现代高铁客运站空间、结构体系研究.ppt

武汉火车站，中国，铁三院/AREP 站房垂直轨道方向总长度约为320米。主拱最大跨度为116m。 （/view.asp?id=1992） 武汉火车站，中国，铁三院/AREP 主站房结构 （1）站房屋面为交叉桁架结构，顺轨向桁架和横轨向桁架均为变截面桁架。 （2）站房主要竖向承力结构为主拱和主拱两侧的半拱，共5榀。 武汉火车站，中国，铁三院/AREP 雨棚结构 （1）雨棚屋面为交叉桁架结构，顺轨向桁架和横轨向桁架均为变截面桁架。 （2）雨棚主要竖向承力结构为半拱和斜立柱，与站房对应共5榀，半拱最大跨度为36m 武汉火车站，中国，铁三院/AREP 典型节点设计 典型拱拱脚节点 拱与V撑连接节点 雨棚半拱、斜立柱和屋面桁架相交节点 满足运输条件的桁架单元 直腹杆、斜腹杆现场散装， 为保证加工制作精度，上弦和下弦将在同一胎架上制作 武汉火车站，中国，铁三院/AREP 节点制作方案 * 现代高铁客运站空间、结构研究Space Structure Research on the High-Speed Railway Station 2009.09 Liege-Guillemins station,比利时,Calatrava 结构体系 Structure 结 构 体 系 平面结构 体系 空间结构 体系 梁板结构 桁架结构 框式结构 拱式结构 薄壳（折板）结构 网格结构（网架、 网壳结构） 张拉结构（悬索、 膜结构） …… 此体系受荷载而产生的内力和变形都被考虑在二维即一个平面内，高度、结构跨度不大时多采用。 此体系是指结构的形态呈三维状态、在荷载作用下具有三维受力特性并呈空间工作的结构。具有受力合理、重量轻、造价低以及结构形式多样等特点，力学性能比平面结构体系合理。适用于结构跨度大、空间变化复杂的建筑。 空间结构体系除上述3种外，还包括：立体桁架、管桁结构、张弦梁结构、玻璃幕墙结构等 通常各结构形式会组合使用 空间结构分类 （来源于《建筑结构——分析方法及其设计应用》） 桁架结构 特点：受力合理，施工方便，适应性强，对支座没有横向力 结构高度大，侧向刚度小 主要由上弦杆、下弦杆和腹杆三部分组成 钢屋架 轻型网屋架：适合跨度小于18米 三角形屋架 三铰拱屋架 梭形屋架 梭形屋架 混凝土屋架：适合跨度18-36米 钢筋混凝土-钢组合屋架：适合跨度12-18米 （以上图示来源于《建筑结构选型》） 桁架结构 向量作用结构体系（各种桁架图示） （来源于《结构体系与建筑造型》） 刚架结构 指梁、柱之间为刚性连接的结构。其端部相连的节点是不允许相对转动的，节点足够的刚度使刚架结构能够承受 很大的侧向荷载，对大型建筑和小型建筑都适用，单层刚架的建筑造型可以轻松活泼，内部净空较大，形式丰富多样。 缺点：刚架结构并不是十分合理的结构，材料的强度不能充分发挥等。 典型的钢和混凝土的刚架结构 承受竖向荷载的刚架结构中的水平推力 不同类型的刚架，它们的形状与所受的弯矩相应 （来源于《建筑结构——分析方法及其设计应用》） 网架结构 由许多杆件根据建筑形体要求，按照一定的规律进行布置，通过节点连接组成一种网状的三维杆系结构， 具有三向受力的性能，也称三向网架。特点：整体刚度大，稳定性好，平面布置灵活，是一种无水平推力和拉力 的空间结构。 图片均来源于网络 刚壳结构 网状的壳体结构，也叫曲面状的网架结构，其外形为壳，构造成为网格状，是格构化的壳体，也是壳形的网架。 特点：结构内力分布比较均匀，可以充分发挥材料强度作用；造型丰富等 结构形式分为筒网壳、球网壳结构和扭网壳结构三种。 双层筒网壳的形式 单层筒网壳的形式 同济大学大礼堂联方网格型筒网壳 筒网壳 （以上图示来源于《建筑结构选型》） 刚壳结构 四川省德阳市体育馆 单层扭网壳的网格形式 北京体育学院体育馆 扭网壳结构 （以上图示来源于《建筑结构选型》） 悬索结构 由受拉索、边缘构件和下部支承构件组成，拉索一般采用由高强钢丝组成的网绞线、钢丝绳等，边缘构件和下部 支撑构件常常为钢筋混凝土结构。特点：空间物理性能好、便于造型、能充分利用钢材的强度，跨度大。 悬索结构的组成 悬索结构的变形 单曲面单层拉索水平力的平衡 优点：传力明确，构造简单 缺点：屋面稳定性差，抗风能力小， 索的水平拉力不能在上部结 构实现自平衡。 （以上图示来源于《建筑结构选型》） 悬索结构 双层悬索体系 双曲面双层拉索体系 成都城北体育馆钢索布置 稳定性好，整体刚度大，适宜采用轻屋面 吉林滑冰馆屋盖结构形式 交叉索网体系及其边缘构件 （以上图示来源于《建筑结构选型》） 钢结构体系的 近似跨度范围 （为了能相对比较不同木结构杆件的典型尺寸，图中表示的杆件对于相应跨度