V oceľovej konštrukcii s dlhým rozpätím, čím viac je rozptýlené jadro oceľovej konštrukcie, tým silnejšie je obmedzenie na usporiadanie roviny a priestorová kombinácia; naopak, čím koncentrovanejšie sú podporné body oceľovej konštrukcie, tým väčšia je jej flexibilita.
Hlavné konštrukčné formy oceľovej konštrukcie s dlhým rozpätím
a. Štruktúra preloženého plášťa
Zakrivená mriežková štruktúra sa nazýva sieťovaná štruktúra škrupiny, ktorú je možné rozdeliť na jednovrstvovú a dvojvrstvovú mriežku. Hlavnými materiálmi sieťovaných škrupín sú oceľové mrežové škrupiny, drevené mrežové škrupiny, železobetónové mrežové škrupiny atď. Hlavnými štruktúrnymi formami sú sférické sieťované puzdro, hyperbolické sieťované puzdro, valcové sieťované puzdro, hyperbolické paraboloidné puzdro a podobne.
Retikulovaná škrupinová štruktúra má hlavné charakteristiky štruktúry tyčového systému aj tenkej škrupinovej štruktúry. Členy sú relatívne jednoduché a stres je relatívne primeraný. Konštrukcia má veľkú tuhosť a veľkú rozpätie. Môže byť zmontovaný do veľkého priestoru s malými komponentmi a malé komponenty a spojovacie uzly môžu byť prefabrikované v továrni. Ľahko sa inštaluje, nepotrebuje veľké stroje a zariadenia a má dobré komplexné ekonomické ukazovatele. Má bohatý a farebný tvar. Bez ohľadu na to, či ide o architektonickú rovinu alebo priestorovo zakrivený tvar povrchu, môže sa podľa žiadosti o vytvorenie ľubovoľne zvoliť.
b. Štruktúra mriežky
Priestorová štruktúra spojená niekoľkými členmi cez uzly podľa určitého pravidla geometrie sa nazýva mriežková štruktúra a dvojvrstvová alebo viacvrstvová plochá mriežková štruktúra sa nazýva mriežková štruktúra alebo mriežková štruktúra. Zvyčajne sa vyrába z oceľovej rúrky alebo profilovej ocele. Medzi hlavné formy patria: 1. mriežková štruktúra zložená z rovinného nosníka; (2) mriežková štruktúra pozostávajúca z štvoruholníkového kužeľa; 3. mriežková štruktúra pozostávajúca z trojuholníkového kužeľa; (4) mriežková štruktúra pozostávajúca zo šesťuholníkového kužeľa.
Hlavnými charakteristikami štruktúry mriežky sú priestorová práca, jednoduchý prenos sily, nízka hmotnosť, vysoká tuhosť, dobrý seizmický výkon, jednoduchá konštrukcia a inštalácia, ľahké dokončenie a komercializácia prvkov mriežky a uzlov a hromadná výroba v továrni, čo vedie k zlepšenie efektívnosti výroby. Rovinné usporiadanie mriežkovej konštrukcie je flexibilné a strecha je plochá, čo vedie k stropu, inštalácii potrubí a zariadenia; Architektonický tvar mriežky je ľahký, krásny a veľkorysý, čo je vhodné pre architektonické ošetrenie a dekoráciu.
c. Štruktúra membrány
Membránová štruktúra, známa tiež ako tkaninová štruktúra, je nový typ veľkoplošnej priestorovej štruktúry vyvinutej v polovici 20. storočia. Povrch membrány je podopretý tlakom vzduchu v membráne alebo membrána je vopred napnutá pružným oceľovým lanom alebo pevnou nosnou konštrukciou, aby sa vytvoril štruktúrny systém s určitou tuhosťou a pokrývajúci veľký priestor. Medzi hlavné formy štruktúry patrí štruktúra membrány podporujúca vzduch, štruktúra napnutej membrány a štruktúra membrány podporujúca kostru.
Hlavnými charakteristikami membránovej štruktúry sú nízka hmotnosť, veľké rozpätie; bezplatné a bohaté architektonické modelovanie; pohodlná konštrukcia; dobrá hospodárnosť a vysoká bezpečnosť; dobrá priepustnosť svetla a samolepenie; zlá trvanlivosť.
d. Štruktúra zavesenia
Závesná konštrukcia je druh systému konštrukcie, ktorý berie ťažný kábel ako základnú nosnú súčasť a usporiada káble podľa určitých pravidiel. Konštrukcia odpruženej strechy sa zvyčajne skladá z troch častí: odpružený systém, strešný systém a podporný systém. Štrukturálne formy zahŕňajú najmä: jednosmernú jednovrstvovú závesnú štruktúru, radiálnu jednovrstvovú závesnú štruktúru, dvojsmernú jednovrstvovú závesnú štruktúru, jednosmernú dvojvrstvovú predpätú závesnú štruktúru, radiálnu predpätú závesnú štruktúru, dvojsmernú dvojvrstvovú predpätú závesnú štruktúru, predpätá štruktúra káblovej siete atď.
Mechanické vlastnosti závesnej konštrukcie sú také, že iba prostredníctvom axiálneho napätia lana, ktoré odoláva vonkajšiemu zaťaženiu, nedochádza k ohybovému momentu a šmykovému efektu v štruktúre, takže pevnosť ocele môže byť plne využitá; štruktúra zavesenia má rôzne formy, flexibilné usporiadanie a môže sa prispôsobiť rôznym stavebným plánom; pretože vlastná hmotnosť oceľového lanka je veľmi nízka, strešná konštrukcia je ľahká a inštalácia nevyžaduje veľké zdvíhacie zariadenie. Avšak v porovnaní s konvenčnou konštrukciou je analýza a konštrukcia teórie zavesenia konštrukcie zložitejšia, čo obmedzuje jeho široké uplatnenie.
e. Tenká škrupinová štruktúra
Škrupinové konštrukcie v stavebníctve sú väčšinou tenké škrupinové štruktúry (škrupina s T / R ≤ 1/20 je definovaná ako tenká škrupina). Tenká škrupinová štruktúra môže byť rozdelená na rotujúcu škrupinu a pohyblivú škrupinu podľa zakriveného povrchu; podľa stavebných materiálov sa môže rozdeliť na železobetónový tenký obal, tenký plášť z tehál, tenký oceľový plášť a tenký plášť z kompozitného materiálu.
Škrupinová konštrukcia má veľmi dobrý ložiskový výkon a môže uniesť značné zaťaženie s veľmi malou hrúbkou. Pevnosť a tuhosť štruktúry škrupiny je založená hlavne na racionalite jej geometrického tvaru. Materiál sa priamo stlačí, aby sa nahradila ohybová vnútorná sila, aby potenciál materiálu bol plne využitý. Preto je škrupinová štruktúra hospodárnou a primeranou štruktúrou s vysokou pevnosťou, vysokou tuhosťou a úsporou materiálu.
