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中 国 矿 业 大 学 2013 级 硕 士研究生课程考试试卷 考试科目 建筑与土木工程 硕士学科专题讲座 考试时间 2013-12-31 学生姓名 姚进达 学 号 G 所在院系 力建学院 任课教师 夏军武教授 中国矿业大学研究生院培养管理处印制 浅析新型结构体系 摘要： 随着科学技术、结构设计理论、高强材料的迅速发展人们对建筑造型、建筑设计和跨度的要求越来越高对建筑结构的要求更高。为了解决这些问题，涌现出了一些新的结构体系钢一混凝土混合结构、巨型结构体系、张拉整体结构、膜结构等主要介绍几种新型建筑结构体系。包括：钢一一混凝土混合结构、巨型结构、张拉整体结构、膜结构、高效预应力结构、开合屋盖结构、折叠结构和玻璃结构等随着科学技术、结构设计理论、高强材料的迅速发展 ，以及人们对建筑造型、建筑设计等的要求越来越高，这些结构体系势必会越来越广泛应用于建筑工程中1.1钢一混凝土混合结构? ?钢一混凝土混合结构是我国目前在高层建筑领域里应用较多的一种结构形式。钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空高度大等优点；而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层建筑的发展开辟了一条新途径。统计分析表明，高层建筑采用钢一混凝土混合结构的用钢量约为钢结构的70％，而施工速度与全钢结构相当，在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因索后。混合结构的综合 经济 指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。? ? 钢一混凝土混合结构最早于1972年用于芝加哥的GatewayI]IBuilding(36层137m)。我国至20世纪80年代才将钢结构用于高层建筑，目前已建成或在建的高层建筑(约有40余幢)中．有一半以上采用的是钢一混凝土混合结构，其中的典型建筑是上海金茂大厦。钢一一混凝土混合结构在高层办公楼、学校、 医院 及住宅等建筑中将有更广泛的应用。? ?膜结构是张力结构体系的一种，它是用多种高强薄膜材料(常见的有PVC类、PTFE类及有机硅类)及辅助结构(常见的有钢索、钢桁架或钢柱等)通过一定的方式使其内部产生一定的预张应力。并形成应力控制下的某种空间形态。作为覆盖结构或建筑物主体，并具有足够的刚度以抵御外部荷载作用的一种空问结构形式。其中基材织物。主要决定膜材的力学性质。提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等；涂层。主要解决膜材的物理性质，提供材料的耐火、耐久性及防水、自洁性等。? ?膜结构具有如下特点：多变的支撑结构和柔性膜材使建筑物造型更加多样化，新颖美观。同时体现结构之美。且色彩丰富；膜建筑屋面重量仅为常规钢屋面的1／30，这就降低了墙体和基础的造价，同时膜建筑奇特的造型和夜景效果有明显的quot;建筑可识性quot;和商业效应，其价格效益比更高；膜工程中所有加工和制作依设计均可在工厂内完成，在现场只进行安装作业，与传统建筑的施工周期相比，它几乎要快一倍；膜材有较高的反射性及较低的光吸收率，并且热传导性较低，这极大程度上阻止太阳能进入室内。另外。膜材的半透明性可以充分利用 自然 光；由于自重轻，膜建筑可以不需要内部支撑面大跨度覆盖空间，这使人们可以更灵活、更有创意地设计和使用建筑空间。? 膜结构由以下三种形式：充气式膜结构：通过空气压力支撑膜体来覆盖建筑空间。它形体单一，运用较少；张拉式膜结构：通过钢索与膜材共同受力形式稳定曲面来覆盖建筑空间，它是索膜建筑的代表和精华，具有高度的形体可塑性和结构灵活性；骨架式膜结构：通过自身稳定的骨架体系支撑膜体来覆盖建筑空间，骨架体系决定建筑形体，膜体为覆盖物。同国际先进水平相比， 中国 在膜结构方面有相当大的差距。但近年来在理论研究方面已做了不少工作。也开始出现一些实际的工程项目。如上海八万人 体育 场的看台挑篷是用钢骨架支承的膜结构。是我国首次在大型建筑上采用膜结构，但所用膜材是进口的，设计、施工安装也由外国公司进行。? ?开合屋盖结构是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构形式，它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下都可以使用。它是将屋盖系统分成若干个可动和固定单元，通过可动单元按一定轨迹移动、转动，使之各单元之间搭接、迭放来实现屋盖的开合。? ?开合屋盖结构的特点：将屋盖开启使人感觉回归自然，心情舒畅；遇有雨雪天气，可将屋盖关闭，从而使室内活动不受气候影响；依据结构体系，开合屋盖结构可分为；柔性结构的索膜和钢结构膜屋面开合结构；空间刚性网格屋盖单元开合结构；可展开的开合结构；气膜