由you於yu建jian築zhu功gong能neng要yao求qiu的de不bu斷duan提ti高gao和he建jian築zhu技ji術shu的de不bu斷duan進jin步bu,北bei京jing建jian築zhu跨kua度du由you小xiao變bian大da,經jing曆li了le漫man長chang的de發fa展zhan過guo程cheng。延yan續xu數shu千qian年nian的de古gu代dai建jian築zhu采cai用yong木mu柱zhu梁liang和he磚zhuan石shi拱gong券quan,跨kua度du限xian製zhi在zai11內。20世紀初鋼木屋架鋼筋混凝王半圓拱和鋼屋架的相繼出現將建築跨度擴大到20左右。50年代預應力技術的應麻將鋼筋混凝±屋架的跨度提高到601.6090年代,多種大跨度鋼結構的出現,懸索用於直徑的屋蓋,鋼相架和網架的*大跨度達1巧《1從平麵鋼巧架、鋼梁發展到多樣空間結構和混合結構。
跨度的加大引起屋蓋自重的加,板梁架合的薄殼。折板和金屬拱殼在50~90年代相繼出現,將屋麵和支承結構體化大大降低了屋蓋自重,工藝不斷簡化,跨度分別達泌~371木屋架與鋼木屋架胡世德。1928年9月生。江蘇鎮江人。北京建工集團。教授級高級工程師陽的5北京南禮±路19號1.1古(gu)代(dai)木(mu)構(gou)架(jia)北(bei)京(jing)古(gu)代(dai)建(jian)築(zhu)采(cai)用(yong)抬(tai)梁(liang)式(shi)木(mu)構(gou)架(jia),沿(yan)房(fang)屋(wu)進(jin)深(shen)方(fang)向(xiang)在(zai)石(shi)礎(chu)上(shang)立(li)木(mu)柱(zhu),柱(zhu)上(shang)架(jia)木(mu)梁(liang),再(zai)在(zai)梁(liang)上(shang)重(zhong)疊(die)數(shu)層(ceng)瓜(gua)柱(zhu)短(duan)柱(zhu)和(he)梁(liang),逐(zhu)層(ceng)縮(suo)短(duan)、加高,至*上層梁上立脊瓜柱,構成坡屋麵支承結構。木梁為受彎構件,截麵雖粗大,但未能發揮作用;明長陵轉恩殿中柱柱距為1化34化,是北京知木構架*大柱距。
1.2近代木屋架與鋼木屋架1907年建成的清末陸軍部采用角形相架,跨度11.5.拉杆用017圓鋼,上下弦、中央豎杆和斜杆分別為截的木化發揮了各自的材料性能。
1913年建成的民國國會會場跨度241,采用鋼木屋架,下弦為圓鋼,兩端用鋼套環與上弦木構件端部相連,使材料受力更為含理,見圖1.
1.3現代木屋架1952年興建的清華大學西大飯廳,跨度巧。51,采用雙校拱形木相架,用鋼製裂環和螺栓連接,共15跨,間距41,見圖2.
1990年,在亞運村建成的康樂宮嬉水樂園為12邊形尖錐體,直徑601,高241,其屋蓋由12根長301、寬0.41、高21的大型膠合木梁與個直徑0.:、高0.441的中屯、鋼環用螺栓連接,膠合木梁下端與鋼筋混凝±立柱用鋼板。螺栓連接,構成空間雲較拱結構可1917年興建的清華大學大禮堂中央大廳四側各設1個跨度為19.51的現掩鋼筋混凝王半圓拱,拱頂標高15.250,與同高度的環梁連成整體,拱腳支承在柱上。
1954年建成的北京展覽館中央館展覽大廳屋蓋由10個跨度321.高2011的現掩半圓拱和相連的混凝±曲麵薄板構成,見圖3.
19洗年,在地處中關村的中國科學院內建成跨度221的蘭較拱禮堂,拱高8.51,麵積16812.用竹筋、玻璃絲筋代替鋼筋用蒸汽養護桂酸鹽製品做基礎、拱架、空屯、板和碩塊,不用水泥;用菱苦±製品代替木材做口窗、地麵。當時稱呈不用禮堂,使用至1978年拆除另建。
19巧年建成的軍事博物館兵器館1,支承在拱梁上;拱梁斷麵底部0.81,梁距81,共7跨。
采用跨度271、脊高18.51的口式預應力預製裝配式剛架,留孔采用楠圓形膠囊抽技工藝。
2.2大梁1巧4年興建的全國政協禮堂首層劇場及二層大會議廳采用現掩鋼筋混凝王井字梁,平麵尺寸28.5X34.5,大梁斷麵般為化3X1.5,間距2.851,承托井字梁的台口梁斷麵為0.4919巧年建成的人民大會堂主席台台上為淨跨32:、高91的現大梁。
~1987年建設的中國科技會堂多功能廳27X27大空間樓蓋采用了雙向無粘結預應力井字梁,共8根,間距5.41,梁斷麵為工字形,上下翼及腹板寬分別為1.01、0.51和化3化,米用4號混凝±,用7根0511鋼絲組成的鋼絞線28束作為預應力筋,另加016032非預應力鋼筋21根。
度321的無粘結預應力混凝止井字梁樓蓋。
1994年建成的大鍾寺農貿市場批發大廳采用雙向預應力密肋樓蓋,大柱1.5X化4塑料模殼施工。級梁和橫梁的高度降低,斷麵分別為70X~1巧8年,新建的部分工業廠房采用了跨度為12~1的鋼筋混凝主屋架。
巧年冬,中山公園音樂堂露天劇場加設屋蓋,11枯屋架跨度為16.77~32.701,采用暖棚法施工。
19巧年下半年,首都機場機修庫現場預製謝01跨度預應力拱形屋架1,每搞用19塊500號泥凝±塊體拚裝,下弦有10個直徑61的孔洞,穿直徑511高強鋼絲索張拉同年12月開始安裝,先在地麵上將柱距為6.41的兩相鄰屋架。相關的支撐及屋麵板組裝成安裝單元,重201利用安放在171高雙肢柱上的8台油壓千斤頂和鋼帶,整體提升就位,下弦標高為16.501.同期在酒仙橋建設的郵電器材廠金工車間181跨度屋架的上下弦采用高強度混凝±杆件,由10根預應力巧件拚接,連續現2.4薄殼薄殼為支承結構和屋麵合的鋼筋混凝±曲麵空間結構。殼厚5~91,跨度已達351,有現裙和預製多種作法,主要用於需要大空間的公共建築。
西部為舞廳,平麵尺寸23.84X20.況1,中間設兩排鋼筋混凝±柱,柱網5.96設鋼筋混凝±拱殼,殼厚91,拱腳支在離地麵高3.841的柱上,見圖5蓋草簾及韋簾,冬季通入蒸汽養護。
1958年,北京在多處工程中采用了薄殼作為屋蓋。北京玻璃廠為預製筒形薄殼,每個殼體跨度為14.851,波長6.23化,矢高1.3251,殼厚4.51,重171采用現場預製,用簷杆起重機、軌道式高架鐵車和手搖千斤頂安裝。北京無線電廠為7.5X14.741睫齒形薄殼,厚7~91,除天窗外均為現掩。清華大學學生食堂為21X21現翹澹父弑。6化,殼頂厚61,靠邊梁處厚,頂板用200號幹硬性混凝±繞築。
19巧年建成的全國農業展覽館選用多種殼體,其中畜牧館和氣象館分別為直徑201和181的半球形薄殼,婦女館化X18大廳為雙曲薄殼,青年館為15X13筒形薄殼,水產館為直徑101的板薄殼。各館殼厚612,均為現掩,采用化架支模等施工方法。同年建成的北京火車站中央大廳屋蓋為雙曲扁殼,平麵尺寸巧張預應力拉杆,頂厚81,邊緣厚15,扁拱斷麵40x120,拉杆斷麵為50x60ra圖6.施工時架設高26~34的用杉嵩捆綁而成的立柱,上設木斜撐。橫梁和模板。用高標號普通桂酸鹽水泥配300~500號混凝王,由下而上分段分片大鍾寺農貿市場批發大廳密肋樓蓋天象館半球形屋頂為直徑251的現鋼筋混凝王薄殼,厚61,支承在截麵39.5X70的環形梁上,梁邊殼厚增至9.腳。51厚木絲板作為模板和保溫居綁紮在直徑6、間距15ra的雙向鋼筋和斷麵8X22的鋼片網上,自下而上噴射225號混凝±,覆1976年,北京農業大學建成直徑301的預製球殼,由12根壁柱支承環梁和球殼。巧殼分5道圓環、120塊預製殼板,殼頂為直徑2.61的圓形現掩板。預製殼板每塊重1.0~1.5レ板厚41,邊肋及十字肋局201,用簷杆起重機起吊。
1986年建成的清河電話局機房采用33X27扭殼屋蓋,由屋脊十字交叉梁和框架邊梁共同承載,四角標高2.5折板折板為鋼筋混凝±裝配整體式V形屋蓋,是平板式空間結構。平均厚度約6nl,鋼材耗用量約llkg/2在長線法台座上預製,現場吊裝後做接縫處理。主要用於廠房、倉庫及般公共建築。
折板。1969年首先在燕山石化公司成批應用於工程,當年建成近1萬《12,跨度6181,用300~400號混凝±,冷拔低碳鋼絲配筋;在台座上多層重疊生產,集中蒸汽養護,出池。運輸、吊裝。
度241的預應力¥形折板。
力折板試驗研巧工作。1978年首先用於燕山石化公司聚苯賄裝置成品庫,主跨27板長30,副跨15,並帶6挑簷柱距9,每折寬3,共31折,建築麵積378012,全部吊裝僅用101時間。
身房和食堂樓采用了跨度的折板。
館首次應用30跨度預應力折板。上緣長巧1,下緣長321,形成斟簷口。
板寬2.041,板厚6511,每折板重221,在房山建築集團構件廠生產。運距約101,用平板車運輸,每輛車裝3折,每天運6折。共口折折板,用221吊車吊裝21安裝完畢。
1典5年建成的北京西站供熱廠煤庫共3跨,采用折板建築,麵積12240角鋼間的鋼板連接成整體。上弦人字形,下弦弧形,兩端支點有豎杆連接上下弦,見圖8.
北京西站供熱廠煤庫折板建築3.1鋼橋架及鋼梁成,室內盛球場淨寬18.51,淨長301,屋蓋設6鋼相架。上下弦和腹巧均由對角鋼組成,各節點用柳巧穿過廳跨度241,采用柳接鋼怖架。
19巧年建成的人民大會堂工程多處采用大跨度鋼結構。大會堂屋架跨度6化9化共設12上承式柳接鋼巧架,間距6化,每高71.重51.巧1,上弦安裝高度451,用2台起重量351的人字起重機分別設在主席台和中央大廳的屋頂上,將整棉架吊裝就位,共用泌4.大會堂兩層挑台采用柳接鋼梁各12,呈放射形梁長22~37化,每重32~641,用2台起重量31的履帶起重機和1台人字起重機拚裝抬吊就位,共用354.宴會廳主巧架2,跨度48.61,每搞重1421次主怖架2,跨度56.21,每搞重731高度均為7,支承在4根1.3X1.3的鋼巧混凝±柱頂上還有7次怖架支承在主相架上,高51,每楠重441,主、次釣架接,邊梁等揮接;怖架下弦安裝高度離樓板麵15.91,采用4台起重量為21的跪杆起重機進行拚接和吊叛共用61d.6.0X1.5預製屋麵板用台靈架等吊裝。
機庫,跨度721,長1001,屋蓋米用大跨度鋼柏架和9.0X1.5預應力陶粒混凝±屋麵板。在地麵上按軸線將鋼怖架拚裝就位,每3搞為1個組合單元,連同支撐及屋麵板,總重4061,將裝有液壓千斤頂的提升架分別放在6個柱頂上,通過提升鋼帶,將組合單元整體提升到設計標高後焊接固定。
1987年,新建旅遊飯店和公共建築的大型活動場所較多地采用鋼怖架,如中國國際貿易中屯、展覽大廳有個45X45的大空間,四周柱44.搶1、高4.21的鋼相架坐落在不同高度的柱頂上,柏架之間用,形型鋼相連,形成折線形骨架,上鋪壓型鋼板,炷饋巧89年建成的國家奧林匹克體育中屯、遊泳館屋頂主鋼梁為淨跨1、斷麵1.8X1.8的箱形梁,板厚31,重2771,分20段製作,采用分段吊裝、逐段滑移、拚接成型、校正固定的安裝工藝,並用24根斜拉索將主鋼梁懸吊在建築物兩端601和701高的混凝±塔筒上。同年建成的綜合體育館屋頂主相架長70,斷麵9X101,連同兩側的人字形網殼,總重約8501,每節間為6.61,11兩節間構成累積滑移施工單元。全部就位後,用16根斜拉索相架懸吊在建築物兩端高601的混凝±塔筒上。
口洞屋頂安裝跨度45、高8的預應力主怖架4,連同30次怖架及安裝在主巧架上弦上的3層鋼亭和施工荷載,總重1818在7.7901標高組裝,整體鋼結構幾何尺寸為43.88台41大型穿屯、式液壓千斤頂,安放在兩側勁性鋼柱頂伸出的8個臨時鋼牛腿上,通過3根015.2鋼絞線,用計算機同步控製整體提升43.521到設計位置圖9.
距9,麵為凹曲麵,采用4淨跨施工,機庫長3061、寬901、高401,鋼屋蓋由3061長的鋼橋、901長的中梁及網架組成,總重5401.鋼橋在大口頂部,為雙跨連續梯形空間相架,每跨長1531、高15:、寬61在每跨的柱間地麵上立拚1321長的鋼橋,重約1001,將48台41穿屯、式液壓千斤頂設置在3座蘭支點承重鋼支架上;鋼絞線端固定在鋼橋上,另端穿過上麵的千斤頂;用計算機集中控製,同步將鋼橋整體提升到設計位置圖10.兩跨合龍時,用塔式起重機將節點處的鋼橋高空散裝就位。中梁為單跨平麵相架,跨長901、高121,重約400與鋼橋在中柱頂垂直相交,安裝方法相同。
嚴10首都機場四機位庫巧橋整倘升3.2懸索1961年建成的北京工人體育館比賽大廳,用內徑941的圓形雙層懸索屋蓋結構,由內環、外環和上下居鋼索3部分組成。內環直徑161、篼111,重1,由上下環及24根立柱組成;上環高901,由厚2011加勁鋼板揮成整體;下環高1,厚3211上下環均分成2片8段,在工廠加工試拚合格後運至現場,用塔式起重機吊裝至離地麵約201的八角形平台上組裝連接柳接為主,揮接為輔。外環為內徑94、斷麵2X2的現掩鋼筋混凝±圓形圈梁,支承在外廊48根高251的柱頂上,圈梁上下各設排144個直徑22:的索孔。在內環和外環之間,設置上下兩層各144束鋼絲索;上下索每索分別為40根和72根鋼絲,由豐台橋梁廠生產鋼索成品,在現場進行防腐處理,用卷揚機和可移動的導向滑車將鋼索兩端同時緩慢吊起就位,鋼索張拉用8台61張拉機分8個區段對稱進行。屋麵由輕鋼條和鉛板等姐成,由上層鋼索支承。
1988年建成的朝陽體育館,在東西各兩片高25.31預應力角形中空鋼巧混凝±大牆的上部231處懸掛2根主懸索,每根主懸索用42根鋼絞線編製而成。主懸索通過豎向鋼管懸吊鋼管怖架拱,鋼拱跨度541,中間寬3,兩端寬11.51,拱高5.31,重約1033.3網架1968年建成的首都體育館比賽大明化1傘舊外巧廳屋蓋結構首次采用由平麵巧架組成的斜放正交雙向空間鋼網架,平麵尺寸29.000整個網架支承於周圍鋼筋混凝±框架的64個柱頭上,柱距6.6網架由544節組成,每節重化6~1,鋼材為16角鋼,總重7571.
連接全部用高強螺栓,共%個,螺式起重機將各節吊裝到由杉籬綁成的380012腳手架上在高空散叛並用40台15~洗1千斤頂調整標高。網架上安裝薄壁槽鋼德條,鋪屋麵層。
1972年建成的國際俱樂部網球館平麵尺寸40x40,高16屋蓋結構采用球形節點雙向平麵正交鋼管網染高2.51,四周柱距5:。網架在地麵整體拚裝,總重約61,由設在四邊的4台履帶起重機抬吊到高12.31的32根預製柱的柱頂支座上,用倒鏈進行微調。
~1典0年建設的亞運會各體育館采用多種鋼網架,施工方法各有特色。如遊泳館X70和綜合體育館83X70的人字形網殼、首都體育館綜合練習館168X72的梭形空間巧架巧節點網等采用高空滑移法安裝;大學生體育館64X64的雙向正交斜放網架等在地麵拚裝,整體吊裝;石景山體育館邊長典1的正角形蘭叉鋼梁支承雙曲拋物麵網殼用塔式起重機分節吊到網殼頂,利用小趴杆就位等。
完成鋼相架安裝後,進行306X84ra鋼網架安裝。網架由中梁橫向怖架分為南北對稱的兩部分,均為周邊支承,兩邁在柱頂,另兩邊在大鋼橋和中梁上網格尺寸為4243X4243,矢高61,球節點規格為05~08,壁厚16~32,鋼管為01O2X5~0273X6網架下弦設置懸掛101吊車軌道。鋼網架的總重約16001,在地麵分4段拚裝,分別利用12根鋼簷杆、24台41qianjindinghexiangyingdegangjiaoxian,caiyongjisuanjijizhongkongzhitongbuzhengtipashenggongyi,qianjindinggudingzaidaipashengdewangjiashang。gangjiaoxianduangudingzaigangyanganshang,lingduanchuanguoxiamiandeqianjinding,jiantu12.
12首都機場四機位庫鋼網架整體鵬升3.4金屬拱形波紋屋蓋金屬拱形波紋屋蓋金屬拱殼作為種梁板合的新型空間結構技術,從19巧年開始從國外引入北京,厚度僅0.6~1.5:1其自重拉施工方低造型美觀,適用於需要較大跨度和空間的多種建築,故迅速在北京開發應用。
北京藍天大鵬工程公司於19巧年從美國引進機組,將彩色塗層鋼板在現場化製成雙曲拱圈,每5個拱圈為組,用封口機連接後,吊裝到設計位置,再用封機連成整體。當跨度925時,拱高36化,自重25心肖/化2左右,鋼材來自上海寶鋼。1993年先後在南口。昌平和沙河等地建成跨度18~231的展廳。
車間。倉庫共1200012,見圖13.
北京藍天大棚工程公司車間見圖14.前兩種為槽形截麵,剛度較好後種為梯形截麵,鋼材較省。
中新集團房屋建設總公司於1996年和1997年先後建成什刹海和文津街兩處網球館,跨度為361和371,均用寶鋼1.511厚彩色塗層錐鋒鋼板禮製成梯形截麵,波寬謝:,在拱頂內側噴聚氨醋硬質泡沫塑料保溫,見圖15.
15北京什刹海網球館內貌1典9年建成的雅寶路市場由8個跨度271的拱殼組脫見圖化。
3.5拱架與弓式結構弓式結構於1994年用於跨度361的網球館,1999年和2000年先後在國際展覽中屯、和農展館建成跨度60~63的展覽館,主體為拱形鋼骨架構成的鋼拱,由4根型鋼和腹杆組成矩形斷麵,高約1,沿下弦分段設置張緊鋼索與拱架形成弓形,提高拱的剛度,麵層設置帶保溫層的纖維織物,見圖17.
北京農展館臨時展廳內貌19典年建成的北京植物園溫室,其屋蓋語接鋼管兩較拱巧架為支承體係跨度大小不等,大的超過30化,見圖18.
18北京植物園溫室屋蓋4混合結構4.1不同材料的混合例如本文1.2所述的鋼木屋架由鋼材作受拉杆件、木材作受壓杆件,發揮不同材料的特性。
4.2不同結構的混合306X90的四機位庫屋蓋是由2垂直相交的鋼巧架和南、北鋼網架共同組成的空間鋼屋蓋見本文3.1和3.3.首都國際機場新航站樓中央大廳屋蓋主要由跨度%1和2714.3不同材料和不同結構的混合例如本文3.2所述北京工人體育館內徑1的比賽大廳屋蓋由鋼內環、鋼筋混凝±外環和內外環之間雙層鋼索組成。朝陽體育館雙曲馬鞍形屋麵由兩端的預應力中空鋼筋混凝±牆和中間的鋼懸索、豎向鋼管、鋼管相架拱、鋼索網組成屋蓋支承體係。首都體育館練習館184X88大空間由內挑81的預應力鋼筋混凝±―形剛架和跨度96ra、高13.5的中央勁性鋼析架及跨度721.高8的梭形和半梭形鋼怖架組成空間結構體係。
5回顧與展望5.1大跨度的發展是建築技術進步的重要標誌北京人類曆史的發展可追溯到70萬年麻但到20世紀初建築跨度才突破101.近100年來,跨度增加的速度逐步加快,60年代突破100:11,8年代末突破150目前已進入施工階段的國家大劇院平麵為Xl43的楠圓形,屋蓋由鋼拱殼和鐵合金板及玻璃板麵層組成,在北京首次突破20跨度19.
跨度的大小應根據不同工程的實際需要和技術經濟可能而定。大、中、小跨度並舉將長期存在。
5.2鋼劫構為主體,《鋼gang筋jin混hun凝ning上shang結jie構gou為wei依yi托tuo,采cai用yong新xin技ji術shu鋼gang結jie構gou由you於yu強qiang度du高gao,結jie構gou自zi重zhong較jiao輕qing,製zhi作zuo安an裝zhuang的de質zhi量liang和he進jin度du較jiao易yi保bao證zheng,逐zhu步bu成cheng為wei大da跨kua度du結jie構gou的de主zhu體ti。但dan鋼gang結jie構gou要yao注zhu意yi采cai取qu防fang火huo措cuo施shi,提ti高gao材cai料liao性xing能neng如ru采cai用yong合he金jin鋼gang等deng。
鋼筋混凝±在定跨度範圍內將繼續采用,特別是作為大跨度的支承結構。
膜結構在北京近年有所發展,在順文區建成座平麵尺寸為30X1的氣承式空氣膜的遊泳館,並出現了專口從事膜結構製作與安裝的企業。
中空玻璃等玻璃製品用於屋麵圍護結構有廣闊前景,1999建成的北京植物園溫室全部用玻璃製品覆蓋。
5.3大da力li發fa展zhan空kong間jian結jie構gou。板ban梁liang合he吉ji構gou和he混hun合he結jie構gou要yao繼ji續xu研yan究jiu開kai發fa空kong間jian結jie構gou,特te別bie是shi跨kua度du大da的de空kong間jian結jie構gou,改gai善shan結jie構gou性xing能neng,降jiang低di結jie構gou自zi重zhong和he建jian築zhu造zao價jia。
對中等跨度的屋蓋,要注意發展板梁合的空間輕型結構,同時解決防水、保溫。隔熱、飾麵等功能,進步降低屋蓋自重,簡化製作與安裝工藝。
在定條件下,對不同的材料、結構進行優化組合,形成混合結構屋蓋,發揮各自的材料。結構特性。
5.4努力推行巧製安裝作業,不斷提高工業化,現代化水平實踐證強為確保大跨度結構的安全、質量、進(jin)度(du)和(he)減(jian)少(shao)現(xian)場(chang)腳(jiao)手(shou)設(she)施(shi),應(ying)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)高(gao)處(chu)作(zuo)業(ye),將(jiang)大(da)量(liang)工(gong)作(zuo)量(liang)集(ji)中(zhong)到(dao)工(gong)廠(chang)預(yu)製(zhi)和(he)現(xian)場(chang)地(di)麵(mian)組(zu)裝(zhuang),應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)采(cai)取(qu)同(tong)步(bu)整(zheng)體(ti)吊(diao)裝(zhuang)或(huo)分(fen)段(duan)實(shi)施(shi)。對(dui)矩(ju)形(xing)規(gui)則(ze)平(ping)麵(mian),可(ke)《采用高空滑移就位;對尚不具備上述施工條件的工程,可按照不同情況在地麵拚成中小部件吊到工作台上,在高空總拚;或將從工廠運到現場的構件,直接吊裝到設計位置。
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