本技术涉及建筑结构，特别是涉及一种适用于超大跨度的新型巨型网格空间结构体系。
背景技术：
1、随着社会经济的发展、人类生活水平的提高,不断对空间结构提出了各种各样的要求,其中最主要的就是增大结构的跨度。各种国际性的体育盛会、展览会等都要求场馆跨度向超大跨度方向发展，从而要求在设计上具有新颖美观、具有国际一流的建筑与结构方案，在施工上要求高质量、高速度地建造竣工。日本巴组铁工所提出了着眼未来的巴组式新环境空间的设想,提出了跨度分别为200、500、1000m的网壳穹顶蓝图：其中跨度500m为全天候多功能体育、娱乐活动场所；跨度1000m是创造理想的未来城市,体现工作、居住、娱乐一体化的日常生活环境。国内大跨度建筑空间项目已经出现，如武汉新城国际博览中心海洋乐园项目，为最大长度380米、最大宽度240米的大跨度的室内空间。
2、单一形式的空间网格结构随着跨度的增大,其受力性能的不合理性也逐渐凸显出来。为此,各国科技工作者一直在进行不懈的努力,寻求改善结构体系的受力性能的方法。近年来出现了一些应用于超大跨度建筑体的非单一结构形式,如整体张拉结构体系、杂交结构体系等。
3、杂交结构是将不同类型的结构进行组合而得到的,如弦支网壳结构、张弦梁结构、斜拉结构等,它能进一步发挥不同类型结构的优点,可更合理、更经济地跨越大空间。
4、大跨度空间结构的技术水平是一个国家建筑业水平的重要衡量标准,世界各国对大跨度空间结构技术的发展,特别是对新型大跨度空间结构体系的研究开发和工程应用一直给予高度的重视。
5、中国大跨度空间结构的技术水平在近年也得到了长足发展,主要表现在结构形式还比较拘谨,新颖的建筑构思与先进的结构创新之间尚缺乏理想的有机结合,尤其是200m以上的超大跨度空间结构的工程实例还比较少。
6、空间结构可以分为四类：
7、（1）实体结构，如薄壳结构、折板结构等，一般是钢筋混凝土实体结构；
8、（2）网格结构，如网架、网壳结构等，一般由杆件按一定规律组成的网格状的高次超静定空间杆系结构；
9、（3）张力结构，如悬索结构、薄膜结构等，张力结构通过对索或膜施加预应力形成结构体系；
10、（4）集合了以上多种结构优点组成的空间结构，如张弦桁架、弦支穹顶结构等可称为杂交结构或者混合结构。
11、在现有的适用于超大跨度空间要求的空间结构形式中，张拉整体结构、杂交结构和巨型网格结构等都具有广阔发展前景。这些空间结构的结构形式合理，具有良好的结构形体和受力性能，能够实现跨越超大空间的要求。
12、巨型网格拉索-筒壳结构可以看做张拉结构应用于巨型网格筒壳结构而形成的一种新型杂交空间结构体系。巨型网格拉索-筒壳结构由上层巨型网格结构体系以及下部张拉体系构成。上部的巨型网格结构体系由主体结构和子结构构成。整体载荷由相对比较稀疏、宏大的主体骨架承担,虽然主体结构杆件内力大,但它的构件并非普通单一杆件,而是组合杆或立体桁架梁,完全可以避免单杆过长而内力过大的现象。大量的子结构主要承担局部载荷,且跨度小,杆件完全可能按构造要求来设置,可以采用单层网壳、双层网壳、张弦结构等多种形式；下部的张拉体系由拉索组成。拉索的两端通过锚固节点与筒壳连接，锚固节点一般设置在筒壳支座位置或跨中位置处。
13、从结构体系上看，巨型网格拉索-筒壳作为刚、柔结合的新型复合空间结构，与单层和双层柱面筒壳结构相比，具有如下特点：
14、（1）巨型网格拉索-筒壳是一种预应力空间钢结构，其中高强度预应力拉索以及巨型网格的引入使构件的综合利用率提高，钢材的利用更加充分，结构自重及结构造价将因此而降低，同时使拉索-筒壳在跨越更大跨度方面具有较大的潜力。
15、（2）通过对索施加预拉力，上部巨型柱面网格产生与荷载作用反向的变形和内力，使结构在荷载作用下的杆件内力和节点位移大大减小，减小甚至消除筒壳对下部结构的水平推力，使该结构具有更大的适用性。
16、（3）柱面网壳结构的设计一般由其稳定性控制，而弦支筒壳中作为“弦”的预应力拉索，以及作为受压构件的巨型网格，增大了结构的整体刚度，因此使筒壳具有更大的稳定承载力，具有较好的经济效益。
17、（4）子结构为填充次结构，可以满足各种局部造型的需要，且跨度相对较小，用钢量可以很低。
18、（5）随着整体结构跨度的增加，子结构对主结构的刚度贡献越来越小，结构分析时可以把主结构和子结构分开考虑。
19、（6）巨型网格拉索-筒壳结构丰富了张拉结构和超大跨度结构的结构形式，使张拉体系在大跨度矩形平面（或近似矩形平面，如狭长型椭球或其他空间曲面）工程中得到更广泛的应用。
20、巨型网格拉索-筒壳结构属于张拉结构的一种，因此亦具有张拉结构的种种优点。该体系可大幅度降低用钢量,在结构跨度要求越来越大的今天,其研究与应用意义是显而易见的。
21、巨型网格结构人为地将结构构件加以区分，采用大网格结构形成结构的主体骨架。构成大网格的构件为结构主要构件，须特别加强；在大网格结构内布置小网格结构，构成小网格的构件为结构次要构件。从而使传统单一的空间网格结构变为有主有次的双重结构体系。其中，大网格结构为第一级结构，也可称为主结构，可以是组合杆组成的巨型杆系结构，也可以是由交叉立体桁架组成的巨型梁系结构，主要承担结构荷载并将其传递至支承结构。小网格结构为第二级结构，也可称为子结构，可以是桁架、双层平板网架、单层网壳或张弦结构。小网格布置于大网格之中，承受大网格范围内的外荷载，并将外荷载传给主结构。这样便形成了大网格套小网格，结构主次分明的巨型网格结构。此外，巨型网格结构中的大网格结构和小网格结构可以各有各的曲面，也可以是曲面和平面的结合，两级结构相对独立，曲面形式变化灵活。类似的工程有早年的日本宇都体育馆屋盖结构和深圳机场候机大厅屋面结构，但两者都是巨型平板网格结构，且跨度较小。近期的有武汉新城国际博览中心海洋乐园大跨度的项目（最大长度380米、最大宽度240米）、大连市中心体育馆巨型网格弦支穹顶等。
22、巨型网格结构的构件主次有别，结构的传力路径合理，使刚性网格结构向大跨度和超大跨度空间结构发展成为可能。普通单层或多层网格结构的传力路线不明确，杆件密集不分主次。巨型网格结构改善了这些不足，结构承受的外荷载由较为稀疏的主体大网格骨架承受，主体结构杆件内力较大，但由于主结构以组合杆或立体桁架为骨架，可以避免单杆过长、内力过大的情况。而使用组合杆或立体桁架作为整体结构的主要受力构件，构成组合杆和立体桁架的杆件本身也有主次受力杆件之分。在大网格内布置的小网格结构相对跨度较小，仅承担局部均布荷载，杆件内力较小，可按照构造要求设置。巨型网格结构有较强的空间跨越能力，其造型也非常丰富，可以是巨型平板网格，也可以是巨型曲面网格，同时结构的用钢量相对较少，满足人们对现代超大跨度空间结构的要求，是具有广阔发展前景的空间网格结构。
23、目前国内所应用巨型网格结构的实例还较少，而且跨度较小，未能实现主次结构分离。但国内诸多高校科研院所已经开始了很多这方面的研究，但主要集中在巨型网格穹顶方面，比较具有代表性的是湖南大学贺拥军教授所带领的团队，针对巨型网格穹顶的受力特性、稳定性、动力特性、施工模拟等方面做了大量的研究。国内目前针对巨型网格筒壳结构的研究还较少。
技术实现思路
1、本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种适用于超大跨度的新型巨型网格空间结构体系，以满足200m及以上超大跨度空间需求。
2、为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种适用于超大跨度的新型巨型网格空间结构体系，所述体系由主要受力体系的主结构和次要受力体系的子结构两部分结构组成，主结构由上部的巨型网格筒壳结构和下部的张拉体系共同构成；子结构由填充于主结构之间的次结构组成；
3、主结构中的巨型网格筒壳结构由巨型构件按照不同的网格划分方法组合而成；主结构中的张拉体系由拉索和撑杆组成，拉索和撑杆采用整体式或局部式布置在巨型构件的下方，拉索连接撑杆和主结构。
4、进一步地，巨型构件采用平面钢桁架、空间钢桁架、网壳结构、实腹钢梁中的一种或多种；拉索采用整体式或局部式布置在巨型构件的下方。
5、进一步地，主结构中的巨型网格筒壳结构为筒壳结构，其横截面外轮廓形式为开口圆形或异形截面。
6、进一步地，次结构采用实腹梁、空腹梁、平面桁架结构、立体桁架结构、平板网架结构、网壳结构、张拉膜结构、骨架膜结构、张弦梁、张弦桁架、索承网壳结构中的一种或多种。
7、本实用新型的有益效果为：本实用新型能够满足200m及以上超大跨度空间需求，与传统结构体系相比，本实用新型具有承载能力高、抗震和抗风性能好、安全性好、技术经济指标优良、安装方式简单的特点。