土木工程认识实习

1、土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57佛山科学技术学院佛山科学技术学院 环建学院环建学院 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习背景知识：大跨度建筑类型简述背景知识：大跨度建筑类型简述拱结构拱结构1伦敦水晶宫2东京Tama艺术大学图书馆 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：内力变轴向压力，应力分布受力特点：内力变轴向压力，应力分布均匀均匀u优点：跨越较大空间优点：跨

2、越较大空间u缺点：会产生横向推力，建筑平面空间缺点：会产生横向推力，建筑平面空间组合受约束组合受约束u适用：商场、展览馆、体育馆、散装货适用：商场、展览馆、体育馆、散装货仓等仓等u形式：三铰拱、两铰拱、无铰拱形式：三铰拱、两铰拱、无铰拱刚架结构刚架结构1斯特拉斯堡停车场2展览厅门宫 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：梁柱刚性节点，外力作用下受力特点：梁柱刚性节点，外力作用下结构合理结构合理u优点

3、：轻巧美观，跨度大，制作方便优点：轻巧美观，跨度大，制作方便u缺点：刚度较差缺点：刚度较差u适用范围：体育馆、礼堂、食堂、菜场适用范围：体育馆、礼堂、食堂、菜场等等膜结构膜结构1上海八万人体育馆2水立方 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：空气压力支承膜面或柔性钢受力特点：空气压力支承膜面或柔性钢索或刚性骨架网索将膜材绷紧索或刚性骨架网索将膜材绷紧u优点：重量轻、跨度大、施工方便、透优点：重量

4、轻、跨度大、施工方便、透光性自洁性好，建筑造型丰富光性自洁性好，建筑造型丰富u缺点：隔声效果差、耐久性不好、膜面缺点：隔声效果差、耐久性不好、膜面抵抗局部荷载能力弱抵抗局部荷载能力弱桁架结构桁架结构1南京国际展览中心2新加坡国际会展中心 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：杆件之间的结合假定为铰结，受力特点：杆件之间的结合假定为铰结，外力作用下，杆件内力是轴向力，分布外力作用下，杆件内力是轴向

5、力，分布均匀均匀u优点：材料强度充分利用，减少材料耗优点：材料强度充分利用，减少材料耗量和结构自重量和结构自重u缺点：刚度差缺点：刚度差u适用范围：体育馆、影剧院、展览馆、适用范围：体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场、商场等食堂、菜场、商场等网架结构网架结构1上海体育馆2 2佛山岭南明珠体育馆佛山岭南明珠体育馆 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：有多根杆以一定规律通过节受力特点：有多根杆以一

6、定规律通过节点组成的结构点组成的结构u优点：整体性强、利于抗震、节省材料、优点：整体性强、利于抗震、节省材料、结构高度小有效利用空间、便于生产、结构高度小有效利用空间、便于生产、形式多样形式多样u缺点：支座条件复杂缺点：支座条件复杂u使用范围：大跨度公共建筑屋顶使用范围：大跨度公共建筑屋顶悬索结构悬索结构1日本代代木体育馆2慕尼黑奥林匹克体育馆 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：索网只承受轴

7、向拉力，无弯受力特点：索网只承受轴向拉力，无弯矩无剪力矩无剪力u优点：节省材料，减轻自重、建筑造型优点：节省材料，减轻自重、建筑造型丰富、跨越巨大空间不需中间支点、施丰富、跨越巨大空间不需中间支点、施工快捷工快捷u缺点：强风吸引下易丧失稳定性而破坏缺点：强风吸引下易丧失稳定性而破坏u适用范围：覆盖体育馆、大会堂、展览适用范围：覆盖体育馆、大会堂、展览馆等建筑屋顶馆等建筑屋顶薄壳结构薄壳结构1星海音乐厅2金贝儿美术馆 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 20

8、15.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：承受曲面轴向力，弯矩扭矩受力特点：承受曲面轴向力，弯矩扭矩很小很小u优点：刚度强度好，自重轻，省材料，优点：刚度强度好，自重轻，省材料，跨度大，外形多样跨度大，外形多样u缺点：形体复杂，费工费时费模板，结缺点：形体复杂，费工费时费模板，结构计算复杂，不宜承受集中荷载构计算复杂，不宜承受集中荷载u适用范围：天文馆、展览馆、体育馆、适用范围：天文馆、展览馆、体育馆、会堂等大型公用建筑会堂等大型公用建筑折板结构折板结构1巴黎联合国教科文组织大厦总部会议厅 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57

9、土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力结构：以一定倾斜角度整体相连的受力结构：以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系一种薄板体系u优点：良好力学性能，结构厚度薄，省优点：良好力学性能，结构厚度薄，省材料，可预制材料，可预制u适用范围：广泛用于工业与民用建筑适用范围：广泛用于工业与民用建筑悬挑结构悬挑结构1无锡市体育场 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u例子例子1 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u受力特点：将梁板桁架等构件从支座处受力特点：将梁板桁架

10、等构件从支座处向外作远距离的延伸向外作远距离的延伸u使用范围：多用于体院馆看台挑檐使用范围：多用于体院馆看台挑檐我们的土木工程认识实习我们的土木工程认识实习 2015.1.57 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习世纪莲体育馆世纪莲体育馆场馆外部场馆外部 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习世纪莲体育馆世纪莲体育馆场馆内部场馆内部 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习世纪莲体育馆世纪莲体育馆结构体系结构体系 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习场馆概况场馆概况u体育场看台分东、西看台，东、西主看体育场看台分东、西看台，东、西主看台

11、下面空间分为三层，主要由运动员、台下面空间分为三层，主要由运动员、裁判员用房、记者用房、机房和车库等裁判员用房、记者用房、机房和车库等组成组成u体育场建筑面积体育场建筑面积78193平方米，高平方米，高50米，米，屋盖直径屋盖直径310米，膜投影面积米，膜投影面积53421平方平方米，观众座位米，观众座位36686个个 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习建筑特点建筑特点u一超大型的整体张拉索膜结构工程一超大型的整体张拉索膜结构工程u外形酷似一朵莲花，故被命名为外形酷似一朵莲花，故被命名为“世纪世纪莲体育场莲体育场”u屋盖结构为一种源自车轮轮辐概念的全屋盖结构为一种源自车轮轮辐

12、概念的全张拉式结构张拉式结构u目前该结构为单体覆盖面积最大、跨度目前该结构为单体覆盖面积最大、跨度最大的全张拉索膜结构之一最大的全张拉索膜结构之一 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习结构体系结构体系u结构由周边强大的上、下受压环和一系结构由周边强大的上、下受压环和一系列的径向谷索、脊索以及内部受拉环索列的径向谷索、脊索以及内部受拉环索组合而成组合而成u谷索和脊索之间通过细小的悬挂索和谷索和脊索之间通过细小的悬挂索和PVC薄膜连接薄膜连接u由外压环、内拉环和各种索、膜组成一由外压环、内拉环和各种索、膜组成一个承受自重和风荷载的稳定结构体系个承受自重和风荷载的稳定结构体系 201

13、5.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习结构特点结构特点 (1)u屋面结构通过下压环下面的屋面结构通过下压环下面的40个球铰节个球铰节点与下部的点与下部的40条预应力钢筋混凝土斜立条预应力钢筋混凝土斜立柱分别连接柱分别连接u受力较大的下压环中灌注混凝土形成了受力较大的下压环中灌注混凝土形成了横置的钢管混凝土构件以增加下压环的横置的钢管混凝土构件以增加下压环的刚度和承载能力刚度和承载能力 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习结构特点结构特点 (2)u上压环轴线直径为上压环轴线直径为311mu下压环轴线直径为下压环轴线直径为276 mu上、下压环之间高差为上、下压环之间高差为

14、20mu索膜结构投影面积为索膜结构投影面积为53421m2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习结构特点结构特点 (3)u上压环上压环1400钢管钢管u下压环下压环1400钢管钢管(内充混凝土内充混凝土)u腹杆腹杆1000钢管钢管u脊索为钢索脊索为钢索5u谷索为钢索谷索为钢索5u悬挂索为钢索悬挂索为钢索5 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习结构特点结构特点 (4)u在结构上应用了水平横置钢管混凝土等在结构上应用了水平横置钢管混凝土等技术，较大地减少了部分构件的用钢量，技术，较大地减少了部分构件的用钢量，达到了节约造价的目的达到了节约造价的目的u屋盖结构还能与机

15、械化、自动化的施工屋盖结构还能与机械化、自动化的施工工艺相协调，大大提高了施工精度和进工艺相协调，大大提高了施工精度和进度，达到了业主在工期方面的要求度，达到了业主在工期方面的要求 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习结构特点结构特点 (5)u钢材钢材(含钢管和钢索含钢管和钢索)的投影折算用量约的投影折算用量约为为49kg/m2，不仅屋盖结构本身具有良，不仅屋盖结构本身具有良好的经济性，而且由于结构自重很小，好的经济性，而且由于结构自重很小，有效地减轻了对下部混凝土支承结构和有效地减轻了对下部混凝土支承结构和基础的负担，从而大大降低了结构的综基础的负担，从而大大降低了结构的综合

16、造价合造价 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习场馆耗材场馆耗材u钢材管钢材管2754吨吨u钢索钢索341吨吨uPVC膜材约为膜材约为71900m2 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习岭南明珠体育馆岭南明珠体育馆场馆外部场馆外部 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习岭南明珠体育馆岭南明珠体育馆场馆内部场馆内部 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习场馆概况场馆概况u建筑物由主体育馆、训练馆、大众馆以建筑物由主体育馆、训练馆、大众馆以及全民健身广场组成。及全民健身广场组成。u主体育馆、练习馆、大众馆通过主体育馆、练习馆、大众馆通过3

17、个穹个穹顶体连为一体，优美的圆弧外形像三颗顶体连为一体，优美的圆弧外形像三颗熠熠生辉的明珠。熠熠生辉的明珠。u主馆直径主馆直径128.4米，高度米，高度35.48米，副馆米，副馆直径直径78.4米，高度米，高度26.4米米 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习穹顶穹顶u采用连续的穹顶网壳结构采用连续的穹顶网壳结构u引进了斗拱的概念强调水平环的作用引进了斗拱的概念强调水平环的作用u改变以往穹顶是拱的旋转体方法，纠正改变以往穹顶是拱的旋转体方法，纠正为水平环的集结体为水平环的集结体 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习u水平环桁架通过层间立柱和外斜杆逐层水平环桁架通

18、过层间立柱和外斜杆逐层叠加穹顶的稳固性叠加穹顶的稳固性u层间立柱采用层间立柱采用H型钢和圆钢管型钢和圆钢管u外斜杆采用圆钢管外斜杆采用圆钢管 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习节点节点u大部分节点采用大部分节点采用H型钢直接交汇节点或型钢直接交汇节点或板节点，部分采用了铸钢节点板节点，部分采用了铸钢节点u大量采用的大量采用的H型钢直接交汇节点构造型钢直接交汇节点构造u结构构件、节点数量繁多，构造复杂，结构构件、节点数量繁多，构造复杂，加工制作难度大，如加工制作难度大，如5、6根平面加空间根平面加空间扭曲的扭曲的H型钢构件直接交汇的节点做法型钢构件直接交汇的节点做法等等 201

19、5.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习岭南明珠体育馆岭南明珠体育馆典型节点形式典型节点形式 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习工程耗材工程耗材u钢结构的杆件数量钢结构的杆件数量22000多根多根u节点数量节点数量5000多个多个u主体结构总用钢量为主体结构总用钢量为1.25万吨万吨u附属结构重约附属结构重约1400多吨多吨 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习广州南站广州南站场馆外部场馆外部 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习广州南站广州南站场馆内部场馆内部 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习场馆概括场馆概括u站房南

20、北长站房南北长580m、东西宽、东西宽475.8mu共共15站台站台28股道股道u总建筑面积总建筑面积565572m2u主站房分地下主站房分地下1层、地上层、地上3层和局部夹层层和局部夹层u采用弧形钢结构屋面，最高点标高为采用弧形钢结构屋面，最高点标高为50.0m 2015.1.57 土木工程认识实习土木工程认识实习建筑特点建筑特点u外型具有岭南文化特色的外型具有岭南文化特色的“芭蕉叶芭蕉叶”为为设计意境设计意境u大跨度、大视角的空间设计要求大跨度、大视角的空间设计要求u屋盖钢结构主要包括无站台柱雨棚、主屋盖钢结构主要包括无站台柱雨棚、主站房弧形钢屋盖、中央采光带、入口大站房弧形钢屋盖、中央采光带、入口大厅四个部分厅四个部分 2015.1.57 土木工程认识