大跨度建筑屋顶构造

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建筑构造(第六章屋顶)

第二节
平屋顶构造
一、平屋顶排水
（一）排水坡度的形成平屋顶排水坡度小于5％，一般可通过两种方法实现，即材料找坡和结构找坡。 1、材料找坡（又叫垫置坡度）屋面板水平搁置，在板上用轻质材料垫置坡度。即利用垫置材料在板上的厚度不一，形成一定的排水坡度。
（1）找坡层位置：位于结构层和保温层之间。（2）找坡材料：轻质材料如水泥焦渣、石灰炉渣等。若设置保温层，也可用保温材料来垫置坡度。（3）找坡层的厚度最薄处不小于20mm 。（4）优缺点：优点就是室内可得平整的顶棚；缺点是找坡层会增加屋顶结构荷载。（5）适宜于排水坡度为5%以内的平屋顶。
（2）檐沟外排水檐口构造挑檐沟的油毡收头处理： ①在檐沟边缘预留钢筋将油毡压住， ②再用砂浆或油膏盖缝。 ③在檐沟内加铺一层油毡，增强防水性能； ④沟内转角处水泥砂浆抹成圆弧形，防止油毡折断； ⑤抹好檐沟外侧滴水。
3、雨水口构造对雨水口的要求：排水通畅，防止渗漏和堵塞。主要有檐沟及女儿墙雨水口构造两种。（1）檐沟外排水雨水口构造檐沟内预留的孔中，安装铸铁连接管（直管式），为防止雨水口四周漏水，油毡应铺入连接管内100mm，雨水口上用定型铸铁罩或铅丝球盖住。并在周围用油膏嵌缝，防止杂物落入雨水口中。
（三）管径和材料１、管径：50mm、75mm、100mm、 125mm、150mm、200mm。一般，民用建筑常用75～100mm的雨水管，面积小于 25m2的露台和阳台可选用直径50mm的雨水管。２、雨水管的材料：有铸铁管、石棉水泥管、塑料管、陶瓷管、PVC管等。安装时，雨水管距墙面的距离不小于 120mm，用管箍卡牢，管箍间距不宜大于 1.2m。
三、细部构造
1、泛水构造泛水是指屋面与垂直墙面相交处的防水处理。例如：女儿墙、高低屋面的墙面与屋面交接处，均需作泛水构造处理，防止交接缝出现漏水。泛水的构造要点和做法：

日本大跨度公共建筑的结构概念

室外观赏上为城市增色。 ⒉结构系统：秋田天空穹顶被设计为单层索－膜结构，并
接，可在地面分片组装成３部分或５部分，然后用１６０ｔ的起重机提升就位并组装。
设计了方便的屋面排雪系统，该屋面结构平面为１３０ｍ × １００ｍ的半球面，矢高为３２ｍ，按日本建筑规范，穹顶上的雪荷载为４５０ｋｇｆ／ｍ２，这个穹顶由受拉的屋面膜材、管状空间拱架及钢筋砼基座结构组成，空间拱架由双向拱结构组成，一个方向是空腹拱架（一个月牙形，最大矢高为２ｍ），
日本大跨度现代空间结构工程一览
表１体育场
名称 ⒈ 宫城体育场 ⒉ 新泻体育场 ⒊ 鹿岛体育场 ⒋ 崎玉体育场 ⒌ 东京体育场 ⒍ 横滨体育场 ⒎ 静冈体育场 ⒏ 丰田体育场 ⒐ 大阪体育场 ⒑ 神户体育场 ⒒ 大分体育场 ⒓ 熊本体育场
建成时间２０００２００１２００１２００２２００１１９９７２０００２００１１９９６２００１２００１１９９８
２００８年北京奥运会各项体育场馆、各类公共建筑中大跨空间结构肯定将会大量涌现，能否确保建筑做到技术先进、安全合理、外形美观、富有艺术性，将反映我们的建筑师结构概念设计的水平，反映建筑师与结构工程师能否完美的结合。２０世纪８０年代以来日本新建的大跨度空间结构（部分）的工程名称与竣工日期如下一览表。限于篇幅，以下我们摘要介绍其中几个工程的概况、结构系统与特点，供建筑师与结构工程师参考。
⒏ 熊本公司穹顶
１９９７
⒐ 札幌社会穹顶
１９９７
⒑ 小松穹顶
１９９７
⒒ Ｏｄａｔｅ穹顶
１９９７
⒓ 多治见穹顶
１９９８
⒔ Ｓｅｉｂｕ穹顶
１９９９
⒕ 北九州媒介穹顶

房屋建筑学大跨度建筑构造大跨度建筑结构型式与建筑造型

房屋建筑学大跨度建筑构造大跨度建筑结构型式与建筑造型大跨度建筑结构型式与建筑造型结构是房屋的骨架，是形成建筑内部空间和外部形式的物质基础，结构是在特定的材料和施工技术条件下运用力学原理创造出来的。

某种新的结构一旦产生并在工程实践中反复出现时，便会逐渐形成一种崭新的建筑形式。

可见结构技术是影响建筑的重要因素，在大跨度建筑中尤其如此。

通过上述例子说明，在建筑设计中，选择结构型式不仅是结构工程师的工作，也是建筑师的职责，现代建筑的特点是建筑艺术与建筑技术的高度统一。

建筑师只有对各种结构形式的基本力学特征和适用范围有深入的了解才能自由地进行创作，把结构型式与建筑造型融为一体。

现就大跨度建筑常见的各种结构型式及其建筑造型作介绍。

一、拱结构及其建筑造型拱结构及其建筑造型(一)拱的受力特点、优缺点和适用范围拱是古代大跨度建筑的主要结构型式。

由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的变矩值可以降低到最小限度，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。

常见的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，有的采用钢桁架拱，跨度可达百米以上。

拱结构所形成的巨大空间常常用来建筑商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。

(二)拱的型式拱结构按组成和支座方式不同分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。

(三)拱结构的建筑造型拱结构的造型主要取决于矢高大小和平衡拱推力的方式。

拱的矢高对建筑的外部轮廓形象影响最大。

矢高小的拱，外形起伏变化小，呈扁平状，结构占用的空间小，但水平推力和拱身轴力都偏大。

而矢高大的拱，外形起伏变化强烈，产生的水平推力和轴向力都较小，但拱身材料耗费量多，拱下形成的内部空间大，拱曲面坡度很陡，当采用油毡屋面时，容易出现沥青流淌和油毡滑移现象。

第三章大跨度建筑构造1

薄壳结构是用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成的薄板结构。

受力特点：结构呈空间受力状态，主要承受曲面内的轴向力，弯矩和扭矩很小，刚度和强度都非常好。结构厚度仅为跨度的几百分之一。优点：结构自重轻、省材料、跨度大、外形多样。
缺点：多数薄壳结构建筑的形体较为复杂，多采用现浇施工；费工、费时、费模板，结构计算较复杂，不宜承受集中荷载。

三、大跨度建筑的主要结构类型
结构技术是影响建筑空间形式及造型的重要因素，在大跨度建筑中尤其如此。
按建筑材料和建造方式分为钢筋混凝土薄壳结构网架结构轻钢结构管桁架结构悬索结构
膜结构
索-膜结构混合结构
§3.2大跨度建筑结构类型及其造型、技术特点

一、拱结构及其建筑造型二、钢架结构及其建筑造型三、桁架结构及其建筑造型四、折板结构及其建筑造型

哥特建筑尖拱与骨架拱
弧三角拱
罗马万神庙室内
法国里昂机场高速铁路车站
代表钢铁时代的埃菲尔铁塔
文艺复兴时期公共会堂帕拉迪奥

（二）拱的形式

三铰拱
两铰拱无铰拱
三铰拱
两铰拱
无铰拱

（三）拱结构的建筑造型

取决于矢高和平衡拱推力的方式矢高影响建筑的外部轮廓形象。通常矢高为拱跨的1/7～1/5，最小不小于1/10。

适用范围：体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场、商场等公共建筑。

（二）桁架结构的形式

1.用材：木材、钢材、钢筋混凝土
2.形式：三角形、梯形、拱形、无斜腹杆式和三铰拱式

（三）桁架结构的建筑造型

大跨度建筑屋顶

大跨度建筑屋顶
1.1大跨度建筑屋顶的结构类型与特点
1.大跨度钢结构、膜结构、索结构、复合材料结构等。按照结构的空间布置形式分类：平面结构和空间结构，平面结构包括桁架结构、刚架结构、拱结构等，空间结构包括网架结构、壳体结构、膜结构、悬索结构、气囊结构等。按照力的改向以及传递的特有机制进行分类：形态作用结构体系（包括悬索结构、帐篷结构、气囊结构、拱结构），向量作用结构体系（包括平面桁架、刚架结构、空间桁架等），截面作用结构体系（包括梁结构、框架结构、板结构等），面作用结构体系（包括折板结构、薄壳结构等）。
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大跨度建筑屋顶
（3）拱结构
拱是受轴向压力为主的结构型式，此结构是抗压材料理想的型式。
分类：
按照铰的设置方式-------三铰拱、两铰拱和无铰拱，按照截面形式--------等截面拱和变截面拱，按照构件形式-------实心拱和格构拱，按照结构材料-------混凝土拱、钢拱、砌体拱、木拱、胶合木拱等。 ➢拱的轴线形状越接近恒荷载条件下的理想压力曲线，就越能取得经济的效果。 ➢拱结构所用材料有金属、钢筋混凝土、木、砖、石等。
优点——按其自身重量与跨度的比值而言，拱结构是跨越空间最
经济的结构体系之一。
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大跨度建筑屋顶
（4）网架结构
平板网架结构可以看做是格构化的板，结构所用材料一般为钢材，也可用木材。分类：按网格组成-------交叉桁架体系、三角锥体系、四角锥体系、六角锥网架、蛛网式网架、折板型网架、组合网架、斜拉网架等。按弦杆层数-------双层网架、三（多）层网架。按网格构成方式-------交叉桁架体系、角锥体系、其它体系：蛛网式网架，折板型网架、组合网架、斜拉网架等。优点——网架结构平面形状灵活、结构自重轻、结构高度小、耗材省、空间刚度大、稳定性强、抗震性能优越，且杆件与节点比较规格化，利于工业化制作，安装方便。

11大跨度建筑的屋顶构造

2.金属瓦屋面构造层次：檩条、搁栅、望板、油毡、金属瓦（P145）
3.金属瓦屋面的划分——屋脊、天沟、接缝位置等
4.金属瓦的拼缝形式——竖缝、横缝
立咬口缝
立咬口缝
立咬口缝
支脚单平咬口缝
双平咬口缝
5.特殊部位的构造泛水——高度150～200mm，构造做法P146 天沟与斜沟——双平咬口缝，并用油灰或嵌缝油膏嵌封严密檐口——无组织排水的屋面，檐口瓦材净挑出墙面200mm 水落口——金属瓦向下弯折，铺入水落口的套管中。
2.彩板的品种与规格彩板——以0.4～1.0mm厚的薄钢板为基料，表面经过镀锌、涂饰面层、辊压成各种凹凸断面的型材。镀锌：增强表面的防腐蚀性能涂饰面层：进一步作防腐蚀处理和使板材获得各种色彩和质感醇酸涂料饰面，耐久年限7～10年聚酯和硅聚酯涂料饰面，耐久年限为12年以上聚氟乙烯高级饰面层，耐久年限20～30年，再加硅聚酯罩面层可达30～40年。
即：建筑防水、建筑热工、材料选择、构造做法、
建筑施工、建筑防火、建筑艺术等等
强调建筑技术、工艺、材料与建筑美学的结合与统一 2.屋顶构造组成：承重结构—— 屋面基层——有檩方案、无檩方案保温隔热层——位置灵活屋面面层——卷材、涂料、金属瓦、彩色压型钢板等特殊结构：1.薄壳、折板结构不需设屋面板
缺点：造价偏高，推广慢 2.橡胶卷材防水屋面构造：三元乙丙橡胶卷材屋面构造做法：卷材规格：1m宽，20m长胶粘剂：CX404 卷材拼接：搭接宽度至少100mm，用硫化性丁基橡胶作胶粘剂保护层：用银色着色剂，防止老化
3.2涂膜防水屋面
1.涂膜防水屋面的优缺点和适用范围基本原理—— 涂膜防水屋面的优点：耐气候性能较好，避免低温冷脆开裂、高温流淌常温下施工、操作简便、适用于各种形状的屋面、寿命较长（10年左右）、屋面自重轻（30N/㎡左右）适用范围：钢筋混凝土薄壳屋顶、拱屋顶等钢筋混凝土基层屋顶

大跨度建筑的结构类型及造型

桁架拱网架网壳膜材仅为表皮使用自身结构承载作用不能得到充分发挥结构跨度造型也受到支撑骨架的限制上海八万人体育上海八万人体育场与它前面的场与它前面的老上海万人体育老上海万人体育场场充气膜结构充气膜结构利用膜材料制成气囊充气后总利用膜材料制成气囊充气后总是以曲线和曲面来构成自己独特外是以曲线和曲面来构成自己独特外薄膜结构兼有承重和维护功能简薄膜结构兼有承重和维护功能简化建筑构造

薄壳结构形式
筒壳圆顶壳双曲扁壳双曲抛物面壳

双曲扁壳与双曲抛物面壳
北京火车站——双曲扁壳
薄壳结构的建筑造型

建筑造型是以各种几何曲面图形为基本，有圆筒形、圆球形、双曲抛物面形。不简单重复上述基本形式，而是巧妙地运用交贯、切割、改变参数等方法，重新组合再创造。造型独特新颖，突出建筑个性。
巴黎国家工业与技术中心陈列馆
三束锥状双曲面薄壳交汇于屋顶中心，立面呈抛物线形，上下双层壳板组成空腔壳体，平均厚度18CM,仅为跨度的 1/144。
美国麻省理工学院礼堂

埃罗· 沙里宁，1/8球面薄壳，平面为曲边三角形，边梁向上卷起，传递荷载至三个支座，地下埋设水平拉杆，平衡推力，铜板覆盖，玻璃幕墙曲面外墙。
肯尼迪机场候机楼
四片双曲面钢砼薄壳合围成屋顶，展翅飞翔的大鸟。采光带分开四部分，边梁朝支座逐渐加宽，适应增大的内力。模型实验，艺术与结构的完美结合，没有生硬的几何图形痕迹。
空间网格结构
多根杆件
以一定规律节点连接
平板网架曲面网壳空间结构形式
1、多向受力结构，整体性强，稳定，刚度大； 2、杆件主要承受轴向拉、压力，符合材料特性，节省； 3、结构高度小，有效利用空间； 4、杆件规格统一，易于生产。

建筑大跨度结构案例分析

8.1膜结构：内蒙古达拉特旗第五中学膜结构看台
8.2膜结构
9.1管桁结构：广州丫髻沙大桥主桥
大跨度桁架式钢管混凝土拱桥的非线性稳定控制指标，采用的竖转结构体系、 “变角度、变索力”的液压同步提升技术和平转、竖转相结合的施工控制技术
9.2管桁结构：成灌快铁犀浦站
犀浦站采用高站台建筑，为管桁结构加网片结构，就是水立方的建筑技术
1.2园拱屋顶结构：天津西站
金属编织状的屋面，跨度114米，施工人员先在空中10 米高架层上分组进行屋面拼接，然后再整体提升到50米，即站房的主体结构整个屋顶长度是386.15米，重量接近7万吨。在拱顶拼接完后，采取液压千斤顶群提升，整体提起来，再与两侧进行拼接，最终形成整个的拱结构
2.1刚架结构
悉尼歌剧院
6.2:薄壳结构：黄石新体育馆
该体育馆造型具有不规则、多面、薄壳结构的特点，是全国第二座薄壳结构设计建筑——第一座是广州歌剧院。该体育馆的最大跨度为111 米
6.3薄壳结构：广州歌剧院
广州歌剧院钢结构外壳采用空间组合折板式三向斜交网壳结构，钢结构总重约 10000吨，其中铸钢节点约 1100吨。整个结构为空间极不规则壳体结构，结构相互关系错综复杂，造型别具一格，宛如置于平缓山丘上的两块美丽的石头，静静地卧在珠江之畔。其中，“大石头”是1800座的大剧场及其配套的设备用房、剧务用房、演出用房、行政用房、录音棚和艺术展览厅；“小石头” 则是400座的多功能剧场及配套餐厅。两者皆为屋盖、幕墙一体化的结构，整体外壳最大长度约120米，高度43 米。
2.2门式刚架结构
• 门式刚架是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。近年来本公司研究人员结合工程设计对门式刚架结构受力性能、结构体系布置、节点变形性能、吊车梁优化设计和结构抗震性能等进行了系统研究，部分研究成果已为国家相关规范所采用。本公司开发的杆系结构分析设计软件 BSSAP含有门式刚架结构设计模块，已成功用于百余项门式刚架结构工程设计。本公司受施工单位委托完成的数十项门式刚架结构工程优化设计，优化后经济效益均十分显著，既为建设商节约了大笔资金，也为施工单位赢得了利润空间

大跨度压型拱形屋面规范

大跨度压型拱形屋面规范大跨度压型拱形屋面规范[拱形屋面、拱形屋顶、金属屋面、金属屋顶、膜结构、山东膜结构、淄博膜结构、钢结构、PC板等]中国建筑金属结构协会关于公布《压型钢板拱形屋盖结构应用暂行规定》的通知中建金协字(99)036号各有关单位：压型钢板拱型屋盖结构自国外引进以来，在我国推广应用很快。

但近年的试验研究表明，这种结构对荷载和制作缺陷比较敏感，一旦处理不当，很容易发生事故。

为了确保安全，由我协会建筑钢结构委员会组织有关单位编制了《压型钢板拱型屋盖结构应用暂行规定》，现予公布。

在有关技术标准正式颁发前，各单位可按照本规定执行，严格控制工程质量。

本规定由建筑钢结构委员会负责解释。

在执行过程中，有什么问题和意见请及时反馈给负责解释的单位。

一九九九年十月八日压型钢板拱形屋盖结构应用暂行规定中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会1999年10月8日一、总则1．0．1为指导压型钢板拱形屋盖结构的设计、制作和施工，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规定。

本规定为推荐性文件。

在有关技术标准发布前,按照本规定签订的合同,可作为工程验收的依据。

1．0．2压型钢板拱形屋盖结构系指用特定机组，将厚度0．6mm_1．5mm 的钢板先辊轧成直形槽板，再辊轧成圆弧形全跨长的拱板，然后通过咬合锁边形成的整体拱形屋盖结构。

1．0．3压型钢板拱形屋盖结构适用于正常环境条件下有较高净空要求的公共建筑(如展览厅、体育馆、市场、客运站等)，一般工业、农业生产建筑(如车间、仓库、车库、舍房等)，临时建筑和军用房屋。

如未采取可靠措施，压型钢板拱形屋盖不得在强腐蚀、局部高温和飞砂石环境中，以及有直接动力荷载的情况下使用。

1．0．4凡本规定未作规定的事项，均应按照国家现行有关技术标准执行。

二、材料2．0．1压型钢板拱形屋盖结构宜根据耐久性要求，选用不同类型的彩色涂层热镀锌钢带(以下简称钢带)制作。

注：对耐久性要求高的建筑，当有条件时，尚可选用彩色涂层热镀铝锌合金钢带制作。

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- 结构理论摘要：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，具体如下文所示：关键词：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。

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

第九章大跨屋盖结构

厦门国际会展中心
厦门国际会展中心
81×81米有柱展厅，屋盖采用双向空间钢桁架结构。桁架下弦标高为10.55米，桁架高度H=4.0米，钢桁架沿纵向间距为27米，沿横向间距为9米，均支承在钢筋砼柱柱顶，由于该区屋面为屋顶花园，屋面活荷载按8.0KN/m2设计,故屋盖承重结构选用钢桁架,并且正交桁架高度相等,弦杆为刚接,在纵向垂直支撑、系杆的保证作用下形成空间桁架结构体系。
(6)如果需要考虑温度变化引起的网架内力，可采用空间桁架位移法，或近似计算方法。 (7)对非抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合应按国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009—2001 的规定进行计算。 (8)对抗震设计的网架，荷载及荷载效应组合尚应符合国家标准《建筑抗震设计规范》的规定。
五、网架高度及网格尺寸 ⑴网架高度：与屋面荷载、跨度、平面形状、支承条件及设备管道等因素有关。下列情况时，网架高度大些： A、屋面荷载较大、跨度较大时； B、狭长平面时，单向传力明显时； C、点支承网架； D、网架中有穿行管道时。
⑵网格尺寸：与网架高度关系密切。 A、斜腹杆与弦杆夹角在40°～55°之间为宜； B、网格尺寸要与屋面材料相适应，直接铺设钢筋混凝土板时尺寸不宜大于3m。 C、若采用有檩体系时，檩条长度一般不超过6m。对周边支承的各类网架高度及网格尺寸按下表选用。
— 系数，对钢管杆件网架取1.0；对型钢杆件网架取1.2。
2、网架结构的可变荷载有： ①屋面(或楼面)活荷载； ②雪荷载(雪荷载不应与屋面活荷载同时组合)； ③风荷载，由于网架刚度较大，自振周期较小，计算风载时可不考虑风振系数的影响； ④积灰荷载； ⑤吊车荷载(工业建筑有吊车时考虑)。 3、抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋盖结构可不进行竖向抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的地区，网架屋盖结构应进行竖向抗震验算。

建筑构造—大跨度结构屋顶

（365m，帐篷结构）
2、大跨度结构形式可分为三大类
按照结构的材料分类： ——砌体结构 ——木结构 ——混凝土结构 ——钢结构 ——膜结构 ——索结构 ——复合材料结构
第二：按照结构的空间布置形式分类，可以分为平面结构和空间结构两类。
• 平面结构体系
• 空间结构体系
——桁架 ——刚架 ——拱
——……
屋架的类型
（1）、木屋架特点：节间大小均匀，杆件内力不致突变太大适宜跨度：９～２１米最经济跨度：９～１５米节间长度：1.5~2.5m
（2）、钢屋架特点：小桁架的组合，杆件长度较短下眩受拉适用跨度：３６米以上
（3）、钢筋混凝土屋架受力性能好结点杆件数不多于5 腹杆与玄杆夹角不小于30度
三、大跨度建筑屋顶的类型及其特点
1、桁架结构
各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。
受力特点
优点：受力性能好（受力均匀，材料利用充分）扩大了梁式结构的适用跨度桁架可以用多种材料制造桁架体型可以多样化施工方便
2、门式刚架的结构特点与适用范围
（1）、从连接方式分：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
无铰刚架：超静定刚架，结构刚度大，但地基有不均匀沉降时，将使结构产生附加内应力
有铰刚架：静定刚架，地基有不均匀沉降时，对结构不会产生附加内应力，但跨度大时，刚度较差，一般用于小跨度（12m）和基础较差的情况
(一)70年代中期以前的大跨度建筑:
近些年来，大跨度建筑新结构屋顶可分为以下类型：
⒈钢筋混凝土薄壳顶：