第一篇：大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展

大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展--回顧與展望

在這實(shí)際的三維世界里，任何結(jié)構(gòu)物本質(zhì)上都是空間性質(zhì)的，只不過(guò)出于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和建造的目的，人們?cè)谠S多場(chǎng)合把它們分解成一片片平面結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行構(gòu)造和計(jì)算。與此同時(shí)，無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單分解的真正意義上的空間體系也始終沒(méi)有停止其自身的發(fā)展，而且日益顯示出一般平面結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的豐富多彩和創(chuàng)造潛力，體現(xiàn)出大

自然的美麗和神奇?？臻g結(jié)構(gòu)的卓越工作性能不僅僅表現(xiàn)在三維受力，而且還由于它們通過(guò)合理的曲面形體來(lái)有效抵抗外荷載的作用。當(dāng)跨度增大時(shí)，空間結(jié)構(gòu)就愈能顯示出它們優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。事實(shí)上，當(dāng)跨度達(dá)到一定程度后，一般平面結(jié)構(gòu)往往已難于成為合理的選擇。從國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐來(lái)看，大跨度建筑多數(shù)采用各種形式的空間結(jié)構(gòu)體系。

近二十余年來(lái)，各種類(lèi)型的大跨空間結(jié)構(gòu)在美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快。建筑物的跨度和規(guī)模越來(lái)越大，目前，尺度達(dá)150m以上的超大規(guī)模建筑已非個(gè)別；結(jié)構(gòu)形式豐富多彩，采用了許多新材料和新技術(shù)，發(fā)展了許多新的空間結(jié)構(gòu)形式。例如1975年建成的美國(guó)新奧爾良“超級(jí)穹頂”（Superdome），直徑207m，長(zhǎng)期被認(rèn)為是世界上最大的球面網(wǎng)殼；現(xiàn)在這一地位已被1993年建成夏徑為222m的日本福岡體育館所取代，但后者更著名的特點(diǎn)是它的可開(kāi)合性：它的球形屋蓋由三塊可旋轉(zhuǎn)的扇形網(wǎng)殼組成，扇形沿圓周導(dǎo)軌移動(dòng)，體育館即可呈全封閉、開(kāi)啟1／3或開(kāi)啟2／3等不同狀態(tài)。1983年建成的加拿大卡爾加里體育館采用雙曲拋物面索網(wǎng)屋蓋，其圓形平面直徑135m，它是為1988年冬季奧運(yùn)會(huì)修建的，外形極為美觀，迄今仍是世界上最大的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。70年代以來(lái)，由于結(jié)構(gòu)使用織物材料的改進(jìn)，膜結(jié)構(gòu)或索-膜結(jié)構(gòu)（用索加強(qiáng)的膜結(jié)構(gòu)）獲得了發(fā)展，美國(guó)建造了許多規(guī)模很大的氣承式索-膜結(jié)構(gòu)；1988年?yáng)|京建成的“后樂(lè)園”棒球館，也采用這種結(jié)構(gòu)技術(shù)尤為先進(jìn)，其近似圓形平面的直徑為204m；美國(guó)亞特蘭大為1996年奧運(yùn)會(huì)修建的“佐治亞穹頂”（GeogiaDome，1992年建成）采用新穎的整體張拉式索一膜結(jié)構(gòu)，其準(zhǔn)橢圓形平面的輪廓尺寸達(dá)192mX241m。許多宏偉而富有特色的大跨度建筑已成為當(dāng)?shù)氐南笳餍詷?biāo)志和著名的人文景觀。

由于經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展的需要，人們還在不斷追求覆蓋更大的空間，例如有人設(shè)想將整個(gè)街區(qū)、整個(gè)廣場(chǎng)、甚至整個(gè)山谷覆蓋起來(lái)形成一個(gè)可人工控制氣候的人聚環(huán)境或休閑環(huán)境；為了發(fā)掘和保護(hù)古代陵墓和重要古跡，也有人設(shè)想采用超大跨度結(jié)構(gòu)物將其覆蓋起來(lái)形成封閉的環(huán)境。目前某些發(fā)達(dá)國(guó)家正在進(jìn)行尺度為300m以上的超大跨度空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案探討。

可以這樣說(shuō)，大跨空間結(jié)構(gòu)是最近三十多年來(lái)發(fā)展最快的結(jié)構(gòu)形式。國(guó)際《空間結(jié)構(gòu)》雜志主編馬考夫斯基（Z.S.Makowski）說(shuō)：在60年代“空間結(jié)構(gòu)還被認(rèn)為是一種興趣但仍屬陌生的非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，然而今天已被全世界廣泛接受?！睆慕裉靵?lái)看，大跨度和超大跨度建筑物及作為其核心的空間結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r已成為代表一個(gè)國(guó)家建筑科技水平的重要標(biāo)志之一。

世界各國(guó)為大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展投入了大量的研究經(jīng)費(fèi)。例如，早在20年前美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)曾組織了為期10年的空間結(jié)構(gòu)研究計(jì)劃，投入經(jīng)費(fèi)1550萬(wàn)美元。同一時(shí)期，西德由斯圖加特大學(xué)主持組織了一個(gè)“大跨度空間結(jié)構(gòu)綜合研究計(jì)劃”，每年研究經(jīng)費(fèi)100萬(wàn)馬克以上。這些研究工作為各國(guó)大跨度建筑的蓬勃發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)條件。國(guó)際殼體和空間結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)（IA）每年定期舉行年會(huì)和各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，是目前最受歡迎的著名學(xué)術(shù)團(tuán)體之一。

我國(guó)大跨度空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)原來(lái)比較薄弱，但隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)和社會(huì)發(fā)展的需要，近十余年來(lái)也取得了比較迅猛的發(fā)展。工程實(shí)踐的數(shù)量較多，空間結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和形式逐漸趨向多樣化，相應(yīng)的理論研究和設(shè)計(jì)技術(shù)也逐步完善。以北京亞運(yùn)會(huì)（1990）、哈爾濱冬季亞運(yùn)會(huì)（1996）、上海八運(yùn)會(huì)（1997）的許多體育建筑為代表的一系列大跨空間結(jié)構(gòu)——作為我國(guó)建筑科技進(jìn)步的某種象征在國(guó)內(nèi)外都取得了一定影響。

種種跡象說(shuō)明，我國(guó)雖然尚是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，但由于國(guó)大人多，隨著國(guó)力的不斷增強(qiáng)，要建造更多更大的體育、休閑、展覽、航空港、機(jī)庫(kù)等大空間和超大空間建筑物的需求十分旺盛，而且這種需求量在一定程度上可能超過(guò)許多發(fā)達(dá)國(guó)家。這是我國(guó)空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域面臨的巨大機(jī)遇。

但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展仍存在一定差距。主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式還比較拘謹(jǐn)，較少大膽創(chuàng)新之作，說(shuō)明新穎的建筑構(gòu)思與先進(jìn)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造之間尚缺乏理想的有機(jī)結(jié)合，尤其是150m以上的超大跨度空間結(jié)構(gòu)的工程實(shí)踐還比較少；結(jié)構(gòu)類(lèi)型相對(duì)地集中于網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，懸索結(jié)構(gòu)用得比較少，而一些有巨大前景的新穎結(jié)構(gòu)形式如

膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)、整體張拉結(jié)構(gòu)、可開(kāi)合結(jié)構(gòu)等在國(guó)外已有不少成功的工程實(shí)踐，在我國(guó)則還處于空白或艱難起步階段。情況看來(lái)是，我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)過(guò)十余年來(lái)在較為平坦的草原上的馳騁之后，似乎遇上了一個(gè)需要努力躍上的新臺(tái)階。這一新臺(tái)階包含材料和生產(chǎn)條件等技術(shù)問(wèn)題，也包含尚未很好解決的一些理論問(wèn)題。為促進(jìn)我國(guó)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的更高層次的發(fā)展，有待科技工作者和企業(yè)家努力創(chuàng)造條件，以求得這些技術(shù)問(wèn)題和理論問(wèn)題較快較好地解決。

大跨空間結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和形式十分豐富多彩，習(xí)慣上分為如下這些類(lèi)型：鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)；平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；懸索結(jié)構(gòu)；膜結(jié)構(gòu)和索－膜結(jié)構(gòu)；近年來(lái)國(guó)外用的較多的“索穹頂”（CableDome)實(shí)際上也是一種特殊形式的索－膜結(jié)構(gòu)；混合結(jié)構(gòu)(HybridStructure)，通常是柔性構(gòu)件和剛性構(gòu)件的聯(lián)合應(yīng)用。

在上述各種空間結(jié)構(gòu)類(lèi)型中，鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)在50年代后期及60年代前期在我國(guó)有所發(fā)展，當(dāng)時(shí)建造過(guò)一些中等跨度的球面殼、柱面殼、雙曲扁殼和扭殼，在理論研究方面還投入過(guò)許多力量，制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)程。但這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型日前應(yīng)用較少，主要原因可能是施工比較費(fèi)時(shí)費(fèi)事。平板網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，還包括一些未能單獨(dú)歸類(lèi)的特殊形式，如折板式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、多平面型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、多層多跨框架式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，總起來(lái)可稱為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。這類(lèi)結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展很快，且持續(xù)不衰。懸索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)等柔性體系均以張力來(lái)抵抗外荷載的作用，可總稱為張力結(jié)構(gòu)。這類(lèi)結(jié)構(gòu)富有發(fā)展前景。下面按這兩個(gè)大類(lèi)簡(jiǎn)要介紹我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r。

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二、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)早于平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在國(guó)外，傳統(tǒng)的肋環(huán)型穹頂已有一百多年歷史，而第一個(gè)平板網(wǎng)架是1940年在德國(guó)建造的（采用Mero體系）。中國(guó)第一批具有現(xiàn)代意義的網(wǎng)殼是在50和60年代建造的，但數(shù)量不多。當(dāng)時(shí)柱面網(wǎng)殼大多采用菱形“聯(lián)方”網(wǎng)格體系，1956年建成的天津體育館鋼網(wǎng)殼（跨度52m）和l961年同濟(jì)大學(xué)建成的鋼筋混凝土網(wǎng)殼（跨度40m）可作為典型代表。球面網(wǎng)殼則主要采用助環(huán)型體系，1954年建成的重慶人民禮堂半球形穹頂（跨度46.32m）和1967年建成的鄭州體育館圓形鋼屋蓋（跨度64m）習(xí)能是僅有的兩個(gè)規(guī)模較大的球面網(wǎng)殼。自此以后直到80年代初期，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在我國(guó)沒(méi)有得到進(jìn)一步的發(fā)展。

相對(duì)而言自第一個(gè)平板網(wǎng)架（上海師范學(xué)院球類(lèi)房，31.5mx40.5m）于1964年建成以來(lái)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一直保持較好發(fā)展勢(shì)頭。1967年建成的首都體育館采用斜放正交網(wǎng)架，其矩形平面尺寸為99mx112m，厚6m，采用型鋼構(gòu)件，高強(qiáng)螺栓連接，用鋼指標(biāo)65kg每平米（1kg每平米≈9.8pa）。1973年建成的上海萬(wàn)人體育館采用圓形平面的三向網(wǎng)架凈架110m，厚6m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點(diǎn)，用鋼指標(biāo)47kg每平米。當(dāng)時(shí)平板網(wǎng)架在國(guó)內(nèi)還是全新的結(jié)構(gòu)形式，這兩個(gè)網(wǎng)架規(guī)模都比較大，即使從今天來(lái)看仍然具有代表性，因而對(duì)工程界產(chǎn)生了很大影響。在當(dāng)時(shí)體育館建設(shè)需求的激勵(lì)下，國(guó)內(nèi)各高校、研究機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)這種新結(jié)構(gòu)投入了許多力量，專業(yè)的制作和安裝企業(yè)也逐漸成長(zhǎng)，為這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展打下了較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。改革開(kāi)放以來(lái)的十多年里是我國(guó)空間結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的黃金時(shí)期而平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就自然地處于捷足先登的優(yōu)先地位。甚至80年代后期北京為迎接1990年亞運(yùn)會(huì)興建的一批體育建筑中，多數(shù)仍采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在這一時(shí)期，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已普遍采用計(jì)算機(jī)，生產(chǎn)技術(shù)也獲得很大進(jìn)步，開(kāi)始廣泛采用裝配式的螺栓球結(jié)點(diǎn)，大大加快了網(wǎng)架的安裝。

但事物總是存在兩個(gè)方面。在平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一枝獨(dú)秀地加快發(fā)展的同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)和文化建設(shè)需求的擴(kuò)大和人們對(duì)建筑欣賞品位的提高，在設(shè)計(jì)日益增多的各式各樣大跨度建筑時(shí)，設(shè)計(jì)者越來(lái)越感覺(jué)到結(jié)構(gòu)形式的選擇余地有限，無(wú)法滿足日益發(fā)展的對(duì)建筑功能和建筑造型多樣化的要求。這種現(xiàn)實(shí)需求對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等多種空間結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展起了良好的刺激作用。由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)條件相同，國(guó)內(nèi)已具備現(xiàn)成的基礎(chǔ)，因而從80年代后半期起，當(dāng)相應(yīng)的理論儲(chǔ)備和設(shè)計(jì)軟件等條件初步完備，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就開(kāi)始了在新的條件下的快速發(fā)展。建造數(shù)量逐年增加，各種形式的網(wǎng)殼，包括球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、鞍形網(wǎng)殼（或扭網(wǎng)殼）、雙曲扁網(wǎng)殼和各種異形網(wǎng)殼，以及上述各種網(wǎng)殼的組合形式均得到了應(yīng)用；還開(kāi)發(fā)了預(yù)應(yīng)力網(wǎng)受、斜拉網(wǎng)殼（用斜拉索加強(qiáng)網(wǎng)殼）等新的結(jié)構(gòu)體系。近幾年來(lái)建造了一些規(guī)模相當(dāng)宏大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。例如1994年建成的天津體育館采用肋環(huán)斜桿型（Schwedler型）雙層球面網(wǎng)殼，其圓形平面凈跨108m，周邊伸出13.5m，網(wǎng)殼厚度3m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點(diǎn)，用鋼指標(biāo)55kg每平米。1995年建成的黑龍江省速滑館用以覆蓋400m速滑跑道，其巨大的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由中央柱面殼部分和兩端半球殼部分組成，輪廓尺寸86.2mx191.2m，覆蓋面積達(dá)15000平米，網(wǎng)殼厚度2.1m，采用圓鋼管構(gòu)件和螺栓球結(jié)點(diǎn)，用鋼指標(biāo)50kg每平米。1997年剛建成的長(zhǎng)春萬(wàn)人體育館平面呈桃核形，由肋環(huán)型球面網(wǎng)殼切去中央條形部分再拼合而成，體型巨大，如果將外伸支腿計(jì)算在內(nèi)，輪廓尺寸達(dá)146mx191.7m，網(wǎng)殼厚度2.8m，其桁架式“網(wǎng)片”的上、下弦和腹桿一律采用方（矩形）鋼管，焊接連接，是我國(guó)第一個(gè)方鋼管網(wǎng)殼。這一網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案是由國(guó)外提出的，施工圖設(shè)計(jì)和制作安裝由國(guó)內(nèi)完成。

在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益擴(kuò)大的同時(shí)，平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)并未停止其自身的發(fā)展。這種目前來(lái)看已比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)有它自己廣泛的使用范圍，跨度不拘大??；而已近幾年在一些重要領(lǐng)域擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。例如在機(jī)場(chǎng)維修機(jī)庫(kù)方面，廣州白云機(jī)場(chǎng)80m機(jī)庫(kù)（199年）、成都機(jī)場(chǎng)140m機(jī)庫(kù)（1995年）、首都機(jī)場(chǎng)2Zmx150m機(jī)庫(kù)（1996年）等大型機(jī)庫(kù)都采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。這些三邊支承的平板網(wǎng)架規(guī)模巨大，且需承受較重的懸掛荷載，常采用較重型的焊接型鋼（或鋼管）結(jié)構(gòu)，有時(shí)需采用三層網(wǎng)架；其單位面積用鋼指標(biāo)可達(dá)到一般公用建筑所用網(wǎng)架的一倍或更多。單層工業(yè)廠房也是近幾年來(lái)平板網(wǎng)架獲得迅速發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。為便于靈活安排生產(chǎn)工藝，廠房的柱網(wǎng)尺寸有日益擴(kuò)大的趨向，這時(shí)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就成為十分經(jīng)濟(jì)適用的理想結(jié)構(gòu)方案。1991年建成的第一汽車(chē)制造廠高爾夫轎車(chē)安裝車(chē)間面積近8萬(wàn)平米（189.2mx421.6m），柱網(wǎng)21mx12m,采用焊接球結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，用鋼指標(biāo)31kg每平米。該廠房是目前世界上面積最大的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。1992年建成的天津無(wú)縫鋼管廠加工車(chē)間面積為6萬(wàn)平米（108mx564m），柱網(wǎng)36mx18m,采用螺栓球結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，用鋼指標(biāo)32kg每平米，與傳統(tǒng)的平面鋼桁架方案比較，節(jié)省了47％。鑒于這類(lèi)廠房的巨大圓積，它們確實(shí)為平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了廣闊的新領(lǐng)域。十分明顯，包括網(wǎng)架和網(wǎng)殼在內(nèi)的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是我國(guó)近十余年來(lái)發(fā)展最快，應(yīng)用最廣的空間結(jié)構(gòu)類(lèi)型。這類(lèi)結(jié)構(gòu)體系整體剛度好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，可提供豐富的建筑造型，因而受到建設(shè)者和設(shè)計(jì)者的喜愛(ài)。我國(guó)網(wǎng)架企業(yè)的蓬勃發(fā)展也為這類(lèi)結(jié)構(gòu)提供了方便的生產(chǎn)條件。據(jù)估計(jì)，近幾年我國(guó)每年建造的網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)達(dá)800萬(wàn)平方米建筑面積，相應(yīng)鋼材用量約20萬(wàn)t。這么大的數(shù)字是任何其它國(guó)家無(wú)法比擬的，無(wú)愧于“網(wǎng)架王國(guó)”這一稱號(hào)，難怪國(guó)外有關(guān)企業(yè)對(duì)這一巨大市場(chǎng)垂涎欲滴。

如此大的發(fā)展勢(shì)頭自然也會(huì)帶采一些問(wèn)題。與國(guó)際水平相比，我國(guó)目前網(wǎng)架生產(chǎn)的工藝水平和質(zhì)量管理水平尚有一定距離。尤其是在市場(chǎng)需求帶動(dòng)下，大量小型網(wǎng)架企業(yè)雨后春筍般成立起來(lái)，難免良莠不齊，設(shè)計(jì)也非總由有經(jīng)驗(yàn)人士擔(dān)任。因而大力加強(qiáng)行業(yè)管理，切實(shí)把握住設(shè)計(jì)制作和安裝質(zhì)量，是促進(jìn)我國(guó)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)一步健康發(fā)展的重要課題。

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三、張力結(jié)構(gòu)

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中國(guó)現(xiàn)代懸索結(jié)構(gòu)的發(fā)展始于50年代后期和60年代，北京的工人體育館和杭州的浙江人民體育館是當(dāng)時(shí)的兩個(gè)代表作。北京工人體育館建成于1961年，其圓形屋蓋采用車(chē)輻式雙層懸索體系，直徑達(dá)94m。浙江人民體育館建成于1967年，其屋蓋為橢圓平面，長(zhǎng)徑80m，短徑60m．采用雙曲拋物面正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

世界上最早的現(xiàn)代懸索屋蓋是美國(guó)于1953年建成的Raleigh體育館，采用以兩個(gè)斜放的拋物線拱為邊緣構(gòu)件的鞍形正交索網(wǎng)。我國(guó)建造的上述兩個(gè)懸索結(jié)構(gòu)無(wú)論從規(guī)模大小或技術(shù)水平來(lái)看在當(dāng)時(shí)都可以說(shuō)是達(dá)到國(guó)際上較先進(jìn)水平的。但此后我國(guó)懸索結(jié)構(gòu)的發(fā)展停頓了較長(zhǎng)一段時(shí)間，一直到80年代，由于大跨度建筑的發(fā)展而提出的對(duì)空間結(jié)構(gòu)形式多樣化的要求，這種形式豐富的輕型結(jié)構(gòu)重新引起了人們的熱情，工程實(shí)踐的數(shù)量有較大增長(zhǎng)，應(yīng)用形式趨于多樣化理論研究也相應(yīng)地開(kāi)展起來(lái)形勢(shì)相當(dāng)喜人。

柔性的懸索在自然狀態(tài)下不僅沒(méi)有剛度，其形狀也是不確定的。必須采用敷設(shè)重屋面或施加預(yù)應(yīng)力等措施，才能賦予一定的形狀，成為在外荷作用下具有必要?jiǎng)偠群托螤罘€(wěn)定性的結(jié)構(gòu)。值得稱道的是，我國(guó)的科技人員在學(xué)習(xí)和吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，在結(jié)合工程具體條件創(chuàng)造更加符合中國(guó)國(guó)情的結(jié)構(gòu)應(yīng)用形式方面做了不少嘗試和創(chuàng)新。

例如，山東省淄博等地把懸索結(jié)構(gòu)應(yīng)用于中小型屋蓋結(jié)構(gòu)中，頗具特色。他們主要采用單層平行索系或傘形輻射索系加鋼筋混凝土屋面板的構(gòu)造方式。施工時(shí)先將屋面板掛在索上（使索正好位于板縫中），在板上臨時(shí)加載使索伸長(zhǎng)，然后在板縫中澆灌細(xì)石混凝土，待達(dá)到一定強(qiáng)度后卸去臨時(shí)荷載，即形成具有一定預(yù)應(yīng)力的“懸掛薄殼”。這種構(gòu)造和施工方法不需要復(fù)雜的技術(shù)和設(shè)備，造價(jià)也比較低。

為了提高單層懸索的形狀穩(wěn)定性，在單層平行索系上設(shè)置橫向加勁梁（或桁架）的辦法也是十分有效的。橫向加勁構(gòu)件的作用有二：一是傳遞可能的集中荷載和局部荷載使之更均勻地分配到各根平行的索上；二是通過(guò)下壓橫向加勁構(gòu)件的兩端到預(yù)定位置或通過(guò)對(duì)索進(jìn)行張拉使整個(gè)體系建立預(yù)應(yīng)力，從而提高屋蓋的剛度。從安徽體育館等幾個(gè)工程的實(shí)踐來(lái)看這種混合結(jié)構(gòu)體系施工方便，用料經(jīng)濟(jì)，是一種成功的創(chuàng)造。

由一系列承重索和曲率相反的穩(wěn)定索組成的預(yù)應(yīng)力雙層索系，是解決懸索結(jié)構(gòu)形狀穩(wěn)定性的另一種有效形式。其工作機(jī)理與預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)有類(lèi)似之處。1966年瑞典工程師Jawerth首先在斯德哥爾摩滑冰館采用由一對(duì)承重索和穩(wěn)定索組成被稱為“索桁架”的專利體系，其后這種平面雙層索系在各國(guó)獲得相當(dāng)廣泛剛用。我國(guó)無(wú)錫體育館也采用了這種體系。作為對(duì)這種體系的改進(jìn)，吉林滑冰館采用了一種新型的空間雙層索系，它的承重索與穩(wěn)定索在不同一陣平面內(nèi)，而是錯(cuò)開(kāi)半個(gè)柱距，從而創(chuàng)造了新穎的建筑造型，而且很好地解決了矩形平面懸索屋蓋通常遇到的屋面排水問(wèn)題。這一新穎結(jié)構(gòu)參加了1987年在美國(guó)舉行的國(guó)際先進(jìn)結(jié)構(gòu)展覽。

我國(guó)懸索結(jié)構(gòu)發(fā)展的另一個(gè)特點(diǎn)是在許多工程中運(yùn)用了各種組合手段。主要的方式是將兩個(gè)以上預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)或其它懸索體系組合起來(lái)，并設(shè)置強(qiáng)大的拱或剛架等結(jié)構(gòu)作為中間支承，形成各種形式的組合屋蓋結(jié)構(gòu)。例如四川省體育館和青島市體育館的屋蓋是由兩片索網(wǎng)和作為中間支承的一對(duì)鋼筋混凝土拱組合起來(lái)的。北京朝陽(yáng)體育館由兩片索網(wǎng)和被稱為“索拱體系”的中央支承結(jié)構(gòu)組成。中央索拱體系由兩條懸索和兩個(gè)鋼拱組成，本身是一種混合結(jié)構(gòu)，其概念也具有創(chuàng)新意義。采用各種組合式屋蓋不僅進(jìn)一步豐富了建筑造型，而且往往能更好地滿足某些建筑功能上的要求，例如為體育館建筑提供了“最優(yōu)”的內(nèi)部空間。單純從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度，單片索網(wǎng)或其它懸索體系可以經(jīng)濟(jì)地跨越很大的跨度，本非必須采用中間支承結(jié)構(gòu)。所以，采用組合式屋蓋在很多場(chǎng)合毋寧說(shuō)主要是出于建筑造型和使用功能方面的考慮。從我國(guó)這幾年的實(shí)踐效果來(lái)看，它在這方面是起到了預(yù)期作用的。

將斜拉體系引用到屋蓋結(jié)構(gòu)中來(lái)，可形成一系列混合結(jié)構(gòu)形式。這種體系利用由塔柱頂端伸出的斜拉索為屋蓋的橫跨結(jié)構(gòu)（主梁、桁架、平板網(wǎng)架等）提供了一系列中間彈性支承，使這些橫跨結(jié)構(gòu)不需靠增大結(jié)構(gòu)高度和構(gòu)件截面即能跨越很大的跨度。前面提到的斜拉網(wǎng)殼也屬于這類(lèi)混合結(jié)構(gòu)。

盡管十余年來(lái)懸索結(jié)構(gòu)取得了可喜的發(fā)展，但與網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)比較其發(fā)展相對(duì)較慢，分析起來(lái)可能有兩方面的原因：（1）懸索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論相對(duì)復(fù)雜一些，又缺少具有較高商品化程度的實(shí)用計(jì)算程序，因而難于為一般設(shè)計(jì)單位普遇采用；（2）盡管懸索結(jié)構(gòu)的施工并不復(fù)雜，但一般施工單位對(duì)它不夠熟悉，更沒(méi)有形成專業(yè)的懸索結(jié)構(gòu)施工隊(duì)伍，這也影響建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位大膽采用這種結(jié)構(gòu)形式。

與此同時(shí)，同屬于張力結(jié)構(gòu)體系、在國(guó)外應(yīng)用很廣的膜結(jié)構(gòu)或索-膜結(jié)構(gòu)在我國(guó)則處于艱難起步階段。除了設(shè)計(jì)理論儲(chǔ)備和生產(chǎn)條件方面的原因外，缺少符合建筑要求的國(guó)產(chǎn)膜材是一個(gè)主要的制約因素。從國(guó)外情況看，1970年大阪萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)上的美國(guó)館采用氣承式膜結(jié)構(gòu)（俗稱充氣結(jié)構(gòu)），首次使用以聚氯乙烯（PVC）為涂層的玻璃纖維織物，受到廣泛注意，其準(zhǔn)橢圓平面的軸線尺寸達(dá)14Omx835m，一般認(rèn)為是第一個(gè)現(xiàn)代意義的大跨度膜結(jié)構(gòu)。70年代初杜邦公司開(kāi)發(fā)出以聚四氟乙烯（PTFE，商品名稱Teflon）為涂層的玻璃纖維織物，這種膜材強(qiáng)度高，耐火性、自潔性和耐久性均好，為膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用起到了積極推動(dòng)作用。從那時(shí)起到1984年，美國(guó)建造了一批尺度為138m-235m的體育館，均采用氣承式索-膜結(jié)構(gòu)，取得了極佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但這種結(jié)構(gòu)體系也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，主要是田于意外漏氣或氣壓控制系統(tǒng)不穩(wěn)定而使屋面下癟，或由于暴風(fēng)雪天氣在屋面形成局部雪兜而熱空氣融雪系統(tǒng)又效能不足導(dǎo)致屋面下癟甚至事故。這些問(wèn)題使人們對(duì)氣承式膜結(jié)構(gòu)的前途產(chǎn)生懷疑，美國(guó)自1985年以后在建造大型體育館時(shí)沒(méi)有再使用這種結(jié)構(gòu)形式。人們把更多的注意力轉(zhuǎn)到張拉式的膜結(jié)構(gòu)或索-膜結(jié)構(gòu)。但如前面所提，日本在1988年建成的東京后樂(lè)園棒球館仍然采用氣承式索-膜結(jié)構(gòu)，不過(guò)應(yīng)用了極為先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，而且采用雙層膜結(jié)構(gòu)，中間可通熱空氣融雪；中央計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、雪壓、室內(nèi)氣壓、膜和索的變形及內(nèi)力，并自動(dòng)選擇最佳方法來(lái)控制室內(nèi)氣壓和消除積雪。

張拉式膜（或索-膜）結(jié)構(gòu)自80年代以來(lái)在發(fā)達(dá)國(guó)家獲得極大發(fā)展。這種體系與索網(wǎng)結(jié)構(gòu)類(lèi)似，張緊在剛性或柔性邊緣構(gòu)件上，或通過(guò)特殊構(gòu)造支承在若干獨(dú)立支點(diǎn)上，通過(guò)張拉建立預(yù)應(yīng)力，并獲得確定形狀。1985年建成的沙特阿拉伯利雅得體育場(chǎng)外徑288m，其看臺(tái)挑蓬由24個(gè)連在一起的形狀相同的單支柱帳篷式膜結(jié)構(gòu)單元組成。每個(gè)單元懸掛于中央支柱，外緣通過(guò)邊緣索張緊在若干獨(dú)立的錨固裝置上，內(nèi)緣則蹦緊在直徑為133m的中央環(huán)索上。1993年建成的美國(guó)丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳采用完全封閉的張拉式膜結(jié)構(gòu)平面尺寸305mx67m，由17個(gè)連成一排的雙支柱帳篷式單元組成，每個(gè)長(zhǎng)條形的單元由相距45.7m的兩根支柱撐起。這兩個(gè)工程是比較典型的大型張拉式膜結(jié)構(gòu)的例子。另外還有一類(lèi)骨架支承式膜結(jié)構(gòu)。例如日本秋田縣的“天穹”（Skydome）是一個(gè)切去兩邊的球面穹頂（D=130m），其主要承重結(jié)構(gòu)是一系列平行的格構(gòu)式鋼拱架，蒙以膜材后，用設(shè)在兩拱中間的鋼索向下拉緊，并在屋面上形成V形排水（雪）溝槽。這種骨架是支承式膜結(jié)構(gòu)的例子也是很多的。然而由美國(guó)工程師Geiger根據(jù)Fuller的張拉集合體（Teegrity)概念發(fā)展起來(lái)的所謂“索穹頂”（CableDome），也許是近10年來(lái)最為膾炙人口的一種新穎張拉體系。Teegrity原是指由連續(xù)的拉桿與分散的壓桿組成的自平衡體系，其指導(dǎo)思想是充分發(fā)揮桿件的受拉作用。然而嚴(yán)格意義上的Teegrity體系未能在工程中實(shí)現(xiàn)。Geiger進(jìn)行了適當(dāng)改造，提出了支承在圓形剛件周邊構(gòu)件上的預(yù)應(yīng)力拉索-壓桿體系，索沿輻射方向布置，并利用膜材作為屋面，他稱之為“索穹頂”，并首先用于1988年漢城奧運(yùn)會(huì)的兩個(gè)體育館工程。美國(guó)的Levy進(jìn)一步發(fā)展這種體系，改用聯(lián)方形拉索網(wǎng)格，使屋面膜單元呈菱形的雙曲拋物面形狀，并用于1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)體育館，其平面呈準(zhǔn)橢圓形，尺寸達(dá)24lmx192m。這類(lèi)張拉式索-壓桿-膜體系，重量極輕，安裝方便，在大跨度和超大跨度建筑中極具應(yīng)用前景。

與世界先進(jìn)水平相比，中國(guó)在膜結(jié)構(gòu)方面的差距是十分明顯的。幾年來(lái)在理論研究方面做了不少工作，應(yīng)該說(shuō)已建立起一定的理論儲(chǔ)備。在膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面近年來(lái)也開(kāi)始呈現(xiàn)比較活潑的勢(shì)頭。上海為迎接八運(yùn)會(huì)于1997年建成的體育場(chǎng)其看臺(tái)挑篷采用鋼骨架支承的膜結(jié)構(gòu)，總覆蓋面積36100平米，是我國(guó)首次在大型建筑上采用膜結(jié)構(gòu)；但所用膜材是進(jìn)口的，施工安裝也由外國(guó)公司進(jìn)行，價(jià)格較昂貴。值得指出的是，中國(guó)已出現(xiàn)了專門(mén)從事膜結(jié)構(gòu)制作與安裝的企業(yè)，他們已興建了幾個(gè)較小型的膜結(jié)構(gòu)。國(guó)產(chǎn)膜材的質(zhì)量也正在改進(jìn)。各種跡象表明，膜結(jié)構(gòu)這一族富有潛力的大跨空間結(jié)構(gòu)新成員在我國(guó)的發(fā)展已露出桅尖。

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四、理論研究

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（1）空間結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是同相應(yīng)的理論研究同步發(fā)展的。應(yīng)該說(shuō)我們?cè)诳臻g結(jié)構(gòu)理論研究大面做了許多工作。主要研究?jī)?nèi)容偏重于靜力作用下的結(jié)構(gòu)性狀和分析方法，以滿足一般設(shè)計(jì)工作的要求為主要目標(biāo)。這些研究為我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了基本的理論支持。早期的工作偏重于以連續(xù)化理論為基礎(chǔ)的各種解析方法的研究，例如平板網(wǎng)架的擬板解法、網(wǎng)殼的擬殼解法；懸索結(jié)構(gòu)在荷載作用下要產(chǎn)生較大位移，因而計(jì)算中應(yīng)考慮幾何非線性，當(dāng)時(shí)發(fā)展了一系列適用于不同形式懸索結(jié)構(gòu)的考慮大位移的解析方法。在一段時(shí)期內(nèi)，當(dāng)計(jì)算機(jī)尚未廣泛運(yùn)用于結(jié)構(gòu)計(jì)算以前，各種解析方法曾對(duì)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展起過(guò)重要作用，但解析方法終究有其局限性，它們具有不同程度的近似性，而且往往僅適用于某些特定的結(jié)構(gòu)形式。

計(jì)算機(jī)的普及和有限元分析方法的廣泛運(yùn)用為空間結(jié)構(gòu)的加速發(fā)展創(chuàng)造了真正的條件。許多大型的和特殊形式的新穎空間結(jié)構(gòu)只能用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行分析。我國(guó)從80年代開(kāi)始陸續(xù)編制出適用于不同空間結(jié)構(gòu)的各種計(jì)算機(jī)分析程序和CAD軟件，且功能日益完備?，F(xiàn)在我們?cè)O(shè)計(jì)空間結(jié)構(gòu)幾乎全部依靠計(jì)算機(jī)。事實(shí)上，當(dāng)設(shè)計(jì)由成千桿件和結(jié)點(diǎn)組成的大型空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，尤其是當(dāng)采用螺栓球結(jié)點(diǎn)時(shí)，離開(kāi)適用的CAD軟件是無(wú)法想象的。但也應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)某些形式的懸索結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單實(shí)用的解析方法仍然有意義；對(duì)于像雙層索系等比較簡(jiǎn)單的體系，解析力法已完全可以提供準(zhǔn)確而完整的計(jì)算結(jié)果。例如，吉林滑冰館的大型懸索屋蓋設(shè)計(jì)是由簡(jiǎn)單的手籌來(lái)完成的。

十余年來(lái)關(guān)于空間結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)特點(diǎn)是做了大量的試驗(yàn)。這是我國(guó)結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域的一個(gè)優(yōu)良傳統(tǒng)。80年代乃至90年代初期建造的幾乎每一個(gè)有代表性的大型空間結(jié)構(gòu)，都作過(guò)模型試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。這些試驗(yàn)研究同理論分析工作一起，以及它們之間的相互印證，使我們對(duì)原來(lái)可能比較生疏的各種新穎空間結(jié)構(gòu)的基本性能了解得越來(lái)越全面，為設(shè)計(jì)這些結(jié)構(gòu)積累起比較豐富的理論儲(chǔ)備。

（2）除了關(guān)于各種類(lèi)型空間結(jié)構(gòu)的基本性狀和計(jì)算方法的研究以外，一些更為基礎(chǔ)性的理論研究也受到了重視，例如關(guān)于網(wǎng)殼穩(wěn)定性的研究已取得許多重要成果。

穩(wěn)定性是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、尤其是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題，也是國(guó)內(nèi)外十多年來(lái)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能可以從其荷載-位移全過(guò)程曲線中得到完整的概念；這種全過(guò)程曲線要由較精確的非線性分析得出。從非線性分析的角度來(lái)考察，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題和強(qiáng)度問(wèn)題是相互聯(lián)系在一起的。結(jié)構(gòu)的荷載-位移全過(guò)程曲線可以把結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以至于剛度的整個(gè)變化歷程表示得清清楚楚。當(dāng)考察創(chuàng)始缺陷和荷載分布方式等因素對(duì)實(shí)際網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能的影響時(shí)，也均可從全過(guò)程曲線的規(guī)律性變化中進(jìn)行研究。

但是當(dāng)利用計(jì)算機(jī)對(duì)具有大量自由度的復(fù)雜體系進(jìn)行有效的非線性有限元分析尚未能允分實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，要進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的全過(guò)程分析是十分困難的。在較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，人們不得不求助于連續(xù)化理論（“擬殼法”）將網(wǎng)殼轉(zhuǎn)化為連續(xù)殼體結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)某些近似的非線性解析方法來(lái)求出殼體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性承載力。這種方法顯然有較大局限性：連續(xù)化殼體穩(wěn)定性理論本身并未完善，事實(shí)上僅對(duì)少數(shù)特定的殼體（例如球面殼）才能得出較實(shí)用的公式；此外，所討論的殼體一般是等厚度的和各向同性的，無(wú)法反映實(shí)際網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的不均勻構(gòu)造和各向異性的特點(diǎn)。因此，在許多重要場(chǎng)合還必須依靠細(xì)致的模型試驗(yàn)來(lái)測(cè)定穩(wěn)定性承載力，講與可能的計(jì)算結(jié)果相互印證。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，非線性有限元分析方法興起，并逐漸成為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析中的有力工具。我國(guó)從80年代后期開(kāi)始也積極開(kāi)展以非線性全過(guò)程分析為基礎(chǔ)的網(wǎng)殼穩(wěn)定性研究。在總結(jié)國(guó)外已取得成果的基礎(chǔ)上，在理論表達(dá)式的精確化、合理選用平衡路徑跟蹤的計(jì)算方法、靈活的迭代策略等方面進(jìn)行了深入細(xì)致的探索，使具有大量自由度的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的全過(guò)程分析成為可能；并編制出相應(yīng)的分析程序。此外，在研究初始缺陷對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性的影響時(shí)，對(duì)所提出的“一致缺陷模態(tài)祛”（即認(rèn)為初始缺陷按最低屈

曲模態(tài)分布時(shí)可能具有最不利影響）的合理性和有效性進(jìn)行了仔細(xì)論證，并使之規(guī)范化。

在上述理論成果的基礎(chǔ)上，采用大規(guī)模參數(shù)分析的方法，進(jìn)行了網(wǎng)殼穩(wěn)定性分所實(shí)用方法的研究。即結(jié)合不同類(lèi)型的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，在其基本參數(shù)（幾何參數(shù)、構(gòu)造參數(shù)、荷載參數(shù)等）的常用變化范圍內(nèi)，進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)際結(jié)構(gòu)全過(guò)程分析，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和歸納，考察網(wǎng)殼穩(wěn)定性的變化規(guī)律，最后通過(guò)回歸分析提出網(wǎng)殼穩(wěn)定性驗(yàn)算的實(shí)用公式。近幾年來(lái)，共計(jì)對(duì)2800余例各種形式的實(shí)際尺寸網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全過(guò)程分析，得到了相當(dāng)規(guī)律性的結(jié)果。所提出的實(shí)用公式用起來(lái)比較簡(jiǎn)便，然而是建立在精確分析方法的基礎(chǔ)之上的。這一工作很受廣大設(shè)計(jì)部門(mén)歡迎。這些公式已列入正在編制的“網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”（征求意見(jiàn)稿）。應(yīng)該說(shuō)，我國(guó)關(guān)于網(wǎng)殼穩(wěn)定性的研究是相當(dāng)深入和細(xì)致的。

（3）相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震荷載作用下的反應(yīng)研究得較少。作者個(gè)人認(rèn)為，對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，風(fēng)荷載的動(dòng)力作用可能不是設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題，但隨著網(wǎng)殼尺度的增大，深入研究其抗地震性能則具有重要意義。在抗震領(lǐng)域，對(duì)高層和高聳結(jié)構(gòu)研究得比較透徹；但網(wǎng)殼等大跨結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能具有不同特點(diǎn)，例如其頻率分布比較密集，往往從最低階算起前面數(shù)十個(gè)振型都可能對(duì)其地震反應(yīng)有貢獻(xiàn)，因而一般的振型分解法是否適用是一個(gè)值得探討的問(wèn)題，不同方法（包括豎向）的地震作用引起的反應(yīng)往往是同量級(jí)的，因此考慮多維輸入可能是一個(gè)相當(dāng)重要的問(wèn)題；國(guó)外已建的和我國(guó)今后將要建的一些超大跨度網(wǎng)殼尺度十分巨大，因而在計(jì)算中也許有必要考慮地震動(dòng)力的空間相關(guān)性；此外，單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在靜力作用下的穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)中的重要因素，它們?cè)诘卣鹱饔孟峦瑯哟嬖趧?dòng)力失穩(wěn)問(wèn)題，其嚴(yán)重性如何？對(duì)于某些動(dòng)力反應(yīng)過(guò)大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，是否有必要采取適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)控制措施？諸如此類(lèi)問(wèn)題都是我國(guó)學(xué)術(shù)界正在深入思考或已著手進(jìn)行研究的問(wèn)題。

（4）具有曲面形狀的空間結(jié)構(gòu)是最充分地利用形狀來(lái)抵抗外力作用的結(jié)構(gòu)形式，所以空間結(jié)構(gòu)的形體設(shè)計(jì)（或從理掄分析角度稱作形態(tài)分析）具有十分重要的意義。對(duì)于鋼筋混凝土薄殼和鋼網(wǎng)殼等較剛性的體系，其形態(tài)分析主要涉及結(jié)構(gòu)幾何形狀的優(yōu)化。對(duì)索網(wǎng)、膜和索-膜等柔性結(jié)構(gòu)體系，形態(tài)分析具有更基本的意義，因?yàn)樵谝欢ㄟ吔鐥l件下，柔性體系僅當(dāng)存在適當(dāng)預(yù)應(yīng)力時(shí)才具有確定的形狀，且其幾例形狀是隨支承條件和預(yù)應(yīng)力分布形態(tài)而變化的；因而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要內(nèi)容就是所謂的“找形”（Form-finding），借此來(lái)確定形狀-預(yù)應(yīng)力-支承條件這一綜合系統(tǒng)與使用要求之間的優(yōu)化組合?！罢倚巍币话悴捎梅蔷€性有限元分析方法，但理論上遠(yuǎn)未定型。英國(guó)Barnes等提出的動(dòng)力松弛法和德國(guó)Linkwitz等提出的力密度法等近似方法也能成功地應(yīng)用于一些特定類(lèi)型問(wèn)題。日本半谷近年來(lái)提出形態(tài)分析的概念試圖使空間結(jié)構(gòu)的形體設(shè)計(jì)理論進(jìn)一步系統(tǒng)化，很有意義。這一理論有待繼續(xù)發(fā)展。我國(guó)在懸索結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)的“找形分析”或更確切地說(shuō)“初始平衡狀態(tài)分析”方面作過(guò)不少工作，并編制了一些相應(yīng)的軟件。今后似應(yīng)在下列兩方面進(jìn)行更系統(tǒng)的理論研究工作：一方面是在總結(jié)現(xiàn)有分析方法的基礎(chǔ)上，建立起統(tǒng)一的形態(tài)分析理論，與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相結(jié)合，系統(tǒng)跟蹤柔性空間結(jié)構(gòu)的成形——受力全過(guò)程并形成相應(yīng)的軟件；另一方面是在形態(tài)分析理論的基礎(chǔ)上，提出空間結(jié)構(gòu)幾何形狀的優(yōu)化準(zhǔn)則和分析方法。

（5）膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)等柔性體系自振頻率較低，是風(fēng)敏感性結(jié)構(gòu)，因而研究這類(lèi)結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的反應(yīng)及其抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法十分重要。這一課題具有較大理論難度，國(guó)內(nèi)外研究尚少，在許多方面基本上是空白，因而開(kāi)展這一研究尤具重要意義。

我們對(duì)懸索結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問(wèn)題做過(guò)一定研究，針對(duì)這種大跨柔性結(jié)構(gòu)頻域?qū)捛翌l率分布密集的特點(diǎn)，提出了適用的隨機(jī)風(fēng)振反應(yīng)分析方法；并且，針對(duì)懸索結(jié)構(gòu)這種非線性體系，提出了廣義風(fēng)振系數(shù)的概念，通過(guò)大規(guī)模參數(shù)分析，為橢圓形及菱形平面的常用索網(wǎng)結(jié)構(gòu)提出了簡(jiǎn)便的實(shí)用計(jì)算方法。還組織過(guò)相應(yīng)的剛性模型和氣彈模型的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。

對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)體系，其風(fēng)振特性也有差別。采用傳統(tǒng)屋面材料的懸索結(jié)構(gòu)整體工作性能相對(duì)較好（局部變形較?。?，結(jié)構(gòu)的整體位移對(duì)氣流場(chǎng)的改變不大。這類(lèi)結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的振動(dòng)一般屬于限幅隨機(jī)振動(dòng)。膜和索-膜結(jié)構(gòu)具有不同特點(diǎn)，膜既是受力構(gòu)件又是覆面材料，且質(zhì)輕面薄，結(jié)構(gòu)的局部剛度很小，在風(fēng)作用下，局部膜單元的加速度和速度反應(yīng)較大，可能對(duì)周?chē)目諝馕闪魉俣犬a(chǎn)生影響，導(dǎo)致氣彈反應(yīng)和顫振。因此在研究膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問(wèn)題時(shí)，應(yīng)對(duì)可能的動(dòng)力失穩(wěn)問(wèn)題進(jìn)行深入的理論分析和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究。

作者相信，在做好上面這些理論研究工作以后，將使我國(guó)大跨空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域形成較完整的理論體系并進(jìn)入世界先進(jìn)行列，為我國(guó)大跨度建筑的進(jìn)一步發(fā)展提供充分的理論支持。

第二篇：大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展回顧與展望

大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展——回顧與展望 來(lái)源：中國(guó)論文下載中心

[ 06-03-20 08:42:00 ]

作者：沈世釗

編輯：studa9ngns 摘要：大跨空間結(jié)構(gòu)是目前發(fā)展最快的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。大跨度建筑及作為其核心的空間結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r是代表一個(gè)國(guó)家建筑科技水平的重要標(biāo)志之一。本文就空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和張力結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)介紹了國(guó)內(nèi)外（但主要是國(guó)外）空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景。對(duì)這一領(lǐng)域幾個(gè)重要理論問(wèn)題，包括空間結(jié)構(gòu)的形態(tài)分析理論、大跨柔性屬蓋的動(dòng)力風(fēng)效應(yīng)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性能等問(wèn)題的研究提出了看法。

關(guān)鍵詞：空間結(jié)構(gòu) 回顧 展望

一、概 述

在這實(shí)際的三維世界里，任何結(jié)構(gòu)物本質(zhì)上都是空間性質(zhì)的，只不過(guò)出于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和建造的目的，人們?cè)谠S多場(chǎng)合把它們分解成一片片平面結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行構(gòu)造和計(jì)算。與此同時(shí)，無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單分解的真正意義上的空間體系也始終沒(méi)有停止其自身的發(fā)展，而且日益顯示出一般平面結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的豐富多彩和創(chuàng)造潛力，體現(xiàn)出大自然的美麗和神奇?？臻g結(jié)構(gòu)的卓越工作性能不僅僅表現(xiàn)在三維受力，而且還由于它們通過(guò)合理的曲面形體來(lái)有效抵抗外荷載的作用。當(dāng)跨度增大時(shí)，空間結(jié)構(gòu)就愈能顯示出它們優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。事實(shí)上，當(dāng)跨度達(dá)到一定程度后，一般平面結(jié)構(gòu)往往已難于成為合理的選擇。從國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐來(lái)看，大跨度建筑多數(shù)采用各種形式的空間結(jié)構(gòu)體系。

近二十余年來(lái)，各種類(lèi)型的大跨空間結(jié)構(gòu)在美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快。建筑物的跨度和規(guī)模越來(lái)越大，目前，尺度達(dá)150m以上的超大規(guī)模建筑已非個(gè)別；結(jié)構(gòu)形式豐富多彩，采用了許多新材料和新技術(shù)，發(fā)展了許多新的空間結(jié)構(gòu)形式。例如 1975年建成的美國(guó)新奧爾良“超級(jí)穹頂”（Superdome），直徑207m，長(zhǎng)期被認(rèn)為是世界上最大的球面網(wǎng)殼；現(xiàn)在這一地位已被1993年建成夏徑為222m的日本福岡體育館所取代，但后者更著名的特點(diǎn)是它的可開(kāi)合性：它的球形屋蓋由三塊可旋轉(zhuǎn)的扇形網(wǎng)殼組成，扇形沿圓周導(dǎo)軌移動(dòng)，體育館即可呈全封閉、開(kāi)啟1／3或開(kāi)啟2／3等不同狀態(tài)。1983年建成的加拿大卡爾加里體育館采用雙曲拋物面索網(wǎng)屋蓋，其圓形平面直徑135m，它是為1988年冬季奧運(yùn)會(huì)修建的，外形極為美觀，迄今仍是世界上最大的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。70年代以來(lái)，由于結(jié)構(gòu)使用織物材料的改進(jìn)，膜結(jié)構(gòu)或索-膜結(jié)構(gòu)（用索加強(qiáng)的膜結(jié)構(gòu)）獲得了發(fā)展，美國(guó)建造了許多規(guī)模很大的氣承式索-膜結(jié)構(gòu)；1988年?yáng)|京建成的“后樂(lè)園”棒球館，也采用這種結(jié)構(gòu)技術(shù)尤為先進(jìn)，其近似圓形平面的直徑為204m；美國(guó)亞特蘭大為1996年奧運(yùn)會(huì)修建的“佐治亞穹頂”（Geogia Dome，1992年建成）采用新穎的整體張拉式索一膜結(jié)構(gòu)，其準(zhǔn)橢圓形平面的輪廓尺寸達(dá)192mX241m。許多宏偉而富有特色的大跨度建筑已成為當(dāng)?shù)氐南笳餍詷?biāo)志和著名的人文景觀。

由于經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展的需要，人們還在不斷追求覆蓋更大的空間，例如有人設(shè)想將整個(gè)街區(qū)、整個(gè)廣場(chǎng)、甚至整個(gè)山谷覆蓋起來(lái)形成一個(gè)可人工控制氣候的人聚環(huán)境或休閑環(huán)境；為了發(fā)掘和保護(hù)古代陵墓和重要古跡，也有人設(shè)想采用超大跨度結(jié)構(gòu)物將其覆蓋起來(lái)形成封閉的環(huán)境。目前某些發(fā)達(dá)國(guó)家正在進(jìn)行尺度為300m以上的超大跨度空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案探討。

可以這樣說(shuō)，大跨空間結(jié)構(gòu)是最近三十多年來(lái)發(fā)展最快的結(jié)構(gòu)形式。國(guó)際《空間結(jié)構(gòu)》雜志主編馬考夫斯基（Z.S.Makowski）說(shuō)：在60年代“空間結(jié)構(gòu)還被認(rèn)為是一種興趣但仍屬陌生的非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，然而今天已被全世界廣泛接受?！睆慕裉靵?lái)看，大跨度和超大跨度建筑物及作為其核心的空間結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r已成為代表一個(gè)國(guó)家建筑科技水平的重要標(biāo)志之一。

世界各國(guó)為大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展投入了大量的研究經(jīng)費(fèi)。例如，早在20年前美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)曾組織了為期 10年的空間結(jié)構(gòu)研究計(jì)劃，投入經(jīng)費(fèi) 1550萬(wàn)美元。同一時(shí)期，西德由斯圖加特大學(xué)主持組織了一個(gè)“大跨度空間結(jié)構(gòu)綜合研究計(jì)劃”，每年研究經(jīng)費(fèi)100萬(wàn)馬克以上。這些研究工作為各國(guó)大跨度建筑的蓬勃發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)條件。國(guó)際殼體和空間結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)（IASS）每年定期舉行年會(huì)和各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，是目前最受歡迎的著名學(xué)術(shù)團(tuán)體之一。

我國(guó)大跨度空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)原來(lái)比較薄弱，但隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)和社會(huì)發(fā)展的需要，近十余年來(lái)也取得了比較迅猛的發(fā)展。工程實(shí)踐的數(shù)量較多，空間結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和形式逐漸趨向多樣化，相應(yīng)的理論研究和設(shè)計(jì)技術(shù)也逐步完善。以北京亞運(yùn)會(huì)（1990）、哈爾濱冬季亞運(yùn)會(huì)（1996）、上海八運(yùn)會(huì)（1997）的許多體育建筑為代表的一系列大跨空間結(jié)構(gòu)——作為我國(guó)建筑科技進(jìn)步的某種象征在國(guó)內(nèi)外都取得了一定影響。

種種跡象說(shuō)明，我國(guó)雖然尚是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，但由于國(guó)大人多，隨著國(guó)力的不斷增強(qiáng)，要建造更多更大的體育、休閑、展覽、航空港、機(jī)庫(kù)等大空間和超大空間建筑物的需求十分旺盛，而且這種需求量在一定程度上可能超過(guò)許多發(fā)達(dá)國(guó)家。這是我國(guó)空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域面臨的巨大機(jī)遇。

但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展仍存在一定差距。主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式還比較拘謹(jǐn)，較少大膽創(chuàng)新之作，說(shuō)明新穎的建筑構(gòu)思與先進(jìn)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造之間尚缺乏理想的有機(jī)結(jié)合，尤其是150m以上的超大跨度空間結(jié)構(gòu)的工程實(shí)踐還比較少；結(jié)構(gòu)類(lèi)型相對(duì)地集中于網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，懸索結(jié)構(gòu)用得比較少，而一些有巨大前景的新穎結(jié)構(gòu)形式如膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)、整體張拉結(jié)構(gòu)、可開(kāi)合結(jié)構(gòu)等在國(guó)外已有不少成功的工程實(shí)踐，在我國(guó)則還處于空白或艱難起步階段。情況看來(lái)是，我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)過(guò)十余年來(lái)在較為平坦的草原上的馳騁之后，似乎遇上了一個(gè)需要努力躍上的新臺(tái)階。這一新臺(tái)階包含材料和生產(chǎn)條件等技術(shù)問(wèn)題，也包含尚未很好解決的一些理論問(wèn)題。為促進(jìn)我國(guó)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的更高層次的發(fā)展，有待科技工作者和企業(yè)家努力創(chuàng)造條件，以求得這些技術(shù)問(wèn)題和理論問(wèn)題較快較好地解決。

大跨空間結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和形式十分豐富多彩，習(xí)慣上分為如下這些類(lèi)型：鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)；平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；懸索結(jié)構(gòu)；膜結(jié)構(gòu)和索－膜結(jié)構(gòu)；近年來(lái)國(guó)外用的較多的“索穹頂”（Cable Dome)實(shí)際上也是一種特殊形式的索－膜結(jié)構(gòu)；混合結(jié)構(gòu)(Hybrid Structure)，通常是柔性構(gòu)件和剛性構(gòu)件的聯(lián)合應(yīng)用。

在上述各種空間結(jié)構(gòu)類(lèi)型中，鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)在50年代后期及60年代前期在我國(guó)有所發(fā)展，當(dāng)時(shí)建造過(guò)一些中等跨度的球面殼、柱面殼、雙曲扁殼和扭殼，在理論研究方面還投入過(guò)許多力量，制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)程。但這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型日前應(yīng)用較少，主要原因可能是施工比較費(fèi)時(shí)費(fèi)事。平板網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，還包括一些未能單獨(dú)歸類(lèi)的特殊形式，如折板式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、多平面型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、多層多跨框架式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，總起來(lái)可稱為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。這類(lèi)結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展很快，且持續(xù)不衰。懸索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)等柔性體系均以張力來(lái)抵抗外荷載的作用，可總稱為張力結(jié)構(gòu)。這類(lèi)結(jié)構(gòu)富有發(fā)展前景。下面按這兩個(gè)大類(lèi)簡(jiǎn)要介紹我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r。

二、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)早于平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在國(guó)外，傳統(tǒng)的肋環(huán)型穹頂已有一百多年歷史，而第一個(gè)平板網(wǎng)架是1940年在德國(guó)建造的（采用Mero體系）。中國(guó)第一批具有現(xiàn)代意義的網(wǎng)殼是在50和60年代建造的，但數(shù)量不多。當(dāng)時(shí)柱面網(wǎng)殼大多采用菱形“聯(lián)方”網(wǎng)格體系，1956年建成的天津體育館鋼網(wǎng)殼（跨度52m）和l961年同濟(jì)大學(xué)建成的鋼筋混凝土網(wǎng)殼（跨度40m）可作為典型代表。球面網(wǎng)殼則主要采用助環(huán)型體系，1954年建成的重慶人民禮堂半球形穹頂（跨度46.32m）和1967年建成的鄭州體育館圓形鋼屋蓋（跨度64m）習(xí)能是僅有的兩個(gè)規(guī)模較大的球面網(wǎng)殼。自此以后直到80年代初期，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在我國(guó)沒(méi)有得到進(jìn)一步的發(fā)展。

相對(duì)而言自第一個(gè)平板網(wǎng)架（上海師范學(xué)院球類(lèi)房，31.5mx40.5m）于1964年建成以來(lái)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一直保持較好發(fā)展勢(shì)頭。1967年建成的首都體育館采用斜放正交網(wǎng)架，其矩形平面尺寸為99mx112m，厚6m，采用型鋼構(gòu)件，高強(qiáng)螺栓連接，用鋼指標(biāo)65kg每平米（1kg每平米≈9.8pa）。1973年建成的上海萬(wàn)人體育館采用圓形平面的三向網(wǎng)架凈架110m，厚6m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點(diǎn)，用鋼指標(biāo)47kg每平米。當(dāng)時(shí)平板網(wǎng)架在國(guó)內(nèi)還是全新的結(jié)構(gòu)形式，這兩個(gè)網(wǎng)架規(guī)模都比較大，即使從今天來(lái)看仍然具有代表性，因而對(duì)工程界產(chǎn)生了很大影響。在當(dāng)時(shí)體育館建設(shè)需求的激勵(lì)下，國(guó)內(nèi)各高校、研究機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)這種新結(jié)構(gòu)投入了許多力量，專業(yè)的制作和安裝企業(yè)也逐漸成長(zhǎng)，為這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展打下了較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。改革開(kāi)放以來(lái)的十多年里是我國(guó)空間結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的黃金時(shí)期而平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就自然地處于捷足先登的優(yōu)先地位。甚至80年代后期北京為迎接1990年亞運(yùn)會(huì)興建的一批體育建筑中，多數(shù)仍采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在這一時(shí)期，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已普遍采用計(jì)算機(jī)，生產(chǎn)技術(shù)也獲得很大進(jìn)步，開(kāi)始廣泛采用裝配式的螺栓球結(jié)點(diǎn)，大大加快了網(wǎng)架的安裝。

但事物總是存在兩個(gè)方面。在平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一枝獨(dú)秀地加快發(fā)展的同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)和文化建設(shè)需求的擴(kuò)大和人們對(duì)建筑欣賞品位的提高，在設(shè)計(jì)日益增多的各式各樣大跨度建筑時(shí)，設(shè)計(jì)者越來(lái)越感覺(jué)到結(jié)構(gòu)形式的選擇余地有限，無(wú)法滿足日益發(fā)展的對(duì)建筑功能和建筑造型多樣化的要求。這種現(xiàn)實(shí)需求對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等多種空間結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展起了良好的刺激作用。由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)條件相同，國(guó)內(nèi)已具備現(xiàn)成的基礎(chǔ)，因而從80年代后半期起，當(dāng)相應(yīng)的理論儲(chǔ)備和設(shè)計(jì)軟件等條件初步完備，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就開(kāi)始了在新的條件下的快速發(fā)展。建造數(shù)量逐年增加，各種形式的網(wǎng)殼，包括球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、鞍形網(wǎng)殼（或扭網(wǎng)殼）、雙曲扁網(wǎng)殼和各種異形網(wǎng)殼，以及上述各種網(wǎng)殼的組合形式均得到了應(yīng)用；還開(kāi)發(fā)了預(yù)應(yīng)力網(wǎng)受、斜拉網(wǎng)殼（用斜拉索加強(qiáng)網(wǎng)殼）等新的結(jié)構(gòu)體系。近幾年來(lái)建造了一些規(guī)模相當(dāng)宏大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。例如1994年建成的天津體育館采用肋環(huán)斜桿型（Schwedler型）雙層球面網(wǎng)殼，其圓形平面凈跨108m，周邊伸出13.5m，網(wǎng)殼厚度3m，采用圓鋼管構(gòu)件和焊接空心球結(jié)點(diǎn)，用鋼指標(biāo)55kg每平米。1995年建成的黑龍江省速滑館用以覆蓋400m速滑跑道，其巨大的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由中央柱面殼部分和兩端半球殼部分組成，輪廓尺寸86.2mx191.2m，覆蓋面積達(dá)15000平米，網(wǎng)殼厚度2.1m，采用圓鋼管構(gòu)件和螺栓球結(jié)點(diǎn)，用鋼指標(biāo)50kg每平米。1997年剛建成的長(zhǎng)春萬(wàn)人體育館平面呈桃核形，由肋環(huán)型球面網(wǎng)殼切去中央條形部分再拼合而成，體型巨大，如果將外伸支腿計(jì)算在內(nèi)，輪廓尺寸達(dá)146mx191.7m，網(wǎng)殼厚度2.8m，其桁架式“網(wǎng)片”的上、下弦和腹桿一律采用方（矩形）鋼管，焊接連接，是我國(guó)第一個(gè)方鋼管網(wǎng)殼。這一網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案是由國(guó)外提出的，施工圖設(shè)計(jì)和制作安裝由國(guó)內(nèi)完成。

在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益擴(kuò)大的同時(shí)，平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)并未停止其自身的發(fā)展。這種目前來(lái)看已比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)有它自己廣泛的使用范圍，跨度不拘大??；而已近幾年在一些重要領(lǐng)域擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。例如在機(jī)場(chǎng)維修機(jī)庫(kù)方面，廣州白云機(jī)場(chǎng)80m機(jī)庫(kù)（199年）、成都機(jī)場(chǎng) 140m機(jī)庫(kù)（1995年）、首都機(jī)場(chǎng)2Zmx150m機(jī)庫(kù)（1996年）等大型機(jī)庫(kù)都采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。這些三邊支承的平板網(wǎng)架規(guī)模巨大，且需承受較重的懸掛荷載，常采用較重型的焊接型鋼（或鋼管）結(jié)構(gòu)，有時(shí)需采用三層網(wǎng)架；其單位面積用鋼指標(biāo)可達(dá)到一般公用建筑所用網(wǎng)架的一倍或更多。單層工業(yè)廠房也是近幾年來(lái)平板網(wǎng)架獲得迅速發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。為便于靈活安排生產(chǎn)工藝，廠房的柱網(wǎng)尺寸有日益擴(kuò)大的趨向，這時(shí)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就成為十分經(jīng)濟(jì)適用的理想結(jié)構(gòu)方案。1991年建成的第一汽車(chē)制造廠高爾夫轎車(chē)安裝車(chē)間面積近8萬(wàn)平米（189.2mx421.6m），柱網(wǎng)21mx12m,采用焊接球結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，用鋼指標(biāo)31kg每平米。該廠房是目前世界上面積最大的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。1992年建成的天津無(wú)縫鋼管廠加工車(chē)間面積為6萬(wàn)平米（108m x 564m），柱網(wǎng)36m x 18m,采用螺栓球結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，用鋼指標(biāo)32kg每平米，與傳統(tǒng)的平面鋼桁架方案比較，節(jié)省了47％。鑒于這類(lèi)廠房的巨大圓積，它們確實(shí)為平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了廣闊的新領(lǐng)域。十分明顯，包括網(wǎng)架和網(wǎng)殼在內(nèi)的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是我國(guó)近十余年來(lái)發(fā)展最快，應(yīng)用最廣的空間結(jié)構(gòu)類(lèi)型。這類(lèi)結(jié)構(gòu)體系整體剛度好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，可提供豐富的建筑造型，因而受到建設(shè)者和設(shè)計(jì)者的喜愛(ài)。我國(guó)網(wǎng)架企業(yè)的蓬勃發(fā)展也為這類(lèi)結(jié)構(gòu)提供了方便的生產(chǎn)條件。據(jù)估計(jì)，近幾年我國(guó)每年建造的網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)達(dá)800萬(wàn)平方米建筑面積，相應(yīng)鋼材用量約20萬(wàn)t。這么大的數(shù)字是任何其它國(guó)家無(wú)法比擬的，無(wú)愧于“網(wǎng)架王國(guó)”這一稱號(hào)，難怪國(guó)外有關(guān)企業(yè)對(duì)這一巨大市場(chǎng)垂涎欲滴。

如此大的發(fā)展勢(shì)頭自然也會(huì)帶采一些問(wèn)題。與國(guó)際水平相比，我國(guó)目前網(wǎng)架生產(chǎn)的工藝水平和質(zhì)量管理水平尚有一定距離。尤其是在市場(chǎng)需求帶動(dòng)下，大量小型網(wǎng)架企業(yè)雨后春筍般成立起來(lái)，難免良莠不齊，設(shè)計(jì)也非總由有經(jīng)驗(yàn)人士擔(dān)任。因而大力加強(qiáng)行業(yè)管理，切實(shí)把握住設(shè)計(jì)制作和安裝質(zhì)量，是促進(jìn)我國(guó)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)一步健康發(fā)展的重要課題。

三、張力結(jié)構(gòu)

中國(guó)現(xiàn)代懸索結(jié)構(gòu)的發(fā)展始于50年代后期和60年代，北京的工人體育館和杭州的浙江人民體育館是當(dāng)時(shí)的兩個(gè)代表作。北京工人體育館建成于1961年，其圓形屋蓋采用車(chē)輻式雙層懸索體系，直徑達(dá)94m。浙江人民體育館建成于1967年，其屋蓋為橢圓平面，長(zhǎng)徑80m，短徑60m．采用雙曲拋物面正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

世界上最早的現(xiàn)代懸索屋蓋是美國(guó)于1953年建成的Raleigh體育館，采用以兩個(gè)斜放的拋物線拱為邊緣構(gòu)件的鞍形正交索網(wǎng)。我國(guó)建造的上述兩個(gè)懸索結(jié)構(gòu)無(wú)論從規(guī)模大小或技術(shù)水平來(lái)看在當(dāng)時(shí)都可以說(shuō)是達(dá)到國(guó)際上較先進(jìn)水平的。但此后我國(guó)懸索結(jié)構(gòu)的發(fā)展停頓了較長(zhǎng)一段時(shí)間，一直到80年代，由于大跨度建筑的發(fā)展而提出的對(duì)空間結(jié)構(gòu)形式多樣化的要求，這種形式豐富的輕型結(jié)構(gòu)重新引起了人們的熱情，工程實(shí)踐的數(shù)量有較大增長(zhǎng)，應(yīng)用形式趨于多樣化理論研究也相應(yīng)地開(kāi)展起來(lái)形勢(shì)相當(dāng)喜人。

柔性的懸索在自然狀態(tài)下不僅沒(méi)有剛度，其形狀也是不確定的。必須采用敷設(shè)重屋面或施加預(yù)應(yīng)力等措施，才能賦予一定的形狀，成為在外荷作用下具有必要?jiǎng)偠群托螤罘€(wěn)定性的結(jié)構(gòu)。值得稱道的是，我國(guó)的科技人員在學(xué)習(xí)和吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，在結(jié)合工程具體條件創(chuàng)造更加符合中國(guó)國(guó)情的結(jié)構(gòu)應(yīng)用形式方面做了不少嘗試和創(chuàng)新。

例如，山東省淄博等地把懸索結(jié)構(gòu)應(yīng)用于中小型屋蓋結(jié)構(gòu)中，頗具特色。他們主要采用單層平行索系或傘形輻射索系加鋼筋混凝土屋面板的構(gòu)造方式。施工時(shí)先將屋面板掛在索上（使索正好位于板縫中），在板上臨時(shí)加載使索伸長(zhǎng)，然后在板縫中澆灌細(xì)石混凝土，待達(dá)到一定強(qiáng)度后卸去臨時(shí)荷載，即形成具有一定預(yù)應(yīng)力的“懸掛薄殼”。這種構(gòu)造和施工方法不需要復(fù)雜的技術(shù)和設(shè)備，造價(jià)也比較低。

為了提高單層懸索的形狀穩(wěn)定性，在單層平行索系上設(shè)置橫向加勁梁（或桁架）的辦法也是十分有效的。橫向加勁構(gòu)件的作用有二：一是傳遞可能的集中荷載和局部荷載使之更均勻地分配到各根平行的索上；二是通過(guò)下壓橫向加勁構(gòu)件的兩端到預(yù)定位置或通過(guò)對(duì)索進(jìn)行張拉使整個(gè)體系建立預(yù)應(yīng)力，從而提高屋蓋的剛度。從安徽體育館等幾個(gè)工程的實(shí)踐來(lái)看這種混合結(jié)構(gòu)體系施工方便，用料經(jīng)濟(jì)，是一種成功的創(chuàng)造。

由一系列承重索和曲率相反的穩(wěn)定索組成的預(yù)應(yīng)力雙層索系，是解決懸索結(jié)構(gòu)形狀穩(wěn)定性的另一種有效形式。其工作機(jī)理與預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)有類(lèi)似之處。1966年瑞典工程師Jawerth首先在斯德哥爾摩滑冰館采用由一對(duì)承重索和穩(wěn)定索組成被稱為“索桁架”的專利體系，其后這種平面雙層索系在各國(guó)獲得相當(dāng)廣泛剛用。我國(guó)無(wú)錫體育館也采用了這種體系。作為對(duì)這種體系的改進(jìn)，吉林滑冰館采用了一種新型的空間雙層索系，它的承重索與穩(wěn)定索在不同一陣平面內(nèi)，而是錯(cuò)開(kāi)半個(gè)柱距，從而創(chuàng)造了新穎的建筑造型，而且很好地

解決了矩形平面懸索屋蓋通常遇到的屋面排水問(wèn)題。這一新穎結(jié)構(gòu)參加了1987年在美國(guó)舉行的國(guó)際先進(jìn)結(jié)構(gòu)展覽。

我國(guó)懸索結(jié)構(gòu)發(fā)展的另一個(gè)特點(diǎn)是在許多工程中運(yùn)用了各種組合手段。主要的方式是將兩個(gè)以上預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)或其它懸索體系組合起來(lái)，并設(shè)置強(qiáng)大的拱或剛架等結(jié)構(gòu)作為中間支承，形成各種形式的組合屋蓋結(jié)構(gòu)。例如四川省體育館和青島市體育館的屋蓋是由兩片索網(wǎng)和作為中間支承的一對(duì)鋼筋混凝土拱組合起來(lái)的。北京朝陽(yáng)體育館由兩片索網(wǎng)和被稱為“索拱體系”的中央支承結(jié)構(gòu)組成。中央索拱體系由兩條懸索和兩個(gè)鋼拱組成，本身是一種混合結(jié)構(gòu)，其概念也具有創(chuàng)新意義。采用各種組合式屋蓋不僅進(jìn)一步豐富了建筑

造型，而且往往能更好地滿足某些建筑功能上的要求，例如為體育館建筑提供了“最優(yōu)”的內(nèi)部空間。單純從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度，單片索網(wǎng)或其它懸索體系可以經(jīng)濟(jì)地跨越很大的跨度，本非必須采用中間支承結(jié)構(gòu)。所以，采用組合式屋蓋在很多場(chǎng)合毋寧說(shuō)主要是出于建筑造型和使用功能方面的考慮。從我國(guó)這幾年的實(shí)踐效果來(lái)看，它在這方面是起到了預(yù)期作用的。

將斜拉體系引用到屋蓋結(jié)構(gòu)中來(lái)，可形成一系列混合結(jié)構(gòu)形式。這種體系利用由塔柱頂端伸出的斜拉索為屋蓋的橫跨結(jié)構(gòu)（主梁、桁架、平板網(wǎng)架等）提供了一系列中間彈性支承，使這些橫跨結(jié)構(gòu)不需靠增大結(jié)構(gòu)高度和構(gòu)件截面即能跨越很大的跨度。前面提到的斜拉網(wǎng)殼也屬于這類(lèi)混合結(jié)構(gòu)。

盡管十余年來(lái)懸索結(jié)構(gòu)取得了可喜的發(fā)展，但與網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)比較其發(fā)展相對(duì)較慢，分析起來(lái)可能有兩方面的原因：（1）懸索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論相對(duì)復(fù)雜一些，又缺少具有較高商品化程度的實(shí)用計(jì)算程序，因而難于為一般設(shè)計(jì)單位普遇采用；（2）盡管懸索結(jié)構(gòu)的施工并不復(fù)雜，但一般施工單位對(duì)它不夠熟悉，更沒(méi)有形成專業(yè)的懸索結(jié)構(gòu)施工隊(duì)伍，這也影響建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位大膽采用這種結(jié)構(gòu)形式。

與此同時(shí)，同屬于張力結(jié)構(gòu)體系、在國(guó)外應(yīng)用很廣的膜結(jié)構(gòu)或索-膜結(jié)構(gòu)在我國(guó)則處于艱難起步階段。除了設(shè)計(jì)理論儲(chǔ)備和生產(chǎn)條件方面的原因外，缺少符合建筑要求的國(guó)產(chǎn)膜材是一個(gè)主要的制約因素。從國(guó)外情況看，1970年大阪萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)上的美國(guó)館采用氣承式膜結(jié)構(gòu)（俗稱充氣結(jié)構(gòu)），首次使用以聚氯乙烯（PVC）為涂層的玻璃纖維織物，受到廣泛注意，其準(zhǔn)橢圓平面的軸線尺寸達(dá)14Om x 835m，一般認(rèn)為是第一個(gè)現(xiàn)代意義的大跨度膜結(jié)構(gòu)。70年代初杜邦公司開(kāi)發(fā)出以聚四氟乙烯（PTFE，商品名稱Teflon）為涂層的玻璃纖維織物，這種膜材強(qiáng)度高，耐火性、自潔性和耐久性均好，為膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用起到了積極推動(dòng)作用。從那時(shí)起到1984年，美國(guó)建造了一批尺度為138m-235m的體育館，均采用氣承式索-膜結(jié)構(gòu)，取得了極佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但這種結(jié)構(gòu)體系也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，主要是田于意外漏氣或氣壓控制系統(tǒng)不穩(wěn)定而使屋面下癟，或由于暴風(fēng)雪天氣在屋面形成局部雪兜而熱空氣融雪系統(tǒng)又效能不足導(dǎo)致屋面下癟甚至事故。這些問(wèn)題使人們對(duì)氣承式膜結(jié)構(gòu)的前途產(chǎn)生懷疑，美國(guó)自1985年以后在建造大型體育館時(shí)沒(méi)有再使用這種結(jié)構(gòu)形式。人們把更多的注意力轉(zhuǎn)到張拉式的膜結(jié)構(gòu)或索-膜結(jié)構(gòu)。但如前面所提，日本在1988年建成的東京后樂(lè)園棒球館仍然采用氣承式索-膜結(jié)構(gòu)，不過(guò)應(yīng)用了極為先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，而且采用雙層膜結(jié)構(gòu)，中間可通熱空氣融雪；中央計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、雪壓、室內(nèi)氣壓、膜和索的變形及內(nèi)力，并自動(dòng)選擇最佳方法來(lái)控制室內(nèi)氣壓和消除積雪。

張拉式膜（或索-膜）結(jié)構(gòu)自80年代以來(lái)在發(fā)達(dá)國(guó)家獲得極大發(fā)展。這種體系與索網(wǎng)結(jié)構(gòu)類(lèi)似，張緊在剛性或柔性邊緣構(gòu)件上，或通過(guò)特殊構(gòu)造支承在若干獨(dú)立支點(diǎn)上，通過(guò)張拉建立預(yù)應(yīng)力，并獲得確定形狀。1985年建成的沙特阿拉伯利雅得體育場(chǎng)外徑288m，其看臺(tái)挑蓬由24個(gè)連在一起的形狀相同的單支柱帳篷式膜結(jié)構(gòu)單元組成。每個(gè)單元懸掛于中央支柱，外緣通過(guò)邊緣索張緊在若干獨(dú)立的錨固裝置上，內(nèi)緣則蹦緊在直徑為133m的中央環(huán)索上。1993年建成的美國(guó)丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳采用完全封閉的張拉式膜結(jié)構(gòu)平面尺寸305mx67m，由17個(gè)連成一排的雙支柱帳篷式單元組成，每個(gè)長(zhǎng)條形的單元由相距45.7m的兩根支柱撐起。這兩個(gè)工程是比較典型的大型張拉式膜結(jié)構(gòu)的例子。另外還有一類(lèi)骨架支承式膜結(jié)構(gòu)。例如日本秋田縣的“天穹”（Sky dome）是一個(gè)切去兩邊的球面穹頂（D=130m），其主要承重結(jié)構(gòu)是一系列平行的格構(gòu)式鋼拱架，蒙以膜材后，用設(shè)在兩拱中間的鋼索向下拉緊，并在屋面上形成V形排水（雪）溝槽。這種骨架是支承式膜結(jié)構(gòu)的例子也是很多的。然而由美國(guó)工程師Geiger根據(jù)Fuller的張拉集合體（Tensegrity)概念發(fā)展起來(lái)的所謂“索穹頂”（Cable Dome），也許是近10年來(lái)最為膾炙人口的一種新穎張拉體系。Tensegrity原是指由連續(xù)的拉桿與分散的壓桿組成的自平衡體系，其指導(dǎo)思想是充分發(fā)揮桿件的受拉作用。然而嚴(yán)格意義上的Tensegrity體系未能在工程中實(shí)現(xiàn)。Geiger進(jìn)行了適當(dāng)改造，提出了支承在圓形剛件周邊構(gòu)件上的預(yù)應(yīng)力拉索-壓桿體系，索沿輻射方向布置，并利用膜材作為屋面，他稱之為“索穹頂”，并首先用于1988年漢城奧運(yùn)會(huì)的兩個(gè)體育館工程。美國(guó)的Levy進(jìn)一步發(fā)展這種體系，改用聯(lián)方形拉索網(wǎng)格，使屋面膜單元呈菱形的雙曲拋物面形狀，并用于1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)體育館，其平面呈準(zhǔn)橢圓形，尺寸達(dá)24lmx192m。這類(lèi)張拉式索-壓桿-膜體系，重量極輕，安裝方便，在大跨度和超大跨度建筑中極具應(yīng)用前景。

與世界先進(jìn)水平相比，中國(guó)在膜結(jié)構(gòu)方面的差距是十分明顯的。幾年來(lái)在理論研究方面做了不少工作，應(yīng)該說(shuō)已建立起一定的理論儲(chǔ)備。在膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面近年來(lái)也開(kāi)始呈現(xiàn)比較活潑的勢(shì)頭。上海為迎接八運(yùn)會(huì)于1997年建成的體育場(chǎng)其看臺(tái)挑篷采用鋼骨架支承的膜結(jié)構(gòu)，總覆蓋面積36100平米，是我國(guó)首次在大型建筑上采用膜結(jié)構(gòu)；但所用膜材是進(jìn)口的，施工安裝也由外國(guó)公司進(jìn)行，價(jià)格較昂貴。值得指出的是，中國(guó)已出現(xiàn)了專門(mén)從事膜結(jié)構(gòu)制作與安裝的企業(yè)，他們已興建了幾個(gè)較小型的膜結(jié)構(gòu)。國(guó)產(chǎn)膜材的質(zhì)量也正在改進(jìn)。各種跡象表明，膜結(jié)構(gòu)這一族富有潛力的大跨空間結(jié)構(gòu)新成員在我國(guó)的發(fā)展已露出桅尖。

四、理論研究

（1）空間結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是同相應(yīng)的理論研究同步發(fā)展的。應(yīng)該說(shuō)我們?cè)诳臻g結(jié)構(gòu)理論研究大面做了許多工作。主要研究?jī)?nèi)容偏重于靜力作用下的結(jié)構(gòu)性狀和分析方法，以滿足一般設(shè)計(jì)工作的要求為主要目標(biāo)。這些研究為我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了基本的理論支持。早期的工作偏重于以連續(xù)化理論為基礎(chǔ)的各種解析方法的研究，例如平板網(wǎng)架的擬板解法、網(wǎng)殼的擬殼解法；懸索結(jié)構(gòu)在荷載作用下要產(chǎn)生較大位移，因而計(jì)算中應(yīng)考慮幾何非線性，當(dāng)時(shí)發(fā)展了一系列適用于不同形式懸索結(jié)構(gòu)的考慮大位移的解析方法。在一段時(shí)期內(nèi)，當(dāng)計(jì)算機(jī)尚未廣泛運(yùn)用于結(jié)構(gòu)計(jì)算以前，各種解析方法曾對(duì)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展起過(guò)重要作用，但解析方法終究有其局限性，它們具有不同程度的近似性，而且往往僅適用于某些特定的結(jié)構(gòu)形式。

計(jì)算機(jī)的普及和有限元分析方法的廣泛運(yùn)用為空間結(jié)構(gòu)的加速發(fā)展創(chuàng)造了真正的條件。許多大型的和特殊形式的新穎空間結(jié)構(gòu)只能用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行分析。我國(guó)從80年代開(kāi)始陸續(xù)編制出適用于不同空間結(jié)構(gòu)的各種計(jì)算機(jī)分析程序和CAD軟件，且功能日益完備?，F(xiàn)在我們?cè)O(shè)計(jì)空間結(jié)構(gòu)幾乎全部依靠計(jì)算機(jī)。事實(shí)上，當(dāng)設(shè)計(jì)由成千桿件和結(jié)點(diǎn)組成的大型空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，尤其是當(dāng)采用螺栓球結(jié)點(diǎn)時(shí)，離開(kāi)適用的CAD軟件是無(wú)法想象的。但也應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)某些形式的懸索結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單實(shí)用的解析方法仍然有意義；對(duì)于像雙層索系等比較簡(jiǎn)單的體系，解析力法已完全可以提供準(zhǔn)確而完整的計(jì)算結(jié)果。例如，吉林滑冰館的大型懸索屋蓋設(shè)計(jì)是由簡(jiǎn)單的手籌來(lái)完成的。

十余年來(lái)關(guān)于空間結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)特點(diǎn)是做了大量的試驗(yàn)。這是我國(guó)結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域的一個(gè)優(yōu)良傳統(tǒng)。80年代乃至90年代初期建造的幾乎每一個(gè)有代表性的大型空間結(jié)構(gòu)，都作過(guò)模型試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。這些試驗(yàn)研究同理論分析工作一起，以及它們之間的相互印證，使我們對(duì)原來(lái)可能比較生疏的各種新穎空間結(jié)構(gòu)的基本性能了解得越來(lái)越全面，為設(shè)計(jì)這些結(jié)構(gòu)積累起比較豐富的理論儲(chǔ)備。

（2）除了關(guān)于各種類(lèi)型空間結(jié)構(gòu)的基本性狀和計(jì)算方法的研究以外，一些更為基礎(chǔ)性的理論研究也受到了重視，例如關(guān)于網(wǎng)殼穩(wěn)定性的研究已取得許多重要成果。

穩(wěn)定性是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、尤其是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題，也是國(guó)內(nèi)外十多年來(lái)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能可以從其荷載-位移全過(guò)程曲線中得到完整的概念；這種全過(guò)程曲線要由較精確的非線性分析得出。從非線性分析的角度來(lái)考察，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題和強(qiáng)度問(wèn)題是相互聯(lián)系在一起的。結(jié)構(gòu)的荷載-位移全過(guò)程曲線可以把結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以至于剛度的整個(gè)變化歷程表示得清清楚楚。當(dāng)考察創(chuàng)始缺陷和荷載分布方式等因素對(duì)實(shí)際網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能的影響時(shí)，也均可從全過(guò)程曲線的規(guī)律性變化中進(jìn)行研究。

但是當(dāng)利用計(jì)算機(jī)對(duì)具有大量自由度的復(fù)雜體系進(jìn)行有效的非線性有限元分析尚未能允分實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，要進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的全過(guò)程分析是十分困難的。在較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，人們不得不求助于連續(xù)化理論（“擬殼法”）將網(wǎng)殼轉(zhuǎn)化為連續(xù)殼體結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)某些近似的非線性解析方法來(lái)求出殼體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性承載力。這種方法顯然有較大局限性：連續(xù)化殼體穩(wěn)定性理論本身并未完善，事實(shí)上僅對(duì)少數(shù)特定的殼體（例如球面殼）才能得出較實(shí)用的公式；此外，所討論的殼體一般是等厚度的和各向同性的，無(wú)法反映實(shí)際網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的不均勻構(gòu)造和各向異性的特點(diǎn)。因此，在許多重要場(chǎng)合還必須依靠細(xì)致的模型試驗(yàn)來(lái)測(cè)定穩(wěn)定性承載力，講與可能的計(jì)算結(jié)果相互印證。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，非線性有限元分析方法興起，并逐漸成為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析中的有力工具。我國(guó)從80年代后期開(kāi)始也積極開(kāi)展以非線性全過(guò)程分析為基礎(chǔ)的網(wǎng)殼穩(wěn)定性研究。在總結(jié)國(guó)外已取得成果的基礎(chǔ)上，在理論表達(dá)式的精確化、合理選用平衡路徑跟蹤的計(jì)算方法、靈活的迭代策略等方面進(jìn)行了深入細(xì)致的探索，使具有大量自由度的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的全過(guò)程分析成為可能；并編制出相應(yīng)的分析程序。此外，在研究初始缺陷對(duì)網(wǎng)殼穩(wěn)定性的影響時(shí)，對(duì)所提出的“一致缺陷模態(tài)祛”（即認(rèn)為初始缺陷按最低屈

曲模態(tài)分布時(shí)可能具有最不利影響）的合理性和有效性進(jìn)行了仔細(xì)論證，并使之規(guī)范化。

在上述理論成果的基礎(chǔ)上，采用大規(guī)模參數(shù)分析的方法，進(jìn)行了網(wǎng)殼穩(wěn)定性分所實(shí)用方法的研究。即結(jié)合不同類(lèi)型的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，在其基本參數(shù)（幾何參數(shù)、構(gòu)造參數(shù)、荷載參數(shù)等）的常用變化范圍內(nèi)，進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)際結(jié)構(gòu)全過(guò)程分析，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和歸納，考察網(wǎng)殼穩(wěn)定性的變化規(guī)律，最后通過(guò)回歸分析提出網(wǎng)殼穩(wěn)定性驗(yàn)算的實(shí)用公式。近幾年來(lái)，共計(jì)對(duì)2800余例各種形式的實(shí)際尺寸網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全過(guò)程分析，得到了相當(dāng)規(guī)律性的結(jié)果。所提出的實(shí)用公式用起來(lái)比較簡(jiǎn)便，然而是建立在精確分析方法的基礎(chǔ)之上的。這一工作很受廣大設(shè)計(jì)部門(mén)歡迎。這些公式已列入正在編制的“網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”（征求意見(jiàn)稿）。應(yīng)該說(shuō)，我國(guó)關(guān)于網(wǎng)殼穩(wěn)定性的研究是相當(dāng)深入和細(xì)致的。

（3）相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震荷載作用下的反應(yīng)研究得較少。作者個(gè)人認(rèn)為，對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，風(fēng)荷載的動(dòng)力作用可能不是設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題，但隨著網(wǎng)殼尺度的增大，深入研究其抗地震性能則具有重要意義。在抗震領(lǐng)域，對(duì)高層和高聳結(jié)構(gòu)研究得比較透徹；但網(wǎng)殼等大跨結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能具有不同特點(diǎn)，例如其頻率分布比較密集，往往從最低階算起前面數(shù)十個(gè)振型都可能對(duì)其地震反應(yīng)有貢獻(xiàn)，因而一般的振型分解法是否適用是一個(gè)值得探討的問(wèn)題，不同方法（包括豎向）的地震作用引起的反應(yīng)往往是同量級(jí)的，因此考慮多維輸入可能是一個(gè)相當(dāng)重要的問(wèn)題；國(guó)外已建的和我國(guó)今后將要建的一些超大跨度網(wǎng)殼尺度十分巨大，因而在計(jì)算中也許有必要考慮地震動(dòng)力的空間相關(guān)性；此外，單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在靜力作用下的穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)中的重要因素，它們?cè)诘卣鹱饔孟峦瑯哟嬖趧?dòng)力失穩(wěn)問(wèn)題，其嚴(yán)重性如何？對(duì)于某些動(dòng)力反應(yīng)過(guò)大的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，是否有必要采取適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)控制措施？諸如此類(lèi)問(wèn)題都是我國(guó)學(xué)術(shù)界正在深入思考或已著手進(jìn)行研究的問(wèn)題。

（4）具有曲面形狀的空間結(jié)構(gòu)是最充分地利用形狀來(lái)抵抗外力作用的結(jié)構(gòu)形式，所以空間結(jié)構(gòu)的形體設(shè)計(jì)（或從理掄分析角度稱作形態(tài)分析）具有十分重要的意義。對(duì)于鋼筋混凝土薄殼和鋼網(wǎng)殼等較剛性的體系，其形態(tài)分析主要涉及結(jié)構(gòu)幾何形狀的優(yōu)化。對(duì)索網(wǎng)、膜和索-膜等柔性結(jié)構(gòu)體系，形態(tài)分析具有更基本的意義，因?yàn)樵谝欢ㄟ吔鐥l件下，柔性體系僅當(dāng)存在適當(dāng)預(yù)應(yīng)力時(shí)才具有確定的形狀，且其幾例形狀是隨支承條件和預(yù)應(yīng)力分布形態(tài)而變化的；因而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要內(nèi)容就是所謂的“找形”（Form-finding），借此來(lái)確定形狀-預(yù)應(yīng)力-支承條件這一綜合系統(tǒng)與使用要求之間的優(yōu)化組合?！罢倚巍币话悴捎梅蔷€性有限元分析方法，但理論上遠(yuǎn)未定型。英國(guó)Barnes等提出的動(dòng)力松弛法和德國(guó)Linkwitz等提出的力密度法等近似方法也能成功地應(yīng)用于一些特定類(lèi)型問(wèn)題。日本半谷近年來(lái)提出形態(tài)分析的概念試圖使空間結(jié)構(gòu)的形體設(shè)計(jì)理論進(jìn)一步系統(tǒng)化，很有意義。這一理論有待繼續(xù)發(fā)展。我國(guó)在懸索結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)的“找形分析”或更確切地說(shuō)“初始平衡狀態(tài)分析”方面作過(guò)不少工作，并編制了一些相應(yīng)的軟件。今后似應(yīng)在下列兩方面進(jìn)行更系統(tǒng)的理論研究工作：一方面是在總結(jié)現(xiàn)有分析方法的基礎(chǔ)上，建立起統(tǒng)一的形態(tài)分析理論，與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相結(jié)合，系統(tǒng)跟蹤柔性空間結(jié)構(gòu)的成形——受力全過(guò)程并形成相應(yīng)的軟件；另一方面是在形態(tài)分析理論的基礎(chǔ)上，提出空間結(jié)構(gòu)幾何形狀的優(yōu)化準(zhǔn)則和分析方法。

（5）膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)等柔性體系自振頻率較低，是風(fēng)敏感性結(jié)構(gòu)，因而研究這類(lèi)結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的反應(yīng)及其抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法十分重要。這一課題具有較大理論難度，國(guó)內(nèi)外研究尚少，在許多方面基本上是空白，因而開(kāi)展這一研究尤具重要意義。

我們對(duì)懸索結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問(wèn)題做過(guò)一定研究，針對(duì)這種大跨柔性結(jié)構(gòu)頻域?qū)捛翌l率分布密集的特點(diǎn)，提出了適用的隨機(jī)風(fēng)振反應(yīng)分析方法；并且，針對(duì)懸索結(jié)構(gòu)這種非線性體系，提出了廣義風(fēng)振系數(shù)的概念，通過(guò)大規(guī)模參數(shù)分析，為橢圓形及菱形平面的常用索網(wǎng)結(jié)構(gòu)提出了簡(jiǎn)便的實(shí)用計(jì)算方法。還組織過(guò)相應(yīng)的剛性模型和氣彈模型的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。

對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)體系，其風(fēng)振特性也有差別。采用傳統(tǒng)屋面材料的懸索結(jié)構(gòu)整體工作性能相對(duì)較好（局部變形較?。?，結(jié)構(gòu)的整體位移對(duì)氣流場(chǎng)的改變不大。這類(lèi)結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的振動(dòng)一般屬于限幅隨機(jī)振動(dòng)。膜和索-膜結(jié)構(gòu)具有不同特點(diǎn)，膜既是受力構(gòu)件又是覆面材料，且質(zhì)輕面薄，結(jié)構(gòu)的局部剛度很小，在風(fēng)作用下，局部膜單元的加速度和速度反應(yīng)較大，可能對(duì)周?chē)目諝馕闪魉俣犬a(chǎn)生影響，導(dǎo)致氣彈反應(yīng)和顫振。因此在研究膜結(jié)構(gòu)和索-膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問(wèn)題時(shí)，應(yīng)對(duì)可能的動(dòng)力失穩(wěn)問(wèn)題進(jìn)行深入的理論分析和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究。

第三篇：大跨空間結(jié)構(gòu)案例分析_圖文(精)

通過(guò)這一個(gè)學(xué)期建筑結(jié)構(gòu)選型將建筑結(jié)構(gòu)分類(lèi)如下:●平面結(jié)構(gòu) 梁柱結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu) 桁架結(jié)構(gòu) 單層鋼架結(jié)構(gòu) 拱式結(jié)構(gòu) ●空間結(jié)構(gòu) 薄壁空間結(jié)構(gòu) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 懸索結(jié)構(gòu) 薄膜結(jié)構(gòu) ●高層建筑結(jié)構(gòu) ●平面結(jié)構(gòu)

平面屋蓋結(jié)構(gòu)空間跨度相比較小,節(jié)點(diǎn)、支座形式較簡(jiǎn)單。

2008年奧運(yùn)會(huì)摔跤比賽館總建筑面積約23950平方米,比賽館平面是一個(gè)82.4*94米平面,屋面是反對(duì)稱的折面,采用巨型門(mén)式鋼鋼架結(jié)構(gòu),將建筑塑造為富有韻律感的

造型,如圖所示。三維整體模型工程屋蓋由12榀空間門(mén)式鋼鋼架組成,跨度82.4米,中心距8,0米,鋼剛架為四肢組合的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。構(gòu)件間的連接節(jié)點(diǎn)均為相貫節(jié)點(diǎn),鋼架柱(鋼管連接于看臺(tái)部分的鋼筋混凝土柱,屋蓋結(jié)構(gòu)外形簡(jiǎn)潔、流暢,節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單,剛度大,幾何特性好。

單榀空間門(mén)式鋼剛架單榀空間門(mén)式鋼剛架(有連系桿單榀空間門(mén)式鋼剛架(有連系桿

剛架柱支座 ●空間結(jié)構(gòu) ●網(wǎng)格結(jié)構(gòu) ?網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

一:2008奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育館

國(guó)家體育館位于北京奧林匹克公園中心區(qū),建筑面積80 476m2 ,固定座席118 萬(wàn)座,活動(dòng)座2 000座,用于舉辦2008 年奧運(yùn)會(huì)的體操、手球比賽,賽后用于舉辦體育比賽和文藝演出。雖然體育館在功能上劃分為比賽館和熱身館兩部分,但屋蓋結(jié)構(gòu)在兩個(gè)區(qū)域連成整體,即采用正交正放的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)連續(xù)跨越比賽館和熱身館兩個(gè)區(qū)域,形成一個(gè)連續(xù)跨結(jié)構(gòu)?？臻g網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在南北方向的網(wǎng)格尺寸為815m,東西方向的網(wǎng)格有兩種尺寸,其中中間(軸a和○K之間 的網(wǎng)格尺寸為1210m,其他軸的網(wǎng)格尺寸為815m。按照建筑造型要求,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)厚度在11518~31973m之間。不包括懸挑結(jié)構(gòu)在內(nèi),比賽館的平面尺寸為114m ×144m,跨度較大,為減小結(jié)構(gòu)用鋼量,增加結(jié)構(gòu)剛度,充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的空間受力性能,在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下部還布置了雙向正交正放的鋼索,鋼索通過(guò)鋼桅桿與其上部的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相連,形成雙向張弦空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。其中最長(zhǎng)桅桿的長(zhǎng)度為91237m,鋼索形狀根據(jù)桅桿高度通過(guò)圓弧擬合確定。在

熱身館區(qū)域,不包括懸挑結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)跨度為51m ×63m,跨度較小,空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的高度與跨度比較

協(xié)調(diào),不需要在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)下部布置鋼索。圖2 是結(jié)構(gòu)布置圖。

在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上弦平面內(nèi),除布置正交正放的上弦桿件外,還布置了菱形支撐桿件。菱形支撐的四個(gè)角點(diǎn)均位于上弦節(jié)間的中點(diǎn),該點(diǎn)也是網(wǎng)架斜腹桿的上弦點(diǎn)。其中在比賽館的四周邊界滿布菱形支撐,在內(nèi)部跳格布置菱形支撐;在熱身館區(qū)域,僅在四周邊界布置菱形支撐。由于比賽館內(nèi)的菱形支撐沒(méi)有連續(xù)布置,為進(jìn)一步提高上弦面的穩(wěn)定性,通過(guò)隅撐和檁條系

統(tǒng)將菱形支撐連成整體,組成完整的上弦面內(nèi)支撐體系(見(jiàn)圖2(a。在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下弦面內(nèi),沿四周邊界布置交叉支撐(見(jiàn)圖2(b。除在四周邊設(shè)有支座外,在熱身區(qū)域和比賽區(qū)域交界處還有一排柱子支承,整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)為東西方向單跨簡(jiǎn)支,南北方向兩跨簡(jiǎn)支。具體支座的方式為在屋蓋結(jié)構(gòu)的8 個(gè)角點(diǎn)為三向固定球鉸支座,其余為單向(法向 滑動(dòng)球鉸支座

或雙向滑動(dòng)支座。

a 上弦桿 c 懸索和桿件的布置圖 b 下弦桿

d 1_1 e 2_2 二:上海世博會(huì)主題館

上海世博會(huì)主題館地上建筑面積約8萬(wàn)m2,地下建筑面積約4.8萬(wàn)ITl2,建筑高度為26.30 m。

主題館平面水平投影為矩形,南北向長(zhǎng)217.8 mC包括南北兩側(cè)各18.9 m懸挑屋檐。東西向長(zhǎng)288 m。其中,屋面南北方向由6個(gè)V形折板單元組成波浪形屋面,每個(gè)折板單元的波長(zhǎng)為36 ITI,矢高3 ITI,波脊標(biāo)高為26.3 Fn,波谷標(biāo)高為

23.3 m。

屋面由西側(cè)展廳屋面、中廳屋面、東側(cè)展廳屋面以及挑檐四部分構(gòu)成。西側(cè)展廳沿屋面南北向每間隔18 ITI布置一道預(yù)應(yīng)力張弦桁架。預(yù)應(yīng)力桁架結(jié)構(gòu)高11.5 ITI,上部剛性桿件結(jié)構(gòu)斷面為正三角形立體桁架,高3 1TI、寬3 ITI,下部距預(yù)應(yīng)力桁架兩端45 1TI處各設(shè)置了兩對(duì)空間V形撐桿,見(jiàn)圖3。中庭及東部展廳自西向東結(jié)構(gòu)的支承跨度依次為54,45,45 m,將西側(cè)展廳預(yù)應(yīng)力桁架的剛性上弦即3 m高的正三角形立體桁架向東側(cè)屋面延伸連續(xù)布置,從而形成長(zhǎng)度為270 m的四跨連續(xù)桁架梁[1],見(jiàn)圖3。檁條一端連接于桁架上弦節(jié)點(diǎn)、另一端連接于桁架的下弦節(jié)點(diǎn);在檁

條結(jié)構(gòu)層內(nèi)滿堂布置約18 1TI×18 m的交叉支撐,見(jiàn)圖4。建筑③,@軸的外側(cè)南北挑檐外挑約18.9 m,挑檐結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖見(jiàn)圖5。屋蓋結(jié)構(gòu)通過(guò)抗震球鉸支座支承在下部鋼結(jié)構(gòu)柱柱頂,由西向東屋面桁架分別支承于⑩軸、⑨軸、⑩軸、④軸和⑤軸柱的柱頂。其中⑨軸和⑩軸柱頂支座為固定球鉸支座,⑩軸、⑦軸和⑤軸柱頂采用施工過(guò)程中滑動(dòng),待屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)和幕墻結(jié)構(gòu)安裝完成后,再進(jìn)行固定,使支座的工作模式變?yōu)楣潭ㄣq支座,屋蓋結(jié)構(gòu)能與下部支承結(jié)構(gòu)更好地協(xié)同工作。

屋面結(jié)構(gòu)東西向剖面

屋面檁條及支撐布置挑檐結(jié)構(gòu)軸側(cè)示意屋蓋單獨(dú)模型

主題館下部結(jié)構(gòu)采用鋼框架結(jié)構(gòu),柱子為方鋼管截面,柱間支撐采用了鋼支撐和阻尼器支撐的混合支撐體系。

三:廣州亞運(yùn)會(huì)臺(tái)球壁球綜合館 溫度縫的設(shè)置 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

四:2008奧運(yùn)會(huì)鳥(niǎo)巢

國(guó)家體育場(chǎng)建筑體形上像鳥(niǎo)巢新穎獨(dú)特,具有一定的獨(dú)創(chuàng)性?？扇菁{8萬(wàn)人(奧運(yùn)會(huì)期間可容納10萬(wàn)人。平面為橢圓形,長(zhǎng)軸340m短軸292m。屋蓋中間設(shè)185.3mX127.5m開(kāi)口。

整體承重結(jié)構(gòu)由一系列門(mén)式剛架繞著內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)而成,這種結(jié)構(gòu)布置形成一種三維空間承重體系。每一榀剛架由高12m的屋蓋桁架和三角形桁架柱組成,均采用加肋薄壁箱形截面,為了形成鳥(niǎo)巢效果主桁架上弦上還設(shè)有交叉的次要構(gòu)件,也采用箱形截面?？傆娩摿楷F(xiàn)已優(yōu)化到4.2萬(wàn)t。較前降低了1.2萬(wàn)t。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

一:北京老山奧運(yùn)自行車(chē)館

屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼跨度133.06m,沿周邊外挑8.238m,矢高14.69m, 總投影面積約17000m2。網(wǎng)殼通過(guò)24對(duì)人字型柱支承于沿周邊均勻分布的24根鋼筋混凝土柱柱頂,人字型柱柱頂設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)圈梁,利用網(wǎng)殼外挑部分設(shè)置圈梁桁架。鋼筋混凝土柱柱頂標(biāo)高+7.15m,網(wǎng)殼最高點(diǎn)標(biāo)高+35.49m。網(wǎng)殼采用四角錐網(wǎng)格,最大網(wǎng)格尺寸為

4.96m×4.24m,厚度2.8m。

屋面采用輕型金屬屋面板,局部為玻璃采光屋面。網(wǎng)殼采用焊接球節(jié)點(diǎn),最大桿件為

Φ219×14,最大球節(jié)點(diǎn)為D650×30,用鋼量約為95kg/m2,其中雙層球面網(wǎng)殼部分為60kg/m2,人字型柱及鋼結(jié)構(gòu)圈梁35kg/m2。

其設(shè)計(jì)及施工創(chuàng)新點(diǎn)有下列幾方面: ?老山自行車(chē)館屋蓋采用的帶人字型柱的雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)概念清晰、傳力明確、應(yīng)力分布合理,具有良好的抗震性能和穩(wěn)定性能;?環(huán)梁與柱腳鑄鋼球鉸支座有效的減小了網(wǎng)殼對(duì)支柱及基礎(chǔ)的推力,同時(shí)也解決了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力問(wèn)題;?設(shè)置肋板與墊板提高了環(huán)梁大直徑圓鋼管(D=1200相貫節(jié)點(diǎn)抵抗局部失穩(wěn)的能力,緩

解了節(jié)點(diǎn)相貫處的局部應(yīng)力集中,有效的提高了節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜應(yīng)力作用下的承載能;?該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用了外擴(kuò)拼裝及圓形拔桿群接力提升就位的安裝方法,該方法簡(jiǎn)便可行、易于控制安裝精度且施工費(fèi)用低。

二:2008奧運(yùn)會(huì)乒乓球館

該體育館屋蓋的造型充分考慮了中國(guó)傳統(tǒng)建筑特色和北京的城市建筑風(fēng)格(圖1 ,在建

筑形象上抽象地表達(dá)了乒乓球比賽的特點(diǎn)。整個(gè)屋蓋的屋檐水平投影為9312m×72m 的矩形,長(zhǎng)邊屋檐向外挑出4m,短邊屋檐外挑616m,屋檐的直線部分建筑標(biāo)高為2114m,弧形部分屋檐的最高點(diǎn)標(biāo)高為2815m。中央球殼的矢高為7m,其支承邊界的直徑24m,球冠標(biāo)高為3313m。球殼覆面材料為玻璃,這就可以讓自然光線穿過(guò)中央球殼照入室內(nèi)。連接球殼邊界與弧形屋檐高點(diǎn)的兩條由低到高螺旋狀的屋脊與透明的中央球殼成為屋蓋建筑造型的特點(diǎn),象征著乒乓球?qū)λ俣?、力量、旋轉(zhuǎn)的綜合要求。屋面其余部分由屋檐、屋脊、球殼構(gòu)成其曲面邊界,其曲面造型隨這些邊界形狀的變化而漸變。整個(gè)屋面由于兩條屋脊的旋轉(zhuǎn)起伏形成了在空間上呈反對(duì)稱的異形扁殼曲面。

作為奧運(yùn)史上第一個(gè)乒乓球?qū)Ｓ帽荣悎?chǎng)館,北京大學(xué)體育館的屋面造型非常獨(dú)特(圖1。該屋面除了中央矢高為7m,跨度為24m 的中央球殼為球面外,其余的屋面部分無(wú)法采用解析曲面對(duì)其進(jìn)行描述。然而屋面曲面形態(tài)的準(zhǔn)確描述是屋蓋結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件定位、排水設(shè)計(jì)、屋面施工的基礎(chǔ)。為此,首先采用了NURBS技術(shù)完成其屋面的曲面形態(tài)設(shè)計(jì)。該體育館中央球殼的標(biāo)高為3313m,球殼周邊的圓形支承邊界的標(biāo)高為2613m,旋轉(zhuǎn)屋脊低端與中央球殼的圓支承邊界相切,高端在屋檐處的最高點(diǎn)標(biāo)高為2815m。兩條短邊直線屋檐的標(biāo)高為2114m,兩條

長(zhǎng)邊屋檐直線部分的標(biāo)高也是2114m,曲線部分由兩段相切的弧線組成,最高點(diǎn)為2815m。整個(gè)屋面即由中央球殼支承邊界、兩條旋轉(zhuǎn)起伏的異形屋脊、四條異形屋檐構(gòu)成了其曲面的邊界(圖2。在曲面建模程序中,首先完成上述曲面邊界曲線的建模,作為屋面形態(tài)設(shè)計(jì)的主控制線,其中兩條旋轉(zhuǎn)屋脊采用樣條曲線描述,其余的邊界采用直線和圓弧進(jìn)行描述。然后對(duì)屋面進(jìn)行分區(qū)(圖3 ,利用屋面呈反對(duì)稱的特點(diǎn),將屋面分解為幾個(gè)具有異形邊界的細(xì)分子域,每個(gè)子域的曲面形態(tài)即由其異形邊界的曲率控制。結(jié)構(gòu)體系與布置

在充分分析屋蓋建筑造型特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)多次方案論證,屋蓋結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力平面桁架殼體(圖6。結(jié)合下部的混凝土結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置,共布置了32 榀輻射桁架,輻射

桁架外端的豎腹桿(立柱 與下部混凝土結(jié)構(gòu)的柱中心對(duì)齊,并通過(guò)抗震球鉸支座支承于混凝土結(jié)構(gòu)的柱頂,支座中心的水平投影位于64m×80m的矩形上;輻射桁架內(nèi)端由中心標(biāo)高2613m、內(nèi)徑24m、斷面寬2m、高5m的菱形受壓剛性環(huán)連接成整體,進(jìn)而形成中央球殼的支承結(jié)構(gòu)。為了使結(jié)構(gòu)造型與所取曲面形態(tài)一致,充分利用桁架結(jié)構(gòu)建筑造型適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn),將桁架上弦桿計(jì)成其軸線位于屋面曲面內(nèi)的復(fù)雜曲線形狀,下弦與上弦平行,桁架高215m,腹桿布置方式確保了較長(zhǎng)的斜腹桿受拉,較短的豎腹桿受壓。與每榀輻射桁架對(duì)應(yīng),在其下部設(shè)32 根預(yù)應(yīng)力輻射拉索,拉索外端錨固于輻射桁架下弦與支座相鄰的節(jié)點(diǎn)處,內(nèi)端連接于標(biāo)高2213m、內(nèi)徑26m 的水平受拉剛性環(huán)上。受拉剛性環(huán)通過(guò)高4m 的人字型受壓撐桿與受壓剛性環(huán)的下弦桿連接,從而將下部張拉索系與上部組合殼體組合成整體,形成雜交張拉結(jié)構(gòu)體系。在施工安裝階段,通過(guò)張拉拉索對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力,從而使人字型撐桿受壓,實(shí)現(xiàn)對(duì)殼體反向加載,相當(dāng)于對(duì)結(jié)構(gòu)卸載,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與豎向荷載作用相反的內(nèi)力和變形;在附加恒載和使用荷載作用下,殼體和拉索共同工作抵抗荷載,拉索、撐桿構(gòu)成上層殼體的彈性支承。由于上述拉索預(yù)應(yīng)力和彈性支承的共同作用,使得最終殼體的內(nèi)力和變形明顯減小,實(shí)現(xiàn)對(duì)殼體應(yīng)力和變形的主動(dòng)控制,從而大大提高了結(jié)構(gòu)效率。

水平受拉的剛性環(huán)為截面寬115m的平面桁架,其兩根弦桿為<426 ×20 ,腹桿為<203 ×。在受力上,受拉剛性環(huán)主要在水平方向承擔(dān)拉索錨固端傳來(lái)的水平拉力,在豎向通過(guò)人字型撐桿與受壓剛性環(huán)整體協(xié)同工作,形成了上部受壓、下部受拉的高9m 的筒狀剛性環(huán)。在使

用功能上,受拉的剛性環(huán)同時(shí)兼作吊掛燈具設(shè)備的馬道。

中央球殼為跨度24m、矢高為7m 的單層鋼管殼體,網(wǎng)格的水平投影尺寸為2m ×2m,鋼管規(guī)格為<159×6 ,鋼管之間的連接采用直接相貫焊接。球殼沿周邊支承在受壓剛性環(huán)內(nèi)側(cè)中弦桿的節(jié)點(diǎn)上。而輻射桁架的上、下弦桿分別與受壓剛性環(huán)的外側(cè)中弦桿、下弦桿連接,這就可以通過(guò)受壓剛性環(huán)的空間協(xié)調(diào)受力作用實(shí)現(xiàn)中央球殼的荷載向輻射桁架傳遞。

為了使整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)具有足夠的空間承載剛度、各榀輻射桁架能協(xié)同受力,沿環(huán)向布置了6 道水平間距約為5m的同心環(huán)向支撐桁架,并在桁架上弦平面內(nèi)布置聯(lián)方形交叉支撐,這樣布置的支撐體系一方面在宏觀上可以有效地提高殼體面內(nèi)的剪切剛度,形成空間受力體系,另一方面可以防止輻射桁架上、下弦桿發(fā)生出平面的屈曲(圖6(d。

鑒于扁平的屋蓋殼體在支座節(jié)點(diǎn)處將對(duì)下部混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的推力,32 個(gè)抗震球鉸支座中除了4個(gè)角點(diǎn)處的支座為固定鉸支座外,其余28 個(gè)支座均為單向滑動(dòng)支座,長(zhǎng)邊支座沿y 方向滑動(dòng),短邊支座沿x方向滑動(dòng)。這樣在活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載和多遇地震作用下,屋蓋就不會(huì)在下部混凝土結(jié)構(gòu)抗推承載力較弱的方向?qū)ο虏靠蚣墚a(chǎn)生推力,減小下部結(jié)構(gòu)的梁柱截面。支座滑動(dòng)對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)支承剛度的削弱,由錨固于臨近支座的輻射拉索來(lái)彌補(bǔ)。為防止罕遇地震作用下滑動(dòng)支座脫落,通過(guò)限位措施,限制滑動(dòng)支座的滑程為±70mm。

屋蓋鋼結(jié)構(gòu)桿件采用Q345B 級(jí)鋼的圓鋼管,桿件詳細(xì)規(guī)格見(jiàn)表2 ,所有桿件節(jié)點(diǎn)形式為空間相貫節(jié)點(diǎn)。拉索采用了破斷強(qiáng)度為1 670MPa 的半平行鋼絲束拉索,由151 根<5 的鋼絲經(jīng)大節(jié)距扭絞而成,其等效直徑約60mm。

屋蓋結(jié)構(gòu)平面輻射桁架軸測(cè)圖拉索、受拉剛性環(huán)及撐桿軸測(cè)圖屋面支撐體系軸測(cè)圖

屋蓋結(jié)構(gòu)剖面圖剛性環(huán)整體軸測(cè)圖 三:上海世博會(huì)阿聯(lián)酋館

世博阿聯(lián)酋館建筑高度為 20m, 總建筑面積為3457m2。阿聯(lián)酋館的屋蓋由四部分組 成:不透光部分(沙丘正面、天 窗部分(沙丘背面、中央步行 道屋面與入口處的懸挑雨篷(詳 見(jiàn)圖2~4 ,屋蓋結(jié)構(gòu)關(guān)于軸對(duì) 稱。沙丘不透光部分為單層網(wǎng)殼

結(jié)構(gòu),三角形網(wǎng)格的尺寸基本為2m ×2m ×2m,每個(gè)網(wǎng)格的三個(gè)角點(diǎn)作為屋面系統(tǒng)的支承點(diǎn)。網(wǎng)殼桿件截面為矩形鋼管,截面尺寸為240mm ×80mm,壁厚為8 ~12mm,材料為Q345B。

網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)處,鋼管的端部設(shè)置擰螺栓的施工孔,并焊有ZG20SiMn的鑄鋼件,鑄鋼件上設(shè)置螺栓孔。對(duì)應(yīng)鑄鋼件的上下部分分別設(shè)置圓環(huán)形連接件,連接件采用45 號(hào)鋼。鑄鋼件與圓環(huán)

形連接件通過(guò)1019級(jí)的高強(qiáng)螺栓連接,螺栓規(guī)格主要為2M24,部分為2M27,并按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求施加預(yù)緊力。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖6,該節(jié)點(diǎn)為典型的半剛性節(jié)點(diǎn)。

弦支穹頂

一:2008奧運(yùn)會(huì)羽毛球館

2008奧運(yùn)會(huì)羽毛球館弦支穹頂結(jié)構(gòu)已經(jīng)建成并投入使用.是世界上最大跨度的弦支穹頂結(jié)構(gòu),如圖1.3所示。該館采用經(jīng)濟(jì)合理的聯(lián)方.凱威特型弦支穹頂結(jié)構(gòu)體系,跨度為93m,矢跨比未1111.9。上層為單層網(wǎng)殼,下部布置5圈預(yù)應(yīng)力索桿體系,撐桿高度為3.9m∞H 州。2008年奧運(yùn)會(huì)羽毛球館位于北京工業(yè)大學(xué),總建筑面積24383 m2,其中,地下2580m2,基地面積24383 m2,·總用地面積66124m2,體育館規(guī)劃用地面積為44355朋2?？傋瘮?shù)7508席,其中固定席位5480席,臨時(shí)席位2028席。建筑總高:最高點(diǎn)為25.95m,檐口高14.83m。建筑層數(shù):地上2層,地下1層,屋蓋采用聯(lián)方一凱威特型弦支穹頂結(jié)構(gòu)體系,跨度為93.0In,矢高9.3m,矢跨比為1/10。上弦為聯(lián)方一凱威特型組合單層球面網(wǎng)殼,下部布置五圈索體系,撐桿高度為3.9m。網(wǎng)殼的環(huán)向桿件采用0245x9,徑向桿件采用0245×10,撐桿采用①159x6的Q345c鋼管。環(huán)向索從外到內(nèi)分別采用拉索SNS/S一7x199,5x139,5x139,5x61, 5x61。徑向索最外圈采用SNS/S一5x61,其余四圈采用SNS/S一5x37。鋼管的彈性模量

E=2.06e11N/m2,索的彈性模量E=1.9e11N/m2。初拉力通過(guò)施加單元初應(yīng)變引入,徑向索的初拉力通過(guò)環(huán)向索間接引入。網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)為剛接,撐桿與網(wǎng)殼的連接點(diǎn)和撐桿與索的連接點(diǎn)為鉸接,邊緣支撐采用剛性環(huán)桁架梁。

由于施工方法的限制,上層網(wǎng)殼的安裝定位依靠布置在節(jié)點(diǎn)下部的臨時(shí)支撐

完成，焊接完成后部分結(jié)構(gòu)自重仍由臨時(shí)支撐承擔(dān)。

本文計(jì)算中采取的計(jì)算模型加入了外部2.4m的懸挑部分,懸挑部分采用了“羽毛主徑’’的變截面H型梁,沿梁長(zhǎng)方向,梁截面高度、寬度均呈線性變化,翼緣厚度根據(jù)應(yīng)力大小分段變化,鋼梁腹板開(kāi)圓孔,孔徑為梁截面高度的2/3,沿梁長(zhǎng)方向分步,中心距離為2倍孔徑。鋼梁材質(zhì)為Q345B,截面尺寸為H850x 350×12×20,-,300x 250x 12×18,H600x 300×10x 14-,300x 250x 10×12。

膜結(jié)構(gòu)

一:上海世博會(huì)世博軸 1 工程概況

2010年上海世博會(huì)世博軸及地下綜合體工程,位于世博會(huì)浦東園區(qū)核心, 南北長(zhǎng)1045m, 東西寬地下

995~ 1105m, 地上80m。世博軸 頂棚包括兩個(gè) 不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu) 體系: 索膜結(jié)構(gòu) 和6個(gè)建筑造型獨(dú) 特的鋼結(jié)構(gòu)!陽(yáng)光

谷?, 6個(gè)陽(yáng)光谷共提供給膜結(jié)構(gòu)18個(gè)支撐點(diǎn), 將兩者結(jié)合成整個(gè)頂棚結(jié)構(gòu)(圖1、2。索膜頂棚覆蓋了105m 標(biāo)高平臺(tái)層的大部分空間, 起到遮陽(yáng)擋雨的功能, 滿足大量人流安全、舒適地從地上出入園、等候、安檢、票檢、休憩餐飲的需要。膜面結(jié)構(gòu)造型輕盈優(yōu)雅, 與通透挺拔的陽(yáng)光谷渾然天成。

圖2索膜結(jié)構(gòu)模型圖3頂棚平面圖圖 4建筑縱剖面圖 頂棚結(jié)構(gòu)平面圖、剖面圖見(jiàn)圖3~ 5。2結(jié)構(gòu)體系

索膜頂棚采用連續(xù)的張拉式索膜結(jié)構(gòu)體系, 總長(zhǎng)度約840m, 最大跨度約97m, 膜面總投影面積約61000m2, 展開(kāi)總面積約65000m2, 單塊膜最大展開(kāi)面積約1800m2, 膜面單元一般呈三角形。膜材采用A級(jí)PTFE膜。

索膜結(jié)構(gòu)邊索單跨最大約80m, 脊索最大跨度約115m, 為大跨度柔性結(jié)構(gòu)。膜頂主要由承重作用的脊索、邊索和穩(wěn)定作用的張拉膜構(gòu)成(圖6, 1根邊索、2根脊索和膜形成了三角

形為頂面的倒錐臺(tái)狀,膜面為雙向曲面, 膜焊

縫主要沿經(jīng)向放射形布置。整個(gè)膜頂支承于外

桅桿、內(nèi)桅桿及陽(yáng)光谷鋼結(jié)構(gòu)上。

索膜結(jié)構(gòu)的最高點(diǎn)由26組外桅桿和背索、部分陽(yáng)光谷的連接點(diǎn)構(gòu)成, 最低點(diǎn)由19組內(nèi)桅桿下拉點(diǎn)、5組外桅桿和背索、部分陽(yáng)光谷的連接點(diǎn)構(gòu)成。外桅桿一般高度為35m, 緊鄰中間4個(gè)陽(yáng)光谷均有1根較低的外桅桿(高度為17m , 陽(yáng)光谷SV5、SV6之間外桅桿高度為38m。下拉點(diǎn)處, 膜在18m 或21m 標(biāo)高處固定在下拉鋼環(huán)上(鋼環(huán)直徑5m , 鋼環(huán)支承于內(nèi)桅桿。內(nèi)桅桿的增設(shè), 主要控制風(fēng)荷載作用下膜下拉處的水平位移及向下位移。內(nèi)桅桿與外桅桿頂部由水平索連接, 水平索的增設(shè), 協(xié)調(diào)了內(nèi)外桅桿的水平位移, 由背索、外桅桿、水平索、內(nèi)桅桿、外桅桿、背索形成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。內(nèi)桅桿頂部設(shè)斜吊索與谷索相連, 以控制膜的向下位移。索膜頂棚兩端4片膜為四邊形, 每片膜對(duì)角線設(shè)有1根抗風(fēng)索。支于邊索的膜片上設(shè)有1根抗風(fēng)的短谷索。外桅桿后背索最粗, 為155, 脊

索為110, 邊索為70, 谷索為65。

圖29 1號(hào)節(jié)點(diǎn)處背索破壞后膜面變形

注: 圖中數(shù)值為1號(hào)節(jié)點(diǎn)處背索破壞后各索內(nèi)力值, 圖301號(hào)節(jié)點(diǎn)處背索破壞后索內(nèi)力分析(單位: kN 二:2008奧運(yùn)會(huì)水立方

國(guó)家游泳中心建筑體形簡(jiǎn)單,為170m x170m x29m方盒子狀,屋蓋厚7m,墻厚5.4m,可容納1.7萬(wàn)人,外墻及屋面的填充單元是由十二面體和十四面體組合而成的異型網(wǎng)格或稱WP 多面體(Weaire-phelan,然后再按一定角度斜切成水泡狀網(wǎng)格。既有上弦,也有下弦,中間為腹桿。網(wǎng)格內(nèi)外均鋪設(shè)透明的ETFE充氣膜膜枕,賦以整個(gè)建筑以晶瑩剔透的外表,這種結(jié)構(gòu)又稱之為“水立方”(Water Cube。桿件仍用傳統(tǒng)的方鋼管(上下弦及圓鋼管(腹桿,而節(jié)點(diǎn)大多數(shù)為我國(guó)采用最普遍的常規(guī)和異型焊接空心球節(jié)點(diǎn)。

?在建筑結(jié)構(gòu)中采用WP多面體網(wǎng)格達(dá)到水泡效果為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)大家庭增加一員堪稱一大創(chuàng)新;?網(wǎng)格桿件采用圓鋼管及方鋼管,由于除受軸力外還有彎矩及扭矩存在,端部需加強(qiáng).,與此

相接的節(jié)點(diǎn)采用一般和異型焊接球節(jié)點(diǎn),桿件和節(jié)點(diǎn)都有新的計(jì)算方法為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng),計(jì)算公式已列入我國(guó)正在修訂的空間網(wǎng)格規(guī)程.?網(wǎng)格填充的兩層氣枕采用使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年、透光度高、不自燃、自潔性好的ETFE(乙烯--四氟乙烯膜材,這在我國(guó)尚屬首次。ETFE膜面有許多鍍點(diǎn)起到折射陽(yáng)光及保溫作用。

第四篇：發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)跨越發(fā)

發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)跨越發(fā)展

勞務(wù)經(jīng)濟(jì)是改革開(kāi)放以來(lái)，由勞動(dòng)力特別是農(nóng)村富余勞動(dòng)力大規(guī)?？鐓^(qū)域轉(zhuǎn)移就業(yè)而產(chǎn)生的新型經(jīng)濟(jì)形態(tài)。近年來(lái)，郴州市委、市政府以建設(shè)全省勞務(wù)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)市之一為目標(biāo)，始終把發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)作為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展、全面加快小康建設(shè)的重要突破口來(lái)抓，取得明顯成效。2003年，全市勞務(wù)輸出71萬(wàn)人，比上年增加6萬(wàn)人，勞務(wù)總收入43億元。勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有力地推動(dòng)了全市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的持續(xù)快速健康發(fā)展。2003年，全市實(shí)現(xiàn)GDP324.2億元，同比增長(zhǎng)11.2%，高于全省1.6個(gè)百分點(diǎn)；2000年至2003年，全市新增就業(yè)人口31萬(wàn)人，其中通過(guò)勞務(wù)轉(zhuǎn)移就業(yè)24萬(wàn)人，占77%，勞務(wù)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為促進(jìn)就業(yè)最主要的渠道；2002年全市農(nóng)民外出務(wù)工總收入32.7億元，人均859元，農(nóng)民外出務(wù)工收入成為農(nóng)民收入增長(zhǎng)的主要來(lái)源。此外，勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移也促進(jìn)了農(nóng)村社會(huì)大局的穩(wěn)定。

一、我市勞務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀

1、勞務(wù)輸出型經(jīng)濟(jì)生機(jī)勃勃。與過(guò)去相比，我市勞務(wù)輸出不僅在數(shù)量上有明顯增加，而且在質(zhì)量上也有明顯提升，呈現(xiàn)出常年型、勞技型、簇群型和組織型的特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全市季節(jié)性、臨時(shí)性務(wù)工人員比重逐年下降，常年外出務(wù)工人員超過(guò)70%。勞務(wù)人員中具有中專以上學(xué)歷的有7萬(wàn)多人，占12%，大多數(shù)人具有一技之長(zhǎng)，許多打工者由勞工型轉(zhuǎn)變?yōu)閯诩夹汀０踩士h牌樓鄉(xiāng)農(nóng)民有800多人在廣州從事玻璃工藝生產(chǎn)，其中有100多名進(jìn)入白領(lǐng)階層，年收入均在10萬(wàn)以上。勞務(wù)人員80%集中在珠江三角洲地區(qū)，依地域和行業(yè)呈簇群發(fā)展之勢(shì)，競(jìng)爭(zhēng)能力不斷增強(qiáng)。嘉禾縣在東莞務(wù)工人員7萬(wàn)多人，在當(dāng)?shù)氐呢涍\(yùn)市場(chǎng)、輪胎市場(chǎng)、廢品回收市場(chǎng)處于壟斷地位。勞務(wù)輸出的組織化程度提高，去年全市新增輸出人員有1/3以上是由勞動(dòng)部門(mén)或相關(guān)機(jī)構(gòu)組織輸出的。

2、“回流”創(chuàng)業(yè)型經(jīng)濟(jì)迅速擴(kuò)張。近幾年來(lái)，與“打工潮”交相輝映的是“創(chuàng)業(yè)潮”的興起。全市返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)人員已達(dá)5萬(wàn)余人，創(chuàng)辦投資100萬(wàn)元以上的企業(yè)1300多個(gè)，創(chuàng)造就業(yè)崗位3萬(wàn)多個(gè)。嘉禾縣是全國(guó)21個(gè)返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)試點(diǎn)縣之一，該縣把引導(dǎo)勞務(wù)人員返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)作為建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)縣的重頭戲來(lái)抓，外出務(wù)工人員返鄉(xiāng)創(chuàng)辦企業(yè)9800多家，年產(chǎn)值9.8億元，占全縣GDP的一半。省人大代表、返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)人員周秀娟創(chuàng)辦的嘉禾順利鍛壓工具有限公司，已擁有固定資產(chǎn)1000多萬(wàn)元，流動(dòng)資金380萬(wàn)元，去年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1400萬(wàn)元，稅金20多萬(wàn)元，安置就業(yè)人員300多人。

3、國(guó)際勞務(wù)出口邁出實(shí)質(zhì)性步伐。近年來(lái)，我市充分發(fā)揮人才技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大力拓展國(guó)外勞務(wù)市場(chǎng)。2003年累計(jì)向境外出口勞務(wù)790余人，勞務(wù)收入180萬(wàn)美元。郴電國(guó)際、郴建集團(tuán)、郴工集團(tuán)等企業(yè)和嘉禾、臨武縣積極組織勞務(wù)出口，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。今年3月，郴電國(guó)際一次性出口技術(shù)勞務(wù)15人，工期6個(gè)月，承擔(dān)印度烏魯米電站安裝工程，合同總金額160萬(wàn)美元，標(biāo)志著我市水電系統(tǒng)技術(shù)勞務(wù)出口實(shí)現(xiàn)了歷史性突破。郴建集團(tuán)與南非謝氏集團(tuán)合資興建高檔住宅、與青島南非辦事處合資興辦中國(guó)商品大型超市等項(xiàng)目也已運(yùn)作動(dòng)工，帶動(dòng)勞務(wù)出口10多人。

二、我市發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的主要做法

一是擺正位子。市委、市政府堅(jiān)持把發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)作為一項(xiàng)重要工作來(lái)抓，制定了《關(guān)于大力發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)社會(huì)充分就業(yè)的意見(jiàn)》，將發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)列入全市綜合考核事項(xiàng)，設(shè)立了“發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)充分就業(yè)目標(biāo)管理獎(jiǎng)”，在全市開(kāi)展創(chuàng)建“勞務(wù)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)縣（市、區(qū)）”和“就業(yè)最充分社區(qū)（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）”活動(dòng)，為我市勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二是疏通路子。我們積極發(fā)揮政府的引導(dǎo)作用、市場(chǎng)的帶動(dòng)作用和社會(huì)各方面協(xié)同配合的作用，為擴(kuò)大勞務(wù)輸出疏通了三條綠色通道。首先，政府引導(dǎo)輸出。市縣兩級(jí)均成立了由黨政負(fù)責(zé)同志掛帥的勞務(wù)經(jīng)濟(jì)工作協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和街道辦事處成立了勞動(dòng)保障服務(wù)站。在勞務(wù)人員比較集中的東莞、深圳、廣州、江門(mén)、清遠(yuǎn)等地區(qū)，設(shè)立了專門(mén)的勞務(wù)輸出辦事機(jī)構(gòu)。市政府駐東莞辦事處現(xiàn)有工作人員7人，他們?yōu)樵跂|莞的45萬(wàn)郴州藉務(wù)工人員提供法律咨詢、就業(yè)信息、勞務(wù)糾紛調(diào)解以及返鄉(xiāng)交通等服務(wù)，被譽(yù)為“打工仔的娘家”。嘉禾、臨武縣還在東莞設(shè)立了流動(dòng)人口黨委、黨支部。春節(jié)前后，許多地方專門(mén)組織車(chē)輛去務(wù)工地接送勞務(wù)人員，并通過(guò)聯(lián)誼會(huì)、懇談會(huì)和登門(mén)走訪等形式慰問(wèn)勞務(wù)輸出人員，促進(jìn)了勞務(wù)輸出工作。其次，中介服務(wù)輸出。市勞動(dòng)力市場(chǎng)、市人才交流中心加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建立了勞務(wù)信息計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和人才資源庫(kù)。同時(shí)，與廣東、深圳等省市的10多個(gè)縣市100多家企業(yè)建立了勞動(dòng)就業(yè)信息網(wǎng)，準(zhǔn)確及時(shí)地傳遞各種勞務(wù)信息。再次，教育培訓(xùn)輸出。完善了以郴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院、郴州技術(shù)學(xué)院、湘南技校為龍頭，各類(lèi)技工學(xué)校和職業(yè)學(xué)校為主體，縣（市、區(qū)）就業(yè)培訓(xùn)基地為骨架的就業(yè)培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)，建立了涉外勞務(wù)培訓(xùn)基地。全市各類(lèi)職業(yè)學(xué)校和就業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)共48家，年均畢業(yè)學(xué)生和培訓(xùn)人數(shù)3萬(wàn)人。各學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)與輸入地用人單位聯(lián)絡(luò)，積極調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置，并采取訂單培訓(xùn)、委托培訓(xùn)等形式培訓(xùn)高素質(zhì)勞務(wù)人員。近幾年，我市每年通過(guò)正規(guī)培訓(xùn)輸出的人數(shù)都在2萬(wàn)人以上，成為擴(kuò)大勞務(wù)輸出的重要渠道。

三是搭建臺(tái)子。我們積極為返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)者提供創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，全市共規(guī)劃各類(lèi)返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)園、創(chuàng)業(yè)一條街近50多個(gè)（條）。通過(guò)落實(shí)優(yōu)惠政策、營(yíng)造優(yōu)良環(huán)境、提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，引導(dǎo)務(wù)工人員返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)，使創(chuàng)業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速成為我市勞務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。嘉禾縣投入財(cái)政啟動(dòng)資金近400萬(wàn)元，著力建好坦塘、城南、塘水、鴨婆山、車(chē)頭等五大返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)龍頭基地，吸引外出務(wù)工人員入園創(chuàng)業(yè)。其中鴨婆山返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)園從去年6月至今，已落戶創(chuàng)業(yè)型企業(yè)8家，引進(jìn)資金2000多萬(wàn)元。

三、我市發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)面臨的問(wèn)題及對(duì)策

當(dāng)前，我國(guó)已進(jìn)入全面建設(shè)小康社會(huì)，加快實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的新的發(fā)展階段，工業(yè)化、城市化呈加速發(fā)展之勢(shì)，勞務(wù)經(jīng)濟(jì)正面臨新的發(fā)展契機(jī)。我市勞務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體形勢(shì)是好的，但其潛力遠(yuǎn)未得到充分發(fā)掘，特別是還存在組織機(jī)制不完善、信息機(jī)制不通暢、服務(wù)機(jī)制不到位、保障機(jī)制不健全等一系列問(wèn)題，制約了勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展，我們要搶抓機(jī)遇，乘勢(shì)而上，著力解決發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)面臨的困難和問(wèn)題，積極探索加快勞務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新思路和新舉措，盡快使勞務(wù)經(jīng)濟(jì)總體水平躍居全省最前列。今后五年的主要目標(biāo)是：勞務(wù)輸出年均遞增5萬(wàn)人，累計(jì)達(dá)到90萬(wàn)人，勞務(wù)總收入突破75億元；回流創(chuàng)業(yè)人員年均增加0.5萬(wàn)人，投資100萬(wàn)元以上的創(chuàng)業(yè)型企業(yè)總數(shù)突破5000家；出口勞務(wù)年均增加10%，勞務(wù)總收入突破1000萬(wàn)美元。

1、不斷深化思想認(rèn)識(shí)，嚴(yán)格領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任。各級(jí)黨委、政府要從戰(zhàn)略和全局的高度，深刻認(rèn)識(shí)發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的重大經(jīng)濟(jì)意義和政治意義，真正把勞務(wù)經(jīng)濟(jì)作為一項(xiàng)新的富民工程和新的支柱產(chǎn)業(yè)來(lái)抓。切實(shí)加強(qiáng)對(duì)勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)導(dǎo)。各級(jí)勞務(wù)經(jīng)濟(jì)工作協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組要認(rèn)真履行職責(zé)，定期研究勞務(wù)經(jīng)濟(jì)工作，制定相關(guān)政策措施，協(xié)調(diào)處理各種問(wèn)題；各有關(guān)部門(mén)特別是經(jīng)濟(jì)職能部門(mén)、政法部門(mén)、教育部門(mén)要各司其職，通力合作，形成政府宏觀引導(dǎo)，部門(mén)全力支持的工作大格局；工、青、婦等群團(tuán)組織要積極參與，共同支持勞務(wù)經(jīng)濟(jì)工作。要切實(shí)加大對(duì)勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的宣傳力度，廣泛宣傳發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的政策措施，宣傳開(kāi)發(fā)勞務(wù)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的典型和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，宣傳回流創(chuàng)業(yè)的先進(jìn)典型，使社會(huì)各界都來(lái)關(guān)心、支持和參與勞務(wù)經(jīng)濟(jì)工作，在全市上下形成加快發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的大氛圍和大氣候。要嚴(yán)格對(duì)發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)工作的考核，層層簽訂目標(biāo)責(zé)任狀，把發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的績(jī)效作為考核評(píng)價(jià)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)班子和領(lǐng)導(dǎo)成員工作實(shí)績(jī)的重要依據(jù)。

2、健全網(wǎng)絡(luò)體系，提高輸出水平。要在認(rèn)真總結(jié)和推廣勞務(wù)人員“自謀職業(yè)、自主創(chuàng)業(yè)、自主脫貧”經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，努力構(gòu)造勞務(wù)輸出的組織依托，全力打造郴州勞務(wù)品牌，形成勞務(wù)輸出產(chǎn)業(yè)化新局面。一是要加大政府調(diào)控力度，提高勞務(wù)輸出組織化程度。要建立健全由市政府牽頭，部門(mén)和縣（市、區(qū)）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府具體實(shí)施，中介機(jī)構(gòu)和民間組織積極參與的勞務(wù)輸出產(chǎn)業(yè)鏈條；成立以市勞動(dòng)力市場(chǎng)為龍頭，各縣（市、區(qū)）勞動(dòng)力市場(chǎng)，各級(jí)政府駐外辦事機(jī)構(gòu)為成員的勞務(wù)輸出企業(yè)——?jiǎng)趧?wù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，建立“上下互動(dòng)、責(zé)任共負(fù)、利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)”的運(yùn)行機(jī)制，推動(dòng)勞務(wù)輸出上水平、上層次、上規(guī)模。二是要加強(qiáng)勞務(wù)協(xié)作，健全信息網(wǎng)絡(luò)。盡快形成市、縣、鄉(xiāng)、村四級(jí)上下聯(lián)通、覆蓋面廣的勞務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)準(zhǔn)確地把各種勞務(wù)信息傳輸?shù)交鶎雍娃r(nóng)戶。加強(qiáng)與沿海發(fā)達(dá)地區(qū)、勞動(dòng)力輸出較大的地區(qū)建立勞務(wù)輸出協(xié)作關(guān)系，根據(jù)需要輸送各類(lèi)打工人員。在進(jìn)一步鞏固擴(kuò)大向珠江三角洲地區(qū)輸出勞務(wù)的同時(shí)，積極開(kāi)拓以上海為中心的長(zhǎng)江三角洲、以北京為中心的環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈以及西部勞務(wù)市場(chǎng)。加強(qiáng)與境外、國(guó)外相關(guān)城市和企業(yè)的聯(lián)系，重點(diǎn)開(kāi)拓東南亞、中東、南非市場(chǎng)，不斷擴(kuò)大勞務(wù)出口規(guī)模。三是要加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè)，建立職業(yè)技能培訓(xùn)網(wǎng)。加大對(duì)基礎(chǔ)教育的投入，并在初、高中開(kāi)設(shè)就業(yè)指導(dǎo)課程，盡快使新一代勞動(dòng)者文化程度和求職本領(lǐng)上升到一個(gè)新水平。充分發(fā)揮職業(yè)學(xué)校、技校的教育培訓(xùn)作用，采取靈活多樣的辦法，舉辦不同層次、不同類(lèi)型的定向和儲(chǔ)備性培訓(xùn)，提高學(xué)員的素質(zhì)和技能，提升務(wù)工層次，增加勞務(wù)收入。要積極推行學(xué)歷文憑和職業(yè)資格證書(shū)并重的勞動(dòng)用工制度，制定崗位培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)，使各類(lèi)崗位培訓(xùn)制度化、規(guī)范化、科學(xué)化。四是改進(jìn)服務(wù)模式，健全保障網(wǎng)絡(luò)。及時(shí)調(diào)整服務(wù)重點(diǎn)，擴(kuò)大服務(wù)范圍，對(duì)勞務(wù)人員實(shí)行全方位一體化服務(wù)。要推廣市政府駐東莞辦事處的做法，在各駐外辦事處增設(shè)勞務(wù)輸出職能科室或人力資源開(kāi)發(fā)聯(lián)絡(luò)處，同時(shí)要在其他郴州籍打工人員相對(duì)集中的地區(qū)專設(shè)勞務(wù)辦事機(jī)構(gòu)，為打工人員搞好跟蹤服務(wù)，維護(hù)其合法權(quán)益，解決勞務(wù)糾紛。

3、構(gòu)筑創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，形成創(chuàng)業(yè)高潮。我們必須在擴(kuò)大勞務(wù)輸出的同時(shí)，建立健全外出打工和返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)雙向流動(dòng)機(jī)制，更加重視創(chuàng)業(yè)潮，支持創(chuàng)業(yè)潮，推動(dòng)創(chuàng)業(yè)潮，逐步實(shí)現(xiàn)由打工經(jīng)濟(jì)向創(chuàng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的歷史性飛躍。一是要為外出務(wù)工人員返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)提供創(chuàng)業(yè)平臺(tái)。要把吸引外出務(wù)工人員返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)作為發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)的重要導(dǎo)向，不斷創(chuàng)造條件，加強(qiáng)指導(dǎo)和管理，引導(dǎo)返鄉(xiāng)人員興辦有市場(chǎng)、有效益的二、三產(chǎn)業(yè)，提倡和鼓勵(lì)有條件的民工到城鎮(zhèn)創(chuàng)業(yè)。把回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)納入城鎮(zhèn)建設(shè)總體規(guī)劃，市里可以考慮在市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)專門(mén)規(guī)劃一個(gè)返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)工業(yè)園，各縣（市、區(qū)）也要結(jié)合新一輪工業(yè)園區(qū)建設(shè)，修建打工園區(qū)、返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)園、返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)一條街，統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一開(kāi)發(fā)。二是要為富余勞動(dòng)力提供本地就業(yè)平臺(tái)。要把發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展民營(yíng)經(jīng)濟(jì)、開(kāi)放型經(jīng)濟(jì)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，不斷加大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目建設(shè)力度，在加快推進(jìn)工業(yè)化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，廣開(kāi)就業(yè)門(mén)路，拓寬就業(yè)渠道，擴(kuò)大就業(yè)總量，為富余勞動(dòng)力提供更多的本地就業(yè)崗位。三是要為勞務(wù)人員提供政治舞臺(tái)。外出務(wù)工農(nóng)民絕大多數(shù)是農(nóng)村青壯年，在較長(zhǎng)的外出打工

生涯中，學(xué)到了技術(shù)，學(xué)到了管理經(jīng)驗(yàn)，有帶領(lǐng)農(nóng)民致富的能力。要擇優(yōu)在返鄉(xiāng)勞務(wù)人員中選拔村組干部，使他們成為帶領(lǐng)農(nóng)民致富奔小康的領(lǐng)頭人。要積極選拔優(yōu)秀勞務(wù)人員參加各級(jí)人大、政協(xié)，符合條件的允許參加國(guó)家公務(wù)員錄用考試，不斷提高他們的參政議政能力。

4、營(yíng)造優(yōu)良環(huán)境，加大扶持力度。要完善優(yōu)惠政策，對(duì)勞務(wù)人員辦廠、店和從事第三產(chǎn)業(yè)，在辦理證照、安排場(chǎng)地等方面簡(jiǎn)化手續(xù)，提供方便，優(yōu)先辦理，并按國(guó)家有關(guān)規(guī)定減免經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的各種收費(fèi)。加大財(cái)政扶持和銀行貸款力度，疏通融資渠道，引導(dǎo)創(chuàng)業(yè)型企業(yè)增加投入，加快發(fā)展。對(duì)新上的高新技術(shù)項(xiàng)目和安排就業(yè)人員達(dá)到一定規(guī)模的企業(yè)，要視同外商投資企業(yè)加以對(duì)待，在土地出讓、用水用電、稅費(fèi)征收上予以優(yōu)惠。要加快戶籍制度改革，對(duì)有合法固定住所、穩(wěn)定職業(yè)或生活來(lái)源的外來(lái)務(wù)工人員實(shí)行“零門(mén)檻”遷入政策，使之真正實(shí)現(xiàn)由農(nóng)民到市民的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，允許進(jìn)城落戶的農(nóng)民保留一定期限的土地承包權(quán)，作為一項(xiàng)鼓勵(lì)農(nóng)民外出流動(dòng)轉(zhuǎn)移的過(guò)渡性政策。要建立城鄉(xiāng)統(tǒng)一的勞動(dòng)就業(yè)制度，創(chuàng)造良好的就業(yè)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村勞動(dòng)力與城鎮(zhèn)勞動(dòng)力就業(yè)身份、崗位安排、福利待遇、社會(huì)保障等方面的一視同仁，掃除農(nóng)村勞動(dòng)力進(jìn)城就業(yè)的體制性障礙。要加大對(duì)勞務(wù)人員合法權(quán)益的保護(hù)力度，對(duì)惡意拖欠民工工資、侵害民工人身權(quán)利的各種不法行為予以堅(jiān)決打擊。要切實(shí)解決進(jìn)城居民和異地轉(zhuǎn)移民工子女入學(xué)、就醫(yī)等困難，真正解除勞務(wù)人員的后顧之憂。

第五篇：沈陽(yáng)市城市空間結(jié)構(gòu)分析

沈陽(yáng)市城市空間結(jié)構(gòu)分析

作者XXX

單位xxxx

摘要：

城市空間結(jié)構(gòu)影響城市的現(xiàn)實(shí)生活，而且影響著城市自身的功能和在區(qū)域中的作用，城市形態(tài)是研究各種城市活動(dòng)（包括政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)）作用力下的城市物質(zhì)環(huán)境的演變，包括城市的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（城市內(nèi)部的水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)）和外部形態(tài)（城市的外部輪廓）及其相互關(guān)系。本文介紹了沈陽(yáng)市概況，論述了沈陽(yáng)市城市空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分析了現(xiàn)狀與動(dòng)力機(jī)制，最后提出今后發(fā)展的建議，以供相關(guān)部門(mén)參考。

關(guān)鍵字：沈陽(yáng) ；城市空間結(jié)構(gòu)；動(dòng)力機(jī)制；演變

引言

城市空間結(jié)構(gòu)一直是地理學(xué)者研究城市的熱點(diǎn)，它不但反映了城市的現(xiàn)實(shí)生活，而且影響著城市自身的功能和在區(qū)域中的作用，同時(shí)城市所留下的有形物體反映了城市的歷史，反映了人的意識(shí)和行為。

城市形態(tài)是研究各種城市活動(dòng)（包括政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)）作用力下的城市物質(zhì)環(huán)境的演變，包括城市的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（城市內(nèi)部的水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)）和外部形態(tài)（城市的外部輪廓）及其相互關(guān)系。城市內(nèi)部的水平結(jié)構(gòu)主要指城市的用地結(jié)構(gòu)與功能布局，城市內(nèi)部的垂直結(jié)構(gòu)主要指城市的三維空間，城市的外部輪廓主要指建設(shè)區(qū)邊界所構(gòu)成的城市形狀[1]。沈陽(yáng)市概況

沈陽(yáng)位于祖國(guó)東北，遼寧省中部，全市東西寬l05公里，南北長(zhǎng)85公里，總面積為8.515平方公里；其中，城建區(qū)東西寬18公里，南北長(zhǎng)15公里，面積

為164平方公里。沈陽(yáng)市，東臨撫順市和撫順縣，南與本溪、遼陽(yáng)兩市相連，西與臺(tái)安縣、黑山縣接壤，北與彰武、法庫(kù)兩縣及鐵嶺市毗鄰，周?chē)貐^(qū)有豐富的鋼鐵和能源資源，對(duì)發(fā)展重工業(yè)十分有利。沈陽(yáng)東部為遼東丘陵，西部是遼河、渾河沖積平原，地勢(shì)由東北向西南緩緩傾斜，最高處是新城子區(qū)馬剛鄉(xiāng)老石溝的石人山，海拔441公尺；最低處為遼中縣于家房的上頂子村，海拔僅5.3公尺。沈陽(yáng)以平原為主，地勢(shì)平坦。平均海拔50公尺左右，占總面積的76.2％。山地丘陵集中在東北、東南部，屬遼東丘陵的延伸部分，占總面積的9.1%；風(fēng)景秀麗的輝山、天柱山都在這一地區(qū)。另有洼地，占總面積的14.7％。沈陽(yáng)市城區(qū)的地勢(shì)，起伏很小，平均海拔45公尺左右。大東區(qū)較高，最高處海拔65公尺；鐵西區(qū)較低，最低處海拔36公尺。市內(nèi)最大高差為29公尺?；使脜^(qū)、和平區(qū)和沈河區(qū)的地勢(shì)，略有起伏。高度在41—45公尺之間。這種地勢(shì)，對(duì)市區(qū)交通及基本建設(shè)都很有利。

2沈陽(yáng)市城市空間結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀特征

2.1 沈陽(yáng)市城市定位

沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)區(qū)是遼寧甚至東北的核心城市，沈陽(yáng)要增強(qiáng)對(duì)東北地區(qū)的引領(lǐng)、輻射和集散能力，建設(shè)具有全國(guó)性重要影響的國(guó)家中心城市，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的先進(jìn)裝備制造業(yè)基地、人與自然和諧共生的生態(tài)宜居之都、帶動(dòng)示范作用明顯的國(guó)家創(chuàng)新型城市、傳統(tǒng)和現(xiàn)代文明交相輝映的文化名城，加快向經(jīng)濟(jì)開(kāi)放、文化包容的東北亞國(guó)際性城市邁進(jìn)。

2.2沈陽(yáng)城市性質(zhì)

遼寧省省會(huì)及沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)區(qū)核心城市、國(guó)家先進(jìn)裝備制造業(yè)基地、國(guó)家歷史文化名城、國(guó)家中心城市。

2.3沈陽(yáng)的城市規(guī)模

沈陽(yáng)人口規(guī)模：規(guī)劃2020年：市域常住人口1060萬(wàn)，城鎮(zhèn)人口920萬(wàn)，城鎮(zhèn)化水平達(dá)到87%。中心城區(qū)城市人口680萬(wàn)。用地規(guī)模：規(guī)劃2020年：市域城鎮(zhèn)建設(shè)用地1000平方公里，中心城區(qū)建設(shè)用地710平方公里。

2.4沈陽(yáng)市域城鎮(zhèn)發(fā)展與城市空間結(jié)構(gòu)

依托城鎮(zhèn)發(fā)展帶，強(qiáng)化交通和基礎(chǔ)設(shè)施走廊的支撐和拉動(dòng)作用，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)、人口的合理布局，構(gòu)建 “多中心、網(wǎng)絡(luò)化的市域城鎮(zhèn)發(fā)展新格局。構(gòu)建“一城、六軸、四帶”的布局結(jié)構(gòu)。

一城：指中心城區(qū)。六軸：指依托復(fù)合交通走廊形成沈大、沈山、沈本、沈鐵、沈撫和沈阜六條城鎮(zhèn)發(fā)展軸。四帶：指遼河生態(tài)景觀帶，渾河生態(tài)城市帶，蒲河生態(tài)城鎮(zhèn)帶和沙河生態(tài)城鎮(zhèn)帶。

規(guī)劃形成中心城區(qū)、新城、重點(diǎn)鎮(zhèn)、一般鎮(zhèn)四個(gè)等級(jí)的城鎮(zhèn)體系結(jié)構(gòu)。規(guī)劃形成沈撫、遼中、新民、法庫(kù)、康平、新城子、空港、胡臺(tái)和永安等9個(gè)新城。

2.5沈陽(yáng)中心城區(qū)規(guī)劃布局

中心城區(qū)用地結(jié)構(gòu)的調(diào)整是國(guó)家中心城市職能提升的保障，本輪總體規(guī)劃明確了實(shí)現(xiàn)城市由單中心集聚增長(zhǎng)向多中心的可持續(xù)增長(zhǎng)的空間發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的發(fā)展目標(biāo)。在未來(lái)的城市空間拓展中將以發(fā)達(dá)的城市公共交通為導(dǎo)向、以多中心的網(wǎng)絡(luò)化公共中心體系為支撐，以大渾南建設(shè)為先導(dǎo)構(gòu)建大都市空間發(fā)展結(jié)構(gòu)。

城市總體規(guī)劃是政府調(diào)控城市空間資源、指導(dǎo)城鄉(xiāng)發(fā)展建設(shè)、維護(hù)社會(huì)公平、保障公共安全和公眾利益的重要公共政策之一。在加強(qiáng)規(guī)劃管理、協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)空間布局、改善人居環(huán)境、促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要作用。

2.6沈陽(yáng)交通和城市組團(tuán)規(guī)劃布局

沈陽(yáng)新一輪城市總體規(guī)劃在借鑒國(guó)外大城市發(fā)展形態(tài)成功的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定沈陽(yáng)以“中心組團(tuán)”式的松散布局結(jié)構(gòu)拓展新的建設(shè)空間，沿三環(huán)高速公路向沈山、沈大、沈哈、沈撫、沈丹、沈盤(pán)等交通干線放射方向發(fā)展，按照中心城區(qū)、衛(wèi)星城、建制鎮(zhèn)三個(gè)層次設(shè)置。即以中心城市建成區(qū)為核心城區(qū)，在其周?chē)O(shè)置東部輝山、西部經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、北部虎石臺(tái)、南部蘇家屯四個(gè)副城區(qū)和道義、汪家兩個(gè)邊緣組團(tuán)[3]。非中心城區(qū)部分主要包括挑仙國(guó)際航空港副城、新城子副城、新民衛(wèi)星城、康平衛(wèi)星城、法庫(kù)衛(wèi)星城[5][6]。渾南新區(qū)、鐵西新區(qū)、輝山農(nóng)業(yè)高新區(qū)、北部新的大學(xué)園區(qū)相繼建成。城區(qū)總體形態(tài)出現(xiàn)南北延伸的趨勢(shì)，渾河南岸的渾南新區(qū)、蘇家屯副城、大學(xué)城以及長(zhǎng)白地區(qū)的開(kāi)發(fā)，使得城區(qū)向渾

河南岸出現(xiàn)顯著的空間跨越，城區(qū)南北伸展的速度和空間跨度遠(yuǎn)超過(guò)渾河北岸主城區(qū)東西向的擴(kuò)展速度和空間跨度，沈陽(yáng)開(kāi)始形成軸向拓展多中心發(fā)展的開(kāi)放式空間擴(kuò)張新格局。

2.7沈陽(yáng)綠化景觀帶規(guī)劃

沈陽(yáng)市政府對(duì)全市的綠化規(guī)劃和實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)沈陽(yáng)的自然地理?xiàng)l件，并結(jié)合城市未來(lái)發(fā)展形態(tài)，進(jìn)一步對(duì)城市綠化建設(shè)做了如下總體規(guī)劃：確立沈陽(yáng)市中心城區(qū)“一山、一帶、兩環(huán)、五楔”的綠化框架體系?！耙簧健奔礀|部棋盤(pán)山風(fēng)景區(qū)；“一帶”即渾河水系及兩岸形成的800—1000米的帶狀綠化水系空間；“兩環(huán)”即三環(huán)防護(hù)林帶及環(huán)城水系景觀綠帶。在框架體系的控制下形成點(diǎn)、線、面相結(jié)合的綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)今沈陽(yáng)戰(zhàn)略地位和復(fù)興的重要時(shí)期，是基本實(shí)現(xiàn)老工業(yè)基地全面的關(guān)鍵時(shí)期，也是建設(shè)東北地區(qū)中心城市和全面建設(shè)小康社會(huì)的加速期。為保障沈陽(yáng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)，完善城市功能，拓展城市發(fā)展空間，沈陽(yáng)新規(guī)劃了沈陽(yáng)西部工業(yè)走廊、大渾南地區(qū)、沈北地區(qū)、棋盤(pán)山風(fēng)景區(qū)四大城市發(fā)展空間的規(guī)劃。今后擬在這四個(gè)方面進(jìn)行深入發(fā)展。

3沈陽(yáng)城市空間結(jié)構(gòu)的形成因素與現(xiàn)狀分析

3.1沈陽(yáng)城市空間結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀功能演替與城市空間形態(tài)演變

城市空間形態(tài)可以看成是城市功能分化和多種活動(dòng)所造成的土地利用的內(nèi)在差異而構(gòu)成的一種地域結(jié)構(gòu)。城市經(jīng)濟(jì)功能是城市空間演化的主要?jiǎng)恿?，其演替過(guò)程也是空間形態(tài)隨之動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程[5]-[6]。

沈陽(yáng)城市功能的演替開(kāi)始于城市的建立初期，1840年以前的城市，城市單一的政治功能使城市形成城方廓圓的形態(tài)。隨著城市的經(jīng)濟(jì)功能由封閉發(fā)展期計(jì)劃體制下的工業(yè)生產(chǎn)到改革開(kāi)放后市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)的城市功能外向化的增強(qiáng), 城市內(nèi)部空間已經(jīng)不能完全滿足產(chǎn)業(yè)空間的需求。城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)升級(jí)不僅促進(jìn)城市發(fā)展能力的增強(qiáng)，而且是現(xiàn)代城市化的重要推動(dòng)力，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)促進(jìn)城市化模式、城市地域形態(tài)的有序變化。另一方面，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)變化離不開(kāi)

城市空間擴(kuò)展、城市新區(qū)開(kāi)發(fā)、城市職能體系變化等城市化諸多方面的空間支撐和需求拉動(dòng)[7]。一方面在城市內(nèi)部，通過(guò)大規(guī)模的舊城改造和“退二進(jìn)三” 完成了城市土地功能置換；另一方面，伴隨著城市經(jīng)濟(jì)功能的外向化，城市產(chǎn)業(yè)也向著城市外部、城市群體間尋求發(fā)展空間[8]。隨之而來(lái)，沈陽(yáng)中心城市形成都市區(qū)中心城市的多中心形態(tài)。

3.2沈陽(yáng)城市空間擴(kuò)展與城市人口增長(zhǎng)

城市人口的增長(zhǎng)是城市空間擴(kuò)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一，人口數(shù)量的增加，推動(dòng)了城市住宅、商業(yè)、工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而推動(dòng)了城市建設(shè)用地的擴(kuò)展．沈陽(yáng)市市區(qū)人口由1979年的371．3萬(wàn)增加到2010年的499．9萬(wàn)，凈增128．6萬(wàn)，而同期的建設(shè)用地面積由199．45 km2增加到596．11 km2，兩者的相關(guān)系數(shù)為0．8561。1979--2005年，沈陽(yáng)市市區(qū)人口增長(zhǎng)與建設(shè)用地?cái)U(kuò)展之間基本保持同步的發(fā)展態(tài)勢(shì)；2005年以來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)、開(kāi)發(fā)區(qū)的不斷建立，導(dǎo)致人口增長(zhǎng)對(duì)沈陽(yáng)市城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的作用逐步削弱。沈陽(yáng)城市空間擴(kuò)展速度滿了下來(lái)。今后沈陽(yáng)城市空間結(jié)構(gòu)調(diào)控方向

整合產(chǎn)業(yè)資源，調(diào)整城市空間結(jié)構(gòu)是打造“經(jīng)濟(jì)中心城市”重中之重。充分利用沈陽(yáng)城市工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)力量，調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局，依此來(lái)整合城市空間，調(diào)整城市發(fā)展姿態(tài)，尤其要突破行政區(qū)劃的局限，形成更具發(fā)展優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局和城市空間布局。

加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加快城市服務(wù)業(yè)的發(fā)展，是適應(yīng)建設(shè)區(qū)域性中心城市的必然要求。建立成熟的區(qū)域性中心城市服務(wù)體系，以建設(shè)區(qū)域性商貿(mào)物流和金融中心為目標(biāo)，大力發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，改造提升傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)，加快發(fā)展新興服務(wù)業(yè)，提升城市綜合服務(wù)水平。通過(guò)高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)的規(guī)劃，建設(shè)一批能夠適應(yīng)城市職能提升要求的基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)沈陽(yáng)對(duì)人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的承載力，迅速提升沈陽(yáng)的城市品位和區(qū)域影響力。參考文獻(xiàn)

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