體育館鋼結構特點(鋼結構體育館結構分析)

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本篇文章給大家談談體育館鋼結構特點，以及鋼結構體育館結構分析對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。鋼結構是由特定體育館鋼結構特點的鋼材組成體育館鋼結構特點的結構，是目前主要體育館鋼結構特點的建筑結構類型之一。該場館采用多功能技術的復合屋面解決體育館鋼結構特點了屋面雨點噪聲問題體育館鋼結構特點，減少對體育館正常使用的干擾。

本篇文章給大家談談體育館鋼結構特點，以及鋼結構體育館結構分析對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄一覽：

1、鋼結構優點
2、鋼結構優點建筑工程介紹？
3、國家體育館的設計特點
4、北京奧運會的鳥巢和水立方采用鋼結構，鋼結構的框架有什么作用？有什么優點？作出解釋。
5、鳥巢體育場是框架結構嗎？理由？
6、簡述鋼結構有哪些主要特點，具體一點的

鋼結構優點

鋼結構是由特定體育館鋼結構特點的鋼材組成體育館鋼結構特點的結構，是目前主要體育館鋼結構特點的建筑結構類型之一。鋼結構主要由H型鋼、工字鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成，其材料類型主要為Q235B和Q345B，各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工快捷，廣泛應用于大型工業廠房、體育館、加油站、超高層等領域。

鋼結構優點

自重輕體育館鋼結構特點：鋼材的強度較高，柔韌性也高，與傳統鋼筋混凝土建筑相比，其強度高、自重輕、全體剛框架剛性好、成形能力強。建筑物自重僅是磚混結構的五分之一，可抵制每秒70米的臺風，使性命財富能取得有力的維護。

抗震性：鋼結構房屋在地震中有很好的生命安全性能，鋼結構的屋面大都為坡屋面，因而屋面結構根本上采納的是由冷彎型鋼構件做出的三角形型屋架系統，輕鋼構件在封結束構性板材及彩鋼板以后，構成了非常結實的"板肋結構系統"，這種結構系統有著更強的抗震及抵制程度掛載的能力，實用于抗震烈度為8度以上的地域。

耐久性：鋼結構住房結構全部采納冷彎薄壁鋼構件系統組成，鋼筋采納超級防腐高強熱軋鍍鋅板制造，有力防止鋼板在施工和運用進程中的銹蝕的影響，增多了輕鋼構件的運用使用壽命。主體結構使用壽命可達50年以上。

大跨度：鋼結構可以隨意設計，適用于大跨度結構，并且可以不使用立柱，節省有效空間。

經濟性：鋼結構建筑的形成非常簡略，并且自重很輕，因此其全體造價是一般混凝土結構的三分之一，因此其全體造價是一般建筑結構的三分之一，運轉利潤是一般結構的三分之一。比照：混凝土結構：800-1500元/平方米體育館鋼結構特點；活動房：220元/平方米；鋼結構：260-500元/平方米，大大的控制了成本。鋼結構建筑的形成非常簡略，并且自重很輕，因此其全體造價是一般鋼筋混凝土結構的三分之一。

靈活性：以靈活、豐富性。大開間設計，戶內空間可多方案分割，可滿足用戶的不同需求，給設計者帶來了巨大的設計空間。

保溫性：鋼結構采納的保溫隔音材料以夾芯板為主，墻面產品主要有彩鋼夾芯板、巖棉夾芯板等，存在優良的保溫隔音成效。用以隔墻的保溫板，達到了更好的保溫成效。100mm內外厚的R15保鮮棉熱阻值可相等于1m厚的M24磚墻。

隔熱性：隔熱成效是評估住房的一個主打目標，輕鋼系統安裝的窗均采納空心玻璃，隔熱成效好，隔熱達40分貝上述；由輕鋼骨架、彩鋼板材組成的墻體，其隔熱成效可高達60分貝。是混凝土的三分之二、木結構的二倍。

舒服性：輕鋼墻體采納高效節能系統，不需擔心甲醛超標，同時透風性能好，能夠使屋外部上空構成固定的氣氛間，保障屋頂外部的透風及散熱需要。

成效性：全部干作業施工，不受環境時節影響，不受水電影響。一棟1000平方米內外的建筑，只要5個工人30個工作日能夠實現從地面到裝修的全進程。

環保性：材料可100%回收，真正做到綠色無凈化。

節能性：全部采納高效節能框架、層面、墻體，保溫、隔音、隔熱成效好，可到達50%的節能規范。

鋼結構優點建筑工程介紹？

近些年了，隨著隨著經濟的不斷發展帶來了建筑業的空前繁榮，建筑物中運用鋼結構的種類越來越多。鋼結構本身具有自重輕、強度高、施工快等獨特優，因此對高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度的建筑物，采用鋼結構是非常理想的。其中，鋼結構優點主要有哪些？下面是建筑網帶來的關于鋼結構優點的詳細介紹以供參考。

鋼結構建筑在民用建筑和工業企業中的優勢

鋼結構之所以運用越來越廣泛,這正是由于其自身巨大的優點所決定的。鋼結構具有許多優點:首先,重量輕、強度高。其次,抗震性能好,其延性比鋼筋混凝土好。從國內外震后調查結果看,鋼結構建筑倒塌數量是最少的。

1、鋼結構的特點和鋼材性能

（1）材料的強度高，塑性和韌性較好，塑性好，結構在一般條件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和延性還使鋼結構具有優越的抗震性能。

（2）材質均勻，和力學計算的假定比較符合，鋼材內部組織比較接近勻質和各向同性體，而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。因此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。

（3）制造簡單，施工周期短，鋼結構便于機械化操作。

（4）鋼結構的質量輕。鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結構卻比鋼筋混凝土結構輕，原因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多。

（5）耐腐蝕性差，鋼材耐熱但不耐火，對鋼結構必須注意防護。鋼材長期經受100℃輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能；但溫度達到150℃以上時，就必須加以保護。鋼材不耐火，重要的結構必須注意采取防火措施。

2、鋼結構在民用建筑和工業企業中的適用范圍

（1）大跨度結構，如大會堂、體育館、飛機裝配車間、化肥倉庫、大型電子工業試驗室

（2）重型廠房機構

（3）受動力荷載影響的結構，抗震要求較高的結構

（4）可拆卸的結構，如建筑工地生產和生活用房、臨時性展覽館

（5）高聳結構和高層建筑，如電視塔、氣象塔、高層賓館、高層貿易中心等

（6）容器和其它構筑物，如油罐、煤氣罐、高爐、皮帶通廊棧橋、管道支架、磚井和采油塔架等

（7）輕型鋼結構

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國家體育館的設計特點

該場館采用多功能技術的復合屋面解決體育館鋼結構特點了屋面雨點噪聲問題體育館鋼結構特點，減少對體育館正常使用的干擾。屋頂采用國內比較罕見的九層復合結構。國家體育館以中國“折扇”為設計靈感體育館鋼結構特點，充分體現“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的奧運理念和“節儉辦奧運”的原則，注重功能設計、環保設計和美感設計相結合，體現了功能第一、技術第一、滿足比賽、遵守規范、節能環保、賽后利用的設計原則。

據國家體育館業主單位國奧投資發展有限公司副總經理沈永山介紹，這是中國國內空間跨度最大的雙向張弦鋼屋架結構體系，它滿足了結構設計的三個要素體育館鋼結構特點：1、結合建筑設計的美觀要求，2、承載方式安全可靠，3、結構受力體系簡潔合理且造價低廉。沈永山說，設計時充分考慮施工的要求。由于結構復雜、技術難度大，鋼屋架安裝采用縱向張拉后攜帶雙向索進行整體滑移安裝技術。高效的、節省工期的施工方法，使屋頂的鋼結構一次成型，填補了中國國內空白。在施工中也采用了由第三方對主要受力杠桿，支撐架系統、所有焊縫進行監測，布置和安裝健康監測點，提高整個工程在施工過程中的安全性。

綠色奧運

國家體育館矗立在奧林匹克公園中心區，它的地基里“藏”有8萬多噸廢鋼渣。

“這不僅保護了環境，更是變廢為寶。”國家體育館業主單位國奧投資發展有限公司副總經理沈永山介紹，國家體育館根據設計要求要挖深20多米進行地基的澆筑，而地基澆筑后進行回填。以往回填的物質通常都是砂石料，而砂石料又是不可再生資料，國家體育館需要的數量又非常多，如果這樣回填將造成極大的浪費。根據多方面的考察國家體育館地基嘗試采用廢鋼渣代替傳統砂石進行回填取得了成功。

鋼渣是利用首鋼煉鋼過程中產生的廢棄多年、堆積如山的煉鋼剩余鋼渣，經過加工處理，各項技術指標均符合國家規范要求。國家體育館使用鋼渣回填既滿足了施工需要，使35000立方米約8萬噸的廢料變廢為寶，節約工期，貫徹了綠色奧運的精神。

漫步奧運村的道路是用首鋼堆積的廢鋼渣鋪就的，地下室埋深約8米，抗浮水位負1米，需要大容重的材料抗浮壓重，要是采用天然砂石料，至少需要8萬噸。采用了首鋼堆積的300萬噸廢鋼渣，節約了能源。

人文奧運

通行無礙方便殘疾人走進該體育館，觀眾席正北側一片面積超過300平方米的平臺.，無論角度還是高度都堪稱館內黃金地段，卻沒有設立任何座席，是專門為殘疾人觀眾準備的輪椅看臺。在國家體育館，使用輪椅的殘疾人朋友可以通過緩坡或者6部殘疾人專用電梯直接來到輪椅看臺。殘疾觀眾可以坐在自己的輪椅上觀看比賽。整個區域約可容納120名乘坐輪椅的殘疾人。

科技奧運

在清除噪音方面，國家體育館采用中國國內比較罕見的9層多功能金屬復合材料的夾層設計，厚25厘米，由水泥板、玻璃棉、防水層、吸隔聲材料組成，并在最外層噴涂吸音材料，最大限度地減少屋外噪音的影響，解決了目大多數體育建筑普遍存在的屋面雨點噪聲問題，減少對體育館正常的干擾。

場館四周的玻璃幕墻采用了中空low-E玻璃和金屬板組合的形式，全部采用雙層玻璃。雙層玻璃間的空隙充有氧氣，既起到了良好的保溫隔熱作用，也有效地降低了噪音影響。此外，場館內的空調和制冷設備也進行了專門的消聲減噪設計，最大限度為觀眾創造一個寧靜舒適的觀賽環境，即使室外是傾盆大雨，室內也不會聽到任何噪音，提高了體育館的聲學設計品質。 2007年11月28日至12月3日，承辦2007“好運北京”體操國際邀請賽。

2007年11月30日至12月3日，承辦2007“好運北京”蹦床國際邀請賽。

2008年1月20日至25日，承辦2008“好運北京”輪椅籃球國際邀請賽。

2008年5月29日，國家體育館首次進行奧運轉場演練。在17個小時里，420多名工作人員把擺滿重型器械的體操館“變”成了手球館，而這一轉場任務被國際體聯稱為一項艱巨的任務。

拆卸完體操所用的設備后，工作人員要在預先鋪在底下的手球地板上鋪設2400平方米的地膠等。國家體育館場館副主任力航表示，工作人員雖然長時間工作，但工作有張有弛，能保證體力。總體來說，這個被國際體聯看來不可能完成的任務，已經能在可控狀態下完成。奧運會后，國家體育館將是北京座席最多的室內運動館，成為能夠提供多功能服務的市民活動中心。組織國際國內專業體育賽事和商業性大型體育、文藝表演活動，成為該館的主導功能。

2013年1月19日晚7點30分，“2012CCTV體壇風云人物”頒獎盛典在國家體育館舉行。

2013年1月6日，“ONE DAY”黃韻玲作品群星演唱會在國家體育館舉行。劉若英、那英、羅大佑、齊秦、齊豫、林俊逸6位實力唱前來助陣，與黃韻玲本人一起完美地呈現出這位48歲唱作人的半生積淀。

2012年12月31日中央電視臺《啟航2013——元旦晚會》在國家體育館隆重開場，屆時，中央電視臺一套、三套、四套及高清頻道、外語頻道都將從晚上八點開始并機面向全球直播。

2012年11月29日，據中國之聲《新聞晚高峰》報道，由馮小剛導演，根據劉震云的小說《溫故1942》改編的同名電影在全國上映，國家體育館萬人觀影。

2014年1月11日，北京國家體育館又將迎來許多“第一次”體育館鋼結構特點：中國歌迷第一次現場聆聽國際巨星Katy Perry演繹《Roar》、《Firework》等動人旋律，林志穎“第一次”公開演唱全新單曲《摯愛》。與此同時，亞洲音樂頑童庾澄慶、華語樂壇時尚先鋒李宇春、百變海豚公主張靚穎等眾多當紅巨星也將傾情加盟，在開年之際帶來震撼人心的精彩演出。音樂的澎湃激情和感性力量，都將在2014年的首場品牌大秀——“啟釋錄”2014英菲尼迪萬人盛典上盡情釋放。

2014年3月28日，韓國藝人Rain（鄭智薰）在國家體育館舉行北京‘Rain Effect 2014 Showcase‘。在演唱會中他以主打歌《30 Sexy》和《La Song》展現30歲男人的魅力，并且俘獲萬千少女的芳心。Rain在舉行北京演唱會的前一天也出現在深圳的“QQ音樂盛典上”為大家演出，同時Rain也在上海拍攝與劉亦菲合作的電影。

2015年1月31日，“國民男神”***“峰狂2015” Fan's Meeting北京站在國家體育館舉行。何炅做為嘉賓住持，和粉絲們一起分享了***在不同時期的照片和故事。 ***的父母和圈內好友張智堯、喬振宇等到現場觀看了演唱會。

2015年12月31日快樂中國2016湖南衛視跨年演唱會。

北京奧運會的鳥巢和水立方采用鋼結構，鋼結構的框架有什么作用？有什么優點？作出解釋。

鋼結構的優點與缺點

和其它材料的結構相比體育館鋼結構特點，鋼結構具有以下特點：

一、鋼結構重量輕

鋼結構的容重雖然較大，單與其它建筑材料相比，它的強度卻高很多，因而當承受的荷載和條件相同時，鋼結構要比其它結構輕，便于運輸和安裝，并可跨越更大的跨度。

二、鋼材的塑性和韌性好

塑性好，使鋼結構一般不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞。韌性好，則使鋼結構對動力荷載的適應性較強。鋼材的這些性能對鋼結構的安全可靠提供體育館鋼結構特點了充分的保證

三、鋼材更接近于勻質和各向同性體

鋼材的內部組織比較均勻，非常接近勻質和各向同性體，在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。這些性能和力學計算中的假定比較符合，所以鋼結構的計算結果較符合實際的受力情況。

四、鋼結構制造簡便，易于采用工業化生產，施工安裝周期短

鋼結構由各種型材組成，制作簡便。大量的鋼結構都在專業化的金屬結構制造廠中制造；精確度高。制成的構件運到現場拼裝，采用螺栓連接，且結構輕，故施工方便，施工周期短。此外，已建成的鋼結構也易于拆卸、加固或改造。

五、鋼結構的密封性好

鋼結構的氣密性和水密性較好。

六、鋼結構的耐熱性好，但防火性能差

鋼材耐熱而不耐高溫。隨著溫度的升高，強度就降低。當周圍存在著輻射熱，溫度在150度以上時，就應采取遮擋措施。如果一旦發生火災，結構溫度達到500度以上時，就可能全部瞬時崩潰。為體育館鋼結構特點了提高鋼結構的耐火等級，通常都用混凝土或磚把它包裹起來。

七、鋼材易于銹蝕，應采取防護措施

鋼材在潮濕環境中，特別是處于有腐蝕介質的環境中容易銹蝕，必須刷涂料或鍍鋅，而且在使用期間還應定期維護

********************還有你可以參考大空間結構的有點的論文************

一、概述

在這實際的三維世界里，任何結構物本質上都是空間性質的，只不過出于簡化設計和建造的目的，人們在許多場合把它們分解成一片片平面結構來進行構造和計算。與此同時，無法進行簡單分解的真正意義上的空間體系也始終沒有停止其自身的發展，而且日益顯示出一般平面結構無法比擬的豐富多彩和創造潛力，體現出大自然的美麗和神奇。空間結構的卓越工作性能不僅僅表現在三維受力，而且還由于它們通過合理的曲面形體來有效抵抗外荷載的作用。當跨度增大時，空間結構就愈能顯示出它們優異的技術經濟性能。事實上，當跨度達到一定程度后，一般平面結構往往已難于成為合理的選擇。從國內外工程實踐來看，大跨度建筑多數采用各種形式的空間結構體系。

近二十余年來，各種類型的大跨空間結構在美、日、歐等發達國家發展很快。建筑物的跨度和規模越來越大，目前，尺度達150m以上的超大規模建筑已非個別；結構形式豐富多彩，采用了許多新材料和新技術，發展了許多新的空間結構形式。例如 1975年建成的美國新奧爾良“超級穹頂”（Superdome），直徑207m，長期被認為是世界上最大的球面網殼；現在這一地位已被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是它的可開合性：它的球形屋蓋由三塊可旋轉的扇形網殼組成，扇形沿圓周導軌移動，體育館即可呈全封閉、開啟1／3或開啟2／3等不同狀態。1983年建成的加拿大卡爾加里體育館采用雙曲拋物面索網屋蓋，其圓形平面直徑135m，它是為1988年冬季奧運會修建的，外形極為美觀，迄今仍是世界上最大的索網結構。70年代以來，由于結構使用織物材料的改進，膜結構或索-膜結構（用索加強的膜結構）獲得了發展，美國建造了許多規模很大的氣承式索-膜結構；1988年東京建成的“后樂園”棒球館，也采用這種結構技術尤為先進，其近似圓形平面的直徑為204m；美國亞特蘭大為1996年奧運會修建的“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構，其準橢圓形平面的輪廓尺寸達192mX241m。許多宏偉而富有特色的大跨度建筑已成為當地的象征性標志和著名的人文景觀。

由于經濟和文化發展的需要，人們還在不斷追求覆蓋更大的空間，例如有人設想將整個街區、整個廣場、甚至整個山谷覆蓋起來形成一個可人工控制氣候的人聚環境或休閑環境；為了發掘和保護古代陵墓和重要古跡，也有人設想采用超大跨度結構物將其覆蓋起來形成封閉的環境。目前某些發達國家正在進行尺度為300m以上的超大跨度空間結構的設計方案探討。

可以這樣說，大跨空間結構是最近三十多年來發展最快的結構形式。國際《空間結構》雜志主編馬考夫斯基（Z.S.Makowski）說：在60年代“空間結構還被認為是一種興趣但仍屬陌生的非傳統結構，然而今天已被全世界廣泛接受。”從今天來看，大跨度和超大跨度建筑物及作為其核心的空間結構技術的發展狀況已成為代表一個國家建筑科技水平的重要標志之一。

世界各國為大跨度空間結構的發展投入了大量的研究經費。例如，早在20年前美國土木工程學會曾組織了為期 10年的空間結構研究計劃，投入經費 1550萬美元。同一時期，西德由斯圖加特大學主持組織了一個“大跨度空間結構綜合研究計劃”，每年研究經費100萬馬克以上。這些研究工作為各國大跨度建筑的蓬勃發展奠定了堅實的理論基礎和技術條件。國際殼體和空間結構學會（IASS）每年定期舉行年會和各種學術交流活動，是目前最受歡迎的著名學術團體之一。

我國大跨度空間結構的基礎原來比較薄弱，但隨著國家經濟實力的增強和社會發展的需要，近十余年來也取得了比較迅猛的發展。工程實踐的數量較多，空間結構的類型和形式逐漸趨向多樣化，相應的理論研究和設計技術也逐步完善。以北京亞運會（1990）、哈爾濱冬季亞運會（1996）、上海八運會（1997）的許多體育建筑為代表的一系列大跨空間結構——作為我國建筑科技進步的某種象征在國內外都取得了一定影響。

種種跡象說明，我國雖然尚是一個發展中國家，但由于國大人多，隨著國力的不斷增強，要建造更多更大的體育、休閑、展覽、航空港、機庫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許多發達國家。這是我國空間結構領域面臨的巨大機遇。

但與國際先進水平相比，我國大跨空間結構的發展仍存在一定差距。主要表現在結構形式還比較拘謹，較少大膽創新之作，說明新穎的建筑構思與先進的結構創造之間尚缺乏理想的有機結合，尤其是150m以上的超大跨度空間結構的工程實踐還比較少；結構類型相對地集中于網架和網殼結構，懸索結構用得比較少，而一些有巨大前景的新穎結構形式如膜結構和索-膜結構、整體張拉結構、可開合結構等在國外已有不少成功的工程實踐，在我國則還處于空白或艱難起步階段。情況看來是，我國空間結構的發展經過十余年來在較為平坦的草原上的馳騁之后，似乎遇上了一個需要努力躍上的新臺階。這一新臺階包含材料和生產條件等技術問題，也包含尚未很好解決的一些理論問題。為促進我國空間結構進一步的更高層次的發展，有待科技工作者和企業家努力創造條件，以求得這些技術問題和理論問題較快較好地解決。

大跨空間結構的類型和形式十分豐富多彩，習慣上分為如下這些類型：鋼筋混凝土薄殼結構；平板網架結構；網殼結構；懸索結構；膜結構和索－膜結構；近年來國外用的較多的“索穹頂”（Cable Dome)實際上也是一種特殊形式的索－膜結構；混合結構(Hybrid Structure)，通常是柔性構件和剛性構件的聯合應用。

在上述各種空間結構類型中，鋼筋混凝土薄壁結構在50年代后期及60年代前期在我國有所發展，當時建造過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許多力量，制定了相應的設計規程。但這種結構類型日前應用較少，主要原因可能是施工比較費時費事。平板網架和網殼結構，還包括一些未能單獨歸類的特殊形式，如折板式網架結構、多平面型網架結構、多層多跨框架式網架結構等，總起來可稱為空間網格結構。這類結構在我國發展很快，且持續不衰。懸索結構、膜結構和索-膜結構等柔性體系均以張力來抵抗外荷載的作用，可總稱為張力結構。這類結構富有發展前景。下面按這兩個大類簡要介紹我國空間結構的發展狀況。

二、空間網格結構

網殼結構的出現早于平板網架結構。在國外，傳統的肋環型穹頂已有一百多年歷史，而第一個平板網架是1940年在德國建造的（采用Mero體系）。中國第一批具有現代意義的網殼是在50和60年代建造的，但數量不多。當時柱面網殼大多采用菱形“聯方”網格體系，1956年建成的天津體育館鋼網殼（跨度52m）和l961年同濟大學建成的鋼筋混凝土網殼（跨度40m）可作為典型代表。球面網殼則主要采用助環型體系，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）習能是僅有的兩個規模較大的球面網殼。自此以后直到80年代初期，網殼結構在我國沒有得到進一步的發展。

相對而言自第一個平板網架（上海師范學院球類房，31.5mx40.5m）于1964年建成以來，網架結構一直保持較好發展勢頭。1967年建成的首都體育館采用斜放正交網架，其矩形平面尺寸為99mx112m，厚6m，采用型鋼構件，高強螺栓連接，用鋼指標65kg每平米（1kg每平米≈9.8pa）。1973年建成的上海萬人體育館采用圓形平面的三向網架凈架110m，厚6m，采用圓鋼管構件和焊接空心球結點，用鋼指標47kg每平米。當時平板網架在國內還是全新的結構形式，這兩個網架規模都比較大，即使從今天來看仍然具有代表性，因而對工程界產生了很大影響。在當時體育館建設需求的激勵下，國內各高校、研究機構和設計部門對這種新結構投入了許多力量，專業的制作和安裝企業也逐漸成長，為這種結構的進一步發展打下了較堅實的基礎。改革開放以來的十多年里是我國空間結構快速發展的黃金時期而平板網架結構就自然地處于捷足先登的優先地位。甚至80年代后期北京為迎接1990年亞運會興建的一批體育建筑中，多數仍采用平板網架結構。在這一時期，網架結構的設計已普遍采用計算機，生產技術也獲得很大進步，開始廣泛采用裝配式的螺栓球結點，大大加快了網架的安裝。

但事物總是存在兩個方面。在平板網架結構一枝獨秀地加快發展的同時，隨著經濟和文化建設需求的擴大和人們對建筑欣賞品位的提高，在設計日益增多的各式各樣大跨度建筑時，設計者越來越感覺到結構形式的選擇余地有限，無法滿足日益發展的對建筑功能和建筑造型多樣化的要求。這種現實需求對網殼結構、懸索結構等多種空間結構形式的發展起了良好的刺激作用。由于網殼結構與網架結構的生產條件相同，國內已具備現成的基礎，因而從80年代后半期起，當相應的理論儲備和設計軟件等條件初步完備，網殼結構就開始了在新的條件下的快速發展。建造數量逐年增加，各種形式的網殼，包括球面網殼、柱面網殼、鞍形網殼（或扭網殼）、雙曲扁網殼和各種異形網殼，以及上述各種網殼的組合形式均得到了應用；還開發了預應力網受、斜拉網殼（用斜拉索加強網殼）等新的結構體系。近幾年來建造了一些規模相當宏大的網殼結構。例如1994年建成的天津體育館采用肋環斜桿型（Schwedler型）雙層球面網殼，其圓形平面凈跨108m，周邊伸出13.5m，網殼厚度3m，采用圓鋼管構件和焊接空心球結點，用鋼指標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，其巨大的雙層網殼結構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15000平米，網殼厚度2.1m，采用圓鋼管構件和螺栓球結點，用鋼指標50kg每平米。1997年剛建成的長春萬人體育館平面呈桃核形，由肋環型球面網殼切去中央條形部分再拼合而成，體型巨大，如果將外伸支腿計算在內，輪廓尺寸達146mx191.7m，網殼厚度2.8m，其桁架式“網片”的上、下弦和腹桿一律采用方（矩形）鋼管，焊接連接，是我國第一個方鋼管網殼。這一網殼結構的設計方案是由國外提出的，施工圖設計和制作安裝由國內完成。

在網殼結構的應用日益擴大的同時，平板網架結構并未停止其自身的發展。這種目前來看已比較簡單的結構有它自己廣泛的使用范圍，跨度不拘大小；而已近幾年在一些重要領域擴大了應用范圍。例如在機場維修機庫方面，廣州白云機場80m機庫（199年）、成都機場 140m機庫（1995年）、首都機場2Zmx150m機庫（1996年）等大型機庫都采用平板網架結構。這些三邊支承的平板網架規模巨大，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）結構，有時需采用三層網架；其單位面積用鋼指標可達到一般公用建筑所用網架的一倍或更多。單層工業廠房也是近幾年來平板網架獲得迅速發展的一個重要領域。為便于靈活安排生產工藝，廠房的柱網尺寸有日益擴大的趨向，這時平板網架結構就成為十分經濟適用的理想結構方案。1991年建成的第一汽車制造廠高爾夫轎車安裝車間面積近8萬平米（189.2mx421.6m），柱網21mx12m,采用焊接球結點網架，用鋼指標31kg每平米。該廠房是目前世界上面積最大的平板網架結構。1992年建成的天津無縫鋼管廠加工車間面積為6萬平米（108m x 564m），柱網36m x 18m,采用螺栓球結點網架，用鋼指標32kg每平米，與傳統的平面鋼桁架方案比較，節省了47％。鑒于這類廠房的巨大圓積，它們確實為平板網架結構的發展提供了廣闊的新領域。十分明顯，包括網架和網殼在內的空間網格結構是我國近十余年來發展最快，應用最廣的空間結構類型。這類結構體系整體剛度好，技術經濟指標優越，可提供豐富的建筑造型，因而受到建設者和設計者的喜愛。我國網架企業的蓬勃發展也為這類結構提供了方便的生產條件。據估計，近幾年我國每年建造的網架和網殼結構達800萬平方米建筑面積，相應鋼材用量約20萬t。這么大的數字是任何其它國家無法比擬的，無愧于“網架王國”這一稱號，難怪國外有關企業對這一巨大市場垂涎欲滴。

如此大的發展勢頭自然也會帶采一些問題。與國際水平相比，我國目前網架生產的工藝水平和質量管理水平尚有一定距離。尤其是在市場需求帶動下，大量小型網架企業雨后春筍般成立起來，難免良莠不齊，設計也非總由有經驗人士擔任。因而大力加強行業管理，切實把握住設計制作和安裝質量，是促進我國空間結構進一步健康發展的重要課題。

三、張力結構

中國現代懸索結構的發展始于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時的兩個代表作。北京工人體育館建成于1961年，其圓形屋蓋采用車輻式雙層懸索體系，直徑達94m。浙江人民體育館建成于1967年，其屋蓋為橢圓平面，長徑80m，短徑60m．采用雙曲拋物面正交索網結構。

世界上最早的現代懸索屋蓋是美國于1953年建成的Raleigh體育館，采用以兩個斜放的拋物線拱為邊緣構件的鞍形正交索網。我國建造的上述兩個懸索結構無論從規模大小或技術水平來看在當時都可以說是達到國際上較先進水平的。但此后我國懸索結構的發展停頓了較長一段時間，一直到80年代，由于大跨度建筑的發展而提出的對空間結構形式多樣化的要求，這種形式豐富的輕型結構重新引起了人們的熱情，工程實踐的數量有較大增長，應用形式趨于多樣化理論研究也相應地開展起來形勢相當喜人。

柔性的懸索在自然狀態下不僅沒有剛度，其形狀也是不確定的。必須采用敷設重屋面或施加預應力等措施，才能賦予一定的形狀，成為在外荷作用下具有必要剛度和形狀穩定性的結構。值得稱道的是，我國的科技人員在學習和吸收國外先進經驗的同時，在結合工程具體條件創造更加符合中國國情的結構應用形式方面做了不少嘗試和創新。

例如，山東省淄博等地把懸索結構應用于中小型屋蓋結構中，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造方式。施工時先將屋面板掛在索上（使索正好位于板縫中），在板上臨時加載使索伸長，然后在板縫中澆灌細石混凝土，待達到一定強度后卸去臨時荷載，即形成具有一定預應力的“懸掛薄殼”。這種構造和施工方法不需要復雜的技術和設備，造價也比較低。

為了提高單層懸索的形狀穩定性，在單層平行索系上設置橫向加勁梁（或桁架）的辦法也是十分有效的。橫向加勁構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；二是通過下壓橫向加勁構件的兩端到預定位置或通過對索進行張拉使整個體系建立預應力，從而提高屋蓋的剛度。從安徽體育館等幾個工程的實踐來看這種混合結構體系施工方便，用料經濟，是一種成功的創造。

由一系列承重索和曲率相反的穩定索組成的預應力雙層索系，是解決懸索結構形狀穩定性的另一種有效形式。其工作機理與預應力索網有類似之處。1966年瑞典工程師Jawerth首先在斯德哥爾摩滑冰館采用由一對承重索和穩定索組成被稱為“索桁架”的專利體系，其后這種平面雙層索系在各國獲得相當廣泛剛用。我國無錫體育館也采用了這種體系。作為對這種體系的改進，吉林滑冰館采用了一種新型的空間雙層索系，它的承重索與穩定索在不同一陣平面內，而是錯開半個柱距，從而創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題。這一新穎結構參加了1987年在美國舉行的國際先進結構展覽。

我國懸索結構發展的另一個特點是在許多工程中運用了各種組合手段。主要的方式是將兩個以上預應力索網或其它懸索體系組合起來，并設置強大的拱或剛架等結構作為中間支承，形成各種形式的組合屋蓋結構。例如四川省體育館和青島市體育館的屋蓋是由兩片索網和作為中間支承的一對鋼筋混凝土拱組合起來的。北京朝陽體育館由兩片索網和被稱為“索拱體系”的中央支承結構組成。中央索拱體系由兩條懸索和兩個鋼拱組成，本身是一種混合結構，其概念也具有創新意義。采用各種組合式屋蓋不僅進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”的內部空間。單純從技術經濟角度，單片索網或其它懸索體系可以經濟地跨越很大的跨度，本非必須采用中間支承結構。所以，采用組合式屋蓋在很多場合毋寧說主要是出于建筑造型和使用功能方面的考慮。從我國這幾年的實踐效果來看，它在這方面是起到了預期作用的。

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

盡管十余年來懸索結構取得了可喜的發展，但與網架和網殼結構比較其發展相對較慢，分析起來可能有兩方面的原因：（1）懸索結構的設計計算理論相對復雜一些，又缺少具有較高商品化程度的實用計算程序，因而難于為一般設計單位普遇采用；（2）盡管懸索結構的施工并不復雜，但一般施工單位對它不夠熟悉，更沒有形成專業的懸索結構施工隊伍，這也影響建設單位和設計單位大膽采用這種結構形式。

與此同時，同屬于張力結構體系、在國外應用很廣的膜結構或索-膜結構在我國則處于艱難起步階段。除了設計理論儲備和生產條件方面的原因外，缺少符合建筑要求的國產膜材是一個主要的制約因素。從國外情況看，1970年大阪萬國博覽會上的美國館采用氣承式膜結構（俗稱充氣結構），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，其準橢圓平面的軸線尺寸達14Om x 835m，一般認為是第一個現代意義的大跨度膜結構。70年代初杜邦公司開發出以聚四氟乙烯（PTFE，商品名稱Teflon）為涂層的玻璃纖維織物，這種膜材強度高，耐火性、自潔性和耐久性均好，為膜結構的應用起到了積極推動作用。從那時起到1984年，美國建造了一批尺度為138m-235m的體育館，均采用氣承式索-膜結構，取得了極佳的技術經濟效果。但這種結構體系也出現了一些問題，主要是田于意外漏氣或氣壓控制系統不穩定而使屋面下癟，或由于暴風雪天氣在屋面形成局部雪兜而熱空氣融雪系統又效能不足導致屋面下癟甚至事故。這些問題使人們對氣承式膜結構的前途產生懷疑，美國自1985年以后在建造大型體育館時沒有再使用這種結構形式。人們把更多的注意力轉到張拉式的膜結構或索-膜結構。但如前面所提，日本在1988年建成的東京后樂園棒球館仍然采用氣承式索-膜結構，不過應用了極為先進的自動控制技術，而且采用雙層膜結構，中間可通熱空氣融雪；中央計算機自動監測風速、雪壓、室內氣壓、膜和索的變形及內力，并自動選擇最佳方法來控制室內氣壓和消除積雪。

張拉式膜（或索-膜）結構自80年代以來在發達國家獲得極大發展。這種體系與索網結構類似，張緊在剛性或柔性邊緣構件上，或通過特殊構造支承在若干獨立支點上，通過張拉建立預應力，并獲得確定形狀。1985年建成的沙特阿拉伯利雅得體育場外徑288m，其看臺挑蓬由24個連在一起的形狀相同的單支柱帳篷式膜結構單元組成。每個單元懸掛于中央支柱，外緣通過邊緣索張緊在若干獨立的錨固裝置上，內緣則蹦緊在直徑為133m的中央環索上。1993年建成的美國丹佛國際機場候機大廳采用完全封閉的張拉式膜結構平面尺寸305mx67m，由17個連成一排的雙支柱帳篷式單元組成，每個長條形的單元由相距45.7m的兩根支柱撐起。這兩個工程是比較典型的大型張拉式膜結構的例子。另外還有一類骨架支承式膜結構。例如日本秋田縣的“天穹”（Sky dome）是一個切去兩邊的球面穹頂（D=130m），其主要承重結構是一系列平行的格構式鋼拱架，蒙以膜材后，用設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構的例子也是很多的。然而由美國工程師Geiger根據Fuller的張拉集合體（Tensegrity)概念發展起來的所謂“索穹頂”（Cable Dome），也許是近10年來最為膾炙人口的一種新穎張拉體系。Tensegrity原是指由連續的拉桿與分散的壓桿組成的自平衡體系，其指導思想是充分發揮桿件的受拉作用。然而嚴格意義上的Tensegrity體系未能在工程中實現。Geiger進行了適當改造，提出了支承在圓形剛件周邊構件上的預應力拉索-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年漢城奧運會的兩個體育館工程。美國的Levy進一步發展這種體系，改用聯方形拉索網格，使屋面膜單元呈菱形的雙曲拋物面形狀，并用于1996年亞特蘭大奧運會體育館，其平面呈準橢圓形，尺寸達24lmx192m。這類張拉式索-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用前景。

與世界先進水平相比，中國在膜結構方面的差距是十分明顯的。幾年來在理論研究方面做了不少工作，應該說已建立起一定的理論儲備。在膜結構應用方面近年來也開始呈現比較活潑的勢頭。上海為迎接八運會于1997年建成的體育場其看臺挑篷采用鋼骨架支承的膜結構，總覆蓋面積36100平米，是我國首次在大型建筑上采用膜結構；但所用膜材是進口的，施工安裝也由外國公司進行，價格較昂貴。值得指出的是，中國已出現了專門從事膜結構制作與安裝的企業，他們已興建了幾個較小型的膜結構。國產膜材的質量也正在改進。各種跡象表明，膜結構這一族富有潛力的大跨空間結構新成員在我國的發展已露出桅尖。

四、理論研究

（1）空間結構的應用是同相應的理論研究同步發展的。應該說我們在空間結構理論研究大面做了許多工作。主要研究內容偏重于靜力作用下的結構性狀和分析方法，以滿足一般設計工作的要求為主要目標。這些研究為我國空間結構的發展提供了基本的理論支持。早期的工作偏重于以連續化理論為基礎的各種解析方法的研究，例如平板網架的擬板解法、網殼的擬殼解法；懸索結構在荷載作用下要產生較大位移，因而計算中應考慮幾何非線性，當時發展了一系列適用于不同形式懸索結構的考慮大位移的解析方法。在一段時期內，當計算機尚未廣泛運用于結構計算以前，各種解析方法曾對空間結構的發展起過重要作用，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構形式。

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體育館鋼結構特點(鋼結構體育館結構分析)