緒論：寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇建筑工程新結(jié)構(gòu)體系研究范文，希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。

一、鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)

20世紀(jì)80年代，我國(guó)引進(jìn)芝加哥的鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)，并將其普遍應(yīng)用于高層建筑當(dāng)中。我國(guó)建設(shè)部和冶金工業(yè)局非常重視鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)的綜合使用效益，從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初便一直將其列為重點(diǎn)結(jié)構(gòu)綜合使用，尤其在高層辦公大樓、高層住宅建筑、高校建筑以及醫(yī)院建筑等方面應(yīng)用的最為普遍。如今，鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)形式依然遵循最初的建設(shè)及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，較多應(yīng)用于我國(guó)高層建筑領(lǐng)域當(dāng)中，已經(jīng)成為了當(dāng)前超高層建筑的主要結(jié)構(gòu)材料。據(jù)相關(guān)部門(mén)調(diào)查分析可知:我國(guó)高層建筑采用鋼―混凝土混合結(jié)構(gòu)可以大大提高建筑材料的綜合利用比率，相比全鋼結(jié)構(gòu)的使用周期和施工速度，鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化了許多，是目前高層建筑建設(shè)中最為有效的工程結(jié)構(gòu)形式。鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)主要由三大部分組合而成，分別是:鋼構(gòu)件、鋼、混凝土組合構(gòu)件，由于各部件各具特點(diǎn)和建筑優(yōu)勢(shì)，因此它們可以組成各種不同的混合結(jié)構(gòu)形式。具體而言，鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)各自具有建筑優(yōu)勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)重量輕、強(qiáng)度好、建筑施工較為簡(jiǎn)便，混凝土結(jié)構(gòu)的剛度大、材料消耗少且防火性能較好，兩種建筑材料各具優(yōu)勢(shì)，將兩者有效結(jié)合才能為我國(guó)高層建筑建設(shè)開(kāi)辟一條全新的發(fā)展道路。簡(jiǎn)言之，與其他材料結(jié)構(gòu)相比，鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是整體性能較好，可以灌筑成為一個(gè)有效的整體;可塑造性強(qiáng)，可以灌筑成為各種尺寸和形狀的結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和防火性能較好，工程造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用都相對(duì)較低。然而，在具體建設(shè)過(guò)程中，也需要注意混合結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)和不足之處，鋼構(gòu)件、鋼與混凝土組合構(gòu)件之間的協(xié)作性能還需進(jìn)一步加強(qiáng)和提高，相應(yīng)的控制指標(biāo)還需進(jìn)一步改善和優(yōu)化;由于在室外施工，受天氣、氣候和季節(jié)的影響較大;新舊混凝土融合度較差，加大了后期的修復(fù)難度。下面將通過(guò)一個(gè)典型的鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例———深圳地王大廈，展示該結(jié)構(gòu)的獨(dú)特魅力。深圳地王大廈的正式名稱是信興廣場(chǎng)，是當(dāng)時(shí)世界超高層建筑“最扁”、“最瘦”的記錄保持建筑物，建成時(shí)也是亞洲第一高樓，全國(guó)第一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)高層建筑，采用鋼框架—ＲC核心筒結(jié)構(gòu)，用鋼量高達(dá)24500噸，位居世界十大建筑之列。該工程的整個(gè)主樓鋼結(jié)構(gòu)以箱型鋼柱以及H型鋼梁支撐為主，最大重量為47噸，最厚鋼板的厚度約為90毫米，最大箱型梁37.5噸;主樓鋼結(jié)構(gòu)約有1.5萬(wàn)件，重量約為2.45萬(wàn)噸，壓型鋼板14萬(wàn)米，熔焊栓釘50萬(wàn)個(gè)，高強(qiáng)螺栓50萬(wàn)顆;另外，主樓的中間部分為核心墻，勁性混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)的核心墻內(nèi)共有鋼緒構(gòu)柱24根，標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)有鋼梁24根，并且外框都是全鋼結(jié)構(gòu)，另外有26根箱型鋼柱通過(guò)鋼梁斜撐與核心墻相連，鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量為國(guó)內(nèi)僅有。此外，地王大廈還采用了鋼管混凝土疊合柱與組合柱材料，所謂疊合柱與組合柱就是指截面中部的鋼管混凝土和鋼管外的鋼筋混凝土疊合而成的柱，疊合柱需要先澆筑中部的鋼管混凝土后再澆筑鋼管外的鋼筋混凝土，而組合柱需要同時(shí)澆筑鋼管內(nèi)外的混凝土而成。采用疊合柱與組合柱不僅可以同時(shí)兼?zhèn)滗摴芑炷恋脑S多優(yōu)點(diǎn)，還具有更好的防火、防風(fēng)、抗爆以及抗壓能力等優(yōu)點(diǎn)，這也是鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)的絕對(duì)建筑優(yōu)勢(shì)所在，大大減輕了結(jié)構(gòu)自重，并且加快了建筑施工速度。

二、索張拉結(jié)構(gòu)

20世紀(jì)40年代末期，美國(guó)著名建筑師Fuller利用“拉壓共存”原理首次提出了索張拉整體體系，強(qiáng)調(diào)不連續(xù)的受壓構(gòu)件與連續(xù)的受拉構(gòu)件相互聯(lián)系，是一種高效率的鋼壓桿與預(yù)應(yīng)力鋼索整合結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系可以通過(guò)減少受壓狀態(tài)而使結(jié)構(gòu)處于連續(xù)的張拉狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)拉桿與壓桿相互聯(lián)系的最佳效應(yīng)。分析建筑物結(jié)構(gòu)的基本受力情況可知，結(jié)構(gòu)的基本受力構(gòu)件由受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件以及受拉構(gòu)件三個(gè)部分組成。具體而言，受壓構(gòu)件需要良好的整體配比，當(dāng)受壓構(gòu)件整體過(guò)長(zhǎng)或者是整體過(guò)細(xì)都不利于有效發(fā)揮構(gòu)件的穩(wěn)定性，構(gòu)件失衡便無(wú)法發(fā)揮自身的使用效益;受彎構(gòu)件的截面應(yīng)力不均勻，往往會(huì)使得構(gòu)件無(wú)法發(fā)揮最大效用;相比而言，只有受拉構(gòu)件的截面應(yīng)力相對(duì)均勻，不會(huì)發(fā)生整體失衡的狀態(tài)。因此，在建筑工程中最大限度地發(fā)揮受拉構(gòu)件的綜合作用，不僅可以提高構(gòu)件的承載力和受壓能力，充分發(fā)揮各種建筑材料的自身強(qiáng)度，還能切實(shí)提高構(gòu)件的使用效率和經(jīng)濟(jì)效能。下面將通過(guò)一個(gè)典型的索張拉結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例———上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)，展示該結(jié)構(gòu)的整體特點(diǎn)。20世紀(jì)末上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)正式建成，主要建筑航站樓由主樓和候機(jī)長(zhǎng)廊兩大部分組成，由兩條信道連接，三層結(jié)構(gòu)建成，總面積高達(dá)28萬(wàn)平方米。該工程主要由主樓、高架進(jìn)廳、登機(jī)長(zhǎng)廊三大部分組成，主樓和高架進(jìn)廳為連接3跨，跨度由東向西約為50m和40m，縱向長(zhǎng)度約為410m。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)，航站樓的屋蓋斜挑鋼結(jié)構(gòu)為國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)的結(jié)構(gòu)體系，主要采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)兩大結(jié)構(gòu)體系，標(biāo)高12米以下的部分主要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，12米以上的大空間覆蓋面積主要采用鋼結(jié)構(gòu)體系，兩種結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)搭配，不但保證了航站樓的穩(wěn)定性，也保證了其較高的經(jīng)濟(jì)效益和使用效率。上海浦東機(jī)場(chǎng)的登機(jī)長(zhǎng)廊跨度約為50m，縱向長(zhǎng)度約為1400m，鋼屋架通過(guò)托架梁支撐在兩側(cè)不同的傾斜鋼柱上，張弦梁的上下弦均為圓弧形結(jié)構(gòu)，其中，下弦為高強(qiáng)鋼索的梭子型鋼屋架結(jié)構(gòu)體系，高端通過(guò)托架梁支撐在傾斜的鋼柱上，低端通過(guò)硂框架支撐在大梁上，通過(guò)縱向穩(wěn)定以及橫向堅(jiān)固措施加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)建設(shè)，以此確保該工程成為了索張拉結(jié)構(gòu)的經(jīng)典之作。

三、索穹頂結(jié)構(gòu)

索穹頂結(jié)構(gòu)來(lái)源于美國(guó)著名設(shè)計(jì)師Fuller的“張拉結(jié)構(gòu)”思想，經(jīng)過(guò)美國(guó)工程師Geiger和Levy的相繼改造，索穹頂結(jié)構(gòu)在不斷發(fā)展中愈加完善，在美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家的體育館建設(shè)中得到了具體的實(shí)踐應(yīng)用。20世紀(jì)80年代，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)索穹頂結(jié)構(gòu)，自從索穹頂結(jié)構(gòu)引入中國(guó)，便以合理的受力、經(jīng)濟(jì)的造價(jià)和簡(jiǎn)便的施工等顯著優(yōu)點(diǎn)贏得了廣大工程師的厚愛(ài)，發(fā)展至今，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成了三個(gè)索穹頂標(biāo)志性工程，索穹頂結(jié)構(gòu)無(wú)疑成為了近年來(lái)炙手可熱的建筑工程研究熱點(diǎn)之一。具體而言，索穹頂結(jié)構(gòu)是效率極高的張力集成體系，主要的構(gòu)件是鋼索，因其利用膜材作為屋面，始終處于張力狀態(tài)的索段構(gòu)成穹頂而得名為索穹頂。索穹頂建筑結(jié)構(gòu)體系將鋼索的強(qiáng)度特性發(fā)揮的淋漓盡致，不但有效避免了柔性結(jié)構(gòu)的松弛狀況，而且整體材料較為輕薄，便于正常建設(shè)與施工，堪稱建筑界的“經(jīng)濟(jì)造價(jià)之王”，普遍適用于跨度較大的結(jié)構(gòu)之中。值得一提的是，索穹頂結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力鋼索壓桿少而短，極大提高了建筑鋼材的拉力和預(yù)應(yīng)力。然而，索穹頂結(jié)構(gòu)普遍存在索網(wǎng)平面外剛度不足、容易失穩(wěn)等固有缺點(diǎn)，在建筑過(guò)程中，需要提出進(jìn)一步的完善舉措。下面將通過(guò)一個(gè)典型的索穹頂結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例———天津理工大學(xué)體育館，展示該結(jié)構(gòu)的別樣之處。天津理工大學(xué)體育館是第13屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)的競(jìng)賽場(chǎng)館之一，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)跨度超過(guò)100米的長(zhǎng)短軸馬鞍形索穹頂結(jié)構(gòu)，也是目前天津市在施場(chǎng)館中難度最大的一項(xiàng)工程。天津理工大學(xué)體育館是一座綜合性很高的體育場(chǎng)館，該項(xiàng)目用地面積43045m2，項(xiàng)目總建筑面積17100m2，主要由中心場(chǎng)地、訓(xùn)練館及配套用房組成。該場(chǎng)館采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊，屋面采用鋁鎂錳合金板防水屋面、雙層膜結(jié)構(gòu)及花崗石屋面，建筑物的使用年限以及安全系數(shù)都達(dá)到了同類建筑物之首。該場(chǎng)館不僅造型獨(dú)特，還兼顧了采光、牢固、實(shí)用等多重功效，體育館的屋蓋采用了膜結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)相結(jié)合的建造方式，采用質(zhì)量極佳的上好材料膜，實(shí)現(xiàn)了大跨度建筑材料的完美應(yīng)用，充分保證了場(chǎng)館白天的采光性能。然而，由于屋蓋罩面采用的是異形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)坡坡面能夠在一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)交匯，在交角處實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡，才能保證索穹頂結(jié)構(gòu)的良好使用功效，這一建設(shè)特點(diǎn)也加大了施工難度。

四、高效預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系

隨著我國(guó)建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，高效預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)以其高強(qiáng)度的材料優(yōu)勢(shì)、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法以及先進(jìn)的施工工藝逐漸發(fā)展成為了當(dāng)今世界上技術(shù)最高、應(yīng)用最廣的一種優(yōu)質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)形式。目前，世界上大部分高端的土木建筑結(jié)構(gòu)都采用了該建筑結(jié)構(gòu)體系，與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力建筑結(jié)構(gòu)體系相比，該建筑結(jié)構(gòu)充分使用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)建筑材料，混凝土強(qiáng)度較高，抗壓、抗拉能力強(qiáng)，利用預(yù)應(yīng)力混凝土板、預(yù)應(yīng)力框架梁、預(yù)應(yīng)力墻體、預(yù)應(yīng)力鋼屋架、預(yù)應(yīng)力鋼梁、預(yù)應(yīng)力柱、預(yù)應(yīng)力鋼網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)建筑工程的整體建設(shè)。另外，通過(guò)抗震設(shè)計(jì)理論和延性設(shè)計(jì)理論來(lái)確定結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力度和截面的配筋指數(shù)，大大提高了該建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和正常使用能力等。近年來(lái)，該建筑結(jié)構(gòu)體系被廣泛應(yīng)用于高層以及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、鋼結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、路面等結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。在我國(guó)建筑實(shí)例中，首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)新航站樓工程、深圳車(chē)港工程、廣東國(guó)際大廈主樓工程以及青島中銀大廈工程等都是典型的高效預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)用案例。由此可以看出，隨著高性能預(yù)應(yīng)力材料的進(jìn)一步發(fā)展以及先進(jìn)建筑理論的合理應(yīng)用，新型、實(shí)用、高效的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系將會(huì)在我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)揮越來(lái)越重要的建設(shè)作用，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)高性能預(yù)應(yīng)力建筑結(jié)構(gòu)體系的綜合應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程的快速發(fā)展和進(jìn)步。