大跨度空间结构案例及分析
1、大跨度空间结构选型的概念
跨度超过30米的空间结构就是大跨度空间结构。

大跨度空间结构使建筑实现较大的跨度, 满足建筑大空间的使用要求, 而且结构轻巧, 造型优美, 受力合理, 实用耐久, 用钢量低。

大跨度空间结构不但使空间的水平分隔的灵活性增大, 而且也增大了垂直方向的自由调整的可能性。

大跨度空间结构的选型即大跨度空间结构体系方案的优化选择, 实际上就是对适合建筑设计的多种结构体系方案进行分析、比较、判断、假设、择优的过程。

2、大跨度空间结构选型的原则
大跨度建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能愈来愈复杂; 另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现, 促进了大跨度建筑的进步。

因此大跨度空间结构的发展是在结构受力合理, 造型美观等诸多因素的限制下发展起来的。

各种结构不同的优势与劣势, 只有将它们合理的运用起来, 才能达到技术与艺术都最合适的结构选择, 甚至创造出完美的建筑。

在大跨度空间结构中引入现代预应力技术, 不但使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。

经过适当配置拉索, 或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载。

前者即为斜拉结构体系, 后者则为预应力结构体系。

这一类”杂交”结构体系将改进原结构的受力状态, 降低内力峰值, 增强结构刚度、经济效果明显提高。

一、案例
南京医科大学新建新基础医学教学与科研楼/教研服务中心工程,
位于南京市江宁大学城,分教学楼和教研服务中心两部分。

其建筑群皆为四周办公楼中间设中庭的结构形式,中庭跨度约55米,屋面采用折叠钢屋架结构,钢屋架上铺设玻璃采光天窗,有效的解决了楼内的采光问题,外观造型线条优美,气势磅礴,在满足使用功能的同时,又给人以美的享受。

1.1 工程概况
中庭钢结构屋面, 结构形式为一倾斜的折叠钢屋架。

位于一区、二区、三区、四区之间, 高端支撑于一区和四区的屋面钢结构上, 经过固定支座与一区和四区的屋面钢结构相连; 低端支撑于二区和三区的屋面钢结构上, 经过滑动支座与一区和四区的屋面钢结构相连, 边榀下设箱型柱支撑。

中庭折叠钢屋架由5榀正三角形管桁架组成, 两边悬挑。

低端钢桁架下弦标高从15.831米至17.271米, 上弦标高从17.940米至19.080米, 高约2米, 宽23.477米; 高端下弦标高20.490米至22.274米, 上弦标高从24.752米至26.524米, 高约4米; 跨度: 第一榀40.306米, 第二榀48.133米, 第三榀56.825米, 第四榀58.673米, 第五榀53.862米, 钢折梁屋面部
分重约190吨。

抗风柱为600*400*20的箱型柱, 最高20米, 共12根, 每根重约6吨, 重约70吨。

1.2 工程概况图例
( 1) 中庭折叠屋架立体图
( 2) 中庭折叠屋架平面图
中庭折叠屋架杆件投影平面图。