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标题: 充气钢结构的设想 [打印本页]

作者: changdayiren    时间: 2013-5-2 22:14     标题: 充气钢结构的设想

充气膜结构已经开始在工程领域有所应用,那么能不能把充气结构扩展到钢结构领域,做充气钢结构(例如充气钢管)。用充气钢结构做主受力体系,会极大降低建筑的自重,既有利于抗震,又有利于节省钢材。从现实来看,自然界已经有很标致性的例子可以仿效,竹子——一种神奇的植物,能够以很轻巧的自身结构形式承受很大的外荷载!那么,可不可以它的这种能力借鉴到钢结构中来呢?如果可以的话,钢结构的发展又会有一个很大的进步!
作者: sofwater    时间: 2013-5-3 01:04

想法是不错,值得鼓励,不过一种新结构的出现和发展都是有针对性的。

二战之后的德国,贫穷不堪,很多人没有住的地方,只能住在零时性的住宅里面,建筑材料奇缺。民众希望住上永久性的住宅,结果有一个叫Frei Otto的人,以前是二战飞行员,他站出来说,他能帮助大家住上永久性的住宅,基于他对气动工程的了解,把以前的帐篷变成了现在的永久性建筑,就是我们现在讨论的膜结构,当然德国人也不是傻子,不吃他这换汤不换药的把戏,还是强调要住上砖瓦钢筋水泥的房子,于是,这种结构就被大规模的用于展览馆,体育馆,咖啡馆,等等,把其他的材料留下来给民众建住宅。

这就是最早膜结构出现发展的动力。
作者: 舟到    时间: 2017-1-24 19:17

楼主想法非常好,希望能继续探索,早日提出可行的结构形式。
作者: 胆小子    时间: 2017-2-20 10:53

支持,学习。
作者: CGGCENGINEER    时间: 2017-4-30 14:30

充气钢结构可以理解为“气球”,在施加充气预应力之前,气球是瘪的,几乎没有一点刚度。充气过程中逐渐有了形状,形状与施加的气压有关,充气内压越大,结构刚度越大。也是一个通过预应力找形的过程。
作者: sofwater    时间: 2017-5-5 21:47

其实油气管道就是可以算充气钢,但是如果要充气到可以达到相当于预应力钢结构的程度,那每一个构件都是一个压缩氧气瓶。膜结构之所以可以充气还是因为刚度比较低。
作者: 冇名卒崽    时间: 2017-5-6 11:09

觉得不太可能,作用类似充混凝土。但是充气要达到灌混凝土的效果,怕是不可行。或者是不实用。
作者: yyl_606    时间: 2017-5-9 09:51

就目前的建筑材料而言,是无法实现的
只能期待新型建筑材料了,比如说碳+金属复合建筑材料,可以做到可柔可刚
就好比膜结构出现,得先有“布”,一个道理
作者: ody李    时间: 2017-5-21 23:42

充气钢,加惰性气体?
作者: houtaowei    时间: 2017-5-23 22:26

楼主的思路很开放。
充气钢结构原理感觉和钢管混凝土有点像,充分利用钢结构的抗拉抗压强度和内部混凝土的抗压强度。如果能把内部的混凝土换成高强轻质的材料,如果内部材料足够轻的话就像充气钢结构了。
作者: blessli    时间: 2017-5-23 22:55

可以做薄壁钢球:直径2米厚度1-3mm钢球 ,内部充满氦气。
上百个钢球组合,可以浮动负担钢结构重量。比如悬挑大的,中间加几百个浮力钢球减轻雪荷载压力。
----------------发明人---blessli
作者: Ethen    时间: 2017-5-25 19:16

柱子只是空的而已,中间的气体好像没什么用吧
作者: sofwater    时间: 2017-5-30 16:15

blessli wrote:
可以做薄壁钢球:直径2米厚度1-3mm钢球 ,内部充满氦气。
上百个钢球组合,可以浮动负担钢结构重量。比如悬挑大的,中间加几百个浮力钢球减轻雪荷载压力。
----------------发明人---blessli ...

这个假想不成立,氦气能提供的浮力,仅为1kg/m3,如果直径2米的钢球,表面积为12.56m2,体积为4.2m2,想要钢球能够抵抗自身自重
钢壁的厚度 = 4.2 x 1 / 12.56/7850= 0.042mm, 这样的厚度,恐怕目前结构工业还不能普及。氦球的浮力相对于1-3毫米的钢球的自重,基本上可以忽略不计。
作者: Uz    时间: 2017-6-5 10:40

sofwater wrote:


这个假想不成立,氦气能提供的浮力,仅为1kg/m3,如果直径2米的钢球,表面积为12.56m2,体积为4.2m2,想要钢球能够抵抗自身自重
钢壁的厚度 = 4.2 x 1 / 12.56/7850= 0.042mm, 这样的厚度,恐怕目前结构工业还不能普及。氦球 ...

如果能抽真空浮力就大了 一个真空直径2米的钢球浮力达到  53kg
作者: sofwater    时间: 2017-6-5 18:19

Uz wrote:


如果能抽真空浮力就大了 一个真空直径2米的钢球浮力达到  53kg

5.3kg吧,空气密度才1.29kg/m3,




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