文档介绍：一种新型的穹顶结构施工体系———攀达穹顶施工方法王小盾摘要: 研究了穹顶结构的三维空间结构特性, 分析了平板结构网架的顶升方法, 提出了攀达穹顶结构体系的来源和原理。通过建筑实例的分析,证明了攀达穹顶结构体系适用于各种形状的大跨度穹顶结构。关键词: 攀达穹顶结构;拱作用;环向箍作用穹顶结构是在大型会展中心、体育场馆等大空间建筑中广泛使用的大空间屋顶结构形式之一。穹顶结构是在很久以前就开始使用的结构形式, 它的优势在于它具有空间立体特性。近代的壳体结构和空间网架结构充分利用了穹顶的立体特性。然而在制作安装过程中, 穹顶的空间立体性反而成了施工的障碍。 1 穹顶的三维空间结构特性在我们周围存在的建筑物都具备各种各样的特征, 其中最具有特色的是我们称之为“大空间的建筑”。这些建筑有室内竞技场、大型展示场、会议中心等, 在建筑的内部没有柱子, 具有大型的室内空间, 一般都称之为大跨屋盖结构。最为大家所熟知的例子是在罗马时代, 在欧洲的大范围内都是采用“拱形结构”作为大跨屋盖结构。图1(a )拱(平面结构) (b )穹顶(空间立体结构) 艺术系××× 学号: KKK000001 e-Mail : kkk@ 拱形结构是利用“拱作用效应”把屋顶的荷载变换为拱杆件的受压, 然后再传递到支承结构上(图 1a) 。古代罗马人仅用石材和砖做成大空间结构的实例就充分说明他们认识到了拱作用效应, 并把它应用到拱形的结构中。自古以来, 为实现大空间建筑所必须考虑的另一个因素, 就是要能够把穹顶结构提升到设计的高度。对穹顶来说, 从过穹顶结构顶点的铅直平面切开, 能够形成拱形断面。很明显, 沿着这个断面也就是沿着经线方向能够实现拱作用效应。在与此垂直的纬线方向也有力的作用(图 1b) , 这个作用力根据穹顶内杆件位置的不同及荷载作用方式的不同, 既存在受压状态, 也存在受拉状态。受拉状态与桶的“环箍”作用相近似, 这个方向的力的作用效果也称为“环向作用”。拱结构中力的传递只发生在拱所在的平面内,是“平面结构”的一种形式; 而穹顶结构又增加了环向作用, 力的流动和传递为空间三维的传递方式。这样的结构称为“立体结构”。一般来说, 立体结构中可能产生的力的方向的维数比平面结构高一维, 对各种各样荷载的作用表现出非常高效的抵抗作用。穹顶的原理在现代更增加了新的技术手法,“壳体结构”正在发展中, 正如它的命名中的“壳体”的含义一样, 与整体的尺度相比, 能够做成非常薄的大屋顶。很显然, 这种穹顶形态的壳体结构具有非常高的合理性。穹顶在很早以前是用土、石、砖等来制作, 近代的壳体结构变成用钢筋混凝土来建造, 近年来更进一步地采用重量轻、制作简单的钢结构进行拼装, 也就是被称为网壳结构的体系正在得到广泛地使用。然而, 穹顶无论采用什么样的材料制作, 它的基本原理是不变的。 2 考虑施工的结构体系的合理性建成结构的性能是我们研究的关键。自 19 世纪结构技术形成一个独立领域以来, 结构学者和结构工程师主要追求的是建成的结构的合理性, 而对结构在制作过程中的合理性全部交给施工现场去考虑。这种做法在劳动力便宜、劳动者的安全性被相对轻视、工程周期的长短不受限制的时代是有一定适应性的。然而这样的时代已经过去了, 现代结构工程中的人工费和材料费的比值, 与过去相比已经提高了很多, 劳动者作业的安全性无论在