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同济院张峥：从空间作用看大跨空间结构

发布于：2023-08-22 16:15:22 来自：建筑结构/结构资料库 [复制转发]

同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司工程技术研究院院长张峥在 “ 第二届钢结构设计论坛 ” 上作了题为《 从空间作用看大跨空间结构 》的精彩报告！

报告主要分为四个部分：基本概念；从结构维度到思考维度；设计思路；总结。

一、基本概念

本节首先介绍了 平面作用 和 空间作用 的概念和差异。空间作用往往具有双向剪力、弯矩、以及扭矩，且出平面外的方向引起的第三维度的效应不可忽略，需要在三维空间中进行研究。接着叙述了 空间结构 与 大跨结构 的概念。事实上， 当跨度大到一定程度后，一般平面结构已难以称为合理的选择，从国内外工程实践来看，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系。

二、从结构维度到思考维度

本节首先介绍了 结构维度 的概念。二维：拉压+单向弯剪；三维：拉压+双向弯剪+扭；四维：三维+施工/运营过程。

结构的时间维度即三维结构的状态随时间变化，包括施工效应和长期效应。 施工效应影响：结构成型结果与施工过程强相关；长期效应影响：建成后运营数年可能产生显著的变形。

接下来介绍了 思考维度 。二维：纸面思考；三维：纸面思考、空间意识；四维：纸面思考、空间意识、时间意识。

三、设计思路

本节首先介绍了四种结构的类型特点和设计思路，并辅以案例分析。四种结构分别为： 近似二维结构、三维刚性结构、三维杂交结构、三维全张拉结构 。

近似二维结构 的案例有两个，案例一： 重庆西站 。此项目的结构体系为三管桁架+立面拱桁架结构，分析方法为单榀研究，项目特点为大跨度拱桁架。案例二：长沙 国际会展中心 。此项目的结构体系为张弦梁，分析方法为单榀研究，项目特点为下凹形态，利用刚性节点和次梁抵抗失稳。

三维刚性结构 的案例有两个，案例一： 绍兴金沙东方山水商务休闲中心 。此项目的结构体系为钢桁架-弦支穹顶组合结构，分析方法为整体研究，项目特点为弹性边界的组合结构。平面尺寸：水馆228m x 137m。壳体特征：长短轴矢跨比为1/7.6和1/4.3，能较充分的发挥壳体受力特性。长短跨比为1/1.6，具备一定的空间传力特点。结构体系选择需充分考虑“壳体作用”和“空间传力”两个特点。案例二： 台州路桥 机场。此项目的结构体系为单层网壳，分析方法为整体研究，项目特点为结构建筑化，构件三维化。

三维杂交结构 的案例有三个，案例一： 滁州手球馆 。此项目的结构体系为弦支穹顶结构体系，分析方法为整体研究，项目特点为进化为一圈索，更轻薄，但受力原理依然不变。案例二： 泰安体育场 。此项目的结构体系为弦支网格结构体系，分析方法为整体研究，项目特点为大开口弦支网格体系。案例三： 深圳安托山自然艺术公园人 行桥。此项目的结构体系为弦杆加劲的悬索结构体系，设计思路为扫掠升维+剪变，分析方法为整体研究+施工过程研究+运营沉降研究，项目特点为施工过程影响极其明显，预应力分配荷载保证弦杆稳定。

三维全张拉结构 的案例为： 绍兴国际会展中心景观人行桥 。此项目的结构体系为桁架-单侧悬索结构，分析方法为整体研究+施工过程研究+运营沉降研究，项目特点为三岔无柱桥跨，刚柔组合体系，弧形桥面内侧吊点悬挂。