一、大型钢结构网架屋面的发展与应用
21世纪以来随着我国经济实力的增强、社会发展的需要及国家对全民健身发展的重视,需要建造更多更大的体育、休闲、展览、航空港、机库等大空间和超大空间建筑群,而且这种需求量在一定程度上可能超过许多发达国家,因此近二十年来也取得了比较迅猛的发展。工程实践的数量较多,空间结构的类型和形式逐渐趋向多样化相应的理论研究和设计技术也逐步完善。尤其是2008年奥运会的举办为我国空间结构的发展带来了巨大的挑战与机遇在这一动力的推动下奥运会场馆及辅助设施的建设汇集了全国甚至全世界的智慧是我国在空间结构的设计与建造上有了巨大的飞跃。 从2008年的国家体育馆(鸟巢),到上海世博会、广州亚运会、内蒙古民族运动会都建起了奥林匹克中心,体育场、体育馆、游泳馆、网球中心、乒羽中心;其他地区省份也纷纷建起体育场馆、全民健身中心、会展中心以及高铁火车站与机场航站楼,例如:重庆奥体中心、南京奥体中心、沈阳全民健身中心、郑州奥林匹克体育中心、深圳会展中心、成都西部会展中心、北京南站、广州南站、青岛新机场、北京新机场等。
钢结构网架工程绿色环保、抗震性强、建设效率高、可持续发展,即使后面拆除也可再利用,在建筑行业及其他行业得到社会认可,因此钢结构产业有着良好的发展前景!
二、 (网架)钢结构用支座的种类及性能
钢结构支座在整个建筑中至关重要,支座上部与(网架)钢结构节点连接,下面与混凝土柱及其他连接。钢结构工程对支座的性能要求主要包括三个量:一是力、二是转角、三是位移。其中力是最基本的量,在三维空间体中,既要求支座承受竖向荷载(压力、拉力),同时又具有水平方向荷载(X向、Y向);转角是钢结构自身变形,释放有害力及弯矩而采取的有效措施,其转角为万向(同时兼顾3个坐标轴、2个坐标轴、1个坐标轴都可以),支座转角一般为0.02rad,大型空间钢结构对转角要求高可达到
0.08rad、0.1rad。位移量一般是结构
因温度变化引起的结果几何尺寸变化
的大小(其中连廊钢结构为发生地震
时水平方向活动量),通过位移可释
放温度变化(地震)引起的力及弯矩,
位移不仅分为X向及Y向,还有正负
之分。三维坐标轴详见右图
目前市场常用(网架)钢结构支座种类及应用
1、板式橡胶支座:此种支座可承受竖向压力,可实现转角,可水平位移,但其承载能力小、转角小,位移通过剪切变形产生位移有限。
板式橡胶支座
2、盆式橡胶支座:本支座可承受较大压力,可转角,可位移,可承受水平力,但其转角小,承受水平剪力不大,不能承受竖向拉力。
盆式橡胶支座
3、网架橡胶支座:此种支座可承受竖向压力,可实现转角,可水平位移,可承受竖向拉力,但其承载能力小、转角小,位移通过剪切变形产生位移有限。
网架橡胶支座
4、球型钢支座:球形钢支座分为:普通球型钢支座和抗拔(拉)球型钢支座,其传力可靠,转动灵活,较盆式橡胶支座承载能力大,容许支座位移大等特点,而且能更好地适应支座大转角的需要的部件,也是目前市场应用工程实例最多的支座。
普通型球型钢支座
抗拔球型钢支座(KBQGZ)或抗拉球型钢支座(KLQGZ)
5、抗震减震球型钢支座:此类支座是在球型钢支座的基础上增加了减震性能,注重在力的释放过程中,支座减震装置采用柔性接触减缓冲击力,具有一定的水平刚度从而对建筑主体结构起到保护作用,降低对建筑体结构的破坏。
抗震减震球型钢支座(KZQGZ/JZQGZ)
6、网架钢铰支座:此支座具有良好的竖向承压能力,水平方向的水平剪力,同时具备向上的竖向拔力(拉力),支座在受力的同时还具有转动性能,其转角较大。
网架钢铰支座
7、建筑用隔震支座:隔震支座由多层橡胶和多层钢板交替叠置组合而成,按不同的叠层结构制造工艺和配方设计,其中上连接盖板连结隔震装置与建筑物上部结构;下连接盖板连接隔震装置与建筑物,以传递水平剪力。夹层钢板与橡胶紧密结合,不仅提高了支座竖向承载力,又具有较大的水平变形能力和耐反复荷载疲劳的能力。目前建筑隔震橡胶支座可分为:天然橡胶隔震支座(LNR)、铅芯橡胶隔震支座(LRB)、高阻尼橡胶支座(HDR)。
建筑用隔震支座