎體中的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，主要是包括抽空三角椎體中存在的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、蜂窩類型的四角椎體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。(4)正六角錐體中存在著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

1.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式中主要的特點(diǎn)

在我國大跨度的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是目前在施工當(dāng)中最為普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，它自身有著自重較輕、抗震性能比較好、傳送途徑比較便捷等一些優(yōu)點(diǎn)。在其他施工當(dāng)中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在著施工便捷又有著極高的固定性能優(yōu)勢，并且還有效地加強(qiáng)了施工的整體效率，做到外表美觀的作用。另外，比較容易將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定，還能夠?qū)⑵湓O(shè)備進(jìn)行安裝鋪墊，提高了其施工的整體質(zhì)量效果，最重要的一點(diǎn)是減少了施工時(shí)開銷成本。

2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式技術(shù)的特點(diǎn)

在我國的大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式技術(shù)當(dāng)中，施工人員通常都會(huì)采取鋼筋混凝土、木材、鋼管等作為基本材料進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式的施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式技術(shù)

在實(shí)施的具體施工當(dāng)中，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式技術(shù)可以分成球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和雙彎曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式以及圓柱性面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式等多種多樣化的比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式。

2.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式中主要的特點(diǎn)

針對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，其他組成材料要對照好輕重、相對于其他的整體結(jié)構(gòu)形式來講，不僅要確保在質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，還要對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式的衡面的尺寸進(jìn)行詳細(xì)的分析，由于殼體的整體結(jié)構(gòu)形式的外觀具有科學(xué)性，因此它不僅能夠比較合理化的分配內(nèi)部中的結(jié)構(gòu)作用，還能夠?qū)⑵溆行У卮_保安全穩(wěn)定性，在實(shí)際的施工現(xiàn)場當(dāng)中，該結(jié)構(gòu)雖然整體的厚度比較小，但是其整個(gè)覆蓋率空間是比較充裕的。由于殼體的改觀結(jié)構(gòu)形式具備著科學(xué)合理性的特點(diǎn)，因此其剛度和韌度也是非常強(qiáng)大的，改結(jié)構(gòu)在實(shí)際的操作中能夠大量的節(jié)省施工中所需要的材料，并且在整個(gè)施工的過程當(dāng)中，由于自身的厚度比較小、承載壓力也比較小，因此，更加具備這經(jīng)濟(jì)適用的標(biāo)志，可以提供更多的建筑結(jié)構(gòu)空間。薄殼結(jié)構(gòu)本身在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)突出的特點(diǎn)就有很多，在實(shí)際的施工中也一直都有被借鑒。首先是薄殼結(jié)構(gòu)可以憑借著厚度小和承擔(dān)比較大的負(fù)荷，在這方面上就發(fā)揮了比較強(qiáng)大的通以及重要性，只能夠在工程當(dāng)中比較合理的利用這個(gè)特點(diǎn)為實(shí)際的施工中帶來了安全和穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)節(jié)約的合理利用效果。這個(gè)特點(diǎn)主要是來源于薄殼結(jié)構(gòu)形式可以通過幾何的形式來增加材料的抗壓性以及耐用性，是我國現(xiàn)代社會(huì)所提倡的環(huán)保建筑中不可或缺的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)。

3 膜結(jié)構(gòu)的形式設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

膜結(jié)構(gòu)形式是我國上個(gè)世界初所研究出來的一種新型的空間結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)的制作主要是采取柔軟的材料作為主要，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)際施工當(dāng)中，該膜結(jié)構(gòu)形式是一種剛度和厚度以及整體的覆蓋面積都是比較大的體系結(jié)構(gòu)。

(1)膜結(jié)構(gòu)形似技術(shù)主要是根基膜結(jié)構(gòu)的支撐方式，可以將支撐方式將其分成為以下幾種的結(jié)構(gòu)形式:①充氣膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)，這一結(jié)構(gòu)形式主要是應(yīng)用在建筑工程中的內(nèi)部灌注到一定的空氣，由于建筑的層面自身的彎曲度相對來講就比較小，跨度時(shí)會(huì)比較大，相關(guān)的技術(shù)人員可以根據(jù)建筑物四周的四角線來觀察并設(shè)置相應(yīng)的位置鋼索進(jìn)行施加到一定性的壓力。這一種結(jié)構(gòu)形式技術(shù)應(yīng)用在臨時(shí)的建筑施工當(dāng)中會(huì)比較合適。②懸掛膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)，針對建筑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行實(shí)際的施工中，通常設(shè)計(jì)者都會(huì)采取用枝桿將鋼索以及膜材料結(jié)構(gòu)懸掛起來，將其鋼索進(jìn)行加固緊繃的狀態(tài)，從而增加建筑屋頂?shù)暮穸取＂酃羌苤瘟δそY(jié)構(gòu)形式技術(shù)，這是以一種骨架作為替換充氣膜結(jié)構(gòu)形式中的空氣為支撐結(jié)構(gòu)形式，骨架可以按照建筑中實(shí)際的需求進(jìn)行選擇應(yīng)用結(jié)構(gòu)形式，然后在骨架上設(shè)置膜材并且經(jīng)過加固緊繃，比較適用于建筑物為平面或是方形、矩形以及圓形一系列的建筑標(biāo)志。

④復(fù)合型的膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)，這是膜結(jié)構(gòu)形式中一種比較新型的結(jié)構(gòu)技術(shù)體系，由于鋼索和膜材料的少量受到枝桿的壓力作用，從而形成圓形平面的形式結(jié)構(gòu)。

(2)膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)中主要特點(diǎn)。其膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)中主要的特點(diǎn)為，應(yīng)用重量比較輕、跨度比較大，建筑物中的造型比較自由美觀、施工中比較便捷、具備良好的經(jīng)濟(jì)適用和較高的安全可靠的性能、透視性和清潔性比較好和耐久性比較久等特點(diǎn)。

4 懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)的特點(diǎn)

懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)的主要由能夠受拉的索而形成的，相關(guān)的技術(shù)人員需要根據(jù)國家的規(guī)定制定將所有按照規(guī)律的形式進(jìn)行裝置，從而使其形成一個(gè)建筑整體結(jié)構(gòu)的體系。懸索建筑屋蓋的整體結(jié)構(gòu)形式的組成就是由懸索系統(tǒng)中屋面以及支撐體系的三個(gè)部分組成。其中懸索系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)材料通常都是采取高強(qiáng)度的鋼絲，將其捆扎成一個(gè)鋼絲團(tuán)，這樣一來就可以有效地把建筑中的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都提高，技術(shù)人員也可以采取圓鋼等材料進(jìn)行實(shí)施。

4.1 懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)

懸索結(jié)構(gòu)形似是按照按索的布置形似進(jìn)行分層數(shù)，單向單層懸索結(jié)構(gòu)、輻射形式單層數(shù)結(jié)構(gòu)、雙向單層懸索結(jié)構(gòu)形式、單向雙層預(yù)應(yīng)力懸掛結(jié)構(gòu)形式、輻射式單向預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)形式、雙向雙層預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)形式等。

4.2 懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)主要的特點(diǎn)

在懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)中，能夠受到拉力的索通過軸向伸拉才可以有效地抵抗外部來的壓力影響，這樣才可以有效的避免懸索結(jié)構(gòu)形式的發(fā)生比較大的彎曲以及剪力效果，此時(shí)要將其在鋼材內(nèi)部充分的應(yīng)用在其中，以確保可以提高建筑整體結(jié)構(gòu)形式的厚度。在建筑結(jié)構(gòu)形式技術(shù)當(dāng)中，懸索結(jié)構(gòu)形式具備這多樣化的特點(diǎn)，并且覆蓋率比較靈活，適用于多種的建筑結(jié)構(gòu)環(huán)境，另外，由于鋼索具備著重量較輕的特點(diǎn)，在建筑工程施工當(dāng)中可以不利用大型的設(shè)備，但是需要主要的是，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)科學(xué)理論是要比以往的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)理論要復(fù)雜的多，在實(shí)際的施工中需要注意的事項(xiàng)是比較多。

5 總結(jié)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，大跨度建筑物也越來越受到人們的追捧，空間中的整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展必然會(huì)促使建筑行業(yè)的加快運(yùn)轉(zhuǎn)。在空間結(jié)構(gòu)形式技術(shù)當(dāng)中，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)不同的方式理論將其結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)算，在設(shè)計(jì)當(dāng)中不僅需要注重外觀，還要根據(jù)承受能力的科學(xué)性進(jìn)行考慮，只有這樣才能夠達(dá)到大跨度的建筑結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)。

［1］張德生，李遠(yuǎn)瑛.新型空間結(jié)構(gòu)在中國的應(yīng)用與發(fā)展［J］.嘉應(yīng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004(06).

［2］羅德昌，梅庭玉.空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望［J］.南昌高專學(xué)報(bào)，2006(06).

［3］陳劍宇，李曉楠.空間結(jié)構(gòu)的主要形式及特點(diǎn)［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2007(12).