高校大跨及高層建筑張力結(jié)構(gòu)施工技術(shù)培訓(xùn)

張力結(jié)構(gòu)張力結(jié)構(gòu)是由以承受拉力的結(jié)構(gòu)部件組成的一種空間結(jié)構(gòu).懸索結(jié)構(gòu)懸掛結(jié)構(gòu)張拉索結(jié)構(gòu)分類帳篷結(jié)構(gòu)張拉膜結(jié)構(gòu)充氣結(jié)構(gòu)1

懸索結(jié)構(gòu)(SuspendedCable

structure)懸索

space

suspended

cable

——由柔性拉索與邊緣構(gòu)件組成的大跨空間構(gòu)件。懸索屋蓋結(jié)構(gòu)一般由懸索系統(tǒng)、屋面系統(tǒng)和支承系統(tǒng)三部分構(gòu)成.一、懸索結(jié)構(gòu)的形式和分類(一)單層懸索體系1.單層單向懸索結(jié)構(gòu)2.單層輻射狀懸索結(jié)構(gòu)(二)雙層懸索體系1.雙層單向懸索結(jié)構(gòu)2.雙層輻射狀懸索結(jié)構(gòu)3.雙層雙向懸索結(jié)構(gòu)(三)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)二、懸索結(jié)構(gòu)的材料懸索結(jié)構(gòu)的材料，大致可分為鋼纜繩、鋼絞線和平行鋼絲束。（一）鋼纜繩鋼纜繩是指用數(shù)10根直徑1毫米至數(shù)毫米的高強(qiáng)度碳素鋼絲股捻合的索纜。（二）鋼絞線（三）平行鋼絲束平行鋼絲束是由多根鋼絲平行集束或外包防腐護(hù)套制成的鋼索。（四）索的錨具

1.夾片式錨具2.支承式錨具有鐓頭錨具和螺母錨具等形式。3.握裹式錨具主要有擠壓錨具和壓花錨具等形式。三、懸索結(jié)構(gòu)的的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造:(一)索與索的連接(二)索的端頭處理(三)索與屋面板的連連接(四)索的錨固四、懸索結(jié)構(gòu)的的施工施工工藝：邊緣緣支撐構(gòu)件施工→索的制作與安裝→預(yù)應(yīng)力施加及鋼鋼索張拉下料：鋼索的下下料長(zhǎng)度L：L=l1+2(b1+b2+b3)式中：l1——索在兩端錨具之之間的凈距；b1——錨具長(zhǎng)度；b2——墊板厚度；b3——索外露長(zhǎng)度。穩(wěn)定索承重索雙層懸索體系輪輪輻索桁結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)外環(huán)連系索索夾構(gòu)構(gòu)造及及組裝裝圖穩(wěn)定索索連系索索承重索索(一)淄博體體育館館該工程程為單單向單單層懸懸索屋屋蓋結(jié)結(jié)構(gòu),平面尺尺寸39m*60m.沿長(zhǎng)跨方方向布布置有有35根承重重索(54s5的鋼絲絲),沿短跨跨方向向布置置有有34根穩(wěn)定定索(18的鋼筋筋).為了增增加屋屋蓋的的剛度度,以抵抗抗風(fēng)吸吸力,施工時(shí)時(shí)需要要對(duì)屋屋蓋鋼鋼索索施加加預(yù)應(yīng)應(yīng)力.(二)吉林滑滑冰館館該工程程為單單向雙雙層懸懸索屋屋蓋結(jié)結(jié)構(gòu),承重索索柱頂頂跨度度為59m,沿屋蓋蓋縱向向由10根承重重索(18股7s5鋼絞線線),20根穩(wěn)定定索(5股7s5鋼絞線線)固定于于框架架柱頂頂部。。由于承承重索索較長(zhǎng)長(zhǎng),施工時(shí)時(shí)用桁桁架式式鐵扁扁擔(dān)由由起重重機(jī)吊吊裝就就位位后穿穿入柱柱頂孔孔內(nèi).根據(jù)設(shè)設(shè)計(jì)要要求,承重索索最后后應(yīng)建建立的的預(yù)應(yīng)應(yīng)力值為為706kN,穩(wěn)定索索為270kN。吉林滑滑冰館館JilinIce-SkatingRink，China吉林滑滑冰館館——預(yù)應(yīng)力力空間間雙層層索系系SpatialDouble-layerCableSystemforJilinIce-SkatingRink(三)成都成成北體體育館館該工程程為雙雙層輻輻射式式懸索索屋蓋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu),它由外外環(huán)、、內(nèi)環(huán)環(huán)、輻射形形承重重索及及穩(wěn)定定索構(gòu)構(gòu)成.外環(huán)直直徑61m,內(nèi)環(huán)直直徑為為8m.該結(jié)構(gòu)構(gòu)先將將外環(huán)環(huán)施工工完畢畢,內(nèi)環(huán)用用八個(gè)個(gè)木墩墩支于于支架架上,然后進(jìn)進(jìn)行穿穿索、、張拉拉和錨錨固.(四)雷里競(jìng)競(jìng)技館館美國(guó)雷雷里竟竟技館館,建于1953年,該館屋屋蓋為為雙曲曲拋物物面,采用交叉索索網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)體體系.承重索索和穩(wěn)穩(wěn)定索索均錨錨固在在兩個(gè)個(gè)交叉叉的鋼鋼筋混混凝凝土拱拱上,形成馬馬鞍形形雙曲曲拋物物面,索網(wǎng)上上鋪設(shè)設(shè)波形形鋼板板屋面面.(五)珠海市市保稅稅區(qū)東東大門(mén)門(mén)該結(jié)構(gòu)構(gòu)平面面尺寸寸為56m*12m,由兩跨跨21.5m波浪式式鋼筋筋混凝土井井式梁梁板組組成,兩端成成懸臂臂狀態(tài)態(tài).中間設(shè)設(shè)一根根鋼筋筋混凝凝土柱,用20根斜拉拉索拉拉住屋屋面梁梁板.拉索選選用4根1860級(jí)的s15.24低松弛弛鋼絞絞線.防腐處處理:①涂防防腐油油脂外外包PE管;②PVC硬塑料料管;③采用水水泥漿漿將管道內(nèi)內(nèi)的空空隙灌灌滿.加拿大大卡爾爾加里里滑冰冰館的的鞍形形索網(wǎng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)TheIce-SkatingRinkofCalgary,Canada加拿大大卡爾爾加里里滑冰冰館的的幾何何形體體TheConfigurationoftheIce-SkatingRinkofCalgary柱的安安裝ErectionofColumns環(huán)梁安安裝完完畢Ringbeamhasbeenerected索網(wǎng)安安裝完完畢TheCableNetHasbeenErected索網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)格平平面圖圖ThePlanofCableNet屋面板板安裝裝TheErectionofSlabs華盛頓頓杜勒勒斯機(jī)機(jī)場(chǎng)候候機(jī)廳廳DullesInternationalAirportTerminal，1957矩形平平面195.2×51.5m屋面采采用預(yù)預(yù)制輕輕質(zhì)混混凝土土板預(yù)應(yīng)力力索25圓鋼,間距3m，，錨固于于15m高的斜斜柱上上DullesInternationalAirportTerminal-Details索與屋屋面的的連接接索與梁梁的連連接DullesInternationalAirportTerminal-UnderConstruction屋面混凝土土灌縫混凝土柱澆澆注美國(guó)奧克蘭蘭市比賽館館OaklandColiseumArena，California，1966OaklandColiseumArena，California，1966-InnerView索與外環(huán)梁梁的連接索與內(nèi)環(huán)梁梁的連接OaklandColiseumArena-DetailsOaklandColiseumArena—UnderConstruction1）索安裝裝就位2）肋板吊吊裝OaklandColiseumArena—UnderConstruction3）肋板落落位4）對(duì)稱安安裝5）成對(duì)就就位6）安裝就就位美國(guó)雷里體體育館TheRaleighArena,USA,1953第一個(gè)具有現(xiàn)代意意義的大跨跨度索網(wǎng)屋屋蓋結(jié)構(gòu)近圓形平面92×97m，索網(wǎng)格1.83×1.83m穩(wěn)定索12~19，拱跨比1/10；承重索19~22,垂跨比1/9鋼筋混凝土土拱截面4.27×0.76m，與地面呈21.8°角?？磁_(tái)施工鋼柱施工鋼索錨固掛索德國(guó)慕尼黑黑奧林匹克克體育場(chǎng)TheMunichOlympicStadium內(nèi)邊索1972年第20屆奧運(yùn)會(huì)主主賽場(chǎng)，F(xiàn)reiOtto的代表作之之一。由9片鞍形索網(wǎng)網(wǎng)，8根平均高度度70m的桅桿，長(zhǎng)長(zhǎng)達(dá)455m的內(nèi)邊索及及從桅桿桿頂端垂下下用來(lái)吊掛掛各片索網(wǎng)網(wǎng)的吊索組組成。首次采用鑄鋼節(jié)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)非線性分析析。體育場(chǎng)內(nèi)景景InteriorView屋面采用4mm厚的丙烯酸酸有機(jī)玻璃璃，每塊塊尺寸2.9m×2.9m，安裝在索索網(wǎng)上并與與索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)相連接。。鑄鋼節(jié)點(diǎn)制作木模澆鑄打磨德國(guó)慕尼黑黑溜冰館IceRinkofMunichOlympiaPark,1982橢圓形平面面，104m×67m中央落地平平面鋼拱+兩片預(yù)應(yīng)力力鞍形索索網(wǎng)索網(wǎng)邊索固固定在由立立柱和錨桿桿組成的的錨架上索網(wǎng)上面覆覆以木網(wǎng)格格及白色透透明的聚氯氯乙烯聚酯酯薄膜索網(wǎng)網(wǎng)格0.75m×0.75m，兩個(gè)方方向的懸索索均采用兩兩根5mm的鍍鋅鋼絞絞線組成成，用鋁合合金夾具固固定五、點(diǎn)支玻玻璃幕墻:廣州機(jī)場(chǎng)航航站樓Guangzhou Airport Hall（一）點(diǎn)支支玻璃幕墻墻的結(jié)構(gòu)體體系:剛性支承體體系：剛架架、桁架、、網(wǎng)架、網(wǎng)網(wǎng)殼等分類柔性支承體體系：張拉拉索桁架、、張拉索網(wǎng)網(wǎng)、張拉整整體結(jié)構(gòu)（二）點(diǎn)支支玻璃幕墻墻的連接方方式:1.夾板連接2.螺栓連接3.球鉸連接4.鋼爪連接5.工程應(yīng)用2膜結(jié)構(gòu)(MembraneStructure)膜結(jié)構(gòu)也稱稱為織物結(jié)結(jié)構(gòu),按結(jié)構(gòu)受力力特性可分分為三類.充氣式膜結(jié)結(jié)構(gòu)張拉式膜結(jié)結(jié)構(gòu)骨架架式膜結(jié)構(gòu)構(gòu)一、膜結(jié)構(gòu)構(gòu)的特點(diǎn):1.自重輕3.減少能能源消耗5.經(jīng)濟(jì)效效益明顯2.造型優(yōu)美、、富有時(shí)代代氣息4.施工速度快快6.使用安全可可靠7.易做成可拆拆卸結(jié)構(gòu),易于運(yùn)輸,可用作巡回回演出、展展覽等.8.使用范圍廣廣泛二、膜結(jié)構(gòu)構(gòu)形式（一）張拉拉膜結(jié)構(gòu)（二）骨架架膜結(jié)構(gòu)三亞美麗之之冠文化會(huì)會(huì)展中心(膜結(jié)構(gòu))（三）充氣氣膜結(jié)構(gòu)三、膜材料料：用作膜材料料的建筑織織物是一種種以織物基基材和外敷敷涂層組成的復(fù)合材材料.基材——聚酯、玻璃璃纖維組成涂層材料——PVC、PTFE材料特性PTFE膜材料PVC膜材料基材玻璃纖維聚酯纖維耐久性20年以上,目前實(shí)際使用年限為29年一般為5～15年,根據(jù)膜材料厚度和使用的塑性劑不同透光性13%以上,白天不需要照明,節(jié)能根據(jù)膜材料厚度、顏色而不同,一般為3%～

10%抗拉強(qiáng)度一般在300～

500kg/3m一般在100～300

kg/3m防火性不燃燃燒但不蔓延自潔性由于PTFE樹(shù)脂的摩擦系數(shù)非常小,天然雨水可以起到自潔作用,幾乎不需要進(jìn)行清掃無(wú)處理PVDF涂層TiO2涂層自潔性差自潔性較好超自潔性光的特性透過(guò)膜材的光是柔和的自然漫射光,

整個(gè)空間內(nèi)無(wú)陰影,也不會(huì)產(chǎn)生眩光.內(nèi)部呈自然狀態(tài)使作彩色膜材料時(shí),會(huì)透入帶有顏色的光,所以在使用時(shí)要考慮顏色夜間發(fā)光性建筑內(nèi)部的照明透過(guò)膜面散發(fā)出美麗的光線,給夜空增添了夢(mèng)幻般的夜景.可以用于標(biāo)志性、紀(jì)念性建筑除了透光率高的白色膜材料以外,無(wú)法期待有像PTFE膜材料那樣的夜間發(fā)光性熱的特性對(duì)太陽(yáng)能的反射率為73%,和玻璃等透光材料相比,透過(guò)的熱量很少,即使在炎熱的夏季日光的照射下室內(nèi)不會(huì)受太大影響沒(méi)有PTFE膜材料那樣的反射特性,特別是彩色膜材的熱吸收率較大,在夏季內(nèi)部溫度會(huì)升高使用用途用于各種永久性建筑用于臨時(shí)性建筑,或中短期需要更換膜面的建筑膜材料料性能能對(duì)比對(duì)膜材料的的要求：1.高強(qiáng)度2.防火性3.耐久性4.自潔性5.隔聲性6.保溫隔熱7.可加工性8.抗彎折性四、膜的制制作（一）一般般要求（二）膜的的裁剪（三）膜的的連接1.膜——膜連接2.膜——索柔性連接接3.膜——?jiǎng)傂詷?gòu)件連連接五、膜的安安裝與驗(yàn)收收（一）安裝裝準(zhǔn)備工作作（二）膜的的安裝1.膜體展展開(kāi)2.連接固固定3.張拉成成形主控項(xiàng)目制作分項(xiàng)工工程一般項(xiàng)目（三）驗(yàn)收收主控項(xiàng)目安裝分項(xiàng)工工程一般項(xiàng)目我國(guó)近年來(lái)建造大型膜結(jié)構(gòu)工程工程名稱長(zhǎng)軸＊短軸（m＊m）覆蓋面積（m2）懸挑跨度（m）最大/最小結(jié)構(gòu)類型所用膜材建成時(shí)間上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)288＊2743700073.5/22.9空間管桁架+傘形膜單元PTFE1997青島頤中體育場(chǎng)266＊1803000038鋼桁架環(huán)梁+傘形膜單元PVC2000威海體育場(chǎng)239＊2092500030/17桅桿+勁性鋼內(nèi)環(huán)+傘形膜單元PVC2001煙臺(tái)體育場(chǎng)263＊2311590044.9/30.4鋼桁架+膜結(jié)構(gòu)PVC2001浙江義烏體育場(chǎng)241＊1991650050/29桅桿+斜拉索+鋼桁架+脊谷式膜結(jié)構(gòu)PVC2001武漢體育場(chǎng)277＊2483000038鋼桁架環(huán)梁+膜結(jié)構(gòu)PVC2001蕪湖體育場(chǎng)254＊22520700—鋼桁架拱+內(nèi)環(huán)索+傘形膜單元PVC2002六、工程實(shí)實(shí)例:(一)上海八萬(wàn)人人體育場(chǎng)上海：八萬(wàn)萬(wàn)人體育場(chǎng)場(chǎng)（張拉膜膜結(jié)構(gòu)雨篷篷）上海：八