索穹頂
關注創建者：CAE工程獅 創建時間：2020-05-28
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索穹頂的實例教程
本文來源：中冶華天市政設計研究院（id:zyhtszsjyjy)
作者：Mohamed
弦支穹頂是基于張拉整體概念而產生的一種預應力空間結構，具有力流合理、造價經濟和效果美觀等特點。
弦支穹頂最早由日本政法大學Mamoru?Kawaguchi?教授于1993年提出。弦支穹頂結構又稱之為索承網殼結構，是傳統的單層或雙層網殼結構和索穹頂結構結合的衍生物，它綜合了單層網殼和索穹頂結構優良性能于一體，是一個由單層或雙層網殼代替索穹頂的上層索網后形成的一種新型雜交結構。弦支穹頂結構通過下層索系、上層剛性網殼和豎向撐桿共同工作而承受外部荷載，結構通過對下層索系（徑向索和環向索）施加預應力而為結構提供足夠的豎向剛度，并在結構內形成水平作用自平衡的結構體系。它一方面改善了上部單層網殼結構的整體穩定性，使結構能跨越更大的空間；另一方面，弦支穹頂結構具有一定初始剛度，其設計、施工成形以及節點構造與索穹頂等完全柔性結構相比得到了較大的簡化。另外，兩種結構體系對支座的作用相互抵消，使結構成為自平衡體系，在充分發揮單層網殼結構受力優勢的同時能充分利用索材的高強抗拉性，調整體系的內力分布，降低內力幅值，從而提高結構的承載能力。
案例1：安徽大學體育館
案例2：常州體育館
案例2an
案例三：濟南奧體中心體育館
展開 “White Rhino”,日本千葉，2001年
張拉整體與索穹頂
1964年，富勒在張拉整體結構、短線程穹頂思想的基礎上發明了Aspension Dome。Aspension是根據ascending suspension structure(向上升的懸吊式穹頂)創造出的新詞。利用環向和徑向拉索將立柱層層向上抬起排列，形成穹頂形態。Aspension Dome是一種全新的結構形式。
富勒設計的懸吊穹頂Aspension Dome，1964年
蓋格爾（D.H.Geiger）在富勒張拉整體思想的基礎上，發明了支承于周邊受壓環梁上的一種索桿預應力張拉整體穹頂體系，即索穹頂。1986年蓋格爾將索穹頂結構體系成功應用于漢城奧運會的體操館（D=119.8m）、擊劍館(D=89.9m)
1992年M.萊維(Levy)設計了一種穩定性更好的三角形網格穹頂，作為亞特蘭大奧運會的主體育館，喬治亞穹頂(Georgia Dome)平面呈橢圓形(193m×240m)，雙曲拋物面型張拉整體索穹頂的用鋼量僅30㎏/㎡。
M.萊維(Levy)設計的喬治亞穹頂(1992年)
因維護和使用原因，于2017年被爆破拆除
索穹頂是Aspension Dome張拉整體結構的進化,但它還沒有嚴格實現結構自支承、自應力的原則，它離開下部受壓環梁則不能成立。
張拉整體的概念至今已有70年的歷史了。遺憾的是，實踐作用或用于雕塑裝置，或僅停留在模型層面，沒有真正的、完全意義上構造建筑空間的案例。
參考文獻
1. Kenneth Snelson_Art_And_Ideas
2.
展開 袁行飛，教授，博士生導師，自1995年始從事空間結構研究工作，對索穹頂等新型索桿張力結構的體系開發、計算分析理論、結構優化控制等方面進行了系統研究。近年來也對結構在各種交叉領域如建筑節能、可再生能源利用中的相關理論和應用進行了有益探索。先后負責國家自然科學基金項目四項，主要研究方向是：空間網格結構，預應力空間結構，索桿張力結構，索穹頂結構以及結構分析基礎理論和設計技術。
2014年1月，袁行飛擔任浙江省自然科學基金重點項目"惡劣天氣環境下大跨空間結構失效機理研究"的項目負責人，該項目于2017年12月順利完成了結題驗收。項目從荷載、構件、結構三個層次對大跨空間結構在惡劣天氣環境下的失效機理進行了研究。建立了臺風和風致積雪計算模型，得到了結構在臺風風場下的平均風壓系數和各點風速時程，推導了屋蓋風致積雪分布系數計算公式。建立了拉索和壓桿精確力學分析模型，推導了適用于向量式有限元的精細梁單元彈塑性分析計算公式。對大跨空間結構倒塌全過程中的接觸、碰撞、斷裂等不連續行為進行了研究。將冗余度理論應用于空間結構的失效分析，基于局部構件失效后結構的冗余度分布評價構件重要性。開發了包含前處理模塊、計算分析模塊和后處理模塊在內的索桿張力結構倒塌分析程序，對空間結構受力全過程進行了仿真分析，研究了索穹頂結構和弦支穹頂結構在不同荷載作用、局部索破斷情況下結構的破壞模式及失效機理。對臺風作用下網殼結構和弦支穹頂結構的動力失效全過程進行了模擬，分析了災害雪作用下單坡屋蓋的力學性能和膜結構袋狀效應發展過程。
建立拉索和壓桿精確力學分析模型
拉索和壓桿是大跨結構中常用的兩種構件，壓桿由實心或空心鋼材制成，主要承受壓力。拉索由索材制成，主要承受拉力。
展開 青馬大橋、孟買大橋、A380 車間、漢諾威世博會展館、各種跨線橋、各種人行橋、各種折疊橋、各種可折疊可收放屋面、各種玻璃幕墻和索穹頂……此外，他還關注能源問題，致力于研發太陽能電站相關技術，完善了熱空氣流動型的太陽能電站的工藝和結構，并且已經在西班牙和澳大利亞付諸實施。此外，施萊希老師跟愛因斯坦、福爾摩斯這些高智商大神們一樣，也愛拉小提琴。
Cecil Balmond（1943～）。至少我個人覺得，巴爾蒙德其實更接近于一個懂結構設計的建筑師，而且接近的很嚴重。巴爾蒙德是奧雅納的副主席，目前負責奧雅納的 AGU 高級幾何學小組，此外還是哈佛、耶魯的客座教授。巴爾蒙德出生于斯里蘭卡，后來在英國讀書，先后就讀于南安普頓、帝國理工。巴爾蒙德最為著名的就是他與庫哈斯、伊東豐雄、西扎等新銳建筑師的合作，將很多紙面上的炫目之作變成了現實。代表作 CCTV 新樓、蛇形畫廊。巴爾蒙德很有才情，寫過好幾本書，Number 9，Element，Informal，此外還熱愛音樂，當年可是在吉他手和結構工程師之間忍痛割愛放棄了吉他手。如果你覺得 CCTV 大褲衩已經超越你的想象了，請看它右邊那一個。
Michel Virlogeux（1946～）1996年 IStructE 金獎，1999年萊昂哈特獎，2003年 IABSE 國際橋協獎章，2006年 Freyssinet 獎，法國科學院院士。畢業于法國巴黎高科橋路學院。Virlogeux 起步于 Freyssinet 的工程公司，是一位非常杰出的橋梁工程師，尤其擅長體外預應力、斜拉橋，代表作世界第一高的米約高架橋、諾曼底大橋等等。
Santiago Calatrava （1951～）1992年 IStructE 金獎。
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弦支穹頂結構又稱之為索承網殼結構，是傳統的單層或雙層網殼結構和索穹頂結構結合的衍生物，它綜合了單層網殼和索穹頂結構優良性能于一體，是一個由單層或雙層網殼代替索穹頂的上層索網后形成的一種新型雜交結構。弦支穹頂結構通過下層索系、上層剛性網殼和豎向撐桿共同工作而承受外部荷載，結構通過對下層索系（徑向索和環向索）施加預應力而為結構提供足夠的豎向剛度，并在結構內形成水平作用自平衡的結構體系。
富勒設計的懸吊穹頂Aspension Dome，1964年
蓋格爾（D.H.Geiger）在富勒張拉整體思想的基礎上，發明了支承于周邊受壓環梁上的一種索桿預應力張拉整體穹頂體系，即索穹頂。
袁行飛，教授，博士生導師，自1995年始從事空間結構研究工作，對索穹頂等新型索桿張力結構的體系開發、計算分析理論、結構優化控制等方面進行了系統研究。近年來也對結構在各種交叉領域如建筑節能、可再生能源利用中的相關理論和應用進行了有益探索。先后負責國家自然科學基金項目四項，主要研究方向是：空間網格結構，預應力空間結構，索桿張力結構，索穹頂結構以及結構分析基礎理論和設計技術。
青馬大橋、孟買大橋、A380 車間、漢諾威世博會展館、各種跨線橋、各種人行橋、各種折疊橋、各種可折疊可收放屋面、各種玻璃幕墻和索穹頂……此外，他還關注能源問題，致力于研發太陽能電站相關技術，完善了熱空氣流動型的太陽能電站的工藝和結構，并且已經在西班牙和澳大利亞付諸實施。此外，施萊希老師跟愛因斯坦、福爾摩斯這些高智商大神們一樣，也愛拉小提琴。
Cecil Balmond（1943～）。
