In de staalconstructie met lange overspanning, hoe meer verspreid het steunpunt van de staalconstructie, hoe sterker de beperking op de vlakke lay-out en ruimtelijke combinatie; integendeel, hoe meer geconcentreerd de steunpunten van de staalconstructie, hoe groter de flexibiliteit.
Belangrijkste structurele vormen van stalen constructie met lange overspanning
een. Schelpvormige structuur
Gebogen rasterstructuur wordt reticulaire schaalstructuur genoemd, die kan worden onderverdeeld in enkellaagse en dubbellaagse roosterschalen. De belangrijkste materialen van netvormige schalen zijn stalen roosterschalen, houten roosterschalen, roosters van gewapend beton, enz. De belangrijkste structurele vormen zijn bolvormige netvormige schaal, hyperbolische netvormige schaal, cilindrische netvormige schaal, hyperbolische paraboloïde netvormige schaal enzovoort.
De netvormige schaalstructuur heeft de belangrijkste kenmerken van zowel de staafsysteemstructuur als de dunne schaalstructuur. De leden zijn relatief eenvoudig en de stress is relatief redelijk. De structuur heeft een grote stijfheid en een grote overspanning. Het kan met kleine componenten in een grote ruimte worden gemonteerd en de kleine componenten en verbindingsknooppunten kunnen in de fabriek worden geprefabriceerd. Het is eenvoudig te installeren, heeft geen grote machines en uitrusting nodig en heeft goede uitgebreide economische indicatoren. Het heeft een rijke en kleurrijke vorm, het maakt niet uit of het het architectonische vlak is of de vorm van de ruimte gebogen oppervlak, volgens het verzoek om een willekeurige keuze.
b. Rasterstructuur
De ruimtelijke structuur die door verschillende leden via knooppunten is verbonden volgens een bepaalde regel van geometrie wordt rasterstructuur genoemd, en de dubbellaagse of meerlaagse platte rasterstructuur wordt rasterstructuur of rasterstructuur genoemd. Het is meestal gemaakt van stalen buis of sectiestaal. De belangrijkste vormen zijn: (1) rasterstructuur bestaande uit een vlak truss-systeem; (2) rasterstructuur samengesteld uit vierhoekige kegel; (3) rasterstructuur samengesteld uit driehoekige kegel; (4) rasterstructuur bestaande uit zeshoekige kegel.
De belangrijkste kenmerken van de roosterstructuur zijn ruimtewerk, eenvoudige krachtoverbrenging, laag gewicht, hoge stijfheid, goede seismische prestaties, eenvoudige constructie en installatie, gemakkelijke afronding en commercialisering van roosterdelen en knooppunten, en massaproductie in de fabriek, wat bevorderlijk is voor verbetering van de productie-efficiëntie. De vlakke lay-out van de rasterstructuur is flexibel en het dak is plat, wat bevorderlijk is voor het plafond, de installatie van buizen en apparatuur; De architectonische vorm van het raster is licht, mooi en genereus, wat handig is voor architecturale behandeling en decoratie.
c. Membraan structuur
Membraanstructuur, ook wel weefselstructuur genoemd, is een nieuw type ruimtelijke structuur met grote overspanning die halverwege de 20e eeuw is ontwikkeld. Het membraanoppervlak wordt ondersteund door de luchtdruk in het membraan, of het membraan wordt voorgespannen door de flexibele stalen kabel of stijve ondersteunende structuur, om een structureel systeem te vormen met een zekere stijfheid en met een grote ruimte. De belangrijkste structuurvormen omvatten luchtondersteunende membraanstructuur, spanningsmembraanstructuur en skeletondersteunende membraanstructuur.
De belangrijkste kenmerken van de membraanstructuur zijn lichtgewicht, grote overspanning; vrije en rijke architectonische modellen; handige constructie; goede economie en hoge veiligheid; goede lichttransmissie en zelfhechting; slechte duurzaamheid.
d. Ophangstructuur
De ophangconstructie is een soort constructiesysteem dat de spankabel als het basis dragende onderdeel neemt en de kabels volgens bepaalde regels rangschikt. De hangende dakconstructie bestaat doorgaans uit drie delen: ophangsysteem, daksysteem en ondersteuningssysteem. De structurele vormen omvatten voornamelijk: eenwegs enkellaagse ophangstructuur, radiale enkellaagse ophangstructuur, bidirectionele enkellaagse ophangstructuur, unidirectionele dubbellaagse voorgespannen ophangstructuur, radiaal voorgespannen ophangstructuur, bidirectionele dubbellaags voorgespannen ophangstructuur, voorgespannen kabelnetwerkstructuur, enz.
De mechanische kenmerken van de ophangconstructie zijn dat alleen door de axiale spanning van de kabel om de externe belasting te weerstaan, er geen buigmoment en schuifeffect in de constructie is, zodat de sterkte van het staal volledig kan worden benut; de ophangconstructie heeft verschillende vormen, een flexibele indeling en kan worden aangepast aan verschillende bouwplannen; omdat het eigen gewicht van de staalkabel erg klein is, de dakconstructie licht is en de installatie geen grote hijsapparatuur nodig heeft. In vergelijking met de conventionele constructie is de analyse- en ontwerptheorie van de ophangconstructie echter complexer, wat beperkt zijn brede toepassing.
e. Dunne schaalstructuur
Schaalconstructies in de bouwtechniek zijn meestal dunne schaalconstructies (de schaal met T / R ≤ 1/20 wordt gedefinieerd als dunne schaal). De dunne schaalstructuur kan worden onderverdeeld in roterende schaal en bewegende schaal volgens gebogen oppervlak; volgens bouwmaterialen kan het worden onderverdeeld in dunne schaal van gewapend beton, dunne schaal van baksteen, dunne schaal van staal en dunne schaal van composietmateriaal.
De schaalconstructie heeft een zeer goed draagvermogen en kan met een zeer geringe dikte een aanzienlijke belasting dragen. De sterkte en stijfheid van de schaalstructuur zijn voornamelijk gebaseerd op de rationaliteit van de geometrische vorm. Het materiaal wordt direct geperst om de buigende interne kracht te vervangen, zodat het potentieel van het materiaal volledig wordt benut. Daarom is de schaalstructuur een soort economische en redelijke structuur met een hoge sterkte, hoge stijfheid en materiaalbesparing.
