In der Stahlkonstruktion mit großer Spannweite ist die Beschränkung des Ebenenlayouts und der räumlichen Kombination umso stärker, je stärker der Drehpunkt der Stahlkonstruktion verstreut ist. im Gegenteil, je konzentrierter die Stützpunkte der Stahlkonstruktion sind, desto größer ist ihre Flexibilität.
Hauptstrukturformen der Stahlkonstruktion mit großer Spannweite
ein. Retikulierte Schalenstruktur
Die gekrümmte Gitterstruktur wird als retikulierte Schalenstruktur bezeichnet, die in einschichtige und zweischichtige Gitterschalen unterteilt werden kann. Die Hauptmaterialien von retikulierten Schalen sind Stahlgitterschalen, Holzgitterschalen, Stahlbetongitterschalen usw. Die Hauptstrukturformen sind kugelförmige retikulierte Schalen, hyperbolische retikulierte Schalen, zylindrische retikulierte Schalen, hyperbolische paraboloide retikulierte Schalen und so weiter.
Die retikulierte Schalenstruktur weist die Hauptmerkmale sowohl der Stangensystemstruktur als auch der dünnen Schalenstruktur auf. Die Mitglieder sind relativ einfach und der Stress ist relativ vernünftig. Die Struktur hat eine große Steifigkeit und eine große Spannweite. Es kann mit kleinen Bauteilen zu einem großen Raum zusammengebaut werden, und die kleinen Bauteile und Verbindungsknoten können im Werk vorgefertigt werden. Es ist einfach zu installieren, benötigt keine großen Maschinen und Geräte und verfügt über gute umfassende Wirtschaftsindikatoren. Es hat eine reiche und farbenfrohe Form. Unabhängig davon, ob es sich um die architektonische Ebene oder die Form der räumlich gekrümmten Oberfläche handelt, kann je nach Erstellungsanforderung eine beliebige Auswahl getroffen werden.
b. Gitterstruktur
Die räumliche Struktur, die durch mehrere Elemente durch Knoten gemäß einer bestimmten Geometrieregel verbunden ist, wird als Gitterstruktur bezeichnet, und die zweischichtige oder mehrschichtige flache Gitterstruktur wird als Gitterstruktur oder Gitterstruktur bezeichnet. Es besteht normalerweise aus Stahlrohr oder Profilstahl. Die Hauptformen umfassen: (1) Gitterstruktur, die aus einem ebenen Fachwerksystem besteht; (2) Gitterstruktur aus viereckigem Kegel; (3) Gitterstruktur aus dreieckigem Kegel; (4) Gitterstruktur aus sechseckigem Kegel.
Die Hauptmerkmale der Gitterstruktur sind Raumarbeit, einfache Kraftübertragung, geringes Gewicht, hohe Steifigkeit, gute seismische Leistung, einfache Konstruktion und Installation, einfache Finalisierung und Kommerzialisierung von Gitterelementen und -knoten sowie eine Massenproduktion in der Fabrik, die förderlich ist Verbesserung der Produktionseffizienz. Das ebene Layout der Gitterstruktur ist flexibel und das Dach ist flach, was der Decke, der Installation von Rohren und der Ausrüstung förderlich ist. Die architektonische Form des Gitters ist leicht, schön und großzügig, was für die architektonische Behandlung und Dekoration geeignet ist.
c. Membranstruktur
Die Membranstruktur, auch als Gewebestruktur bekannt, ist eine neue Art von räumlicher Struktur mit großer Spannweite, die Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde. Die Membranoberfläche wird durch den Luftdruck in der Membran gestützt, oder die Membran wird durch das flexible Stahlkabel oder die starre Stützstruktur vorgespannt, um ein strukturelles System mit einer gewissen Steifheit zu bilden und einen großen Raum abzudecken. Die Hauptstrukturformen umfassen eine Luftstützmembranstruktur, eine Spannungsmembranstruktur und eine Skelettstützmembranstruktur.
Die Hauptmerkmale der Membranstruktur sind geringes Gewicht, große Spannweite; freie und reichhaltige Architekturmodellierung; bequeme Konstruktion; gute Wirtschaftlichkeit und hohe Sicherheit; gute Lichtdurchlässigkeit und Selbstbindung; schlechte Haltbarkeit.
d. Aufhängungsstruktur
Die Aufhängungsstruktur ist eine Art Struktursystem, bei dem das Zugkabel als tragende Grundkomponente verwendet und die Kabel nach bestimmten Regeln angeordnet werden. Die Aufhängungsdachkonstruktion besteht normalerweise aus drei Teilen: Aufhängungssystem, Dachsystem und Trägersystem. Die Strukturformen umfassen hauptsächlich: Einweg-Einschicht-Aufhängungsstruktur, radiale Einschicht-Aufhängungsstruktur, bidirektionale Einschicht-Aufhängungsstruktur, unidirektionale zweischichtige vorgespannte Aufhängungsstruktur, radiale vorgespannte Aufhängungsstruktur, bidirektionale zweischichtige vorgespannte Aufhängungsstruktur, vorgespannte Kabelnetzstruktur usw.
Die mechanischen Eigenschaften der Aufhängungsstruktur bestehen darin, dass nur durch die axiale Spannung des Kabels, um der äußeren Belastung zu widerstehen, kein Biegemoment und kein Schereffekt in der Struktur auftritt, so dass die Festigkeit des Stahls voll ausgenutzt werden kann; Die Aufhängungsstruktur hat verschiedene Formen, ein flexibles Layout und kann an eine Vielzahl von Bauplänen angepasst werden. Da das Eigengewicht des Stahlkabels sehr gering ist, die Dachkonstruktion leicht ist und für die Installation keine großen Hebezeuge erforderlich sind, ist die Analyse- und Designtheorie der Aufhängungsstruktur im Vergleich zur herkömmlichen Struktur komplexer, was die Grenzen begrenzt seine breite Anwendung.
e. Dünne Schalenstruktur
Schalenstrukturen im Bauwesen sind meist dünne Schalenstrukturen (die Schale mit T / R ≤ 1/20 wird als dünne Schale definiert). Die dünne Schalenstruktur kann entsprechend der gekrümmten Oberfläche in eine rotierende Schale und eine sich bewegende Schale unterteilt werden. Je nach Baumaterial kann es in dünne Stahlbetonschalen, dünne Ziegelschalen, dünne Stahlschalen und dünne Verbundwerkstoffe unterteilt werden.
Die Schalenstruktur hat eine sehr gute Lagerleistung und kann bei sehr geringer Dicke eine erhebliche Belastung tragen. Die Festigkeit und Steifheit der Schalenstruktur beruht hauptsächlich auf der Rationalität ihrer geometrischen Form. Das Material wird direkt gedrückt, um die innere Biegekraft zu ersetzen und das Potenzial des Materials voll auszuschöpfen. Daher ist die Schalenstruktur eine Art wirtschaftliche und vernünftige Struktur mit hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit und Materialeinsparung.
