課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

計算機工程學科

哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

        大跨空間結構是最近三十年來發展最快的結構形式。本課程的目的是使土木工程專業本科生瞭解大跨空間鋼結構的基本類型及目前發展狀況；掌握大跨空間鋼結構基本類型的分析理論和分析方法、熟悉並掌握二種典型大跨空間鋼結構的設計方法和設計環節；瞭解各種典型大跨空間結構的重要和關鍵理論問題及其研究現狀。強調理解大跨空間鋼結構分析、設計和施工的基本概念，特別強調工程實際應用而不是理論細節。在此基礎上，對各種典型大跨空間結構的結構選型、分析、設計要點有所瞭解。

在這實際的三維世界裡，任何結構物本質上都是空間性質的，只不過出於簡化設計和建造的目的，人們在許多場合把它們分解成一片片平面結構來進行構造和計算。與此同時，無法進行簡單分解的真正意義上的空間體系也始終沒有停止其自身的發展，而且日益顯示出一般平面結構無法比擬的豐富多彩和創造潛力，體現出大自然的美麗和神奇。空間結構的卓越工作性能不僅僅表現在三維受力，而且還由於它們通過合理的曲面形體來有效抵抗外荷載的作用。當跨度增大時，空間結構就愈能顯示出它們優異的技術經濟性能。事實上，當跨度達到一定程度後，一般平面結構往往已難於成為合理的選擇。從國內外工程實踐來看，大跨度建築多數採用各種形式的空間結構體系。

　　近二十餘年來，各種類型的大跨空間結構在美、日、歐等發達國家發展很快。建築物的跨度和規模越來越大，目前，尺度達150m以上的超大規模建築已非個別；結構形式豐富多彩，採用了許多新材料和新技術，發展了許多新的空間結構形式。例如 1975年建成的美國新奧爾良「超級穹頂」（Superdome），直徑207m，長期被認為是世界上最大的球面網殼；現在這一地位已被1993年建成夏徑為222m的日本福岡體育館所取代，但後者更著名的特點是它的可開合性：它的球形屋蓋由三塊可旋轉的扇形網殼組成，扇形沿圓周導軌移動，體育館即可呈全封閉、開啟1／3或開啟2／3等不同狀態。1983年建成的加拿大卡爾加裡體育館採用雙曲拋物面索網屋蓋，其圓形平面直徑135m，它是為1988年冬季奧運會修建的，外形極為美觀，迄今仍是世界上最大的索網結構。70年代以來，由於結構使用織物材料的改進，膜結構或索-膜結構（用索加強的膜結構）獲得了發展，美國建造了許多規模很大的氣承式索-膜結構；1988年東京建成的「後樂園」棒球館，也採用這種結構技術尤為先進，其近似圓形平面的直徑為204m；美國亞特蘭大為1996年奧運會修建的「佐治亞穹頂」（Geogia Dome，1992年建成）採用新穎的整體張拉式索一膜結構，其准橢圓形平面的輪廓尺寸達192mX241m。許多宏偉而富有特色的大跨度建築已成為當地的象徵性標誌和著名的人文景觀。

　　由於經濟和文化發展的需要，人們還在不斷追求覆蓋更大的空間，例如有人設想將整個街區、整個廣場、甚至整個山谷覆蓋起來形成一個可人工控制氣候的人聚環境或休閒環境；為了發掘和保護古代陵墓和重要古跡，也有人設想採用超大跨度結構物將其覆蓋起來形成封閉的環境。目前某些發達國家正在進行尺度為300m以上的超大跨度空間結構的設計方案探討。

　　可以這樣說，大跨空間結構是最近三十多年來發展最快的結構形式。國際《空間結構》雜誌主編馬考夫斯基（Z.S.Makowski）說：在60年代「空間結構還被認為是一種興趣但仍屬陌生的非傳統結構，然而今天已被全世界廣泛接受。」從今天來看，大跨度和超大跨度建築物及作為其核心的空間結構技術的發展狀況已成為代表一個國家建築科技水平的重要標誌之一。

　　世界各國為大跨度空間結構的發展投入了大量的研究經費。例如，早在20年前美國土木工程學會曾組織了為期 10年的空間結構研究計劃，投入經費 1550萬美元。同一時期，西德由斯圖加特大學主持組織了一個「大跨度空間結構綜合研究計劃」，每年研究經費100萬馬克以上。這些研究工作為各國大跨度建築的蓬勃發展奠定了堅實的理論基礎和技術條件。國際殼體和空間結構學會（IASS）每年定期舉行年會和各種學術交流活動，是目前最受歡迎的著名學術團體之一。

　　我國大跨度空間結構的基礎原來比較薄弱，但隨著國家經濟實力的增強和社會發展的需要，近十餘年來也取得了比較迅猛的發展。工程實踐的數量較多，空間結構的類型和形式逐漸趨向多樣化，相應的理論研究和設計技術也逐步完善。以北京亞運會（1990）、哈爾濱冬季亞運會（1996）、上海八運會（1997）的許多體育建築為代表的一系列大跨空間結構——作為我國建築科技進步的某種象徵在國內外都取得了一定影響。

　　種種跡象說明，我國雖然尚是一個發展中國家，但由於國大人多，隨著國力的不斷增強，要建造更多更大的體育、休閒、展覽、航空港、機庫等大空間和超大空間建築物的需求十分旺盛，而且這種需求量在一定程度上可能超過許多發達國家。這是我國空間結構領域面臨的巨大機遇。
　　但與國際先進水平相比，我國大跨空間結構的發展仍存在一定差距。主要表現在結構形式還比較拘謹，較少大膽創新之作，說明新穎的建築構思與先進的結構創造之間尚缺乏理想的有機結合，尤其是150m以上的超大跨度空間結構的工程實踐還比較少；結構類型相對地集中於網架和網殼結構，懸索結構用得比較少，而一些有巨大前景的新穎結構形式如膜結構和索-膜結構、整體張拉結構、可開合結構等在國外已有不少成功的工程實踐，在我國則還處於空白或艱難起步階段。情況看來是，我國空間結構的發展經過十餘年來在較為平坦的草原上的馳騁之後，似乎遇上了一個需要努力躍上的新台階。這一新台階包含材料和生產條件等技術問題，也包含尚未很好解決的一些理論問題。為促進我國空間結構進一步的更高層次的發展，有待科技工作者和企業家努力創造條件，以求得這些技術問題和理論問題較快較好地解決。

　　大跨空間結構的類型和形式十分豐富多彩，習慣上分為如下這些類型：鋼筋混凝土薄殼結構；平板網架結構；網殼結構；懸索結構；膜結構和索－膜結構；近年來國外用的較多的「索穹頂」（Cable Dome)實際上也是一種特殊形式的索－膜結構；混合結構(Hybrid Structure)，通常是柔性構件和剛性構件的聯合應用。

　　在上述各種空間結構類型中，鋼筋混凝土薄壁結構在50年代後期及60年代前期在我國有所發展，當時建造過一些中等跨度的球面殼、柱面殼、雙曲扁殼和扭殼，在理論研究方面還投入過許多力量，制定了相應的設計規程。但這種結構類型日前應用較少，主要原因可能是施工比較費時費事。平板網架和網殼結構，還包括一些未能單獨歸類的特殊形式，如折板式網架結構、多平面型網架結構、多層多跨框架式網架結構等，總起來可稱為空間網格結構。這類結構在我國發展很快，且持續不衰。懸索結構、膜結構和索-膜結構等柔性體系均以張力來抵抗外荷載的作用，可總稱為張力結構。這類結構富有發展前景。
　

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