空间结构体系
空间结构
建筑结构方式
01 网架结构
03 壳体结构 05 膜结构
目录
02 悬索结构 04 管桁架结构
基本信息
空间结构是指在大厅式平面组合中，对面积和体积都很大的厅室，例如剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅等， 它的覆盖和围护问题是大厅式平面组合结构布置的关键，新型空间结构的迅速发展，有效地解决了大跨度建筑空 间的覆盖问题，同时也创造出了丰富多彩的建筑形象。空间结构系统有各种形状的折板结构、壳体结构、网架壳 体结构以及悬索结构等。
膜结构
膜结构
膜结构膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC或 Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆 盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式.膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜 结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜～30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到 一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.
壳体结构
壳体结构
壳体结构是两端有竖向的支撑，沿着曲面的切线把力分解到两侧，尺寸相比非常小，可以做很大的跨度。如： 做拱型桥、大型教堂。
管由钢管制成的桁架结构体系，因此又称为管桁架或管结构。只要是利用钢管的优越受力性能 和美观的外部造型构成独特的结构体系，满足钢结构的最新设计观念，集中使用材料、承重与稳定作用的构件组 合以发挥空间作用。
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网架结构
网架结构
网架结构是由许多连续的杆件按照一定规律组成的网状结构，在接触处加上球状以便加大链接。杆件主要承 受轴力，能充分发挥材料的强度，节省钢材，结构自重小。网架结构空间刚度大，整体性强，稳定性好。是利用 较小规格的杆件建造大跨度结构，而且杆件类型统一。
城 市 体 系 空 间 结 构
城市体系空间结构空间是人类进行各种社会经济活动的场所，空间的配置是人类进行各种行为的产物，依据不同的原则可以形成不同的空间配置和不同规模等级空间相互密切的有机整体，其间必定存在着某种联系，这种配置和联系就组成了空间。
城市的发展和地理空间密不可分。
地理空间是一个区域或国家的最为宝贵的资源，所以城市空间发展是地理空间的一个重要组成部分。
城镇布局是城市化的产物，城镇空间布局是区域空间布局重要内容之一。
城镇体系的空间分布包含两方面的重要内容，一是城镇体系的规模分布，二是城镇体系的区位分布。
要实现城镇体系可持续发展就要在不损害城镇体系生态进程的前提下，结合区域特点，促使城镇体系在社会和经济发展中作出持续性贡献的城镇体系发展模式。
其旨在以区域为基础，兼顾发展和环境两个方面，发挥人的主观能动性，调控城镇体系的进程。
1空间结构理论经济活动的空间结构也称经济（产业）地域结构，即人类经济活动的地域（空间）组合关系，也即是经济地域的主要物质内容在地域空间上的相互关系和组合形式。
空间结构一直是空间经济学与经济地理学关注的基本问题。
地域空间结构实际上是个人和社会组织空间偏好与选择的结果，是经济均衡在空间维度下的集中体现，个人和社会选择的各种要素均会对地域空间结构产生实际的影响。
1.1“田园城市”理论“田园城市”理论是1898年由英国人霍华德提出的。
田园城市是为安排健康的生活和工业而设计的。
其规模要有可能满足各种社会生活，但不能太大，被乡村带包围，全部土地归公众所有或者托人为社区代管。
对霍华德来说，“田园城市”并不是他的奋斗目标，而只是实现他所追求的目标“社会城市”的一个局部试验和示范。
也就是说“田园城市”只是“社会城市”的一个组成部分，“社会城市”是一个全新的田园城市群体的组合。
即“社会城市”是由一个中心城市和若干个名称和设计各异的田园城市组成的城市群，各城市之间依靠放射状和环状的交通网络相联系，把社会城市联结成一个整体。
常用的空间结构体系及其特点
常用的空间结构体系及其特点1. 框架结构呀，这可是很常见的呢！就像搭积木一样，把柱子和梁搭建起来，形成一个稳固的框架。
你看那些高楼大厦，不就是用这种框架结构撑起来的嘛！比如咱们城市里的那座标志性写字楼，多结实！特点就是坚固、抗震性能好呀，让人心里踏实！2. 剪力墙结构，哇，这个厉害啦！可以想象成一面超级坚固的墙，能抵抗很大的力量哦。
很多高层住宅不就是用的这个嘛！就像隔壁小区的那些高楼，有了剪力墙结构多安稳。
它最大的特点就是能提供很好的侧向刚度，让房子稳稳当当的！3. 网架结构，这就像是一个巨大的蜘蛛网一样，错综复杂但又特别有规律。
像一些大型的体育馆不就是用这种嘛！你想啊，在里面看比赛多爽。
这种结构的特点就是空间大、造型独特呀，给人很震撼的感觉！4. 薄壳结构，是不是听起来就很有意思呀！就像是一个鸡蛋壳一样，薄薄的却很有力量。
很多奇特的建筑会用到哦，比如那个造型独特的艺术中心。
它的特点就是很轻但强度高，很神奇吧！5. 悬索结构，嘿，这就像一条大大的绳索把建筑吊起来一样。
那座有名的大桥不就是这样嘛！远远看去多壮观。
它的特点就是可以跨越很大的空间，超级厉害！6. 膜结构，这个就像是给建筑披上了一层薄薄的衣服一样。
公园门口那个漂亮的遮阳棚就是呀！看着就很美观。
特点就是轻巧、灵活多变啦！7. 筒体结构，你可以把它想象成一个大柱子立在那里。
那些超高层的写字楼好多都有呢！特别有气势。
它的主要特点就是强度高呀，能支撑起那么高的楼呢。
8. 混合结构，哈哈，这就是各种结构的大杂烩呀！就像一个什锦拼盘一样。
很多建筑都会综合运用呢！比如咱们这边的商场。
它的特点就是可以结合不同结构的优点，多实用呀！我觉得这些空间结构体系真的是太神奇啦，各有各的特点和用处，共同塑造了我们丰富多彩的建筑世界呀！。
空间结构体系鉴赏
网壳与主体结构脱开，自成体系地作为围护结构而存在 网了壳 用相作当大于空格间构的化顶的盖薄外壳，，还但可由以钢整杆体件化组地成围的合网空壳间一般比混凝土薄壳的自重要小得多9，除
由网架结构覆盖的音乐厅10
曲面网架的大型展示空间及运动1馆1
空间结构体系所适用的建筑类型
空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构 自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式
用八个双曲抛物面薄壳拼成了洛斯马纳提拉斯餐厅（墨西哥）
用三个相同的扭壳构成某疗养所的餐厅
6
折板水平铺设 用作建筑物的屋面
折板成角度铺设 用作建筑物的屋面
7
空间结构体系所适用的建筑类型
空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构 自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式
薄壳
网架
体育场张拉膜结构顶盖
可以想象把索网结构的索细化加密， 直到交织成一张薄膜
18
19
张拉膜结构的连廊
张拉膜结构的展示空间20
某体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色 21
充气膜结构的植物园穹顶
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充气结构又称充气薄膜结 构，是在玻璃丝增强塑料 薄膜或尼龙布罩内部充气 形成一定的形状，作为建 筑空间的覆盖物。
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早期罗马人在建筑中使用的拱券
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某大学室内体育馆的木某构刚刚架架及结天构窗 车站
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钢制刚架结构的飞机库
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(c) 拱+张拉膜的临时展示空间 (a) 张拉膜结构的街头小品
(b) 商店预制壳体的雨篷
空间结构体系在各 种建筑类型上面的 应用
(d) 拱架支承索网的体育馆（右）以及网架支承的太阳
最新大跨建筑 结构——空间结构体系
大跨建筑结构——空间结构体系大跨建筑屋架结构体系——高跨比：1:6屋架形式及适用跨度平行弦屋架拱形屋架折线形屋架梯形屋架杆件受力不均匀，用料较多力情况虽然合理，但由于上弦各节点都落在抛物线上，尺寸很零件，施工不方便三角形屋架适用于较小跨度的屋盖(跨度宜在15m以内)弦支点座落在抛曲线附近，所以，受力比较合理，折线形屋架采用较多上弦扦出两个坡度较小的斜直线组成，半边屋架的外轮廓线为梯形，斜杆呈人字形。
这种屋架的刚度、构造比较简单，自重较大，一般用于跨度为24m一36m的工业建筑物二、空间结构体系(一)网架结构体系网架的优点•结构组成灵活多样但又有高度的规律性，适应各种支承条件和各种建筑造型，可适应各种建筑方面的要求•网架高度内的空间可以用以设置管道等设施，网架结构外露或部分外露，因其几何图形的规则，可以丰富建筑效果•网架的结构高度较小，不仅可以有效地利用建筑空间，而且能够利用较小规格的杆件建造大跨度的结构•杆件类型划一，适合于工厂化生产、地面拼装和整体吊装网架结构受力特点•具有各向受力的性能，它改变了一般平面桁架的受力状态，是高次超静定空间结构•网架结构的各杆件之间互相起支撑作用，整体性强、稳定性好，空间刚度大，是一种良好的抗震结构型式，尤其对大跨度建筑其优越性更为显著•在结点荷裁作用下，网架的杆件主要承受轴力，充分发挥材料强度，节省钢材网架的分类1、几何形态上分：平板网架、柱面网架、球面网架2、平面桁架系、四角锥体系、三角锥体系3、螺栓球节点、焊接球节点4、双层网架、多层网架网架材料——钢材：钢管、型钢、钢球双向正交正放、斜放三向交叉正放四角锥体系四角锥体网架的上弦和下弦平面均为方形网格，上下弦错开半格，用斜腹杆连接上下弦的网格交点，形成一个个相连的四角锥体。
四角锥体网架上弦不易再分杆，因此网格尺寸受限制，不宜太大。
它用于中小跨度斜放四角锥•所谓斜放，是指四角锥单元的底边与建筑平面周边夹角为45。
空间结构体系(PPT,102页)[详细]
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置方式，拉力可由两榀桁架承受。 适用于正方形和长方形的建筑平面。
（3） 三向网架 三向网架的构成特点是：三个方向的竖向平面 桁架互成60°角斜向交 叉。在三向网架中，上、 下弦平面的网格均为正 三角形，因此这种网架 是以若干稳定的三棱体 作为基本单元所组成的 几何不变体系。
空间网架及网壳是一种空间网格结构，它以大 致相同的格子或尺寸较小的单元重复组成，实质为 一种空间受力的桁架结构，与平面结构比较，由于 在荷载作用下三向受力，避免了在平面结构中的层 层传力现象，且结构的刚度也较平面结构高。
空间结构中以网架和网壳结构应用最广，分为： 平板网架——平板型的空间网格结构； 网壳——曲面型的空间网格结构。
两向正交正放网架适用于正方形或接近正方形以 及狭长矩形的建筑平面。
（2）两向正交斜放网架 两向正交斜放网架的构成特点是：两个方向的竖 向平面桁架垂直交叉，且与边界成45°夹角。
两向正交斜放网架中平面桁架与边界斜交，各片 桁架长短不一，靠近角部的短桁架相对刚度较大，对 与其垂直的长桁架有一定的弹性支承作用，从而减小 了长桁架中部的正弯矩。在周边支承情况下，它较两 向正交正放网架刚度大、用料省。对矩形平面其受力 也较均匀。当长桁架直通角柱时，四个角支座会产生
(4) 三边支承或两边支承网架 由于建筑功能的要求，需要在一边或两对边上 开口，因而使网架仅在三边或两对边上支承，另一 边或两对边处理成自由边。自由边的存在对网架的 受力是不利的,为此一般应对自由边作出特殊处理。
普遍的做法是，在自由边附近增加网架的层数 （见 a 图），或者在自由边加设托梁、托架（见图
按结构组成分类
（1）双层网架 由上、下两个平放的平面桁架作弦杆层，上、
空间结构体系的特点
空间结构体系的特点空间结构体系是指构成一个空间的各种要素之间的相互关系和组织形式。
它可以包括建筑物、城市、地区、国家等各个层次的空间结构。
空间结构体系具有多个特点，其中包括层次性、组织性、扩展性和协调性等。
空间结构体系具有层次性。
空间结构体系通常由多个层次组成，每个层次内部具有一定的组织结构，同时各个层次之间也存在相互关联和相互影响的关系。
例如，一个城市的空间结构体系可以包括市中心、商业区、居住区、工业区等多个层次，每个层次内部有着各自的功能和布局，同时各个层次之间也相互衔接和互为补充。
空间结构体系具有组织性。
空间结构体系是经过有意识的组织和规划而形成的，其中各个要素之间存在一定的组织关系和空间布局。
例如，在城市的空间结构体系中，市中心往往是各种要素的聚集地，商业区和居住区则相对独立而又相互联系，工业区则通常分布在城市的边缘地带。
这些组织关系和空间布局的形成，既是对城市功能需求的回应，也是对城市发展的规划和管理。
空间结构体系具有扩展性。
随着社会经济的发展和人口的增加，空间结构体系需要进行扩展和调整，以适应新的需求和发展。
例如，随着城市人口的增加，原有的居住区可能需要进行扩建或者新建，商业区也需要进行扩展以满足消费需求的增长。
空间结构体系的扩展性体现在其能够通过新增要素或者调整原有要素的方式，来适应和引导城市的发展。
空间结构体系具有协调性。
一个良好的空间结构体系应该能够协调各个要素之间的关系，使其相互配合和相互促进。
例如，在城市的空间结构体系中，市中心需要与商业区和居住区相互协调，以实现商业和居住的互动；工业区则需要与市中心和居住区保持一定的距离，以减少对居民生活的干扰。
空间结构体系的协调性体现在其能够通过合理的布局和规划，使各个要素之间形成和谐的关系，实现空间的整体均衡和可持续发展。
空间结构体系具有层次性、组织性、扩展性和协调性等特点。
这些特点使得空间结构体系能够适应社会经济的发展和人口的增加，同时也能够满足人们对于空间环境的需求。
空间结构体系的选型与计算
空间结构体系的选型与计算引言在建筑设计中，空间结构体系是一个重要的决策因素。
选择适合的空间结构体系可以影响建筑的稳定性、建造成本、使用功能以及美学效果等方面。
本文将探讨空间结构体系的选型与计算，介绍一些常见的选择方法和计算原则。
一、空间结构选型空间结构的选型取决于多个因素，如建筑用途、造价预算、材料可获性、技术可行性等。
以下是一些常见的空间结构体系选型方法。
1. 杆系结构杆系结构是由杆件和节点连接而成的一种空间结构，可划分为网格状和索状两类。
网格状的杆系结构适用于大跨度的建筑，如体育馆和机场。
而索状的杆系结构则适用于细长的建筑，如桥梁和塔楼。
选型时需考虑杆件的材料和尺寸，节点的连接方式，以及对地震和风力等外部荷载的抗性。
2. 框架结构框架结构由柱、梁和框架连接而成，适用于各种建筑形式，如住宅、商业建筑和工厂。
框架结构的选型需考虑柱和梁的尺寸、材料和连接方式，以及框架的刚度和稳定性。
对于大跨度的建筑，可以采用框架结构的变种，如刚架或空心框架。
3. 壳体结构壳体结构是以曲面形式构成的一种空间结构，适用于舞台、大型展馆和体育馆等建筑。
选型时需考虑壳体曲面的形式、材料的选择和厚度的均匀性，以及内外表面的温度和湿度变化对结构的影响。
二、空间结构计算选择合适的空间结构体系后，需要进行结构计算以确保其稳定性和安全性。
以下是一些常见的空间结构计算原则。
1. 静力学原理静力学原理是进行空间结构计算的基础。
根据等效节点法或曲面法，将结构抽象为节点和杆件的力学系统，应用平衡条件和杆件的弹性性能，进行荷载平衡和受力分析。
2. 设计荷载设计荷载是指在计算中考虑的各种外部荷载，包括自重、风荷载、地震荷载等。
根据建筑的位置、高度、用途和安全要求等因素，确定设计荷载的大小和分布。
3. 材料强度和稳定性结构计算中需考虑材料的强度和稳定性。
根据材料的力学性能，计算杆件和节点的受力情况，确保其在设计荷载下的强度和稳定性。
4. 结构连接结构连接是保证空间结构稳固的关键。
空间结构体系
巴黎联合国教科文组织总部大厦会议厅屋顶、应力变化的规律、截面由两端到 跨中逐渐增大、韵律感
凯恩斯会议中心
网架结构
网架由许多杆件按照 受力的合理性有规律 地排列组合而成，可 以分为平板网架和网 壳。网架空间整体性 好。
空间结构体系所适用的建筑 类型
什么是空间结构？
为什么采用空间结构？
空间结构是什么？
• 大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑， 我国现行钢结构规范则规定跨度在60米以上结 构为大跨度结构。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 结构形式主要包括拱结构、刚架结构、桁架结 构、网架结构、折板结构、网壳结构、悬索结 构、膜结构、薄壳结构等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。
罗马小体育宫
Y型支撑、葵花、力量与进取、穹顶荷叶、波浪 起伏、欢快优美，形式富于变化
Kibi dome
折板结构
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。
空间结构的优势
框架结构
• 优点：强度高、耐久 性好、抗震性好并具 有可塑性。 • 缺点：自重大、抗裂 能力差、费工费模板
空间结构
优点：强度大、重量 轻、质地均匀、运输 方便 缺点：易腐蚀、耐火 性能差
• 常用的空间结构体系
薄壳
折板
网架
悬索
膜Hale Waihona Puke • 空间结构体系所适用的建筑类型
薄壳
空间结构体系
什么是空间结构？
为什么采用空间结构？
空间结构是什么？
• 大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑， 我国现行钢结构规范则规定跨度在60米以上结 构为大跨度结构。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 结构形式主要包括拱结构、刚架结构、桁架结 构、网架结构、折板结构、网壳结构、悬索结 构、结构、薄壳结构等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。
空间结构的优势
框架结构
• 优点：强度高、耐久 性好、抗震性好并具 有可塑性。 • 缺点：自重大、抗裂 能力差、费工费模板
空间结构
优点：强度大、重量 轻、质地均匀、运输 方便 缺点：易腐蚀、耐火 性能差
• 常用的空间结构体系
薄壳
折板
网架
悬索
膜
• 空间结构体系所适用的建筑类型
薄壳
薄壳属于空间薄 壁结构，又可分 为曲面壳和折板 两种
罗马小体育宫
Y型支撑、葵花、力量与进取、穹顶荷叶、波浪 起伏、欢快优美，形式富于变化
Kibi dome
折板结构
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。
巴黎联合国教科文组织总部大厦会议厅屋顶、应力变化的规律、截面由两端到 跨中逐渐增大、韵律感
凯恩斯会议中心
网架结构
网架由许多杆件按照 受力的合理性有规律 地排列组合而成，可 以分为平板网架和网 壳。网架空间整体性 好。
空间结构体系的特点
空间结构体系的特点空间结构体系的特点是指一种有机的、有序的、具有一定规律性的结构形态。
它是通过一系列连接、组合和排列的元素所构成的，并且这些元素之间存在着一定的关系和相互作用。
空间结构体系可以是自然形成的，也可以是人为设计的，它们通常具有以下特点。
一、多样性和复杂性空间结构体系的特点之一是多样性和复杂性。
不同的空间结构体系可以具有不同的形态和结构特征，如线性结构、点状结构、面状结构等。
同时，空间结构体系中的元素之间可能存在着复杂的关系和相互作用，如连接、组合、排列等。
二、层次性和组织性空间结构体系通常具有一定的层次性和组织性。
它们可以由若干个互相连接的层次组成，每个层次又可以进一步细分为更小的组织单元。
通过这种层次性和组织性，空间结构体系可以形成一个有机的整体，具有一定的结构和功能。
三、稳定性和强度空间结构体系的特点之一是稳定性和强度。
它们通常通过合理的结构设计和材料选择来保证其稳定性和强度。
空间结构体系中的各个元素之间通过连接和支撑来相互牵引和平衡，从而使整个结构体系能够承受外部的力和负荷。
四、灵活性和可变性空间结构体系具有一定的灵活性和可变性。
它们可以根据不同的需求和要求进行调整和改变，如增加或减少元素、改变元素的形态和结构等。
通过这种灵活性和可变性，空间结构体系可以适应不同的环境和功能需求。
五、美学性和艺术性空间结构体系通常具有一定的美学性和艺术性。
它们的形态和结构可以通过艺术手法和设计手段来进行创造和表达，从而使整个结构体系具有美感和视觉效果。
空间结构体系的美学性和艺术性可以提升人们的审美体验和情感共鸣。
六、功能性和实用性空间结构体系的特点之一是功能性和实用性。
它们通常是为了实现特定的功能和目标而设计和构建的，如居住、办公、教育、娱乐等。
空间结构体系通过合理的布局和设计，可以满足人们的各种需求和要求，提供舒适、便利和安全的使用环境。
空间结构体系具有多样性和复杂性、层次性和组织性、稳定性和强度、灵活性和可变性、美学性和艺术性、功能性和实用性等特点。
第5次课 骨架结构体系所适用的建筑类型+空间结构体系所适用的建筑类型
钢排架、砼排架与木排架
第3章 空间结构体系所适用的 建筑类型
❖ 空间结构支承系统——各向受力、充分发挥材料性 能、结构自重小、是覆盖大型空间的理想结构形式。
3.1 常用的空间结构体系
❖ 常用的空间结构体系有薄壳、网架、悬索、膜等， 以及它们的混合形式。
3.1.1 薄壳
❖ 薄壳：属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两 种。对建筑而言，结构本身就形成了“面”，而且可 以切削。
红色为8度时的剪力墙
室内看到的剪力墙
室外看到的剪力墙
正在施工的剪力墙
框剪体系：剪力墙要满足 结构需要，并与建筑空间 的布置相协调，发挥框架 原有的灵活性
❖ 框筒体系：对平面为点状的框架建筑物，可以通过 周边加密柱距使其成为框筒，或将垂直交通枢纽组 合布置为刚性的核芯筒，在其四周用梁、柱形成外 围结构，以在得到大面积的灵活使用空间的基础上 取得更加良好的通风和采光条件。
悬索结构屋面覆盖的世博会展厅： 反映结构的特征与结构的美学的结合
3.1.4 膜
❖ 膜：在本质上也是受拉构件，像薄壳一样，兼有承 重和围护的双重功能。其张拉力来源于充气或者用 桅杆、拱、拉索等构件来将膜绷紧。由于这些构件 灵活的布置形式以及膜本身轻柔的外表，在城市室 外空间小品中也常应用。
❖ 可以想象把索网结构的索细化加密，直到交 织成一张薄膜。
膜结构小品在园林中的应用
膜结构在广场中的应用
体育场张拉膜结构顶盖
张拉膜结构的连廊
张拉膜结构的展示空间
某体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色。
充气膜结构的植物园穹顶
膜结构的空间研究大楼
3.1.5 混合形式
按照建筑设计的要求及材料、结构功能的合理性，以 多种形式混合使用
广义空间结构体系
区。
整个台方斯大拱门 占地面积为 １２５ ．６ 万 建筑面积为 １ 万 。 ２ 大拱Ｉ是—个巨大的 、 － ｊ 立方体 ， 立方体的长、 高均为 １２ 。 宽、 ｍ 中间有 １ 个大门洞 ， 门洞对着巴黎市的东西向轴线 。
，
—
大门洞的南北两边是两座办公楼 ， 楼的长度和 高度均为 ｌ２ 宽 ｌ．ｍ， １ｍ， ８７ 沿高度有 ３ 层 。 ５ 大 门洞的顶部和底部都是 ３ 层的建筑物 ，高为 ８５ ， ．ｍ 顶部可供开会 、 观光用 ； 底部有会议厅 、 电影院等 ， 有地下通道与邻近建筑物相连通。 中间大门洞的尺寸非常大， 如果把 巴黎圣母院 放进去都绰绰有余。门洞内有观光 电梯 ， 可达 大拱门顶部 ， 还有一些膜结构的帐篷 ， 以减小 穿堂风。 ． 台方斯大拱 门采用钢筋混凝土结构 。南 北两边的办公楼就是一个典型的广义空间结 构体 系。从狭义看 ， 它是框架剪力墙结构 ； 但 从广义看，它不过是一片广义的剪力墙而 已。它是怎样构造的呢？ 在每座办 公楼中 （ 图 １， ６ ） 有 片剪力墙，中间 ４ 片剪力墙为南北 向， 两边 ２ 片剪力墙在平面上向内倾斜。这 ６ 片剪力墙都支承在一个椭圆形的柱帽上， 柱 基位于深入地下 ２ ～ ５ ０ ２ ｍ的石灰岩上。 办公 楼的第 ８ 、 ｌ 层 、 ２ 层、 ２ 层上各 层 第 ５ 第 ２ 第 ９ 设有技术层 ，技术层 的顶板和底板结构起刚 性水平横隔梁作用 ，把这 ６ 片剪力墙连成整 体 ，共同承受各层荷载 。在水平横隔梁之 间 的各层楼结构由梁板柱墙组成 ，每个水平横 隔梁间有 ７ 层楼层 ，其荷载均通过水平横隔 梁传到 ６ 片剪 力墙 ， 到柱和基础。 再传 整个大 拱门承受的荷载 为 ３ 万 ｔ ３ ，由 ｌ 个柱 基承 ２ 受， 每个柱基承受 ２７ 万 ｔ ． ５ 。 台方斯大拱 门的顶部和底部是两座三层 楼房 ，它也是个广义空间结构体系。从狭义 看 ，它是一般的梁板柱墙结构 ；但从广义来 看 ，它不过是一片广义的平板而已。它的构 造是 ，沿南北方向做 ４ 根预应力钢筋混凝土 大梁，支承在两边办公楼的中间 ４ 片剪力墙 上 。大梁的净跨为 ７ ｍ， ６ 高度为 ８５ ．ｍ。再沿 东西方向，与预应力钢筋混凝土大梁相垂直 地放置 ４ 根两端带有悬臂的三跨连续梁。连 续梁为等跨 ， 每跨 ２ 全长 ｌ２ 梁间距也 １ ｍ； １ｍ， 是 ２ 。４ １ ｍ 根预 应力大梁与三跨连续 梁正 交 连接 ， 形成 ９ ２ｍ×２ｍ的方格 ， 向相 个 １ １ 在侧 互支撑 。这就是这个广义平板 的主要承重结 构， ， 然后 顶部和底部的三层楼房仍由梁板柱 墙组成 ，其荷载都传到广义平板的主要承重
空间结构体系所适用的建筑类型
工业厂房和仓库
工业厂房
框架结构体系适用于工业厂房，特别是重工业厂房。这种结构体系能够提供较大的空间和灵活性，方便布置生产 设备和生产线。
仓库
框架结构体系适用于大型仓库，特别是多层仓库。这种结构体系能够提供较大的空间和灵活性，方便布置存储设 施和货物装卸区。Βιβλιοθήκη THANKS感谢观看
大型会议中心
适用于大型会议中心，如 国际会议中心、会展中心 等。
03
CATALOGUE
薄壳结构体系
大型工业厂房和仓库
总结词
薄壳结构体系适用于大型工业厂房和 仓库的建设，能够满足大跨度、大空 间的需求。
详细描述
薄壳结构体系具有较好的承载能力和 稳定性，能够承受较大的荷载和跨度 ，同时其较薄的厚度也减少了建筑材 料的使用量，降低了建筑成本。
大型工业厂房和公共建筑
总结词
网架结构体系适用于大型工业厂房和公共建筑，能够提供灵活的空间布局和良好的室内 环境。
详细描述
大型工业厂房和公共建筑通常需要大跨度、大空间的建筑结构，以满足生产、展览、会 议等需求。网架结构体系作为一种空间结构体系，能够提供灵活的空间布局和良好的室 内环境，满足大型工业厂房和公共建筑的需求。这种结构体系还能够提供较大的自由度
空间结构体系所适 用的建筑类型
目录
• 网架结构体系 • 悬索结构体系 • 薄壳结构体系 • 框架结构体系
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网架结构体系
适用大跨度跨越的桥梁
总结词
网架结构体系适用于大跨度跨越的桥梁，能够提供足够的承载力和稳定性，确保桥梁的安全性和耐久 性。
详细描述
网架结构体系是一种由多个杆件相互连接形成的空间结构，其独特的节点设计使得结构具有较高的承 载力和稳定性。这种结构体系适用于跨越河流、道路等障碍物的大跨度桥梁，能够满足桥梁的承载和 稳定性要求，提高行车和行人的安全性和舒适性。
3-3章空间结构体系所适用的建筑类型
■以筒壳和双曲面壳作为顶盖的建筑实例各一则
第3篇 常用结构体系所适用的建筑类型
第4章 空间结构体系所 适用的建筑类型 ●常用的空间结构体系 ●空间结构体系所适用 的建筑类型
■ 罗马小体育宫圆形扁球壳屋顶
第3篇 常用结构体系所适用的建筑类型
第3篇 常用结构体系所适用的建筑类型
第4章 空间结构体系所 适用的建筑类型 ●常用的空间结构体系 ●空间结构体系所适用 的建筑类型
■ 采用网壳结构的园林建筑
第3篇 常用结构体系所适用的建筑类型
第4章 空间结构体系所 适用的建筑类型 ●常用的空间结构体系 ●空间结构体系所适用 的建筑类型
■ 采用网壳结构的某展览馆中央大厅
第3篇 常用结构体系所适用的建筑类型
第4章 空间结构体系所 适用的建筑类型
■ 北京工业大学体育馆屋盖采用 ●空间结构体系所适用 预应力弦支穹顶结构， 上层为单 ●常用的空间结构体系 的建筑类型 层网壳，下部为索杆结构，由环 向索和径向拉杆组成，预应力环 向索使上层钢网架向上起拱，产 生和外荷载效应相反的力，通过 这种形式，场馆钢结构每平方米 用钢量比普通钢结构节省近半， 而且实现了用作奥运会羽毛球馆 的轻盈外观
第3篇 常用结构体系所适用的建筑类型
第4章 空间结构体系所 适用的建筑类型 ●常用的空间结构体系 ●空间结构体系所适用 的建筑类型
■ 南通体育会展中心体育场的顶盖在网架上覆盖张拉膜，减轻结构自重， 有利于中间可活动部分的启合
第3篇 常用结构体系所适用的建筑类型
第4章 空间结构体系所 适用的建筑类型 ●常用的空间结构体系 ●空间结构体系所适用 的建筑类型
大跨度空间结构体系共23页
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。
大跨度空间结构体系浅析
大跨度空间结构体系浅析摘要：空间结构是一种成三维空间状并且具有三维受力特性的立体工作状态结构。
它不仅仅依赖材料的性能，更需要自己的合理形体来支撑，充分利用不同材料的特性，得以满足不同功能和建筑美学以及造型的需要，来跨越更大的空间。
关键词：大跨度空间结构网架结构网壳结构随着科学技术的发展，各学科日益进步，为了满足人们居住环境和社会活动的需要，我们人类需要更宽阔更大的覆盖空间，例如大型购物商场，集会场所，体育场馆，火车站，飞机场等等，要求大跨度，可达几百米甚至更大。
然而我们所熟知的平面结构刚架、桁架、梁柱等结构形式都难以满足大跨度的需要，解决这一问题就需要大跨度空间结构。
一、大跨度空间结构的概念建筑结构的形成体成三维空间状，并具有三维受力特性，呈立体工作状态的结构称为空间结构。
大跨空间结构是最近三十多年来发展最快的结构形式。
结构的类型和形式十分丰富多彩。
从理论上分析，所有的结构设计无论跨度大小都是基于相同的基本概念，但是在实践过程中，控制小跨度结构的尺寸基本都是根据通用的最小尺寸和其他非结构的要求来确定，所以这种结构往往可以通过观察和对比一些现有建筑来进行设计，并且只是由一些平直构件组成，无需精细的分析。
然而当处理大跨度结构时，恒载、强度和尺寸大小之间的关系就变成了关键之所在，为了获得安全、经济及艺术效果的种种需求，设计必须非常合理。
二、大跨度空间结构的类型及特点1.拱形结构和悬索结构赵州桥是一座典型的拱桥，也就是拱形结构。
有史以来人们一直在想方设法来用拱形结构跨越远距离，其主要原因是拱只需要能抗压的材料，而大量的石材或土砖这样的材料早期就已经被普遍地利用，再后来又逐渐发展成应用烧结砖、混凝土和钢材。
悬索是拱肋的反向，其利用的材料是处于受拉状态，当材料适合于抗拉时，采用悬索结构体系来替代拱形结构体系往往比较经济。
上述情况属于大跨度结构，但并非三维空间结构体系，但是它们为下面的大跨度空间结构打下了良好基础。
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体育场张拉膜结构顶盖 可以想象把索网结构的索细化加密， 直到交织成一张薄膜
张拉膜结构的连廊
张拉膜结构的展示空间
某体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色
充气膜结构的植物园穹顶
充气结构又称充气薄膜结 构，是在玻璃丝增强塑料 薄膜或尼龙布罩内部充气 形成一定的形状，作为建 筑空间的覆盖物。。
网架
悬索
膜
混合形式
罗马小体育宫圆形网状扁球壳屋顶
用八个双曲抛物面薄壳拼成了洛斯马纳提拉斯餐厅（墨西哥）
用三个相同的扭壳构成某疗养所的餐厅
折板水平铺设 用作建筑物的屋面
折板成角度铺设 用作建筑物的屋面
空间结构体系所Байду номын сангаас用的建筑类型
空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构 自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式 薄壳
“水立方”整体建筑由3000 多个气枕组成，气枕大小不一 、形状各异，覆盖面积达到10 万平方米，堪称世界之最。除 了地面之外，外表都采用了膜 结构。安装成功的气枕将通过 事先安装在钢架上的充气管线 充气变成“气泡”，整个充气 过程由电脑智能监控，并根据 当时的气压、光照等条件使“ 气泡”保持最佳状态。
悬索
膜
混合形式
网壳与主体结构脱开，自成体系地作为围护结构而存在 网壳相当于格构化的薄壳，但由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重要小得多，除 了用作大空间的顶盖外，还可以整体化地围合空间
由网架结构覆盖的音乐厅
曲面网架的大型展示空间及运动馆
空间结构体系所适用的建筑类型
空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构 自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式 薄壳 网架 悬索
网架结构的特点：由多根杆件按照一定的网格形式，通过节点连接而成的空间结 构。杆件承受拉力或压力，重量轻、刚度大、抗震性能好等优点。
悬索结构的特点：构件受拉，能充分利用抗拉性能很好的材料，跨度大、自重小、 材料省且便于施工。
薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、 双曲扁壳和双曲抛物面壳等。圆形圆顶结构 是轴对称结构，在轴对称荷载作用下，将只 产生两种力：径向力和环向力。径向力为沿 经线方向的力，因其要平衡垂直向下荷载， 所以必定为压力。环向力为沿纬线方向的。 力圆形屋顶在垂直荷载作用下，上部的圆顶 部分将受压收缩，其直径将变小，而下部近 支承部分直径将增大，即上部将产生环向压 力，而下部将产生环向拉力，中间将有一截 面，为环向压力向环向拉力转变的交界线， 该处的环向力为0，该截面称为“过渡缝”。
应力膜皮结构
应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空 间结构。1959年建于美国巴顿鲁治的应力膜皮屋盖，直径为117m，高
35.7m，由一个外部管材骨架形成的短程线桁架系来支承804个双边长为
4.6m的六角形钢板片单元，钢板厚度大于3.2mm，钢管直径152mm，壁厚 3.2mm。这是膜皮结构应用于大跨度的第一个例子。
按照建筑设 计的要求及 材料、结构 功能的合理 性，以多种 形式混合使 用
(c) 拱+张拉膜的临时展示空间
(a) 张拉膜结构的街头小品
(b) 商店预制壳体的雨篷
空间结构体系在各 种建筑类型上面的 应用
(d) 拱架支承索网的体育馆（右）以及网架支承的太阳 能收集装置（左）
单层刚架、拱
• 在结构上属于平面受力体系，可以通过改 变排列方式或平面尺寸适应较活泼的建筑 平面和体型；还可以结合空间结构屋盖系 统覆盖大空间
案
例
国家大剧院
主、次拱均采用钢管网架
由网架结构覆盖的交通空间
屋盖用悬索结构的冰球馆
悬索结构屋面覆盖的世博会展厅
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充气结构又称充气薄膜结构， 是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼 龙布罩内部充气形成一定的形 状，作为建筑空间的覆盖物。 。 “水立方”是世界上最大的膜 结构工程，建筑外围采用世界 上最先进的环保节能ETFE(四 氟乙烯)膜材料。
网架
悬索
膜
在本质上也是受 拉构件。像薄壳 一样，兼有承重 和围护的双重功 能。其张拉力来 源于充气或者用 桅杆、拱、拉索 等构件来将膜绷 紧。由于这些构 件灵活的布置形 式以及膜本身轻 柔的外表，在城 市室外空间小品 中也常应用
混合形式
由许多杆件按照 用高强钢丝做拉索， 受力的合理性有 加上高强的边缘构 规律地排列组合 件以及下部的支承 而成，可以分为 构件，使结构自重 平板网架和网壳 极大地减小，而跨 两种。网架空间 度大大增加。除稳 整体性好。平板 定性相对较差外， 网架杆件正交、 是比较理想的大跨 斜交后可以形成 屋盖结构形式。对 不同的平面形状， 于建筑而言，由于 使用相当灵活。 拉索显示出柔韧的 在需要时结构杆 状态，使得结构形 件可以暴露 式轻巧且具有动感
用高强钢丝做拉索， 加上高强的边缘构 件以及下部的支承 构件，使结构自重 极大地减小，而跨 度大大增加。除稳 定性相对较差外， 是比较理想的大跨 屋盖结构形式。对 于建筑而言，由于 拉索显示出柔韧的 状态，使得结构形 式轻巧且具有动感
膜
混合形式
属于空间薄壁结 由许多杆件按照 构，又可分为曲 受力的合理性有 面壳和折板两种。 规律地排列组合 对建筑而言，结 而成，可以分为 构本身就形成了 平板网架和网壳 “面”，而且可 两种。网架空间 以切削 整体性好。平板 网架杆件正交、 斜交后可以形成 不同的平面形状， 使用相当灵活。 在需要时结构杆 件可以暴露
属于空间薄壁结 构，又可分为曲 面壳和折板两种。 对建筑而言，结 构本身就形成了 “面”，而且可 以切削
网架
由许多杆件按照 受力的合理性有 规律地排列组合 而成，可以分为 平板网架和网壳 两种。网架空间 整体性好。平板 网架杆件正交、 斜交后可以形成 不同的平面形状， 使用相当灵活。 在需要时结构杆 件可以暴露
膜结构的空间研究大楼
空间结构体系所适用的建筑类型
空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构 自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式 薄壳
属于空间薄壁 结构，又可分 为曲面壳和折 板两种。对建 筑而言，结构 本身就形成了 “面”，而且 可以切削
网架
悬索
膜
混合形式
由许多杆件按照 用高强钢丝做拉索， 在本质上也是受 受力的合理性有 加上高强的边缘构 拉构件。像薄壳 规律地排列组合 件以及下部的支承 一样，兼有承重 而成，可以分为 构件，使结构自重 和围护的双重功 平板网架和网壳 极大地减小，而跨 能。其张拉力来 两种。网架空间 度大大增加。除稳 源于充气或者用 整体性好。平板 定性相对较差外， 桅杆、拱、拉索 网架杆件正交、 是比较理想的大跨 等构件来将膜绷 斜交后可以形成 屋盖结构形式。对 紧。由于这些构 不同的平面形状， 于建筑而言，由于 件灵活的布置形 使用相当灵活。 拉索显示出柔韧的 式以及膜本身轻 在需要时结构杆 状态，使得结构形 柔的外表，在城 件可以暴露 式轻巧且具有动感 市室外空间小品 中也常应用
两片交叉拱作为索网边缘构件
两片刚性拱支撑 屋面索网及其边缘构件
屋盖用悬索结构的冰球馆
悬索结构屋面覆盖的世博会展厅
某展示厅（意大利）
空间结构体系所适用的建筑类型
空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构 自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式 薄壳
属于空间薄壁 结构，又可分 为曲面壳和折 板两种。对建 筑而言，结构 本身就形成了 “面”，而且 可以切削
早期罗马人在建筑中使用的拱券
某大学室内体育馆的木构刚架及天窗 某刚架结构车站
钢制刚架结构的飞机库
钢制刚架结构的玻璃暖房
拱券结构的住宅室内
美国蒙哥马里体育馆用平行拱支承屋面覆盖圆形平面
壳体结构的特点：一种曲面形的空间结构。有很好的空间传力性能以较小的构件 厚度覆盖大的空间，可做成各种形状，造型新颖，兼有承重和围护双重作用，能 大幅度地节省材料。
• 壳体结构 • 网架结构 • 悬吊结构 • 膜结构
• 桅式结构
空间结构体系所适用的建筑类型
空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构 自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式
薄壳
属于空间薄壁结 构，又可分为曲 面壳和折板两种。 对建筑而言，结 构本身就形成了 “面”，而且可 以切削
现代建筑结构欣赏
空间结构体系
嘉庚学院土木工程系 许云燕
按结构体系分类
1. 混合结构 2. 排架结构（桁架） 3. 框架结构 4. 剪力墙结构 5. 框架—剪力墙结构 6. 筒体结构 7. 其他结构： ① 膜结构、 ② 桅式结构、 ③ 悬索、悬吊结构、 ④ 壳体结构、 ⑤ 网架结构等
高层作用结构
其他结构