简述大跨度空间结构的主要形式及特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点大跨厂房结构是指跨度较大的工业厂房的结构形式。
由于大跨厂房需要满足较高的承重能力和稳定性要求，因此在结构形式和构造特点上有着一些独特之处。
一、结构形式：1. 刚性框架结构：大跨厂房常采用刚性框架结构，通过竖向的柱子和横向的梁构成一个稳定的刚性框架。
这种结构形式具有承载能力强、刚度大的优点，能够满足大跨度厂房的载荷要求。
2. 梁柱结构：大跨厂房的主要承重结构由梁和柱组成，梁与柱之间通过连接件连接起来，形成一个稳定的结构体系。
梁柱结构能够有效地承担水平和垂直荷载，具有承载能力强、施工方便等优点。
3. 空间网架结构：在大跨度厂房中，为了减小结构的自重和提高承载能力，常采用空间网架结构。
空间网架结构由桁架或钢管构成，具有结构轻巧、刚度好的特点，适用于大跨度厂房的特殊要求。
二、构造特点：1. 钢结构：由于大跨厂房需要承受较大的荷载，常常采用钢结构作为主要承重结构。
钢材具有较高的强度和刚度，能够满足大跨厂房的要求。
同时，钢结构还具有施工方便、工期短、可拆装等优点。
2. 预应力技术：为了增加大跨厂房的承载能力和稳定性，常常采用预应力技术。
预应力技术通过施加预应力，使结构构件在荷载作用下具有较好的抗弯和抗剪能力，提高了整个大跨厂房的承载能力。
3. 抗震设计：大跨厂房需要具备一定的抗震能力，以应对地震等自然灾害的影响。
因此，在大跨厂房的设计中，常常考虑抗震设计，采用增加剪力墙、设置减震器等方式来提高结构的抗震性能。
4. 防火设计：大跨厂房的结构在设计时还需要考虑防火要求。
为了保证厂房的安全性，常采用防火涂料、防火隔墙等防火措施，以提高大跨厂房的防火性能。
总结：大跨厂房结构形式主要包括刚性框架结构、梁柱结构和空间网架结构，具有钢结构、预应力技术、抗震设计和防火设计等构造特点。
这些特点使得大跨厂房具有较好的承载能力、稳定性和安全性，能够满足工业厂房的使用要求。
简述大跨度空间结构的主要形式及特点
简述大跨度空间结构的主要形式及特点摘要：大跨度空间结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志。
其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。
形态各异的空间结构在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车间等建筑中得到了广泛的应用。
关键词：大跨度空间结构形式特点1网架结构由多根杆件按照某种规律的儿何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构，其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。
它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。
1.1网架结构的形式(1)平而桁架系组成的网架结构。
主要有：两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。
(2)四角锥体组成的网架结构。
主要有：正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。
(3)三角锥组成的网架结构。
主要有：三角锥网架、抽空三角锥网架（分1型和11型）、蜂窝形三角锥网架等型式。
(4)六角锥体组成的网架结构。
主要形式有：正六角锥网架。
1.2网架结构的主要特点空间工作，传力途径简捷；重量轻、刚度大、抗震性能好；施工安装简便；网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工丨中成批生产，有利于提高生产效率；网架的平而布置灵活，屋盖平整，有利于吊顶、安装管道和设备；网架的建筑造型轻巧、美观、大方，便于建筑处理和装饰。
2网壳结构曲而形网格结构称为网壳结构，有单层网壳和双层网壳之分。
网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。
2.1网壳结构的形式主要有球而网壳、双曲而网壳、圆柱而网壳、双曲抛物而网壳等。
2.2网壳结构主要特点兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性，杆件比较单一，受力比较合理；结构的刚度大、跨越能力大；可以用小型构件组装成大型空间，小型构件和连接节点可以在工）预制;安装简便，不需大型机具设备，综合经济指标较好；造型丰富多彩，不论是建筑平而还是空间曲而外形，都可根据创作要求任意选取。
现代施工技术-高层及大跨度钢结构施工
（3）高空滑移法
①滑移方法：单条滑移、逐条积累滑移。 ②滑移设备：滑轨、导向轮。 ③同步控制 ④挠度调整
网架单元拼装完成后即可滑移。通常是在网架支
座下设滚轮，使滚轮在滑轨上滑移，也可在网架支座
下设支座底板，使支座底板沿预埋在钢筋混凝土框架
梁上的预埋钢板上滑移。网架滑移可用卷扬机或手动
葫芦牵引。
（4）网架整体提升或顶升法
（2）分条（块）吊装法
条状单元将网架沿长跨方向分割为若干区段，而每个区段 的宽度可以是一个网格至三个网格，其长度为短跨的跨度。
块状单元是网架沿纵横方向分割后的单元形状为矩形或正 方形。
施工要点： （1）网架单元划分 1）网架单元相互紧靠，可将下弦双角钢分开在两个单
元上。此法多用于正放四角锥网架施工。（见图）
提升是将提升设备置于网架上面， 通过吊杆将网架提升到设计标高就 位。
特点：整个网架在地面进行总拼 焊接，然后垂直提升或顶升到设计 标高就位安装。提升法适用于周边 支承的网架，顶升法适宜点支承网 架。
多机抬吊网架
起重机位于两侧抬吊网架
拔杆提升法的空中位移
采用拔杆提升网架
采用电动螺杆提升机提升网架
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
※1.2.1高空散装法
深圳市青少年宫
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
※1.2.2分条或分块安装方法
此法又称小片安装法，是指将结构从平面分割成若干 条状或块状单元，分别由起重机械吊装至高空设计位 置总拼装成整体的安装方法。
重庆袁家岗体育场
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
2）网架单元相互紧靠，单元间上弦用剖分式安装节点连 接。此法多用于斜放四角锥网架
大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点大跨厂房结构是指跨度较大的工业厂房建筑结构，通常用于制造、仓储、物流等需要大空间的场所。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点主要体现在以下几个方面：1. 结构形式大跨厂房结构通常采用钢结构或混凝土结构。
钢结构是常用的一种结构形式，它具有较高的强度和刚度，可以满足大跨度的要求。
混凝土结构则可以通过预制构件的方式实现大跨度的建造。
此外，还有一些特殊的结构形式，如桁架结构、拱形结构等，可以用于大跨厂房的建造。
2. 构造特点（1）大跨厂房结构的主要承载体是梁柱体系。
梁柱体系通常由水平梁和垂直柱组成，承担着荷载的传递和分布。
在大跨厂房结构中，梁柱体系需要具备足够的强度和刚度，以承受荷载的作用。
（2）大跨厂房结构采用大跨度的设计，可以实现大空间的连续性。
这种连续性可以通过增加支撑点、采用悬挑结构等方式来实现。
大跨厂房结构的连续性可以有效地利用空间，提高空间的利用率。
（3）大跨厂房结构通常需要考虑地震和风荷载的作用。
地震和风荷载是大跨厂房结构设计中需要特别关注的因素。
结构设计师在设计大跨厂房结构时，需要根据地震和风荷载的要求进行计算和设计，以确保结构的安全性和稳定性。
（4）大跨厂房结构的施工需要考虑工程的可行性和经济性。
大跨厂房结构的施工需要考虑到材料的选择、施工工艺的确定等一系列问题。
在施工过程中，需要合理安排施工顺序，确保结构的质量和安全。
大跨厂房结构的结构形式和构造特点主要包括钢结构或混凝土结构的选择、梁柱体系的设计、连续性的实现、地震和风荷载的考虑以及施工的可行性和经济性等方面。
这些特点都是为了满足大跨厂房结构的需求，确保结构的安全和稳定。
常见的大跨度结构形式
常见大跨度的结构形式我国规范：跨度60m以上为大跨度。
类型：多为公建，人流集中，规模大，占地面积大。
例如影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港；工业建筑：飞机装配车间、飞机库等。
1、拱结构；拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力；拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩；拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大。
是一种古老的方法适合脆性材料、石材、砖材、混凝土等关键是侧推力平衡问题2、钢架结构；1、材料强度高，自身重量轻;2、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高;3、钢结构制造安装机械化程度高;4、钢结构密封性能好;5、钢结构耐热不耐火;6、钢结构耐腐蚀性差;7、低碳、节能、绿色环保，可重复利用。
3、桁架结构；受力特点是结构内力只有轴力，而没有弯矩和剪力。
这一受力特性反映了实际结构的主要因素，轴力称桁架的主内力。
4、网架结构；网架结构是高次超静定结构体系。
板型网架分析时，一般假定节点为铰接，将外荷载按静力等效原则作用在节点上，可按空间桁架位移法，即铰接杆系有限元法进行计算。
由多块条形平板组合而成的空间结构，是一种既能承重，又可围护，用料较省，刚度较大的薄壁结构，可用作车间、仓库、车站、商店、学校、住宅、亭廊、体育场看台等工业与民用建筑的屋盖。
此外，折板还可用作外墙、基础及挡土墙。
6、薄壳结构；壳，是一种曲面构件，主要承受各种作用产生的中面内的力。
薄壳结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等，材料大都采用钢筋和混凝土。
由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。
索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。
8、张拉膜结构；张拉整体结构是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的网状杆系结构，其中「不连续的压杆」的含义是压杆的端部互不接触，即一个节点上只连接一个压杆。
9、充气膜结构；充气膜结构是一种新型建筑结构，是轻型空间结构的一个重要分支，具有丰富多彩的造型，建筑特性、结构特性优越，主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。
常见大跨度建筑的结构形式
常见大跨度建筑的结构形式结构类型：有拱、刚架以及桁架、折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。
拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。
由于拱成曲面形状，在外力作用下，拱内的弯矩可以降到最小限度，主要内力变为轴向压力，且应力分布均匀，能充分利用材料的强度，比同样跨度的梁结构断面小，故拱能跨越较大的空间但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保持结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。
常见方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。
很明显，这会使建筑的平面空间组合受到约束。
拱的内力主要是轴向压力，结构材料应选用抗压性能好的材料。
古代建筑的拱主要采用砖石材料，近代建筑中，多采用钢筋混凝土拱，有的采用钢衍架拱，跨度可达百米以上。
拱结构所形成的巨大空间常常用来建造商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。
刚架是由梁和柱组成的结构，各杆件主要受弯,刚架的结点主要是刚结点，也可以有部分铰结点或组合结点。
全部是钢材焊接的结构，一般用于超高层的办公大楼，或大型的会场和展厅。
桁架是一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。
桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。
桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。
常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。
折叠折板屋顶结构一种由许多块钢筋混凝土板连接成波折形的整体薄壁折板屋顶结构。
这种折板也可作为垂直构件的墙体或其他承重构件使用。
折板屋顶结构组合形式有单坡和多坡，单跨和多跨，平行折板和复式折板等,能适应不同建筑平面的需要。
常用的截面形状有V形和梯形，板厚一般为5~10厘米,最薄的预制预应力板的厚度为3厘米。
跨度为6~40米，波折宽度一般不大于12米,现浇折板波折的倾角不大于30°;坡度大时须采用双面模板或喷射法施工。
大跨度房屋钢结构简介(1)
网架和网壳结构(10)
a)正放四角锥柱面网壳 d)三角锥柱面网壳
b)正放抽空四角锥柱面网壳 c)斜置正放四角锥柱面网壳
e)抽空三角锥柱面网壳
双层柱面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系
a)：刚度大，杆件少，最常用 b)：适用于小跨度，轻屋面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种
特点
拱式屋盖受力合理 比梁式和框架式屋盖结构经济指标好(跨度超过80m时尤为显著)
结构布置
跨度为4060m时，拱间距可取610m，无檩或型钢檩条
拱式结构(2)
跨度达100m左右时，宜采用相距36m的拱对，拱对间距为915m
拱式结构(3)
侧窗难以开启，且宜积灰；檩条下移，构成横向天窗
工程实例
美国瑞雷（Raleigh）竞技馆（大剧院） 1952年建于美国北卡罗里那州，平面
91.5m×91.5近似圆形，两个砼斜放抛物线拱，鞍 形正交预应力索网，世界上第一个现代悬索屋盖 。
美国华盛顿杜勒斯机场 1962沙里宁设计，两排 巨型钢筋混凝土斜柱支撑，一高一低，其间悬挂 40余米长的钢索，上铺屋面板，在重力的作用下， 钢丝自然下垂，形成充满张力感的屋顶曲线。
折板结构 筒壳结构 圆顶壳结构
双曲扁壳结构
折板结构
折板结构
巴黎联合国 教科文组织 总部会议大 厅
球壳
罗马万神殿 约公元120～124年建于
意大利 ，直径43.3m，用天 然火山灰，变壳厚，顶厚 1.2m。
球壳
圣索菲亚大教堂 公元532～537年建于土耳其伊斯担布尔，直
径33m，原为拜占庭帝国东正教的宫庭教堂。
两向正交斜放，棋盘形四角锥 斜放四角锥，星形四角锥
大跨度建筑构造(史上最全面)详解
大跨度建筑构造
本章内容 主要的大跨结构类型及造型特点 屋顶的构造处理要点 天窗设计要点
学习重点
各类型大跨结构的基本力学原理和特征
建筑造型与结构的有机结合。 尺度的概念 屋顶构造及天窗
大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准，国 家标准《钢结构设计规范》、《网架结构设 计与施工规程》将60m以上定义为大跨度结 构，计算和构造均有特殊规定。我国目前最 大跨度做到340m，以钢索和膜材做成的索膜 结构最大已做到320m。
如何选择结构形式
——造型 ——空间利用的合理性 ——对内部装饰的影响
万神庙
穹顶直径达43.3米。顶 端高度也是43.3米。它中央 开一个直径8.9米的圆洞。结 构为混凝土浇筑，为了减轻 自重，厚墙上开有壁龛，龛 上有暗券承重，龛内置放神 像。神像外部造形简洁，内 部空间在圆形洞口射入的光 线映影之下宠伟壮观，富有 神秘感。
大跨度建筑构造----概论
界定：30M以上 我国现行钢结构规：60M 以上 历史
——万神庙 ——美国· 底特律· 韦恩县体育馆 （Wayne County stadium ） （266m，圆形钢网壳） ——上海体育馆 （110m，圆形钢平板网架） ——英国千年穹 （365m，帐篷结构）
二、刚架结构及其造型
结构类型
——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
二、刚架结构及其造型
三、桁架结构及其造型
特点 结构类型 造型
桁架由以铰接三角形为单元
(空腹桁架是刚接四边形)、不承受垂直于杆轴的荷
载的杆件组成的格构体系
空腹桁架:桁架通常由上下弦杆和腹杆组成，普通桁架（称之为实腹桁架）的腹
大跨度钢结构的多种类型(一)
大跨度钢结构的多种类型（一）引言概述：大跨度钢结构是一种具有广泛应用前景的结构形式，具有重量轻、强度高、施工周期短等优点。
本文将介绍大跨度钢结构的多种类型，包括桁架结构、拱顶结构、空间网壳结构、索承屋盖结构和独特形态结构。
桁架结构：1. 定义：桁架结构又称为骨架结构，是由若干个三角形构成的网格状结构。
2. 优点：具有良好的刚度和稳定性，适用于悬索桥、体育馆等大型空间的覆盖结构。
3. 构件类型：主要包括上弦杆、下弦杆、斜杆等。
4. 应用案例：例如北京国家体育场（鸟巢）、广州体育场等都采用了桁架结构。
拱顶结构：1. 定义：拱顶结构是由弧形构件组成的结构形式，通常用于覆盖大跨度场地。
2. 优点：具有良好的承载能力和抗风能力，可以实现大空间的无柱支撑。
3. 构件类型：多种拱顶结构设计，如双曲面拱、等高弓形拱等。
4. 应用案例：例如迪士尼乐园的城堡、某些机场航站楼等都采用了拱顶结构。
空间网壳结构：1. 定义：空间网壳结构是由多个重复的构件组成的大面积覆盖结构。
2. 优点：具有良好的刚性和均匀分布载荷的能力，适用于大跨度建筑如展览馆、机场候机楼等。
3. 构件类型：常见的空间网壳结构有球面网壳、圆柱网壳等。
4. 应用案例：例如中国国家博物馆、韩国仁川机场等都采用了空间网壳结构。
索承屋盖结构：1. 定义：索承屋盖结构是由索杆和钢构件组成的覆盖结构，常用于体育场馆。
2. 优点：具有较大的跨度和受力均匀的特点，适用于举办大型体育赛事。
3. 构件类型：包括索杆、索梁、索承板等构件。
4. 应用案例：例如北京奥林匹克体育中心（鸟巢）的屋盖采用了索承结构。
独特形态结构：1. 定义：独特形态结构是指其他种类的大跨度钢结构中的特殊形态设计。
2. 优点：具有创意和艺术性的设计，能够提供独特的建筑外观。
3. 构件类型：根据具体设计需求，可以确定不同的构件类型和形态。
4. 应用案例：例如上海中心大厦的“魔幻”结构和北京国家大剧院的“鸟蛋”结构都属于独特形态结构。
大跨度空间结构的主要形式及特点
膜结构的主要形式
膜结构形式上主要有气 压式膜结构、气承式膜 结构、混合式膜结构和 悬挂薄膜结构。
膜结构主要特点
膜结构主要有自重轻、跨度 大，建筑造型自由、丰富，施工 方便，具有良好的经济性和较高 的安全性，透光性和自结性好， 耐久性较差等特点。
团结 信赖 创造 挑战
4、悬索结构
悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件并将索 按照一定规律布置所构成的一类结构体系。悬索屋 盖结构通常由悬索系统、屋面系统和支撑系统三部 分构成。用于悬索结构的钢索大多采用由高强钢丝 组成的平行钢丝束、钢绞线或钢缆绳等，也可采用 圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。
团结 信赖 创造 挑战
国家大剧院
团结 信赖 创造 挑战
悉尼歌剧院
团结 信赖 创造 挑战
本次结构分析总结
相对而言，网架结构和网壳结构在施工、结构
上比较简单，方便，稳定。但在造型上相对单
一，变化不大。而膜结构，悬索结构在造型上
较多变，灵活，适合多种形式，但对于结构受
力等要求更高。
在本次设计上，我们认为这几种结构对于我们
团结 信赖 创造 挑战
2、网壳结构
曲面形网格结构称为网壳结构。有单层网 壳和双层网壳之分，网壳的用材主要有钢网 壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。
团结 信赖 创造 挑战
球面网壳
双曲面网壳
圆柱面网壳
双曲抛物面鞍型网壳
单块扭网壳ຫໍສະໝຸດ 四块组合型扭网壳团结 信赖 创造 挑战
网壳结构主要特点
大跨度建筑结构体系简述-各种大跨度结构类型
大跨度空间结构是目前发展最快的结构类型。
大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展战况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。
而大跨度结构的表现形式是多种多样的。
大跨度空间结构；拱券结构及穹隆结构；椼架结构与网架结构；壳体结构；悬索结构；膜结构一、拱券结构及穹隆结构从迄今还保存着的古希腊宏大的露天剧场遗迹来看，人类大约在两千多年前，就有扩大室内空间的要求。
古代建筑室内空间的扩大是和拱结构的演变发展紧密联系着的，从建筑历史发展的观点来看，一切拱结构-包括各种形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的变化和发展，都可以说是人类为了谋求更大室内空间的产物。
券拱技术是罗马建筑最大的特色及成就，它对欧洲建筑做出了巨大的贡献，影响之大无与伦比。
罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式和风格以及某些建筑的功能和规模等等都是同券拱结构有密切联系。
拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力，为保持稳定，这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。
例如以筒形拱来形成空间，反映在平面上必须有两条互相平行的厚实的侧墙，拱的跨度越大，支承它的墙则越厚。
很明显，这必然会影响空间组合的灵活性。
为了克服这种局限，在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上，创造出一种双向交叉的筒形拱。
而之后为了建筑的发展热门又创造出了穹隆结构穹隆结构也是一种古老的大跨度结构形式，早在公元前14世纪建造的阿托雷斯宝库所运用的就是一个直径为14.5米的叠涩穹隆。
到了罗马时代，半球形的穹隆结构已被广泛地运用于各种类型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神庙。
神殿的直径为43.3米，其上部覆盖的是一个由混凝土做成的穹隆结构。
在大跨度结构中，结构的支点越分散，对于平面布局和空间组合的约束性就越强；反之，结构的支承点越集中，其灵活性就越大。
从罗马时代的筒形拱衍变成高直式的尖拱拱肋结构；从半球形的穹隆结构发展成带有帆拱的穹隆结构，都表明由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。
大跨度空间结构概述
1975年建成的美国新奥尔良“超级 穹顶”（Superdome），直径 207m，长期被认为是世界上最大的 球面网壳。
美国新奥尔良“超级穹顶”
东京代代木国立体育中心莫斯 Nhomakorabea中央红军之家综合体育馆
巴塞罗那圣乔地体育馆
3.大跨空间结构问题及解决方法
多种作用耦合情况对结构影响（温度应力，风载，焊接残余应力等）
70年代以来，由于结构用织物材料的改进，膜结构或索 -膜结构（用索加强的膜结构）获得了发展： 1988年东京建成的“后乐园”棒球馆，就采用这种结构， 技术尤为先进，其近似圆形平面的直径为202m； 1996年，美国亚特兰大为奥运会修建的“佐治亚穹顶” （Geogia Dome，1992年建成）采用新颖的索穹顶结构，其 准椭圆形平面的轮廓尺寸达192mX241m。
第29届奥运会主场馆：北京奥林匹克体育场
悉尼超级穹顶体育馆是被作为 2000年奥林匹克运动会的多功能 体育馆进行设计的。 菲利普· 考克斯与其合作者们 把大穹顶体育馆想象成一座庞大、 水平且半透明的建筑。建筑外形 呈鼓状，由24根钢柱支撑着的放 射状网架结构形成了遮盖赛场的 轻型屋盖体系。为使其尺度不至 于过大，他们在两侧设置了环抱 体育场的轻质廊道，这就给这个 大尺度的表皮添上了一些人性化 的细部。但是要欣赏大穹顶还是 需要一定的角度和高度，所以他 们在设计时运用了一种类似桅杆 的结构，就像是一个花冠围绕在 体育馆的周围。他们以其纤细但 不失强度的悬索和自由排列的柱 廊强调大穹顶的整体外观。支撑 柱廊的是树状的柱子，屋顶采用 了有拉索支撑的桁架结构，大尺 度出挑的屋檐为场馆提供了阴凉 的空间。
扩展内容：
空间网格结构 网壳结构的出现早于平板网架结构。在国外，传统的肋环型穹顶已有一百多 年历史，而第一个平板网架是1940年在德国建造的（采用Mero体系）。中国第 一批具有现代意义的网壳是在50和60年代建造的，但数量不多。当时柱面网壳大 多采用菱形“联方”网格体系，1956年建成的天津体育馆钢网壳（跨度52m）和 l961年同济大学建成的钢筋混凝土网壳（跨度40m）可作为典型代表。球面网壳 则主要采用肋环型体系，1954年建成的重庆人民礼堂半球形穹顶（跨度46.32m） 和1967年建成的郑州体育馆圆形钢屋盖（跨度64m）可能是仅有的两个规模较大 的球面网壳。自此以后直到80年代初期，网壳结构在我国没有得到进一步的发展。 相对而言，平板网架结构自60年代后期起获得较多应用，1967年建成的首都体育 馆和1973年建成的上海体育馆是早期成功采用平板网架结构的杰出代表，对这种 结构形式在其后一段时期的持续发展有很大影响。80年代后期北京为迎接1990亚 运会兴建的一批体育建筑中，多数仍采用平板网架结构。随着经济和文化建设需 求的扩大和人们对建筑欣赏品位的提高，在设计日益增多的各式各样大跨度建筑 时，设计者越来越感觉到结构形式的选择余地有限，无法满足日益发展的对建筑 功能和建筑造型多样化的要求。这种现实需求对网壳结构、悬索结构等多种空间 结构形式的发展起了良好的刺激作用。
大跨度建筑结构体系简述各种大跨度结构类型
大跨度建筑结构体系简述各种大跨度结构类型大跨度建筑结构体系是指横跨较大距离的建筑结构系统，以其独特的设计和建造方式，为人们提供了更广阔的室内空间和更舒适的居住环境。
大跨度结构通常用于体育馆、展览中心、机场终端、会议中心等大型场所。
本文将简要介绍几种常见的大跨度结构类型。
1.钢结构钢结构是应用最广泛的大跨度结构类型之一，其特点是轻巧、强度高、施工方便，适用于跨度较大的建筑。
钢结构使用钢材作为主要构件，通过焊接、螺栓连接等方式进行安装。
钢结构的优点包括重量轻、可塑性好、耐腐蚀等，缺点则包括易受火灾影响、维护成本高等。
常见的钢结构类型包括钢桁架、钢索悬挂结构等。
2.混凝土结构混凝土结构是另一种常见的大跨度结构类型，其特点是稳定性好、防火性能优异。
混凝土结构使用混凝土作为主要构件，通过浇筑成型，或者采用预制件的方式进行安装。
混凝土结构的优点包括耐久性好、抗震性好、隔热性能好等，缺点则包括重量重、施工周期长等。
常见的混凝土结构类型包括空间壳体结构、空中梁板结构等。
3.张拉结构张拉结构是一种通过张拉钢索或者预应力混凝土来形成稳定结构的建筑。
张拉结构的特点是跨度大、自重轻、构件适应性强。
张拉结构通过预应力钢索或者混凝土进行张拉，使结构产生压应力，从而提高结构的稳定性和承载能力。
张拉结构的优点包括大跨度、轴向力分布均匀、形式多样，缺点则包括施工复杂、工期长等。
常见的张拉结构类型包括张拉拱结构、张拉平板结构等。
4.空间网壳结构空间网壳是一种由柱、梁、网架等构成的三维网格结构，其特点是刚性好、稳定性好。
空间网壳结构通过三维网格结构的组合，使得结构能够均匀分布荷载，提高承载能力。
空间网壳的优点包括大跨度、稳定性好、形式美观等，缺点则包括施工复杂、构件连接困难等。
常见的空间网壳结构类型包括球面网壳结构、大跨度格构结构等。
总之，大跨度建筑结构体系是一种为了满足大型场所空间需求的特殊结构设计和建造方式。
钢结构、混凝土结构、张拉结构和空间网壳结构都是常见的大跨度结构类型，每种类型都具有独特的优点和缺点，设计师在选择结构类型时需要根据具体情况进行考虑。
常用大跨度结构
大跨度建筑构造--屋顶构造
彩色压型钢板屋面
——材料形式
大跨度建筑构造--屋顶构造
彩色压型钢板屋面
——材料形式
大跨度建筑构造--屋顶构造
彩色压型钢板屋面——构造层次与细部构造： 波高以35mm为界，纵向接缝搭接长度不小于100mm
彩色压型钢板屋面
大跨度建筑构造--中庭天窗构造
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
Palacio de los Deportes, /wiki/Venues_of_the_1968_Summer_Olympics
四、网架结构及其造型
——设置排水槽，排水槽要保证必要的排水坡度，排水路径不能过长
3. 天窗应有良好的防水性能
——足够的排水坡度、排水路线短捷畅通、接缝严密
4. 防止眩光对室内的影响
——采用具有漫反射性能的透光材料、加设折光构件
大跨度建筑构造--屋顶构造
金属瓦屋面
——构造层次：檩条、木望板、干铺油毡（一层）、瓦材（防腐处理） ——屋面划分：瓦材尺寸不宜超过2m ——细部构造：拼缝、泛水、天沟、檐口等
大跨度建筑构造--屋顶构造
金属瓦屋面拼缝构造
金 属 瓦 屋 面 构 造 实 例
金 属 瓦 屋 面 构 造 实 例
五、折板结构及其造型
特点
L1/L2≤1 L1/L2≥1 短折板 长折板 L2：波长（不宜大于12m）， L1：跨度
f长折板=（1/10~1/15）L1，f短折板≥（1/8）L1
——薄、省材；预制装配（装配整体式）；构造简单
五、折板结构及其造型
大跨度空间结构在国内的发展形式和技术特点
国内在大跨度 空间结 构 的研 究方 面也有近 ４ ０年的历 史， 近 ２ １ 网 架 结 构 ． 由多根杆件按 照某种 规律 的儿何 图形通 过节点 连接起来 的 应 用 ， 造 了一 大 批 体 育 场 馆 ， 北 京 亚 运 会 各体 育场 馆 、 建 如 天津 市 空间结构称之为网格结构 ， 中双层或多层平板形网格结 构称 为网
６７ ９ ０
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３ 对 于二次受力构件 ， ） 住对 混凝 土短柱进行加固保持荷载为 ｌ０ｋ 的这段时间 内混凝土的纵向和横向应变都有所增加 。 ｌ Ｎ
维普资讯
第 ３ ３卷 第 ２ ６期
・
９ ・ ４
２０ ０ ７年 ９ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＣＴＵＲＥ Ｉ
Ｖｏ ３ Ｎｏ ２ ｌ３ ６ Ｄ ２ ０ ０ ７
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ７ ２ ０ ４０ １０ ８ ５ ２０ ）６０ ９ —３
有受力合理 、 量轻 、 重 造价低 以及形式活 泼新 颖 、 能够 突出人类艺 术创造力等优点 。 ｌ ０年来发展较快 ， 从网架 、 网壳 到悬 索结构都 有相 当数量 的工 程
时在建筑造型 、 结构构思等方面还比较单调 Ｅ ２。
２ 大跨 度 空间结构 在 国 内的主要发 展形 式
悬 术 水 平 的重 要 标 志 。 它 的 主 要 特 点 就 是 能 够 充 分 利 用 不 同 材 料 的大 跨 度 空 间结 构 与 国外 相 比还 有 差 距 。 如 跨 度 仍 不 大 ， 索 结 而薄膜结构 、 张拉整体结构等 Ｎ Ｎ 处于起 步阶段 ， ＪＪ Ｉ 同 的 特性 ， 适 应 各 种 变 化 的 建 筑 造 型 的需 要 。 因 此 ， 间 结 构 具 构 发展较慢 ， 以 空
大跨度空间结构
佛山罗村 文化广场
大梅沙 体育公园
索穹顶结构
索穹顶结构实质是用一个周边受压环梁来平衡张拉 体系的结构。索穹顶较之于其它结构形式， 体系的结构。索穹顶较之于其它结构形式，具有特殊 优越性。首先， 优越性。首先，它大量采用预应力钢索而较少使用压 能够充分利用钢材的抗拉刚度， 杆，能够充分利用钢材的抗拉刚度，若能避免柔性结 构有可能的结构松弛， 构有可能的结构松弛，索穹顶结构便不存在弹性失稳 问题。其次，使用薄膜等轻质材料作为屋面材料， 问题。其次，使用薄膜等轻质材料作为屋面材料，使 得结构自重相当轻。 得结构自重相当轻。
兰伯特圣路易市 航空港候机室
展览馆（波形装配式薄壳） 都灵 展览馆（波形装配式薄壳）
网架结构
使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。 网架屋顶结构 使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结构 整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。 整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。网构架高度 较小，能利用较小杆形构件拼装成大跨度的建筑， 较小，能利用较小杆形构件拼装成大跨度的建筑，有效地利用 建筑空间。适合工业化生产的大跨度网架结构， 建筑空间。适合工业化生产的大跨度网架结构，外形可分为平 板型网架和壳形网架两类，能适应圆形、方形、 板型网架和壳形网架两类，能适应圆形、方形、多边形等多种 平面形状。平板型网架多为双层，壳形网架有单层和双层之分， 平面形状。平板型网架多为双层，壳形网架有单层和双层之分， 并有单曲线、双曲线等屋顶形式。 并有单曲线、双曲线等屋顶形式。
工程实例： 工程实例： 1：北京工人体育馆悬索屋盖 ： 2：德国法兰克福国际航空港飞机库（斜拉索） ：德国法兰克福国际航空港飞机库（斜拉索）
大跨厂房结构的结构形式和构造特点
大跨厂房结构的结构形式和构造特点1.钢结构：大跨厂房主要采用钢结构，因为钢具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，适合用于搭建大跨度的厂房。
钢结构可以分为桁架结构、刚架结构和悬挂结构等形式，具有自重轻、抗震性能好的特点。
2.桁架结构：桁架结构是大跨厂房常用的结构形式，通过两组或多组成斜腿的梁构成三角形或平行四边形的桁架。
桁架结构具有刚度和稳定性好的特点，适用于大跨度和大层高的厂房。
3.刚架结构：刚架结构是由拉杆和压杆连接而成的刚性结构，用于承受压力和抗拉力。
刚架结构通常用于需要大面积的开敞空间，如大跨度厂房的顶棚或屋架结构。
4.地基处理：大跨厂房需要进行地基处理，以确保结构的稳定性和承载能力。
常见的地基处理方式包括灌注桩、承台和深基坑等，以增加地基的承载能力和抗震能力。
5.抗震设防：大跨厂房结构需要根据设计要求进行抗震设防，以保证在地震等极端环境下的安全性。
通过选择合适的结构形式、材料和技术措施，提高结构的抗震能力，如采用悬挂式结构、抗震支撑和剪力墙等。
6.屋面和墙体：大跨厂房的屋面和墙体通常采用轻质、耐久、隔音和保温的材料，如彩钢板、双层玻璃幕墙和岩棉板等。
这些材料能够满足工业生产设施对环境的要求，同时具有较好的耐候性和防火性能。
7.维护和保养：大跨厂房结构需要定期进行维护和保养，包括检查结构的安全状况、修补和更换受损部件、清洁和涂装等。
定期维护可以延长结构的使用寿命，确保安全和可靠地运行。
总之，大跨厂房结构形式和构造特点主要包括钢结构、桁架结构或刚架结构、地基处理、抗震设防、适用的屋面和墙体材料以及维护保养等方面。
通过合理设计和施工，大跨厂房能够满足工业生产设施的要求，并确保结构的安全和稳定。
大跨度钢结构常见的结构形式
大跨度钢结构常见的结构形式引言概述：大跨度钢结构是指跨度较大的钢结构，通常用于搭建室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
大跨度钢结构具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、灵活性高等优点，因此在现代建筑中得到了广泛应用。
本文将重点介绍大跨度钢结构常见的结构形式，包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
正文内容：一、桁架结构：1.三角形桁架结构：采用三角形为基本单元构成的桁架结构，具有结构简单、刚度优良的特点。
2.斜撑桁架结构：在三角形桁架结构的基础上增加了斜撑杆件，提高了桁架的刚度和稳定性。
3.曲线桁架结构：将直线桁架结构改造成曲线形式，在满足结构强度要求的同时增加了建筑的美观性。
二、刚架结构：1.空间刚架结构：将单层或多层刚架平面展开到三维空间中，形成空间刚架结构，能够充分利用空间，提高建筑的使用效率。
2.梁柱刚架结构：将水平梁与竖直柱连接组成的刚架结构，常用于大型室内体育馆等场馆。
三、空间网壳结构：1.单层空间网壳结构：由面板、边缘梁和中央支撑的结构形式，适用于跨度较大的建筑，如体育馆、展览馆等。
2.多层空间网壳结构：在单层空间网壳结构的基础上增加了多层空间结构，提高了结构的稳定性和承载能力。
四、索网结构：1.索杆式索网结构：采用索杆和梁构成的结构形式，常用于建筑的顶棚结构，例如机场候机厅等。
2.索缆式索网结构：采用高强度钢缆构成主要承载结构，适用于大跨度桥梁等工程。
五、综合结构：1.桁架加刚架结构：将桁架和刚架相结合，形成强度和刚度兼备的综合结构形式。
2.桁架加空间网壳结构：在桁架结构上增加空间网壳结构，提高了结构的稳定性和承载能力。
总结：大跨度钢结构具有较大的跨度，适用于建造室内体育馆、展览馆、舞台、桥梁等建筑和设施。
常见的结构形式包括桁架结构、刚架结构、空间网壳结构、索网结构以及综合结构。
不同的结构形式在强度、刚度和稳定性等方面各具优势，根据建筑的具体要求和设计条件选择合适的结构形式可以保证工程的质量和安全。
大跨度空间结构设计
contents
目录
• 引言 • 大跨度空间结构的特点与类型 • 大跨度空间结构的设计理念 • 大跨度空间结构的材料选择 • 大跨度空间结构的施工方法 • 大跨度空间结构的案例分析 • 大跨度空间结构的发展趋势与挑战
01 引言
主题简介
大跨度空间结构是指跨越较大空间的建筑结构，通常用于大型公共设施、工业厂 房、桥梁等。
其他建筑
大跨度空间结构还广泛应用于其他类型的建筑中，如机场航站楼、工业厂房、商业中心等。这些建筑 通常需要大跨度的屋盖结构或跨越障碍物的桥梁结构，以满足建筑的功能需求。
其他建筑的大跨度空间结构设计通常采用多种结构形式的组合，如预应力混凝土和钢结构的组合、混 合结构等。这些结构形式能够满足建筑的承载能力和稳定性要求，同时保证建筑的安全性和经济性。
大跨度空间结构设计涉及多个学科领域，如结构工程、材料科学、计算机科学等 ，需要综合考虑多种因素，如结构安全性、经济性、施工可行性等。
重要性及应用领域
大跨度空间结构设计在现代建筑中具 有重要意义，能够满足大型设施的建 筑需求，提高空间利用率和功能性。
应用领域包括大型体育场馆、会展中 心、机场航站楼、工业厂房等，这些 设施需要大跨度空间来满足多功能需 求和高效利用空间。
07 大跨度空间结构的发展趋 势与挑战
新材料的应用
高强度钢材
高强度钢材具有更高的屈服强度 和抗拉强度，能够减轻结构自重，
提高结构承载能力。
复合材料
如碳纤维、玻璃纤维等复合材料， 具有轻质、高强、耐腐蚀等特点， 可应用于大跨度空间结构的节点
和连接部位，提高结构性能。
智能材料
如形状记忆合金、光纤等智能材 料，能够实现自适应调节和实时 监测，提高大跨度空间结构的稳
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间 的结 构 体 系。
３ １膜 结 构 的 主 要 形 式 ．
产效率 ； 网架 的平面 布 置灵 活 ， 盖平 整 ， 利 于 吊 屋 有
顶 、 装 管道 和设 备 ； 安 网架 的 建 筑 造 型轻 巧 、 观 、 美 大方 ， 于建筑 处理 和装 饰 。 便
膜 结 构 主要 有 空 气 支 承 膜 结 构 ；张 拉 式 膜 结 构 ； 架 支承膜 结构 等形 式 。 骨
２ 四角锥 体组 成 的 网架结 构 。主要有 ： 放 四 ） 正
角 锥 网架 、 放 四角锥 网架 、 放抽 空 四角 锥 网架 、 斜 正 棋 盘 形 四角 锥 网 架 、 星型 四角 锥 网架 、 向折 线 型 单 网架等 型式 。 ３ 三 角锥 组成 的网架 结 构 。 主要 有 ： 角锥 网 ） 三 架 、 空 三 角锥 网 架 （ Ｉ型 和 Ⅱ型 ） 蜂 窝 形 三 角 抽 分 、 锥 网架 等型 式 。
见 图 １ 。
架结构 、 网壳 结 构 、 索 结 构 、 结 构 、 壳 结 构 等 悬 膜 薄
五 大空 间结 构及各 类 组合 空 间结构 。 态各 异 的空 形
间 结 构在 体 育 场 馆 、 展 中 心 、 剧 院 、 型商 场 、 会 影 大
工 厂车 间等建 筑 中得 到 了广泛 的应 用 。
六 角锥 网架 。
１２网 架 结 构 的 主 要 特 点 ．
面， 或利 用柔 性钢 索 或 刚性 支承 结 构使 膜 产生 一 定
的预 张力 ， 而形 成 具 有 一 定 刚 度 、 从 能够 覆 盖 大 空
空 间 工作 ， 力 途 径 简 捷 ； 传 重量 轻 、 度 大 、 刚 抗
震 性 能 好 ； 工 安装 简便 ； 施 网架 杆 件 和节 点 便 于定 型化 、 品化 、 在 工厂 中成 批 生 产 ， 利于 提 组 合 型 扭 网壳
用 钢管 或型 钢材 料制 作 而成 。
１１网 架 结 构 的 形 式 ．
双 曲抛 物 面 鞍 型 网 壳
单 块 扭 网壳
图 １常见 网壳 结构形 式
２－ 壳 结 构 主 要 特 点 ２网
１ 平 面桁 架 系组成 的 网架结 构 。主要 有 ： 向 ） 两
３ 膜 结 构
薄膜 结构 也称 为 织物 结 构 ，是 ２ ０世 纪 中叶 发 展 起来 的一 种新 型 大跨度 空 间结构 形式 。它以性 能 优 良的柔 软 织 物 为 材 料 ，由膜 内空 气 压 力 支 承 膜
４ 六 角锥 体 组成 的 网架 结 构 。 主要形 式 有 ： ） 正
丰 富 ； 工 方 便 ； 有 良好 的经 济性 和较 高 的安 全 施 具
性； 透光性 和 自结性 好 ； 耐久 性较 差等 特点 。
４ 悬 索 结 构
悬 索结 构是 以能受 拉 的索 作 为基 本 承重 构件 ， 并将 索按 照一 定规 律布 置所 构成 的一类 结 构体 系 ，
３２膜 结 构 主 要 特 点 ｌ
２ 网 壳 结 构
曲面形 网格 结 构称 为 网壳 结 构 ， 有单 层 网壳 和 双层 网壳 之分 。网壳 的用材 主要 有钢 网壳 、 网壳 、 木 钢 筋 混凝 土 网壳等 。
２ １网 壳 结 构 的 形 式 ．
膜 结 构 主 要有 自重 轻 、 度大 ； 筑 造 型 自由 跨 建
正 交 正 放 网 架 、 向斜 交 斜 放 网架 、 向正 交 斜 放 两 两 网架 、 向网架 等型 式 。 三
网壳 结 构 兼 有 杆 系结 构 和 薄壳 结 构 的 主要 特 性， 杆件 比较 单 一 ， 力 比较 合 理 ； 构 的刚 度 大 、 受 结 跨 越 能力 大 ；可 以用 小型 构件 组 装成 大型 空 间 ， 小 型构件 和连 接节 点可 以在 工 厂预制 ； 装 简便 ， 安 不需 大型 机具 设备 ， 合 经济 指标 较 好 ； 型丰 富 多彩 ， 综 造 不 论是 建 筑平 面 还是 空 间 曲面外 形 ， 可 根据 创 作 都 要 求任 意选 取 。
１ 网 架 结 构
由 多根 杆 件 按 照 某 种 规 律 的 几 何 图 形 通 过 节 点 连接 起来 的空 间结 构称 为 网格 结 构 ， 中 双层 或 其
球 面 网 壳
双 曲扁 网壳
圆 柱 面网 壳
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，
一
’
二 ￡
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多层 平 板形 网格结 构 称 为 网架结 构 或 网架 ， 常 采 通
主要 有 球 面 网壳 、 曲扁 网壳 、 双 圆柱 面 网壳 （ 包
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悬 索屋 盖结 构 通 常 由悬 索系统 ， 面 系统 和 支撑 系 屋 统 三部 分构 成 。用 于悬索 结构 的钢 索 大多采 用 由高 强 钢 丝组 成 的平 行钢 丝 束 ，钢 绞 线或 钢 缆绳 等 ， 也 可采 用 圆钢 、 型钢 、 带钢 或钢 板 等材料 。
４ １悬 索 结 构 形 式 ．
薄 壳结 构按 曲面形 成 可 分为 旋转 壳 与 移动 壳 ；
按 建 造 材 料 分 为钢 筋 混 凝 土 薄 壳 、 薄 壳 、 薄 壳 砖 钢
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简述 大 度 空 间结构 的主要 形式及 特 点 跨
王 玲 罗浩 东 １ 南建 筑材 料研 究设 计 院 （ ５ ０ ２ ２郑州航 空 工业 管理学 院 （ ５ ０ ５ 河 ４ ００ ） ４ ０ １）
大 跨 度 空 间结 构 往往 是衡 量 一个 国 家 或 地 区 建筑 技术 水平 的重要 标志 。其结 构 形式 主要 包括 网 括其 它 曲线 的柱 面 网壳 ）扭 网壳 （ 括 双 曲抛物 面 、 包 鞍 型 网壳 、 单块 扭 网壳 、 四块组 合 型扭 网壳 ） 四类 等