一級結構師

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大跨度空間結構的五個指標

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

如何衡量一個大跨度空間結構(l≤60m)的優(yōu)劣，本人曾提出五個指標：

⑴材料強度充分發(fā)揮

⑵基礎推(拉)力H合理處理

⑶施工安裝費

⑷跨度大

⑸結構的藝術作用

對大跨度結構來說，材料用量多，不僅是一個浪費，對結構的抗震，特別是豎向抗震極為不利。我國每一本結構設計規(guī)范總則第1條中， 都要求做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質量。因此，對優(yōu)秀的大跨度空間結構來說，技術先進和經(jīng)濟合理更應該特別強調。“結構的藝術作用”，把結構的型式與建筑的空間藝術形象融合起來，即結構本身富有美學表現(xiàn)力。建筑師必須注意發(fā)揮這種表現(xiàn)力和利用這種裝飾效果，自然地顯示結構。所謂自然的顯示結構，不是說結構就是美，而是要袒露具有美學價值的部分，通過建筑師的藝術加工，達到表現(xiàn)建筑美的目的，而不是簡單地表現(xiàn)結構本身。這樣，就可以使建筑最終達到實用、經(jīng)濟和美觀的目的。

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

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（責任編輯：何以笙簫默）

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