Problemas estructurales de los edificios de grandes lucesLas estructuras espaciales de grandes luces son actualmente el tipo de estructura de más rápido crecimiento. El desarrollo de edificios de grandes luces con tecnología de estructura espacial como núcleo es uno de los símbolos importantes que representan el nivel de tecnología de construcción en un país. Este artículo presenta el estado de desarrollo y las perspectivas de las estructuras espaciales en el país y en el extranjero (principalmente en el extranjero) en términos de las dos categorías de celosía espacial y estructuras tensadas. Se introducen varias cuestiones teóricas importantes en este campo, incluida la teoría del análisis morfológico de estructuras espaciales, el efecto dinámico del viento de cubiertas flexibles de grandes luces, la estabilidad y el comportamiento sísmico de estructuras de láminas reticuladas, etc. 1. Descripción general En este mundo tridimensional real, cualquier estructura es esencialmente una estructura espacial. Sólo para simplificar el diseño y la construcción, la gente la descompone en pedazos de estructuras planas para su construcción y cálculo. Al mismo tiempo, el sistema espacial que no puede simplemente descomponerse en el verdadero sentido nunca ha detenido su propio desarrollo, mostrando cada vez más riqueza, color y potencial creativo que las estructuras planas ordinarias no pueden igualar, reflejando la belleza y la magia de la naturaleza. El excelente rendimiento de trabajo de la estructura espacial no sólo se refleja en la fuerza tridimensional, sino también en que puede resistir eficazmente cargas externas a través de formas curvas razonables. Cuando aumenta la luz, la estructura espacial puede mostrar su excelente desempeño técnico y económico. De hecho, cuando la luz alcanza una cierta extensión, a menudo es difícil que la estructura plana general se convierta en una opción razonable. A juzgar por las prácticas de ingeniería nacionales y extranjeras, la mayoría de los edificios de luces largas adoptan diversas formas de sistemas de estructura espacial. En las últimas dos décadas, se han desarrollado rápidamente varios tipos de estructuras espaciales de gran envergadura en países desarrollados como Estados Unidos, Japón y Europa. Los tramos son cada vez más grandes y las escalas son cada vez más grandes. Ahora hay muchos edificios súper grandes con una escala de más de 150 metros, las formas estructurales son ricas y coloridas, se han creado muchos materiales nuevos y nuevas tecnologías; Se han adoptado y se han desarrollado muchas formas estructurales espaciales nuevas. Por ejemplo, el "Superdomo" construido en Nueva Orleans, Estados Unidos, en 1975, con un diámetro de 207 m, ha sido considerado durante mucho tiempo la cúpula esférica más grande del mundo; este estatus ha sido superado ahora por el estadio de Fukuoka de Japón, construido en 1993; y en verano tiene un diámetro de 222 m. La característica más famosa de este último es que se puede abrir y cerrar: su techo esférico consta de tres conchas de malla giratorias en forma de abanico que se mueven a lo largo de rieles circunferenciales. Cuando el sector se mueve a lo largo del carril guía circunferencial, el estadio puede estar en diferentes estados como completamente cerrado, 1/3 abierto o 2/3 abierto. El estadio de Calgary en Canadá, terminado en 1983, utiliza un techo de malla de cable parabólico hiperbólico con un diámetro plano circular de 135 m. Fue construido para los Juegos Olímpicos de Invierno de 1988 y tiene una apariencia extremadamente hermosa. Sigue siendo la estructura de cable más grande del mundo. . Desde la década de 1970, debido a la mejora en el uso de materiales textiles, se han desarrollado estructuras de membrana o estructuras de cable-membrana (estructuras de membrana reforzadas con cuerdas) a gran escala. en Estados Unidos, en 1988, el campo de béisbol "Back Park" también es particularmente avanzado en esta tecnología estructural, con un diámetro aproximado de su plano circular de 204 m; el "Georgia Dome" (construido en 1992) construido en Atlanta para Los Juegos Olímpicos de 1996 en los Estados Unidos adoptaron esta estructura. La novedosa estructura general de cable y membrana tiene un tamaño de contorno plano casi elíptico de 192 mx 241 m. Muchos edificios magníficos y distintivos de gran envergadura se han convertido en símbolos icónicos locales y paisajes culturales famosos. Debido a las necesidades del desarrollo económico y cultural, la gente todavía busca cubrir espacios más grandes. Por ejemplo, algunas personas imaginan cubrir toda la comunidad, toda la plaza o incluso todo el valle para formar un entorno de reunión climático controlado artificialmente. entorno de ocio para excavar Para proteger mausoleos antiguos y reliquias importantes, algunas personas también imaginan utilizar edificios de gran envergadura para cubrirlos y formar un entorno cerrado. Actualmente, algunos países desarrollados están explorando opciones de diseño para estructuras espaciales de gran envergadura, de más de 300 metros. Se puede decir que la estructura espacial de gran envergadura es la forma estructural de más rápido crecimiento en los últimos treinta años. Z.S. Makowski, editor en jefe de la revista internacional Spatial Structures, dijo que en la década de 1960, "las estructuras espaciales se consideraban interesantes pero todavía desconocidas y poco convencionales, pero hoy en día son ampliamente aceptadas en todo el mundo".

Desde la perspectiva actual, el desarrollo de edificios de gran y muy larga luz y su tecnología de estructura espacial central se ha convertido en uno de los símbolos importantes que representan el nivel de tecnología arquitectónica de un país. Países de todo el mundo han invertido una gran cantidad de fondos de investigación científica en el desarrollo de estructuras espaciales de gran envergadura. Por ejemplo, hace ya 20 años, la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE) organizó un programa de investigación de estructuras espaciales de diez años de duración e invirtió 15,5 millones de dólares. Durante el mismo período, Alemania Occidental organizó el "Programa integral de investigación sobre estructuras espaciales de gran envergadura" bajo los auspicios de la Universidad de Stuttgart, con una financiación anual para investigación que supera el millón de marcos. Estos estudios han sentado una base teórica sólida y las condiciones técnicas para que los países desarrollen vigorosamente edificios de grandes luces. La Sociedad Internacional de Conchas y Estructuras Espaciales (IASS) celebra reuniones anuales periódicas y diversas actividades de intercambio académico cada año, y actualmente es una de las organizaciones académicas más populares y famosas. La base de la estructura espacial de largo alcance de mi país era originalmente relativamente débil, pero con la mejora de la fortaleza económica del país y las necesidades de desarrollo social, también ha logrado un rápido desarrollo en la última década. Existe una gran cantidad de prácticas de ingeniería, los tipos y formas de estructuras espaciales se están diversificando gradualmente y la investigación teórica y la tecnología de diseño correspondientes se mejoran gradualmente. Una serie de estructuras espaciales de gran envergadura, representadas por numerosos edificios deportivos para los Juegos Asiáticos de Beijing (1990), los Juegos Asiáticos de Invierno de Harbin (1996) y los Octavos Juegos Nacionales de Shanghai (1997), sirven como una especie de símbolo del progreso de La ciencia y la tecnología arquitectónicas de mi país han tenido un cierto impacto en el país y en el extranjero. ?Varios indicios muestran que, aunque China sigue siendo un país en desarrollo, debido a su gran población y al continuo crecimiento de su fuerza nacional, está interesada en construir cada vez más edificios de gran y ultra gran espacio, como instalaciones deportivas, de ocio. , exposiciones, aeropuertos y hangares La demanda es muy fuerte y puede superar en cierta medida la de muchos países desarrollados. Esta es una gran oportunidad para el campo de la estructura espacial de China. Sin embargo, en comparación con el nivel avanzado internacional, todavía existe una cierta brecha en el desarrollo de las estructuras espaciales de largo alcance de mi país. Las principales manifestaciones son: la forma estructural todavía se centra en la forma y hay menos innovación audaz, lo que demuestra que todavía falta una combinación orgánica ideal entre conceptos arquitectónicos novedosos y creación estructural avanzada. poca práctica de ingeniería para estructuras espaciales de gran luz de más de 150 metros. Los tipos estructurales están relativamente concentrados en estructuras de rejilla y celosía, las estructuras de cables de suspensión rara vez se utilizan y algunas formas estructurales novedosas con grandes perspectivas de desarrollo, como las estructuras de membrana y cables. estructura de membrana, estructura extensible general, estructura de membrana, estructura de cable-membrana, estructura de cable-membrana, etc. Algunas formas estructurales nuevas con amplias perspectivas, como estructuras de membrana, estructuras de cable-membrana, estructuras de tensión integral, estructuras abribles, etc., han tenido una gran cantidad de prácticas de ingeniería exitosas en el extranjero, pero aún se encuentran en una etapa inicial en blanco o difícil. en mi país. La situación actual parece ser que después de más de diez años de desarrollo de la estructura espacial de mi país en una pradera relativamente plana, parece haber encontrado un nuevo nivel al que es necesario saltar. Este nuevo nivel incluye no sólo cuestiones técnicas como materiales y condiciones de producción, sino también algunas cuestiones teóricas que no han sido bien resueltas. Para promover un mayor desarrollo de la estructura espacial de mi país a un nivel superior, los trabajadores y empresarios científicos y tecnológicos deben trabajar duro para crear las condiciones para resolver estos problemas técnicos y teóricos más rápido y mejor. Los tipos y formas de estructuras espaciales de gran luz son ricos y coloridos, y habitualmente se dividen en los siguientes tipos: estructura de capa delgada de hormigón armado; estructura de rejilla plana; estructura de membrana de capa reticulada; estructura de membrana de cable; En los últimos años, el "Cable Dome" que se ha adoptado en el extranjero es en realidad una forma especial de estructura de cable-membrana, la estructura híbrida (Cable Dome) es una forma especial de estructura de cable-membrana, y el "Cable Dome" que se ha adoptado; adoptado en el extranjero "(Cable Dome) es en realidad una forma especial de estructura de cable-membrana. -Estructura de membrana; estructura híbrida, generalmente una combinación de componentes flexibles y rígidos. Entre los tipos de estructuras espaciales mencionados anteriormente, se desarrollaron en mi país estructuras de paredes delgadas de hormigón armado a finales de la década de 1950 y principios de la década de 1960. En ese momento, se desarrollaron varias estructuras esféricas de luz media, estructuras cilíndricas, estructuras planas hiperbólicas y torsionales. Se construyeron las conchas. En términos de investigación teórica, también se ha invertido mucho esfuerzo en formular las normas de diseño correspondientes. Sin embargo, este tipo de estructura se ha utilizado menos recientemente. La razón principal puede ser que la construcción requiere mucho tiempo y es laboriosa.