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大跨度空間結(jié)構(gòu)的五個(gè)指標(biāo)

所謂空間結(jié)構(gòu)(Spatialstructures) ，其形狀呈空間狀，并同時(shí)具有三維受力特性。優(yōu)秀的空間結(jié)構(gòu)具有荷載傳遞路線最短，受力均勻等特點(diǎn)：而平面樓蓋結(jié)構(gòu)，由于構(gòu)件分為板、次梁和主梁等“級(jí)別”，荷載傳遞路線長(zhǎng)，浪費(fèi)材料。自然界也有許許多多令人驚嘆的空間結(jié)構(gòu)，如蛋殼、海螺等是薄殼結(jié)構(gòu);蜂窩是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu);肥皂泡是充氣膜結(jié)構(gòu)：蜘蛛網(wǎng)是索網(wǎng)結(jié)構(gòu)：棕櫚樹葉是折板結(jié)構(gòu)等等。因此，從某種意義上來(lái)說(shuō)，空間結(jié)構(gòu)是一種仿生結(jié)構(gòu)，它們比平面結(jié)構(gòu)更美觀、經(jīng)濟(jì)和高效。

如何衡量一個(gè)大跨度空間結(jié)構(gòu)(l≤60m)的優(yōu)劣，本人曾提出五個(gè)指標(biāo)：

⑴材料強(qiáng)度充分發(fā)揮

⑵基礎(chǔ)推(拉)力H合理處理

⑶施工安裝費(fèi)

⑷跨度大

⑸結(jié)構(gòu)的藝術(shù)作用

對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，材料用量多，不僅是一個(gè)浪費(fèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震，特別是豎向抗震極為不利。我國(guó)每一本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范總則第1條中， 都要求做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量。因此，對(duì)優(yōu)秀的大跨度空間結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理更應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)。“結(jié)構(gòu)的藝術(shù)作用”，把結(jié)構(gòu)的型式與建筑的空間藝術(shù)形象融合起來(lái)，即結(jié)構(gòu)本身富有美學(xué)表現(xiàn)力。建筑師必須注意發(fā)揮這種表現(xiàn)力和利用這種裝飾效果，自然地顯示結(jié)構(gòu)。所謂自然的顯示結(jié)構(gòu)，不是說(shuō)結(jié)構(gòu)就是美，而是要袒露具有美學(xué)價(jià)值的部分，通過(guò)建筑師的藝術(shù)加工，達(dá)到表現(xiàn)建筑美的目的，而不是簡(jiǎn)單地表現(xiàn)結(jié)構(gòu)本身。這樣，就可以使建筑最終達(dá)到實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和美觀的目的。

美國(guó)雷里(Rauleigh)競(jìng)技館。結(jié)構(gòu)受力明確，形成自平衡體系，索、拱的材料強(qiáng)度充分發(fā)揮、基礎(chǔ)很小、施工方便，幾乎符合上述五個(gè)衡量指標(biāo)。斜拱的周邊以間距2.4m的鋼柱支承，立柱兼作門窗的豎框，形成了以豎向分隔為節(jié)奏感很強(qiáng)的建筑造型。被認(rèn)為是世界上第一座優(yōu)秀的大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋蓋建筑，開創(chuàng)了現(xiàn)代建筑索結(jié)構(gòu)的歷史。

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