【中國幕墻網(wǎng)】空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是由大致相同的格子或尺度較小的基本結(jié)構(gòu)單元組合而成，可均勻三向傳遞力流的空間結(jié)構(gòu)。本文所涉及的
鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)包含單、雙層網(wǎng)殼和網(wǎng)架。若按
節(jié)點剛度分類，
鋁合金網(wǎng)架和雙層網(wǎng)殼屬
鉸接體系，鋁合金單層網(wǎng)殼屬剛接體系。即在對網(wǎng)架和雙層網(wǎng)殼進行結(jié)構(gòu)分析時，可假定節(jié)點為鉸接，
桿件只承受軸力; 對單層網(wǎng)殼可假定節(jié)點為剛接，桿件除承受軸力外，還承受
彎矩、扭矩和剪力等。若按單元組成分類，鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)均屬
剛性單元結(jié)構(gòu)，包括以梁單元作為基本
構(gòu)件的單層網(wǎng)殼和以桿單元作為基本構(gòu)件的網(wǎng)架和雙層網(wǎng)殼。上述兩種分類方法中，桿單元對應(yīng)于鉸接體系，節(jié)點具有3個自由度，構(gòu)件單元僅受軸力作用; 梁單元對應(yīng)于剛接體系，每個節(jié)點具有6個自由度，構(gòu)件單元在承受軸力的同時受到不可忽略的彎矩作用。事實上用于工程中的任何節(jié)點體系都是既非理想鉸接又非理想剛接，節(jié)點都處于半剛性狀態(tài)，而結(jié)構(gòu)分析中所采用的模型只是一種分析簡化方法，在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)盡可能采用符合結(jié)構(gòu)實際受力行為的結(jié)構(gòu)模型，充分考慮其合理性以保證結(jié)構(gòu)的安全性。
從形態(tài)學(xué)角度來看，網(wǎng)架
結(jié)構(gòu)構(gòu)件密度高于單層網(wǎng)殼，桿件的高密度布置導(dǎo)致網(wǎng)架構(gòu)件的高冗余性，存在
承載力過剩問題，而單層網(wǎng)殼冗余構(gòu)件較少或不存在冗余構(gòu)件，這對結(jié)構(gòu)整體
屈曲性能有著不可忽視的影響。
2.1 鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在國外的應(yīng)用
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)最早可追溯到1863 年，有“
穹頂之父”之稱的德國人Schwedler 設(shè)計建造了第一個鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。最早的
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)于1940 年建成于德國，采用Mero 體系。近幾十年來，以網(wǎng)殼和網(wǎng)架為代表的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)飛速發(fā)展。相比于鋼網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較晚，1951 年建成的英國“探索”穹頂是世界上建成最早的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。隨著加工技術(shù)的不斷發(fā)展，制造工藝的改進，節(jié)點體系的不斷創(chuàng)新，計算分析以及設(shè)計水平的提高，鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)不但在諸如體育場館、會展中心、劇場等
公共建筑中被采用，而且在大型石油化工產(chǎn)品的儲罐、火力發(fā)電廠的干煤庫及污水處理廠等工業(yè)領(lǐng)域也得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。表1 列舉了國外部分具有代表性的鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
2.2 鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用
空間結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用始于上世紀五十年代，其中最具代表性的是1956 年建成的天津體育館屋蓋，我國的
螺栓球節(jié)點體系也是70 年代引入Mero節(jié)點體系概念發(fā)展起來的。自20世紀90 年代以來，鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用也逐漸增多。到目前為止，我國各地已建成了多座包括網(wǎng)殼、網(wǎng)架在內(nèi)的鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。【完】
