在現(xiàn)代建筑的發(fā)展歷程中,結(jié)構(gòu)形式的創(chuàng)新不斷推動(dòng)著建筑藝術(shù)與功能的融合。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的空間受力特性、輕盈美觀的造型和強(qiáng)大的適應(yīng)性,成為建筑領(lǐng)域備受青睞的結(jié)構(gòu)形式,為體育館、會(huì)展中心、機(jī)場(chǎng)航站樓等大型公共建筑撐起了一片廣闊的空間。?
網(wǎng)架,是由多根桿件按照一定規(guī)律通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而成的空間結(jié)構(gòu)體系。從結(jié)構(gòu)分類來(lái)看,主要分為平面網(wǎng)架和空間網(wǎng)架兩大類。平面網(wǎng)架由平面桁架系組成,常見(jiàn)形式有兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架等;空間網(wǎng)架則由多個(gè)平面桁架相互交織構(gòu)成,受力更為均勻合理,像四角錐網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架、六角錐網(wǎng)架等。這些網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件一般采用鋼管或型鋼,節(jié)點(diǎn)多為焊接球節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn),焊接球節(jié)點(diǎn)通過(guò)將鋼管與焊接空心球焊接相連,整體性強(qiáng)、承載力高;螺栓球節(jié)點(diǎn)則通過(guò)螺栓將桿件與螺栓球連接,安裝便捷、精度高,便于構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝。?
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有諸多顯著的性能優(yōu)勢(shì)。在力學(xué)性能方面,它屬于空間受力體系,各桿件相互協(xié)同工作,能夠?qū)⒑奢d迅速、均勻地傳遞到支座,相比傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu),其受力更合理,可有效減少桿件內(nèi)力,降低材料用量,提升結(jié)構(gòu)的承載能力和跨越能力。一些大型體育館的網(wǎng)架跨度可達(dá)上百米,卻依然能穩(wěn)固支撐。在經(jīng)濟(jì)性上,由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件規(guī)格統(tǒng)一,便于工廠化生產(chǎn),降低了生產(chǎn)成本;同時(shí),其安裝速度快,可大幅縮短施工周期,減少人工成本和設(shè)備租賃費(fèi)用。以某大型會(huì)展中心為例,采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)后,施工工期縮短了約 30% ,整體造價(jià)降低了 15% 左右。此外,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)造型豐富多樣,可根據(jù)建筑設(shè)計(jì)需求,塑造出簡(jiǎn)潔流暢、富有現(xiàn)代感的外觀,為建筑增添獨(dú)特的藝術(shù)魅力,兼具實(shí)用性與觀賞性。?
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛。在體育場(chǎng)館領(lǐng)域,如鳥巢(國(guó)家體育場(chǎng))、各城市的大型體育館等,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)憑借其大跨度、高空間的特點(diǎn),滿足了賽事舉辦和觀眾觀賽的需求;在會(huì)展中心,能夠?yàn)榇笮驼褂[、會(huì)議提供開(kāi)闊無(wú)柱的室內(nèi)空間,方便展位布置和人員流動(dòng);機(jī)場(chǎng)航站樓采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)大面積的空間覆蓋,打造出寬敞明亮的候機(jī)大廳和行李處理區(qū)域;在工業(yè)廠房中,對(duì)于一些需要較大空間的車間,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以提供良好的空間支持,便于大型設(shè)備的安裝和生產(chǎn)操作;此外,在火車站、汽車站、大型商場(chǎng)、文化藝術(shù)中心等公共建筑中,也常常能看到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的身影。?
在網(wǎng)架的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中,有著嚴(yán)格的要求。設(shè)計(jì)時(shí),需根據(jù)建筑的功能需求、荷載條件、抗震設(shè)防要求等,合理選擇網(wǎng)架的形式和尺寸,并運(yùn)用專業(yè)的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行力學(xué)分析,確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性;同時(shí),要考慮節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì),保證節(jié)點(diǎn)的傳力可靠、連接牢固。施工方面,在構(gòu)件制作環(huán)節(jié),需嚴(yán)格把控鋼管或型鋼的加工精度、焊接質(zhì)量等;現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),對(duì)于螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架,要確保螺栓擰緊到位,保證節(jié)點(diǎn)連接的緊密性;對(duì)于焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架,要做好焊接質(zhì)量檢測(cè),防止出現(xiàn)虛焊、漏焊等問(wèn)題。此外,安裝過(guò)程中還需注意施工安全,采取必要的防護(hù)措施,避免高空墜落、物體打擊等事故發(fā)生。?
隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也在持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。在材料應(yīng)用上,高強(qiáng)度鋼材、新型復(fù)合材料的研發(fā)和使用,將進(jìn)一步提升網(wǎng)架的承載能力和耐久性;在設(shè)計(jì)理念上,結(jié)合建筑信息模型(BIM)技術(shù),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維的全生命周期管理,提高設(shè)計(jì)效率和施工精度;在施工工藝方面,智能化安裝設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用,如機(jī)器人焊接、無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)等,將使網(wǎng)架施工更加高效、精準(zhǔn)、安全;未來(lái),網(wǎng)架結(jié)構(gòu)還可能與綠色建筑、智能建筑理念深度融合,在滿足建筑功能和美觀需求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、智能化的發(fā)展目標(biāo)。?
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑空間結(jié)構(gòu)的智慧之選,以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在建筑領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的不斷革新,它必將在未來(lái)的建筑舞臺(tái)上綻放更加耀眼的光芒,為人們創(chuàng)造出更多功能與美學(xué)兼具的優(yōu)秀建筑作品。