空间结构体系

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
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
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
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
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
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。。
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。
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。
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。
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
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
“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。
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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
• 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
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”。
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