緒 論

第一篇 張拉整體結(jié)構(gòu)

第一章 張拉整體的結(jié)構(gòu)體系

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 張拉整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性

第三節(jié) 張拉整體索穹頂

第四節(jié) 弦支穹頂

第五節(jié) 張拉整體的模型制作

第六節(jié) 張拉整體的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)和節(jié)點(diǎn)

第七節(jié) 張拉整體的穹頂?shù)墓こ虒?shí)例

第二章 張拉整體結(jié)構(gòu)的初始平衡問(wèn)題

第一節(jié) 張拉整體結(jié)構(gòu)

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本書(shū)介紹了當(dāng)代建筑工程領(lǐng)域中最新、最前沿的5種空間結(jié)構(gòu)體系，即張拉整體結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)、折疊結(jié)構(gòu)及玻璃結(jié)構(gòu)。書(shū)中對(duì)每種結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)、設(shè)計(jì)理念、計(jì)算方法及施工技術(shù)等進(jìn)行了精練的闡述，并詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外最新研究成果和具有代表性的工程實(shí)例。為了增強(qiáng)讀者對(duì)內(nèi)容的理解，書(shū)中展示了大量彩色圖片及工程圖，達(dá)到了圖文并茂的效果。

該書(shū)是國(guó)家“十五”重點(diǎn)圖書(shū)，為我國(guó)第一部全面論述現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)理論與實(shí)踐的專(zhuān)著，兼具先進(jìn)性與實(shí)用性。

本書(shū)可供結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)的本科生、研究生閱讀，對(duì)從事空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工的工程技術(shù)人員更是一本不 可多得的參考書(shū)。

所獲榮譽(yù)

2021年11月3日，“現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。 2100433B

世界上許多先進(jìn)國(guó)家著名城市的標(biāo)志性建筑，以及很多優(yōu)秀旅游景區(qū)的建筑始終與大跨度空間結(jié)構(gòu)密不可分，歷屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)、世界各國(guó)的各種經(jīng)濟(jì)貿(mào)易會(huì)、世界博覽會(huì)也無(wú)不成為各國(guó)最先進(jìn)的大跨度空間結(jié)構(gòu)競(jìng)相亮相的舞臺(tái)。

日本是現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)發(fā)展很快的國(guó)家，2001年1 0 月在日本名古屋舉行的IASS 2001 國(guó)際空間結(jié)構(gòu)大會(huì)。大會(huì)展現(xiàn)了現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)無(wú)不充分體現(xiàn)了宏偉、美觀、富有藝術(shù)想象力，無(wú)論哪一個(gè)空間結(jié)構(gòu)都充分體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，體現(xiàn)應(yīng)用了優(yōu)質(zhì)、高強(qiáng)、最新的建筑材料，體現(xiàn)了空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的進(jìn)步，也體現(xiàn)了每一個(gè)現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)均建立在合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念、合理的結(jié)構(gòu)布置的基礎(chǔ)之上。

跨度東京穹頂

施工：Takenaka 集團(tuán)

⒈工程概況：

東京穹頂又稱(chēng)“大蛋”，是日本第一個(gè)充氣穹頂?shù)捏w育場(chǎng)，是全天候多用途的體育館。當(dāng)用于扇形壘球場(chǎng)使用可容納50 000座，當(dāng)用于其它體育項(xiàng)目時(shí)可容納56 000座。穹頂跨度超過(guò)200m，室內(nèi)空間124萬(wàn)立方米，穹頂全年處于充氣狀態(tài)，充氣系統(tǒng)保證日常室內(nèi)空氣壓力比室外提高30mmAq(300N/

⒉結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：

屋頂結(jié)構(gòu)在平面上為方形帶圓抹角的平面，其邊長(zhǎng)為180.6m，對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為201.0m，穹頂矢高與對(duì)角線(xiàn)跨度比為0.124，屋頂周?chē)鸀樾狈诺膲涵h(huán)，與水平面夾角為5.68°，屋頂結(jié)構(gòu)為雙向沿平面對(duì)角線(xiàn)方向各布置直徑為80mm 鋼鉸線(xiàn)14根，總共為28 根，鋼索間距為8.5m，屋面平均荷載為140N/

⒊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

⑴屋面結(jié)構(gòu)采用全索－膜結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：在正常使用時(shí)，室內(nèi)增壓3 0 m m A q ( 相當(dāng)0.3kN/

⑵為了平衡鋼索的向內(nèi)拉力，沿建筑周邊設(shè)置抗壓環(huán)。

⑶由于建筑周邊為帶圓抹角的方形平面，設(shè)計(jì)者將雙向主鋼索布置在平面對(duì)角線(xiàn)方向，大大減小了平面直邊壓環(huán)內(nèi)的彎矩，為了平衡直邊的側(cè)向力作用，在直邊部分設(shè)支撐系統(tǒng)，將索的向內(nèi)拉力傳遞給下部結(jié)構(gòu)。

⑷充氣索膜結(jié)構(gòu)由于索和膜在不同受力條件，索的不同的預(yù)張力，結(jié)構(gòu)有不同的體型，因此對(duì)設(shè)計(jì)方法如找形、裁剪、非線(xiàn)性大變形的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，均有相當(dāng)難度。

跨度秋田天空穹頂

建筑與結(jié)構(gòu)：Kajima 設(shè)計(jì)

施工：Kajima

⒈工程概況：秋田縣位于日本北部西海岸，該地區(qū)冬天長(zhǎng)期積雪，秋田縣組織了一次設(shè)計(jì)競(jìng)賽，要求在秋田中心公園體育場(chǎng)地上覆蓋一個(gè)室內(nèi)明亮、開(kāi)放的大空間，以使市民全年可在室內(nèi)活動(dòng)，同時(shí)從室外觀賞上為城市增色。

⒉結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：

秋田天空穹頂被設(shè)計(jì)為單層索－膜結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了方便的屋面排雪系統(tǒng)，該屋面結(jié)構(gòu)平面為130m × 100m 的半球面，矢高為32m，按日本建筑規(guī)范，穹頂上的雪荷載為450kgf/

⒊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

屋面采用半透明的膜材，達(dá)到了建筑上對(duì)開(kāi)放、明亮、大空間的要求。膜材利用空腹拱的上弦及施加預(yù)應(yīng)力的谷索定形。屋面為球面的一部分，充分發(fā)揮拱的受力特點(diǎn)，拱的橫向推力由周邊的圓形環(huán)梁和另一方向的空間桁架承受，空間桁架拱拱腳利用立面玻璃幕墻分隔處設(shè)水平梁來(lái)平衡，圓形環(huán)梁通過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將水平力傳遞至基礎(chǔ)?？崭硅旒芎蛦螌庸熬捎霉芙Y(jié)構(gòu)法蘭螺栓連接，可在地面分片組裝成3 部分或5 部分，然后用160t的起重機(jī)提升就位并組裝。

序

前言

案例分布

上 篇

第1 章 大空間建筑概述

1.1 大空間建筑發(fā)展歷程

1.1.1 古代空間結(jié)構(gòu)

1.1.2 近代空間結(jié)構(gòu)

1.1.3 現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)

1.1.4 發(fā)展趨勢(shì)探索

1.2 大空間建筑應(yīng)用領(lǐng)域

1.2.1 體育建筑

1.2.2 交通建筑

1.2.3 文化建筑

第2 章 大跨度空間結(jié)構(gòu)選型

2.1 體系選型與結(jié)構(gòu)構(gòu)思

2.2 體系——結(jié)構(gòu)體系的合理選

型與布置

2.2.1 體系分類(lèi)

2.2.2 選型考慮因素

2.2.3 選型評(píng)價(jià)

2.3 構(gòu)件——空間尺度與構(gòu)件形

式的優(yōu)化

2.3.1 梁

2.3.2 柱

2.3.3 拱

2.3.4 索

2.4 節(jié)點(diǎn)——精細(xì)化處理與建筑

表達(dá)

2.4.1 常規(guī)節(jié)點(diǎn)

2.4.2 鑄鋼節(jié)點(diǎn)

2.4.3 拉索節(jié)點(diǎn)

2.4.4 支座節(jié)點(diǎn)

第3 章 分析方法與設(shè)計(jì)手段

3.1 分析方法的演進(jìn)

3.1.1 軟件應(yīng)用

3.1.2 靜力分析

3.1.3 抗震分析

3.1.4 穩(wěn)定性分析

3.1.5 彈塑性極限承載力分析

3.1.6 溫度作用分析

3.1.7 抗連續(xù)倒塌分析

3.1.8 節(jié)點(diǎn)分析

3.2 設(shè)計(jì)手段的革新

3.2.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段

3.2.2 BIM 信息技術(shù)的應(yīng)用

3.2.3 3D 打印技術(shù)的應(yīng)用

下 篇

第4 章 體育建筑

4.1 體育建筑綜述

4.1.1 懸臂式結(jié)構(gòu)

4.1.2 拱式結(jié)構(gòu)

4.1.3 斜拉式結(jié)構(gòu)

4.1.4 輪輻式張拉整體結(jié)構(gòu)

4.2 體育場(chǎng)案例

4.2.1 上海東方體育中心室外跳水池

4.2.2 黔西縣體育中心體育場(chǎng)

4.2.3 南通市體育會(huì)展中心體育場(chǎng)

4.2.4 秦皇島奧體中心體育場(chǎng)

4.2.5 鄒城市體育中心體育場(chǎng)

4.2.6 壽光市市民健身中心體育場(chǎng)

4.2.7 濟(jì)寧市文體中心體育場(chǎng)

4.2.8 深圳寶安體育場(chǎng)

4.3 體育館案例

4.3.1 復(fù)旦大學(xué)正大體育館

4.3.2 北京大學(xué)邱德拔體育館

4.3.3 泉州市海峽體育中心體育館

4.3.4 沁水縣全民健身中心

4.3.5 同濟(jì)大學(xué)游泳館

4.3.6 濟(jì)寧市文體中心游泳館

4.3.7 安徽大學(xué)體育館

4.3.8 常熟體育中心體育館

4.3.9 濟(jì)寧市文體中心體育館

4.3.10 上?？萍即髮W(xué)體育館

第5 章 交通建筑

5.1 交通建筑綜述

5.1.1 緒論

5.1.2 大跨度鐵路客站發(fā)展

5.1.3 鐵路客站屋蓋鋼結(jié)構(gòu)體系

選型

5.1.4 鐵路客站屋蓋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

關(guān)鍵

5.2 客站站房屋蓋案例

5.2.1 大連北站

5.2.2 重慶西站

5.2.3 蘭州西站

5.3 無(wú)站臺(tái)柱雨棚案例

5.3.1 福州南站

5.3.2 珠海站

5.3.3 寧波南站

第6 章 文化建筑

6.1 文化建筑綜述

6.1.1 發(fā)展脈絡(luò)

6.1.2 會(huì)展建筑

6.1.3 觀演建筑

6.1.4 博物建筑

6.2 會(huì)展中心案例

6.2.1 中國(guó)2010 年上海世博會(huì)主題館

6.2.2 中國(guó)2010 年上海世博會(huì)西班牙

國(guó)家館

6.2.3 上海汽車(chē)會(huì)展中心

6.2.4 紹興金沙東方山水商務(wù)休閑中心

山水館

6.3 大劇院案例

6.3.1 溫州大劇院

6.3.2 廣州歌劇院

工程案例索引

圖片索引

表格索引

參考文獻(xiàn)

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