球节架
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如果红色管材料存在,蓝色节点的弯曲刚性是可以忽略不计,则可以使用刚度矩阵计算系统,而忽略角度因数。
球节架,在建筑和结构工程中,是一种刚性,轻质,桁架状结构,构造组成一个几何样式,由几何图案中的互锁支柱构成。球节架通常运用一个多向间距,是由张力杆和压力杆组成的结构,结构处在三度空间的受力状态下,无论哪一类桁架,能承受来自各个方向的载荷,对抗震大垮距的建筑物更能发挥功用。
种类有平面桁架,曲面式球节架,平顶式球节架等三种,优点重量轻,可做成各种造型。
平面桁架是一个让所有成员和节点属于平面,而球节架的成员节点可以延伸到立体层面。[1]
设计方法
[编辑]球节架通常使用刚性矩阵设计。建筑球节架中刚度矩阵的特殊特征是角度因素的独特性。如果接头刚性足够,则可以忽略角度偏转,从而简化计算。
概述
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基本单元常用的如四角锥单元和三角锥单元,由这些基本单元组成完整的球节架系统。[2]
平面桁架系统 | 四角锥系统 | 三角锥系统 |
---|---|---|
两向正交正放桁架 | 正放四角锥系 | 三角锥系 |
两向正交斜放桁架 | 正放抽空四角锥系 | 抽空三角锥系 |
两向斜交斜放桁架 | 棋盘形四角锥系 | 蜂巢形三角锥系 |
三向桁架 | 斜放四角锥系 | |
单向折线形桁架 | 星形四角锥系 |
历史
[编辑]几何
[编辑]最常见的几何形状是根据正多面体。最简单的形式是铝或钢管三角形。在许多方面,这看起来像是一个水平三角形正反,反复多次,使之更广泛。更强的纯形式是由相互关联的四面体金字塔中,所有的支柱有单位长度。技术上更是被称为各向同性向量矩阵或一个单位宽度的八向桁架。更为复杂的变化改变长度的支柱,以曲线的整体结构或可能纳入其他几何形状。
材料
[编辑]管材料(圆形,方形)或是节点,有钢、铝、不锈钢、工程塑胶、车削件或木头等可供选择。[3]
构件、系统
[编辑]主要概分为两大构件,平板式与圆球式。主要概分为四大系统,德国MERO;新加坡RAMCO-YKK;日本NIPPON STEEL;美国STARNRT[4]
运用
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现今桥梁、体育馆、机场航厦、车站等大尺寸及特殊造型建物上广泛使用。球节架,是一个越来越普遍的建筑技术,尤其适用于大型屋顶覆盖,例:商业和工业厂房大门屋檐。现今容量更大的便携式阶段和照明支架,也经常建造球节架和八向桁架。管式球节架也被广泛用于生产现代摩托车和汽车,但单体车身已较为常见,用在最新的化身自行车设计。
建筑物球节架显著的例子是:
- 台北捷运淡水线沿线捷运站。
- 高雄国立科学工艺博物馆一楼大厅。
- 桃园国际机场二期航站出境大厅。
- 卢浮宫入口处的金字塔。
- 伦敦斯坦斯特德机场。
- 香港中银大厦。
- 罗杰斯与庞毕度文化中心。
- 麦考密克会展中心。
- 伊甸园计划。
- 斯德哥尔摩环球竞技场。
- 生物圈2号。
素质考虑
[编辑]- 方便携带:球节架可被完全拆除,物品正常放于集裝箱由卡车方便运送。此外,这种类型的结构明显轻于其他任何类型的结构。这样可以节省运输和可能带来的所有元素的结构,现场没有任何问题。基于这个原因球节架适合出口。
- 消除焊接工作:不需焊接。
- 支撑结构是在两个主要方向,给它很大的刚性,这是一个很大的优势。
- 可以减轻70%~80%重量,节省大量水泥和模板
参见
[编辑]资料来源
[编辑]参考资料
[编辑]- 《球节架:无限自由的空间创作》,詹氏书局,岩田卫 著,邱荣政译,1997年8月
- 《图解辞典:建筑的整体组构》,詹氏书局,建筑图解事典编集委员会编著,崔征国译,2009年3月
- 《结构系统》,远东图书,恩格尔(Heirrich Engel)著,锺英光译,1974年
- 《工程师奇想》,创兴出版社有限公司,彼德莱斯著,丁肇辰谢佳倩译,1997年
- 《球节架之设计、制做与施工》,立众金属工业股份有限公司,台湾建筑36期,1998年
- 《建筑结构系统》,科技图书股份有限公司,刘柏宏译,1992年
- 《新建材新工法》,詹氏书局,罗醒亚著,1992年
外部链接
[编辑]- 动画 (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文)www.deltastructurescom (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文)www.archistructures.org (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文)www.buschindustries.com (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文)www.mero.de (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文)www.novumstructures.com (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (繁体中文)组合原理 (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文)(意大利文)Aluminum alloy spaceframe
- (英文)USTEM www.ustem.com.tr (页面存档备份,存于互联网档案馆)