悬索结构的分类

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03-讲义：1.4 杆件结构的分类

第四节杆件结构的分类这里将对结构力学主要研究对象—平面杆件结构进行分类。

杆件结构可根据其计算简图，从不同的方面进行分类。

比如，若按计算特性来划分，杆件结构可分为静定结构和超静定结构两大类。

静力结构的全部支座反力和内力可由静力平衡条件唯一确定；而对超静定结构，不能由静力平衡条件确定全部支座反力和内力，还必须考虑变形条件。

杆件结构通常按受力特性来划分，可分为梁、刚架、拱、桁架、组合结构及悬索结构六大类型。

一、梁如图1-16所示，梁是一种受弯构件，它的轴线一般为直线。

在竖向荷载作用下不产生水平方向的支座反力，其内力一般有弯矩和剪力，以弯矩为主。

梁有静定梁和超静定梁。

单跨静定梁有简支梁（图1-16(a)）、悬臂梁（图1-16(b)）和外伸梁（图1-16(c)），如图1-16(d)所示为多跨静定梁。

图1-16(e)、1-16(f)分别为单跨、多跨的超静定梁。

二、刚架如图1-17所示，刚架是由梁和柱组成，结点多为刚结点。

其内力一般有弯矩、剪力和轴力，以弯矩为主。

刚架有静定刚架（图1-19(a)和图1-19(b)）和超静定刚架(图1-19(c))所示。

图1-16 梁(a)简支梁(b)悬臂梁(c)外伸梁(d)多跨静定梁(e)单跨超静定梁(f)多跨超静定梁图1-17 刚架(a)三铰刚架（b）两层静定刚架(c)超静定刚架三、拱如图1-18所示，拱的轴线一般为曲线，且在竖向荷载作用下会产生水平推力，这使得拱内弯矩、剪力比相应梁中内力要小得多，拱的内力以压力为主。

图1-18(a)所示为三铰拱，它是静定拱。

图1-18(b)、1-18(c)所示分别为两铰拱和无铰拱，它们为超静定拱。

图1-18 拱(a)三铰拱(b) 两铰拱(c) 无铰拱四、桁架如图1-19所示，桁架全由两端铰接的链杆组成。

当仅受结点荷载作用时，桁架各杆只有轴力（拉力或压力）。

图1-19(a)为静定三角形桁架，图1-19(b)为超静定平行弦桁架。

图1-19 桁架(a) 静定桁架(b) 超静定桁架五、组合结构如图1-20所示，组合结构由只承受轴力的链杆和主要承受弯矩的梁式杆组成，其中含有组合结点。

第四讲民用建筑的空间组合

缩短交通流线，使空间布局紧凑，其具体方法有： ①加大建筑物进深：平面组合时尽可能加大进深，有助于节约用地和使平面布局紧凑。增加层数： ②增加层数：在不影响功能使用的前提下，适当增加建筑物层数，也有利于使空间布局紧凑。 ③降低层高：降低层高：降低层高不仅直接减少楼梯间的空间，减少上下楼的疲劳，而且可使空间利用更加充分，节约建设投资。 ④建筑物尽端布置大空间，可缩短过道长度。四）结构选型合理：四）结构选型合理：民用建筑中常用的结构形式有：墙体承重结构、框架结构和空间结构。
2、框架结构框架结构的特点：采用钢筋混凝土柱和梁作为承重构件，而分隔室内外空间的维护结构和内部空间的分隔墙均不作为承重构建（即：承重系统与非承重系用明确分工）。建筑的内部空间组合亦获得较大的灵活性，可根据功能需要将柱、梁等承重结构确定的较大空间进行二次空间组织，空间可开敞、半开敞或封闭，空间形状可随意分隔成不规则形状。空间结构在民用建筑中常见的空间结构形式有：悬索结构、空间薄壁结构和网架结构等。 3、悬索结构：悬索结构主要是充分发挥钢索耐拉的特性，以获得大跨度空间。
常见的悬索结构类型有：单向、双向和混合。 4、空间薄壁结构：（即为薄壳结构） 5、空间网架结构：网架结构多采用金属管材制造，能承受较大的纵向弯曲力，用于大跨度公共建筑。五）设备布置恰当五）设备布置恰当民用建筑中的设备主要包括：上、下水（即为给、排水），采暖通风，空气调节以及电气照明等。在空间组合时应考虑以下方面： 1、充分考虑设备的要求，使建筑、结构、设备三方面相互协调；设备三方面相互协调；恰当地安排各种设备用房的位置； 2、恰当地安排各种设备用房的位置； 3、空调房间的散热器、送风口、回风口以及消防设备的布置，除考虑使用要求外，还要与建筑细部装修处理相配合；外，还要与建筑细部装修处理相配合；

土木工程导论复习(河海大学包耘)

第二章基础工程基础：将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构部分称为基础。

地基：把土层中附加应力与变形不能忽略的那部分土层或岩层称为地基。

地基类型：埋置深度不超过5M者称为浅基础，大于5M者称为深基础。

浅基础：当基础位于天然基础之上、埋深小于5m的一般基础（柱基或墙基）以及埋深虽超过5m，但小于基础宽度的大尺寸基础，称为浅基础。

浅基础埋深浅，用料少，施工简单，工期短，节约成本，设计时宜优先考虑。

浅基础类型：刚性基础、扩展基础。

刚性基础：由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。

弱点是材料抗拉、抗弯强度较低，适用于层数较少的民用建筑。

扩展基础：当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础，亦称延性基础。

整体性好，抗弯强度大，特别适用于基地面积大二必须埋浅的情况。

浅基础按构造分类：单独基础、条形基础、筏板基础、箱型基础、壳体基础。

单独基础：一般，柱的基础都是单独基础。

条形基础：连续设置成长条形的基础，称为条形基础。

筏板基础：当地基特别软弱，荷载较大时，将基础底板做成一片连续的等厚度钢筋混凝土板，作为房屋的基础，称为筏板基础。

箱型基础：当基础特别软弱，荷载较大时，将基础做成由钢筋混凝土整片底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱型结构，称箱型基础。

壳体基础：为改善基础的受力性能，基础的形式做成各种形式的壳体，称壳体基础。

深基础：位于地基深处承载力较高的土层上，埋深大于5m或大于基础宽度的基础，称为深基础。

当地基上部为软弱土层，且荷载很大，浅基础不能满足地基变形与强度要求，可利用地基下部较坚硬的土层作为基础的持力层而设成深基础。

深基础类型：桩基础、地下连续墙、沉井基础和沉箱基础。

桩基础按桩身材料分类：木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩。

按桩的制作方法分类：预制桩、灌注桩。

预制桩：刚度大，适宜用在新填土或极软弱的地基。

灌注桩：因成孔方法不同，有沉管灌注桩、钻孔灌注桩、钻孔扩底灌注桩、爆扩灌注桩、人工挖孔灌注桩。

结构选型试卷1-6

试题一1、混合结构房屋在结构布置时，应优先选用横墙承重方案或纵横墙承重方案。

2、根据拉索布置的不同，悬索屋盖结构有三种体系，即双层悬索体系、单层悬索体系、交叉索网体系。

3、薄膜结构可分为充气薄膜结构、悬挂薄膜结构、骨架支撑薄膜结构。

4、单向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板→次梁→主梁→墙或柱→基础→地基。

5、沉降缝两侧结构的连接处理方式有简支板、简支梁、悬挑板、悬挑梁等四种。

6、折板结构一般由折板、边梁、横隔三部分组成。

7、三铰拱在竖向均布荷载作用下合理拱轴线为圆弧线。

8、从截面形式看，钢刚架结构有实腹式、格构式两种类型。

9、按照杆件的布置规律不同，平板网架结构分为交叉桁架体系、角锥体系两类。

10、双曲抛物面扭壳的形式有双倾单块扭壳、单倾单块扭、组合型扭壳。

1、横墙承重的砌体房屋，适合下列哪几种建筑：（C）A.多层商场B.医院C.多层住宅D.教学楼2、气压式薄膜结构的工作原理相当于：（BC）A.热气球B.轮胎C.游泳救生圈D.降落伞3、网架的高度主要取决于（A）A.网架的跨度B.荷载的大小C.支承条件D.起拱程度4、根据拉索布置方式的不同，悬索屋盖的结构类型有:（ABD）A.单层悬索体系B.双层悬索体系C.平行悬索体系D.交叉悬网体系5、根据剪力墙开洞大小以及受力性能的不同，可将剪力墙结构分为哪几种：（ABCD）A.整截面剪力墙B.小开口剪力墙C.双肢剪力墙D.壁式框架6、高层建筑框架结构体系在非地震区的建设高度不宜超过（B）米。

A.50B.60C.55D.657、对于边梁下无中间支承且L1/L2≥3的长折板，可沿纵横方向分别按（A）计算。

A.梁理论B.拱理论C.薄膜理论D.半弯矩理论8、钢筋混凝土刚架在构件转角处为避免受力过大，可采取（ABC）措施。

A.加腋B.圆弧过渡C.采用空腹刚架D.减小截面9、对称性对于建筑结构的抗震非常重要，对称性包括：（BCD）A.建筑体型的对称B.质量分布的对称C.结构抗侧刚度的对称D.建筑平面的对称10、平板网架结构中的角锥体有哪几种：（ABD）A.三角锥B.四角锥C.五角锥D.六角锥三、名词解释。

结构类型

砖混结构通过纵横砖墙承担竖向荷载和水平荷载，如图所示。但砖虽然有一定强度，但延性不足，容易脆断，一旦断裂将很快失去承载能力，如图所示。砖混结构属于偏刚不柔，适当添加带有柔性性质的钢筋混凝土圈梁与构造柱能够有一定改善，因为混凝土是刚性的，钢筋是柔性的，能做到刚柔并济。
砖混结构
图为云南屏边五家寨人字拱桥架于悬崖之间，在包括设计师埃菲尔参与的方案竞标中，法国工程师Paul Bodin胜出，该桥所有钢材均从法国运抵云南，竣工于光绪年间（1908年），至今110余年仍在通车，两个斜撑三角桁架分别与简支梁弯矩图形状相似，这个在日本轰炸中幸存的、被载入世界名桥史册的铁路钢桥，其力学完美程度不输埃菲尔铁塔。
拱结构
该楼四个拱支座
蒙皮结构
蒙皮结构来源于飞机和船舶行业，在建筑领域是通过建筑表面覆盖材料的强度和刚度，来参与协助主结构受力，对建筑物的整体刚度起加强作用。图为蒙皮结构-美国F-117隐形战机和美国One Mellon银行大厦
转动结构
转动结构多采用内部筒体，外部悬挑楼层，图为迪拜转动建筑可享受 360度阳光与海景。
框架结构
剪力墙结构
剪力墙结构通过剪力墙提供竖向承载力和抗侧力，较之于框架结构，墙的抗侧力比柱子抗侧力好，适合做高层建筑，如图所示。
框架-剪力墙结构
既有框架柱又有剪力墙的结构称之为框架 -剪力墙结构，框架和剪力墙组成了多道防线，如图所示。
框架-斜撑结构 (小斜撑结构)
小斜撑结构用斜撑代替部分剪力墙，达到提高抗侧力的效果，如图所示。
斜拉结构-杭州黄龙体育场
混合型
拱-索网混合结构-北理工体育馆

建筑结构分类

建筑结构分类建筑结构是指建筑物中构成建筑整体框架的各个构件以及它们之间的相互关系和组织方式。

根据不同的功能需求和地理环境等因素，建筑结构可以分为多种类型。

本文将对建筑结构进行分类和介绍。

一、按结构材料分类1. 钢结构钢结构是指建筑物主体骨架采用钢材构件进行组装和连接的结构。

钢结构具有轻巧、强度高和抗震性能好等特点，被广泛应用于高层建筑、桥梁和大跨度建筑等领域。

2. 混凝土结构混凝土结构是指建筑物主体骨架采用混凝土构件进行组装和连接的结构。

混凝土结构具有抗压性能好、施工方便等优点，被广泛应用于住宅、商业建筑和基础设施等领域。

3. 木结构木结构是指建筑物主体骨架采用木材构件进行组装和连接的结构。

木结构具有良好的环保性能和装饰效果，被广泛应用于别墅、民居和日式建筑等领域。

4. 砖石结构砖石结构是指建筑物采用砖石材料进行施工的结构。

砖石结构具有较好的隔热、隔音性能，适用于建筑物的墙体和地基等部位。

二、按结构形式分类1. 框架结构框架结构是一种由柱、梁和面板组成的骨架结构。

框架结构通常用于多层建筑，具有刚性好、承重能力高的特点。

2. 梁柱结构梁柱结构是一种由梁和柱组成的骨架结构。

梁柱结构广泛应用于各种建筑物，如公共设施、厂房和住宅等。

3. 壳体结构壳体结构是一种由曲面构件组成的结构形式，如圆顶、穹顶等。

壳体结构具有美观、灵活性好的特点，被广泛用于大型体育馆、博物馆和机场等。

4. 悬索结构悬索结构是一种将悬索与承重体直接相连的结构形式。

悬索结构具有跨度大、景观效果好的特点，常用于桥梁和大跨度建筑物。

三、按结构功能分类1. 承重结构承重结构是建筑物中起承重作用的结构，如柱、梁和墙体等。

承重结构承担着建筑物的重量和荷载，确保建筑物的稳定和安全。

2. 抗震结构抗震结构是在地震活动区域为了减少地震力对建筑物的影响而设计的结构形式。

抗震结构具有良好的抗震性能，能够有效保护建筑物和人员的安全。

3. 隔热隔音结构隔热隔音结构是为了提高建筑物的隔热和隔音效果而设计的结构形式。

悬索结构的建筑分类

悬索结构的建筑分类悬索按受力状态分成平面结构和空间结构。

平面悬索结构主要在一个平面内受力的平面结构，多用于悬索桥和架空管道。

按结构形式分为：①单层悬索结构。

可用做柔式悬索桥，也可用于屋盖，结构刚度较小，在可变荷载作用下变形较大，宜在索上铺设重屋面。

②加劲式单层悬索结构。

通过在索下面若干吊杆吊有加劲桁架（或加劲梁），以增强结构的刚度。

③双层悬索结构。

其上索与下索曲率相反，并通过其间的受拉斜腹杆中施加预应力而具有较好的刚度。

空间悬索结构一种处于空间受力状态的结构，多用于大跨度屋盖结构中。

按结构形式分为：①圆形单层悬索结构。

用于圆形平面的屋盖，其索按辐射状布置，整个屋面形成下凹的旋转曲面。

各根索的外端固定于周边的钢筋混凝土圈梁上，内端固定于圆心附近的拉环上。

当圆心处允许设柱时，可形成伞形悬索结构。

②圆形双层悬索结构。

其外形与上述结构类似，只是有上下两层索，从而可以有不同布置形式的预应力拉杆以增强刚度。

中国北京工人体育馆直径94米的比赛大厅屋盖即采用了这种结构形式。

其圆心附近的拉环除承受环向拉力外，在竖直方向还承受压力。

③双向正交索网结构。

由互相正交的两组索组成。

下凹的一组为承重索，上凸的一组为稳定索，两组索形成负高斯曲率的曲面。

对其中一组索施加预应力时，另一组索也同时获得预应力的效果。

通过施加预应力，可使两组索在屋面荷载作用下始终贴紧，且获得良好的刚度。

这种索网可用于椭圆平面、矩形平面、菱形平面或其他平面的屋盖。

意大利米兰体育馆屋盖采用了圆形平面的马鞍形索网结构，直径140米，是目前世界上最大的索网结构。

中国浙江省人民体育馆屋盖采用80×60米椭圆平面的马鞍形索网，其索端固定于一个空间曲梁上。

为了减小曲梁内的弯矩，在索网下还设置了一层水平拉索。

除上述悬索结构外，工程中还常用斜拉索结构，如斜张桥和斜拉索屋盖。

这种斜拉索主要是用来减小屋面或桥面结构构件的跨度，以满足整个结构的大跨度要求和达到节省材料的目的。

结构

平面受力结构体系有两个方面的优点，其一是荷载为单向传递，给计算分析带来方便；其二是桁架，钢架，拱等主体传力结构与屋面板结构是分离的，给结构吊装带来方便。

其缺点是结构内力较大，材料强度得不到充分利用，材料用量增大，空间整体性减弱，结构安全性降低。

薄壁结构指结构的厚度远较长度和宽度小，一般由金属或钢筋混凝土制成，并布置成空间受力体系。

薄壳：壳体结构一般是由上下两个几何曲面所构成的薄壁空间结构。

这两个曲面之间的距离称为壳体的厚度。

当此厚度远小于壳体的最小曲率半径时，称为薄壳。

在杆系结构中，梁主要受弯矩和剪力的作用，而拱主要受轴力作用，因此，拱式结构比梁式结构受力合理，节省材料。

在面结构中，平板主要受力矩的作用（包括双向弯矩及扭矩）薄壳结构主要靠曲面内的双向轴力及顺剪力承重。

壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理性，而不是以增大其结构截面尺寸取得的。

曲率：是描述曲线的弯曲程度的量值，其倒数为曲率半径。

曲率半径：是这段圆弧为一个圆的一部分时所成圆的半径。

在曲面上取一点E，曲面在E点的法线为z轴，包括z轴可以有无限多个剖切平面，每个剖切平面与曲面相交，其交线为一条平面曲线，每条平面曲线在E点有一个曲率半径。

不同的剖切平面上的平面曲线在E点的曲率半径一般是不相等的。

这些曲率半径中，有一个最大和最小的曲率半径，称之为主曲率半径，分别用R′和R表示。

高斯曲率：设曲面在E点处的两个主曲率为k1，k2，它们的乘积k＝k1·k2称为曲面于该点的总曲率或高斯曲率。

它反映了曲面的弯曲程度。

薄壳结构的曲面形式：旋转曲面平移曲面直纹曲面薄壳结构的内力分为两类，作用于中曲面内的薄膜内力和作用于中曲面外的弯曲内力。

圆顶的下部支撑结构：（1）圆顶结构通过支座环支撑在房屋的竖向承重构件上（如砖墙，钢筋混凝土柱等）（2）圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上（3）圆顶结构支撑在框架上。

（4）圆顶结构直接落地并支撑在基础上。

圆顶的薄膜内力圆顶上任意一点的位置经线与纬线的交点确定薄膜内力只要是作用在单位环向弧长上的经向轴力以及作用在单位经向弧长上的环向轴力。

结构力学第一章

2、刚架：刚架由梁和柱组成，结点多为刚结点。其内力一般有弯矩、剪力和轴力，以弯矩为主。
3、拱：拱的轴线为曲线，且在竖向荷载作用下会产生水平反力（推力）。这使得拱内弯矩和剪力比同跨度、同荷载的梁的为小。其内力以压力为主。
4、桁架：桁架由直杆组成，所有结点都为理想铰结点。当仅受结点集中荷载作用时，其内力只有轴力（拉力和压力）。
2. 薄壁结构（或板壳结构）：构件的厚度远小于长度和宽度；
3. 实体结构：构件的长、宽、高三个尺寸大致相近。
二、结构力学的研究对象及任务
研究对象：（第一类）杆件结构任务： 1、组成规律
2、内力计算 3、位移计算 4、稳定性计算
注意: 结构力学与材料力学的联系与区别：材料力学研究单根杆件的强度、刚度和稳定性；结构力学则是研究杆（杆件）结构的内力、位移和稳定性。
（3）组合结点（或称半铰）在同一个结点上，某些杆件相互刚结，而另一些杆件相互铰结。如下图：
4.
支座的简化结构与基础的连接装置称为支座。支座的作用是把结构固定于基础上，结构所受的荷载通过支座传递到基础和地基。支座对结构的反作用力称为支座反力。平面结构支座的类型：（1）活动铰支座：由一根支撑链杆表示。
在实际工程结构中，杆件与杆件连接的构造做法是多种多样的，但是计算简图中的结点通常简化为以下三种理想情况：（1）刚结点刚结点的特点是：被连接的杆件在结点处既不能相对移动，也不能相对转动；在刚结点处不但能承受和传递力，而且能承受和传递力矩。
（2）铰结点铰结点的特点是：被连接的杆件在结点处不能相对移动，但各杆可绕铰自由转动；在铰结点处可以承受和传递力，但不能承受和传递力矩。木屋架的结点比较接近铰结点。铰结点用小圆圈表示。

建筑结构形式分类

建筑结构形式分类建筑结构是指建筑物中支撑和承载荷载的构件和系统，它决定了建筑物的稳定性、安全性和使用性能。

根据建筑结构的形式和特点，可以将建筑结构分为以下几类。

一、框架结构框架结构是建筑中最常见的一种结构形式，它由柱、梁和框架组成。

框架结构的特点是刚性好、稳定性强，适用于大跨度的建筑。

常见的框架结构有钢结构框架和混凝土框架。

钢结构框架通常用于高层建筑和大跨度的场馆，具有自重轻、施工速度快的优点；而混凝土框架结构则适用于多层住宅和办公楼等建筑。

二、壳体结构壳体结构是一种以曲面为主要构造形式的建筑结构，它具有自重轻、刚度高、抗震性能好的优点。

常见的壳体结构有穹顶、拱壳、抛物面和双曲面等形式。

壳体结构广泛应用于大型体育馆、展览馆和剧院等建筑，它不仅能够满足功能需求，还能够形成独特的建筑形象。

三、悬索结构悬索结构是利用预应力钢缆或钢索来支撑建筑物的一种结构形式。

悬索结构的特点是跨度大、自重轻、构造简单。

常见的悬索结构有斜拉桥和悬索桥。

斜拉桥是利用倾斜的钢缆来支撑桥面荷载的一种桥梁形式，它具有美观大方、造价较低的优点；而悬索桥则是利用悬挂在主塔上的大跨度钢缆来支撑桥面的一种桥梁形式，它具有跨度大、刚度高的特点。

四、筒体结构筒体结构是由圆筒形构件组成的一种建筑结构形式，它具有自重轻、稳定性好的特点。

常见的筒体结构有水塔、烟囱和立交桥等。

水塔是储存供水的设施，它通常采用筒体结构，具有稳定的结构性能和美观的外观；烟囱是用于烟气排放的设施，它的筒体结构能够有效地排除废气；立交桥是由多个桥墩和梁组成的道路交叉设施，它的桥墩采用筒体结构，既能够承载荷载，又能够增加美观度。

五、剪力墙结构剪力墙结构是利用墙体来承担荷载的一种结构形式，它具有刚性好、抗震性能强的特点。

剪力墙结构广泛应用于高层建筑和地下室等场所。

剪力墙一般设置在建筑的立面或内部，能够有效地分散荷载并提高建筑的整体稳定性。

建筑结构形式的分类主要包括框架结构、壳体结构、悬索结构、筒体结构和剪力墙结构等。

第九章大跨度建筑结构

• 屋面防水需要
• 使用环境需要 • 屋架结构的跨度
4.桁架结构的布置 •桁架跨度：3m为模数
•桁架间距：6m、7.5m、9m、12m
三. 拱结构
拱结构
1. 受力特点和水平推力的处理方式
杆件为压弯构件，产生水平推力 H=M/f
• 拱轴形式的选择： • 合理的拱轴线，只有轴力，没有弯矩 • 均布荷载：二次抛物线
辐射形布置：内环受拉、外环受压
网状布置：
双层悬索体系
特点：
稳定性好，整体刚度大，反向曲率的索系可以承
受不同方向的荷载作用。适宜采用轻屋面，如铁皮、铝板、石棉板等屋面材料和轻质高效的保温材料，以减轻屋盖自重、节约材料、降低造价。
分类：单曲面、双曲面、 1．单曲面双层拉索体系
常用于矩形平面的单跨或多跨建筑
短向跨度L=30~60m时，取（1/12~1/16）L 短向跨度L>60m时，
取（1/14~1/20）L
腹杆布置
交叉桁架体系：腹杆倾角40~55度角锥网架：腹杆倾角60度大跨度网架：再分式腹杆
4. 平板网架的支承方式
周边支承于柱每个结点都设置柱周边不设置边桁架用钢量省
适用范围：大跨度和中等跨度
横隔：6 ～ 12m
球壳
f < 1/5 L1
L2/L1 < 2
t ～1/600R 且 > 40mm
五. 折板结构
巴黎，联合国教科文组织会议厅（1953～1958）
六. 网架结构
1. 网架结构的特点、优点与适用范围
• 特点：平面桁架相互交叉结合而成 • 优点： • 多向受力的空间结构，跨度大 • 刚度大，稳定性好
气压式薄膜
气承式

常见建筑结构体系及其特点

常见建筑结构体系及其特点一、混合结构体系混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构，而墙、柱和基础采用砌体结构建造的房屋。

也可认为是指同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构根据承重墙所在的位置划分为横墙承重方案其受力特点是：主要靠横墙支撑楼板,横墙是主要承重墙。

纵墙主要起维护、隔断和维持横墙的整体作用，故纵墙是自承重墙。

该方案的优点是：横墙较密，房屋横向刚度大，整体刚度好，其缺点是：平面布置不灵活。

纵墙承重方案其特点是：把荷载传给梁，由梁传给纵墙,纵墙是主要承重墙，横墙只承受小部分荷载,横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要，它的间距比较大。

优点是：房屋的空间可以比较大,平面布置比较灵活，墙面积较小，缺点是：房屋的刚度较差。

纵横墙承重方案根据房屋的开间和进深要求，有时需要纵横墙同时承重，即为纵横墙承重方案。

这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定，横墙的间距比纵墙的小，所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。

内框架承重方案房屋有时由于使用上要求，往往要用钢筋混凝土柱代替内承重墙，以取得较大的空间。

其特点是：由于横墙较小，房屋的空间刚度较差。

二、框架结构体系框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。

它同时承受竖向荷载和水平荷载。

由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架，当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时,该结构体系成为框架结构体系。

有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。

框架结构体系具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构。

同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期.框架结构体系的缺点为：①框架节点应力集中显著；②框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性;③对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难,影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理。

公共建筑设计原理的总复习提纲全

公共建筑设计原理总复习提纲内部资料注意保密一、考试题型：一、填空题每空1分,共20分……………………………………………二、单项选择题每小题2分,共30分……………………………………………三、判断改错题每小题2分,共10分……………………………………………四、简答题每小题5分,共20分……………………………………………五、论述题共20分,任选题,共2 小题,任选1 题,多选不得分……………………………………………二、成绩考核：1、期末考试：70%2、平时成绩：30%作业 + 出勤……………………………………………三、总复习提纲内容:一填空题、单项选择题、判断改错题：1、民用建筑的分类两大类：公共建筑、居住建筑2、建筑物按照使用性质的分类三大类：居住建筑公共建筑、工业建筑3、公共建筑群体空间组合的类型有哪些两种：分散式布局和中心式布局4、高层建筑建筑总高度超过24m5、衡量群体组合最终的标准和尺度是什么它是否达到了统一6、公共建筑空间的主要构成三个主要部分组成：主要使用空间、次要使用空间辅助空间、交通空间7、办公建筑的主要使用性质的房间可分为办公和公共两大部分;8、教学楼、图书馆、幼儿园建筑的主要使用房间是9、10、9、公共建筑的走道净宽一般不应小于1100 mm;10、公共建筑中专供通行用的过道宽度一般在1.5m以上;11、过道供3股人流通行时其宽度是1650mm;12、公共建筑中坡道的坡度一般为8% ~15% 113、残疾人坡道坡度为不大于1：1214、建筑楼梯每个梯段的踏步数一般不应超过18级,亦不应少于3级;15、一般自动扶梯的坡度为30°左右;16、公共建筑中,为防火疏散需要至少要设置2部楼梯;17、光源与人眼处于0~30度时眩光最强烈;18、公共建筑常用的结构形式有：混合结构、框架结构、空间结构;19、混合结构的缺点见讲义P6120、框架结构最明显的特点承重系统与非承重系统有明确的分工21、钢筋混凝土框架结构体系常采用的柱距尺寸是6-9m22、大跨度建筑的结构形式有网架结构、壳体结构、悬索结构、充气结构;23、壳体结构体系的优点结构重量小、结构受力均匀、有较大的刚度24、公共建筑的交通联系部分可分为哪几种形式三种形式：水平交通、垂直交通、枢纽交通25、高层建筑的交通组织以什么为主垂直交通结合水平交通26、小型建筑的人流安排多采用的组织形式是平面的组织方式27、大型观演建筑的人流安排多采用的组织形式是综合的组织方式28、建筑构图的基本规律是多样统一;29、形式美的规律有哪些6个规律,见讲义P531、统一与完整2、对比与微差3、均衡与稳定4、韵律与节奏5、比例与尺度6、主从与重点30、韵律的形式有哪些重复连续的韵律、渐变的韵律、交错的韵律、起伏的韵律31、处理建筑构图中的主从关系时,可运用的对比手法有哪些32、建筑物能否正确地表现出其真实的大小,在很大程度上取决于什么处理立面处理33、有效面积使用面积结构面积使用面积系数见讲义P70有效面积——建筑平面中可供使用的面积使用面积——有效面积减去交通面积结构面积——建筑平面中结构所占的面积1有效面积系数=有效面积/建筑面积2使用面积系数=使用面积/建筑面积3结构面积系数=结构面积/建筑面积4建筑体积的有效面积系数=有效面积/建筑体积5有效面积的建筑体积系数=建筑体积/有效面积34、一般的采暖系统包括热水和蒸汽两种方式;35、学校、会堂、影剧院适合哪种采暖方式蒸汽采暖方式36、幼儿园、医院、宾馆适合哪种采暖方式热水采暖方式37、常见的空气调节系统包括哪些三种形式：集中空调系统、高速诱导系统、风机盘管系统38、宾馆建筑常采用的空气调节系统是高速诱导系统39、适用影剧院、体育馆等建筑的空气调节系统是集中空调系统40、空气调节主要是指调节室内的温度、湿度、风速、洁净度41、人工照明的光源有哪些形式三种形式：白炽灯、荧光灯和碘钨灯42、三种光源的特性对比 1.白炽灯和碘钨灯的光色偏暖,荧光灯的光色偏冷2.碘钨灯比白炽灯体积小、亮度高、寿命长；3.荧光灯比白炽灯发光效率高,耗电少,寿命长4.白炽灯和碘钨灯容易产生眩光;43、解决眩光的措施同简答题111.加大灯具保护角2.控制光源不外露3.提高光源悬挂高度4.选用间接照明或漫射照明44、世贸大厦的建筑设计者是谁日裔美国建筑师雅马萨奇45、塔式板式高层建筑板式高层建筑的优、缺点塔式、板式的代表作品见讲义46、公共建筑的空间组合形式有哪些五种：分隔性、连续性、观演性、高层性、综合性46、内廊式的布局走道的优、缺点同简答题4347、体育馆、影剧院建筑常采用的空间组合形式是观演性空间组合48、陈列馆、博物馆建筑常采用的空间组合形式是连续性空间组合49、学校、行政、医院办公建筑常采用的空间组合形式是分隔性空间组合50、观演性建筑中视觉最好的位置是主席团,以满足举行仪式要求;51、以展览类建筑为代表的连续性的空间组合可分为哪些形式五种形式：串联的空间组合形式、放射的空间组合形式、串联兼通道的空间组合形式、兼有放射和串联的空间组合形式、综合性大厅的空间组合形式……………………………………………二简答题：1、公共建筑按用途分类可分为哪些答：办公建筑包括写字楼、科技研楼、政府部门办公室等；商业建筑如商场、超市、购物中心、金融建筑等；文教建筑学校,图书馆、文化馆、少年宫等；医疗建筑医院、疗养院,诊所；通信建筑如邮电、通讯、广播用房；交通建筑如机场、车站,旅客站,水运码头建筑等；体育建筑体育馆等；演出建筑剧院,电影院,音乐厅,歌剧院；纪念建筑纪念馆、纪念堂,纪念碑等；展览建筑博物馆等；景观建筑风景园林或城市景观建筑;2、公共建筑的设计工作主要涉及到哪些方面答：总体规划布局；环境背景特色；功能关系分析；体形空间组合；结构形式选择；造型艺术创作;3、简答室外场地主要有几种室外环境的空间与场所可以归纳为几种类型答：4种：1集散广场；2活动场地；3停车场地；4服务用房的院落;4、简述公共建筑的空间组合原则;答：1功能分区合理；2流线组织明确；3空间布局紧凑；4结构选型合理；5设备布置合理;5、空间布局紧凑的手法有哪些答：1加大建筑进深；2增加层数；3降低层高；4在尽端布置大空间;6、公共建筑的功能问题中核心问题是什么答：公共建筑的功能问题中核心问题：1功能区分2人流疏散3空间组成4室外环境的联系;7、简述公共建筑中的功能分区原则;答：1处理好“主”与“辅”的关系；2处理好“内”与“外”的关系；3处理好“动”与“静”的关系；4处理好“洁”与“污”的关系;8、建筑形式美的规律有哪些建筑的构图规律有哪些答：建筑形式美的规律、构图规律：1统一与完整；2对比与微差；3均衡与稳定；4韵律与节奏；5比例与尺度；6主从与重点9、怎样改善过道的通风和采光答：尽量采用自然采光和通风；在不能直接采光和通风的条件下,则需要进行专门的考虑,如利用尽端开口,两侧局部开敞、利用楼梯间采光,或者利用顶部天窗采光;10、公共建筑设计质量的好坏受哪些方面的影响答：公共建筑设计质量的好坏是与透彻的功能分析、完美的艺术构思、合理的结构选型、适宜的设备布置、深入的经济比较以及紧凑的总体空间环境布局分不开的;11、什么是眩光如何解决眩光答：眩光的定义：在视野内由于远大于眼睛可适应的照明而引起的烦恼、不适或丧失视觉表现的感觉;眩光的光源分为直接的如太阳光、太强的灯光等,和间接的如来自光滑物体表面高速公路路面或水面等的反光; 解决眩光的方法：1加大灯具保护角； 2控制光源不外露；3提高光源悬挂高度；4选用间接照明或漫射照明;12、简答适用、经济、美观三者之间的关系;见讲义P11我国的建筑方针--- 适用、安全、经济、美观;早在公元前一世纪,罗马的建筑理论家维特鲁威在建筑十书中,明确地指出过,建筑应具备三个基本要求,即：适用、坚固、美观;梁思成先生在建筑创作中的几个问题一文中建筑学报 1961 年第 7 期,曾对适用、经济、美观的问题做过精辟的论述,他认为：“……‘适用'是首要的要求,因为归根到底,那是建造房屋最主要的目的;这里面当然也包括了‘坚固'的要求,因为‘坚固'的标准首先要按‘适用'的要求而定;‘经济'……它是一个以最少的财力、物力、人力、时间为最大多数人取得最大限度的‘适用'以及美观的问题,……”;多年来,在实践中我们已摸索出了适用、经济、美观三者的相互约制、相互协调和相互联系的辩证关系,这要视建筑性质、建筑环境、地方特色、审美要求及投资标准而定,绝不能过分地强调某一方面,使三者关系失调,导致不良的后果,因而也是不可取的;因此,在功能关系合理,且在工程技术、物质条件和投资标准的具体情况下,创造出高超的艺术形式,同样是公共建筑创作中极为重要的问题;“中国建筑师的当务之急,就是探索一种建筑形式,它既是我们有限的物力之所能及的,同时又是尊重自己文化的;”———贝聿铭13、公共建筑群体达到合谐统一的基本途径答：a.对称；b.轴线；c.向心；d. 与地形相结合；e. 采用共同的形体14、室外环境空间组成有哪几个主要部分见教义P161建筑物群体；2场地及道路；3绿化设施；4建筑小品、雕塑、壁画；5灯光造型与夜间的光照效果;15、空间布局紧凑的手法有哪些答：1加大建筑进深；2增加层数；3降低层高；4在尽端布置大空间;16、现代建筑设计最常用的两种分析与确定空间组合关系的手段答：1功能关系分析图：或功能气泡图；2流线分析图：平面流线图、剖面流线图、综合流线图17、交通流线的类型有哪些3种类型答：1公共人流交通线；2内部工作流线；3辅助供应交通流线;18、交通流线的组织的要求有哪些答：1、不同性质的流线应明确分开,避免相互干扰;1 首先要做到：使主要活动人流线不与内部工作人流线或服务供应线相交叉；2 其次,主要活动人流线中,有时还要将不同对象的流线适当的分开；3 此外,在集中人流的情况下,一般应将进入人流线与外出人流线分开;不出现交叉、聚集、“瓶子口”的现象;2、流线的组织应符合使用程序,力求流线简捷明确、通畅,不迂回,最大限度地缩短流线;3、流线组织,要有灵活性,以创造一定的灵活使用的条件;19、公共建筑的流线组织方式答：1、水平方向的组织；2、垂直方向的组织； 3、水平和垂直相结合的流线方式20、建筑物内部的交通有哪些答：三种1水平交通；2垂直交通联系；3交通枢纽21、建筑体型的细部处理有哪些方面答：1转折与转角；2联系与交接；3虚实；4凹凸；5线条；6色彩；7局部和细部22、怎样改善过道的通风和采光答：尽量采用自然采光和通风；在不能直接采光和通风的条件下,则需要进行专门的考虑,如利用尽端开口,两侧局部开敞、利用楼梯间采光,或者利用顶部天窗采光;23-32答案参考见讲义P61-6523、公共建筑常用的结构形式有哪些1、混合结构一般标准的中小型公共建筑2、框架结构高层公共建筑3、空间结构大跨度的公共建筑25、框架结构体系有哪些特点框架结构的优点：★1钢筋混凝土框架结构具有强度大、刚度好、自重轻的优点,同时给建筑空间组合赋予了较大的灵活性,适用于高层公共建筑或者空间比较复杂的公共建筑;2钢筋混凝土框架结构的柱网一般选用6~9m的柱距;隔墙和柱网之间,可以是脱开的,也可以是部分脱开的,使建筑空间产生彼此流动渗透而又灵活多变的效果;3框架结构依靠柱子承重,底层无须设置任何承重墙,从26、砖混结构在建筑布局时要满足哪些要求27、混合结构体系的特点、缺点1、基本特征混合结构体系——墙体承重结构,内墙和外墙起着分割建筑空间和支撑上部结构重量的双重作用;因受梁板经济跨度的制约,在平面布置上,常形成矩形网格承重墙的特点;混合结构的建筑,除承重墙之外,还有非承重墙也称隔断墙;起分割空间的作用,一般多选用轻质材料,如空心砖、轻质砌块、石膏板、加气混凝土墙板等;附图：墙体承重结构的建筑示例2、结构要求混合结构这种结构形式在进行空间组合时,应注意以下几点要求：a、承重墙的布置纵墙承重或横墙承重保证墙体有足够的刚度应尽量做到均匀、闭合;b、房间的开间或进深基本统一,上下承重墙应尽量对齐；门窗洞口的大小应有一定的规范限制并尽量对齐；同时还要避免大空间上布置小空间,出现承重墙落空的现象;c、墙体的自由高度与厚度之比应在合理的允许范围之内;如半砖厚墙的高度不能超过3m,并不能作承重墙；120mm或者更薄的墙体是非承重的；240mm厚度的墙体是承重的;3、主要缺点: ★1从平面考虑,墙不仅是围护结构,也是承重结构,这就使设计者不能自由灵活地按功能要求分割空间,不能获得较大和开敞的室内空间;2从立面考虑,由于承重墙要达到一定的抗震要求,开窗受到严格限制,这不仅影响采光,而且给立面处理带来很大困难;3从剖面考虑,越往下墙越厚,占用空间也越大；另外整体结构性差,抗震能力也差;4混合结构中的砖,取土制作,对农田损害严重,施工技术也属落后;28、框架结构的基本特征、优点1钢筋混凝土框架结构具有强度大、刚度好、自重轻的优点,同时给建筑空间组合赋予了较大的灵活性,适用于高层公共建筑或者空间比较复杂的公共建筑;2钢筋混凝土框架结构的柱网一般选用6~9m的柱距;隔墙和柱网之间,可以是脱开的,也可以是部分脱开的,使建筑空间产生彼此流动渗透而又灵活多变的效果;3框架结构依靠柱子承重,底层无须设置任何承重墙,从而可以处理为完全透空的形式;29、运用在现代大跨度的公共建筑中的空间结构形式有哪些1、悬索结构2、壳体结构空间薄壁结构3、网架结构30、悬索结构的种类优点作品1悬索结构的主要特点:悬索结构利用钢材良好的受拉性能,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,使得结构自重大大减小,而跨度大大增加,是比较理想的大跨度屋盖形式;悬索结构没有繁琐的支撑体系,拉索处于柔韧状态,使得结构形式轻巧且富有动感,能充分显示结构的特征和结构的美学;悬索结构的主要不足之处是稳定性相对较差,尤其是单向悬索;2悬索结构两大优点:★a、跨度大b、材料省c、自重小悬索结构的钢索只承受拉力,可以使钢材发挥最大耐拉性,降低钢材的消耗量,结构自重比较轻;d、易施工：施工时不需要大型的起重设备和大量模板,工期较短;3悬索结构的种类形式:★为使整体结构有良好的刚性和稳定性,需要选择良好的组合形式;常见三种类型:a、单曲悬索b、双曲悬索c、综合悬索马鞍形悬索31、壳体结构的种类优点作品1壳体结构的优点: ★钢筋混凝土具有可塑性能,作为壳体结构的材料比较理想;其特性有：a、壳体结构的刚度取决于他的合理形状,而不像其他结构形式需要加大结构断面尺寸,所以材料消耗量低;b、壳体结构不像其他结构形式那样,它的静载是随跨度增大而加大的,所以其厚度可以做的很薄;c、壳体结构本身具有骨架和屋盖的双重作用,而不像其他结构形式只起骨架作用,屋盖结构体系需要另外设置,因而结构体系更加经济有效,在建筑空间利用上越加充分;2壳体结构的种类形式:薄壳又可分为曲面壳筒壳、波形壳、双曲壳和折板两种;曲面壳和折板常常使建筑显得动感,轻盈,增强立面的韵律感;曲面壳:a、筒壳——福州火车站候车厅b、双曲壳——山东体育馆c、波形壳——法国巴黎工业展览馆随着结构技术的不断发展,已出现介于折板和壳体之间的新型结构：折壳结构——巴黎联合国教科文总部会议厅32、网架结构的种类优点作品空间网架结构由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成,多采用金属管材制造,能承受较大的纵向弯曲力,用于大跨度公共建筑,具有很大的经济意义;与一般钢结构相比,可节约大量的钢材和降低施工费用；具有很大的经济意义;1网架结构的种类形式：常见的网架形式有：圆形上海体育馆、方形、矩形北京首都体育馆、六角形以及八角形南京五台山体育馆等;空间网架结构基本形式：2网架结构的优点: ★a、网架空间整体性好,可以分为平板网架和曲面网壳两种;b、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,在需要时杆件还可以外露,可以取得很好的视觉效果;c、网壳相当于格构化的薄壳,且由杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重要小得多,除了用于大空间的顶盖外,还可以形成整体化围合的空间;33、常用的采暖系统有哪些热水采暖系统、蒸汽采暖系统34、常用的空气调节系统有有哪些三种方式：1、集中空调系统 2、高速诱导系统 3、风机盘管系统;35、简述集中空调系统的优、缺点适用建筑答：优点：服务面大；机房集中；管理方便；设备固定；缺点：1机房占地大,风道断面大很容易与空间处理及结构布置发生矛盾；2层高大对高层建筑颇为不利; 整体系统中,不能完全满足各房间的局部要求;4风量不易调整使用,致使运行费用较高;不适用于宾馆之类的公共建筑;适用：常用于风量大而集中的大空间公共建筑,如影剧院、体育馆等;36、高速诱导系统的优、缺点适用建筑优点：在此系统中能比较好地处理本身室内的空气质量,所以房间之间没有相互交叉污染的问题,因而具有较好的卫生条件;风道断面小,送风量少,并能省掉回风管道;缺点：风速偏高,产生的噪音偏大,因而需要采用有效的消声措施;不宜安装滤尘器,维护管理不方便;每台诱导器的作用深度一般在6m以内较为有效,因此宾馆建筑采用的比较多;37、白炽灯、荧光灯、碘钨灯的特性比较38、人工照明的具体要求5个,见讲义1.保证一定的照度2.适宜的亮度分布3.防止眩光产生4．选择优美的灯具形式5.创造一定的灯光艺术效果39、怎样评价一个建筑设计是否经济答：可以从多方面考虑,其中涉及建筑用地、建筑面积、建筑体积、建筑材料、结构形式、装修构造、以及设备标准、维修管理等方面问题;在进行建筑设计时,应在满足功能使用与形体处理的前提下,节约建筑面积和体积是比较重要的课题;41、公共建筑的空间组合方式有哪些答：分隔性的空间组合；连续性的空间组合串联式；观演性的空间组合大厅式、集中式；高层性的空间组合；综合性的空间组合42、简述公共建筑空间组合方式有哪几种类型及分别适用于哪些公共建筑答：五种类型：1分隔性的空间组合,适用于医院建筑、学校建筑和行政办公建筑等;2连续性的空间组合,适用于展览馆、陈列馆、美术馆等观展类建筑;3观演性的空间组合,适用于体育馆、影剧院、音乐厅等场所;4高层性的空间组合,适用于高层的宾馆、写字楼、多功能大厦等;5综合性的空间组合,适用于文化宫、俱乐部以及大型的会议办公场所;43、简述分隔性的空间组合的布置方式及其优缺点或分隔性的空间组合的分类及其优缺点答：分隔性的空间组合的分类：内廊式、外廊式;1内廊式的优点：走道所占的面积相对较小,一般比外廊式布局经济；内廊式的缺点：这种布局的房间朝向有一般欠佳,且容易造成走道采光不足；2外廊式的优点：几乎所有房间可以争取到良好的朝向,通风与采光；外廊式的缺点：容易造成交通走道过长,辅助面积过大,建筑进深过小等缺点;44、连续性的空间组合的分类及其优缺点见讲义P78-80：串间式；放射式小型空间；串联兼通道式；放射兼串联式；综合性大厅式大型空间串间式的优缺点：1优点：流线紧凑,方向单一,流线不重复、不交叉;2缺点：路线不灵活,易拥堵,不利于展厅单独开放;放射式的优缺点：1优点：路线简洁,使用灵活,展厅可单独开放;2缺点：枢纽空间的参观路线不明确,易造成流线迂回交叉,袋状路线易停滞不畅;串联兼通道式的优缺点：1优点：布局灵活、适应性强,展厅可单独开放,综合利用率高;2缺点：易加大面积、增加造价,占地大;放射兼串联式的优缺点：1优点：布局灵活、具有空间组合紧凑、适应性强,兼具串联、放射、串联兼通道前三者的优点;2缺点：枢纽空间的采光通风易受影响,参观路线不够明确,人流量大时易拥堵混乱;综合性大厅式的优缺点：1优点：布局灵活,空间紧凑,开敞通透,流动方向自然;如：灵活分隔为若干陈列展览空间;2缺点：需要人工照明和机械通风;45．连续性的空间组合中串间式、放射式的的优、缺点是什么放射式的优缺点：1优点：路线简洁,使用灵活,展厅可单独开放;2缺点：枢纽空间的参观路线不明确,易造成流线迂回交叉,袋状路线易停滞不畅;串间式的优缺点：1优点：流线紧凑,方向单一,流线不重复、不交叉;2缺点：路线不灵活,易拥堵,不利于展厅单独开放;46、高层性空间与低层空间组合的区别见讲义P82……………………………………………三论述题：1、老子曰：“埏埴以为器,当其无,有器之用;凿户牖以为室,当其无,有室之用;故有之以为利,无之以为用;”请结合自己在设计中的体会,谈谈对这段话的理解;建房子的时候,建了门窗,房屋才有作用;空间里有东西,我们能用这些东西,而空间里面没有东西呢,我们才会发挥想象去创造东西;其用意就在于强调出建筑对于人来说,真正具有价值的不是围成建筑的实体的外壳,而是当中“无”的部分,即空间本身;各种物质材料如门、窗、墙体、屋顶等以及建造方法,都不是建筑的真正目的,而是达到目的所采用的手段;这句话论述了建筑中实体与空间的辩证关系;在建筑设计中,空间是主角,空间是实现功能的基本条件,空间是人类生存的基本保障,空间是建筑的目的;2、试分析比较天安门广场和圣马克广场在设计意图和艺术构思方面的不同特点★天安门广场附图,是以天安门为广场中轴线的重心,在中轴线上布置了高耸的人民英雄纪念碑和雄伟庄严的纪念堂,并与正阳门相对应,显示其广场的宽阔和有节奏的尺度变化,再加之东西两侧的人民大会堂和革命历史博物馆,使广场围合成为大尺度的空间;另外天安门至纪念碑之间,深长而宽广的砌石广场铺地与周围松柏绿地的围合处理,使室外空间的艺术效果更加突出;又如：★意大利威尼斯的圣马可广场附图,因建筑与空间组合的异常得体,取得了无比完整的效果;这个广场空间环境在间环境在统一布局中强调了各种对比的效果,如窄小的入口与开敞的广场之间；横向处理的建筑与竖向挺拔的塔楼之间；端庄严谨的总督宫与神秘色彩的教堂之间,采用了一系列强烈的对比手法,使广场空间环境给人以既丰富多采,又完整统一的感受;3、梁思成先生说：“建筑的适用、坚固、美观之间存在着矛盾；建筑设计人员的工作就是要正确处理它们之间的矛盾;”请结合建筑实例,谈谈你对这句话的理解;梁思成先生在建筑创作中的几个问题一文中建筑学报 1961 年第 7 期,曾对适用、经济、美观的问题做过精辟的论述,他认为：“……‘适用'是首要的要求,因为归根到底,那是建造房屋最主要的目的;这里面当然也包括了‘坚固'的要求,因为‘坚固'的标准首先要按‘适用'的要求而定;‘经济'……它是一个以最少的财力、物力、人力、时间为最大多数人取得最大限度的‘适用'以及美观的问题,……”;多年来,在实践中我们已摸索出了适用、经济、美观三者的相互约制、相互协调和相互联系的辩证关系,这要视建筑性质、建筑环境、地方特色、审美要求及投资标准而定,绝不能。

钢结构结构类型分类

钢结构结构类型分类
钢结构可以根据用途和构造形式进行分类。

以下是常见的钢结构结构类型分类：
1. 钢桁架结构：由直线构件组成的三角形结构，能够承受较大荷载并具有较好的抗震性能。

常见应用于体育馆、桥梁、展览馆等场所。

2. 钢筋混凝土砖块结构：采用了钢结构和混凝土砖块相结合的形式，既能发挥钢结构的强度和刚度，又能利用混凝土砖块的隔热、隔声和节能特性。

常见应用于住宅、商业建筑等。

3. 形状钢结构：采用钢材直接加工成I型、H型、C型等形状的梁柱结构，具有较高的强度和刚度。

常见应用于工业建筑、高层建筑等。

4. 框架结构：由柱、梁、墙体等构件组成的框架结构。

常见应用于建筑、桥梁、机场候机楼等。

5. 屋架结构：由梁、柱、屋面构件组成的结构体系。

常见应用于工厂、仓库、商业建筑等。

6. 悬索结构：以悬挂在两端的钢索为主要承载构件的结构，常见应用于桥梁、大型建筑物的屋盖等。

这些是常见的钢结构结构类型，具体的应用还需要根据项目的具体要求和设计需要进行选择。

悬索结构

单向悬索结构，双向悬索结构，轮辐式悬索结构
按几何形态
单曲面、双曲面悬索结构
按钢索的竖向布置方式
单层悬索结构，双层悬索结构，交叉索网。
1单层悬索结构
单层单向悬索结构
由一群平行走向的承重索组成，曲面下凹。山东淄博体育馆，54m跨单层平行索系，采用预加荷载方
法使钢索与钢筋混凝土形成具有抗弯刚度的预应力悬挂薄壳。
5 香港青马大桥
1377m，中国 1997，桁架，上公6下铁2公4
悬索桥工程实例
1 日本明石大桥
世界上跨度最大的钢结构悬索公路桥。总长3911米；索塔间跨度1991米，为世界第一；
悬索桥工程实例
3金门大桥（Golden Gate Bridge）
地点：旧金山海湾，1937年通车主跨：4200ft，这一长度记录保持了29年
8.1 概述
历史
最早应用于桥梁工程中江阴长江大桥，1999年，主跨1385m
8.1 概述
历史
应用于建筑工程中雷里竞技馆，1953年
8.1 概述
特点
1悬索结构受力合理，用料经济。
当采用高强度材料时，更可大大减轻结构自重，因而可以较经济地跨越很大的跨度。但悬索体系的文承结构往往需要耗费较多的材料，其用钢量均超过钢索部分。
由柔性悬索与刚性构件组成索拱体系，吊挂式混合结构，斜拉式混合结
构
8.3 悬索桥简介
桥面支承在悬索（通常称大缆）上的桥称为悬索桥。
英文为Suspension Bridge，是“悬挂的桥梁”之意，故也有译作“吊桥”的。 “吊桥”的悬挂系统大部分情况下用“索”做成，故译作“悬索桥”，但个别情况下，“索”也有用刚性杆或键杆做成的。
北京朝阳体育馆

大跨度空间结构

4.空间结构的发展、种类及应用大跨度空间结构具有受力合理、自重轻、造价低、结构形体和品种多样, 是建筑科学技术水平的集中表现, 因此各国科技工作者都十分关注和重视大跨度空间结构的发展历程、科技进步、结构创新、形式分类与实践应用.（一）谈到空间结构的发展历史, 就要追溯到公元前14 年建成的罗马万神殿, 是一幢由砖、石、浮石、火山灰砌成的拱式结构, 圆形结构, 直径43*5m, 净高43* 5m, 顶部厚度120cm, 半球根部支承在620cm 厚的墙体上，穹顶的平均厚度370cm，我国用砖石砌成代表工程是建于明洪武14 年( 公元1381年) 南京无梁殿, 平面尺寸38m * 54m, 净高22m . 以穹顶屋盖结构为主轴线, 时间跨度从公元前14年到2009 年共二千多年. 从中可以看出, 各种类型的空间结构只在近百年来有所发展, 特别是近二三十年来, 开拓和创新的速度更趋频繁.( 1) 以砖、石等建筑材料筑成的拱式穹顶, 充分利用拱券合理传力的原理, 有连环拱、交叉拱、拱上拱、大拱套小拱. 自罗马万神殿建成以后, 如1612 年建成的罗马圣彼得教堂和建于约300 年前的伦敦圣保罗大教堂, 其跨度均比罗马万神殿小, 但是装修更庄重、屋顶更高. 因此, 以砖、石等筑成的拱式穹顶,长期来基本上没有更进一步的发展和创新.( 2) 自1925 年在德国耶拿玻璃厂建成历史上第一幢直径40m 的钢筋混凝土薄壳结构以后, 到二十世纪五六十年代, 世界各国的薄壳结构发展到了高潮. 罗马奥运会小体育馆的平面直径59* 2m 的带肋薄壳( 图3) 以及北京火车站35m * 35m 的双曲扁壳是当时特别推荐的. 一般来说, 40m~ 50m 跨度的钢筋混凝土薄壳穹顶, 其混凝土的折算厚度约为8cm~ 10cm, 是罗马万神殿平均厚度的1/ ( 50~40) ; 结构自重约为( 200~ 250) kg / m2 , 是罗马万神殿平均自重的1/ ( 50~ 30) . 前苏联和我国还编制出版颁发了钢筋混凝土薄壳结构设计行业规程, 以便广大设计人员推广薄壳结构的应用( 3) 生铁、普通钢、高强钢、铝合金等建筑材料的生产和工程应用, 研究开发了网架网壳等格构式空间结构. 1924 年建成了世界上第一个直径为15m 的半球形单层网壳, 采用生铁材料, 用于德国耶那蔡司天文馆. 由于网格结构刚度大, 用材省、性能好, 便于工厂制作现场装配, 至二十世纪六、七十年代网格结构有了蓬勃的发展. 当时, 有代表性的工程如1970 年建成的日本大阪博览会展馆六柱支承108m* 292m 网架, 1968 年建成的首都体育馆99m*112* 2m 网架, 1973 年建成的名古屋国际展览馆134m 直径圆形平面网壳, 1967 年建成的郑州体育馆64m 直径圆形平面助环型单层网壳. 60m 左右跨度网格结构自重约为( 40~ 50) kg / m2 , 是同等跨度薄壳结构自重的1/ ( 4~ 5) . 1997 年从美国引进建成了铝合金的上海体操馆, 68m 直径的圆形平面单层网壳, 自重仅12kg/ m2 , 是相应跨度钢网壳自重的1/ ( 4~ 5) .( 4) 悬索结构要追溯到我国在公元前285 年建成跨越四川岷江的灌县竹索桥-----安澜桥和1703年建成跨越大渡河的铁链桥----- 泸定桥. 但在房屋建筑上的应用要首推于1953 年建成的美国北卡州瑞雷竞技馆, 近似圆形平面直径91* 5m 的鞍形索网结构. 此后, 在二十世纪六七十年代我国建成了当时著名的三大悬索结构: 1961 年建成跨度94m双层车辐式圆形平面的北京工人体育馆,1967 年建成跨度60m * 80m 鞍形索网式椭圆平面的浙江人民体育馆, 1979 年建成跨度61m 双层车辐式( 索与内孔相切) 圆形平面的成都城北体育馆. 悬索结构自重小、屋盖轻、施工也比较方便成熟, 无需大型的机具设备, 是有推广应用前景的空间结构.1988 年在加拿大加尔加里建成当时跨度最大的悬索结构冰球馆, 是一幢135*3m * 129* 4m 椭圆平面鞍形索网悬挂薄壳( 5) 二十世纪七八十年代气承式充气膜结构发展到一个高潮, 在美国、加拿大和日本共建成了超百米跨度的十余幢大型体育场馆. 其中有代表性的是美国在1975 年建成的168m *220m 长椭圆平面庞提亚克体育馆和日本在1988 年建成的180m * 180m 方椭圆平面东京后乐园棒球馆. 由于气承式膜结构要不时地耗能充气, 以及庞提亚克体育馆曾发生垮塌事故, 二十世纪九十年代后已基本不再兴建气承式充气膜结构.( 6) 为1988 年汉城奥运会的召开, 1986 年建成了120m 跨度圆形平面的索穹顶综合馆用钢指标13.5kg/ m2 ; 为1996 年亚特兰大奥运会召开, 1995 年建成了192m* 240m 椭圆平面的索穹顶主赛馆, 用钢指标25kg/ m2 . 这二幢索穹顶的建立使空间结构的科技水平达到了一个崭新的高峰, 结构体系新颖、高效, 其用钢指标仅约为跨度L的12L/ 100( 跨度L 以m 计, 用钢指标以kg / m2 计,例如100m 跨度的索穹顶, 其用钢指标约为12kg/m2 ) . 索穹顶在中国大陆尚属空白, 国外的技术一直保密, 然而浙江大学、同济大学、建研院等高校、科研单位已进行了十余年的研究和试验工作, 对索穹顶的受力特性和分析计算已有比较完整的认识.（二）刚性空间结构的组成、分类与实践应用空间结构是由基本单元组成或集合而成, 基本单元( 也是基本构件) 有刚性基本单元: 板壳单元、梁单元和杆单元, 也有柔性基本单元: 索单元和膜单元. 可以说, 由刚性基本单元组成的空间结构可称为刚性空间结构.（1）仅由一种板壳单元组成的刚性空间结构, 现在有三种具体结构形式a)薄壳结构:通常指光面的、但可包括等厚度和变厚度的钢筋混凝土薄壳结构. 根据其几何外形又可分为旋转壳、球面壳、柱面壳、双曲扁壳、鞍形壳、扭壳和劈锥壳等. 典型工程如当时我国跨度最大的球面薄壳结构是60m 直径圆形平面的新疆某机械厂金工车间b) 折板结构:用于工业厂房和车站站台较多的是一种比较简单的V 形折板, 非预应力的可做到27m 跨度, 预应力的可做到36m 跨度. 折板结构的截面还可采用多折线的, 此外也可采用多面体空间折板结构.c)波形拱壳结构:波形拱壳结构的特点使截面的抗弯刚度可大幅度的增加, 提高整个结构的刚度和稳定性. 有钢筋混凝土波形拱壳结构, 如1960 年建成的罗马奥运会大体育馆, 为球面波形拱壳结构, 跨度100m. 也有薄钢板的柱面波形拱壳结构.(2)仅由一种梁单元组成的刚性空间结构, 现有五种具体结构形式a)单层网壳:工程中应用最多的是单层钢网壳, 其几何外形类同于薄壳结构的几何外形. 网格形式对于球面网壳有助环型、助环斜杆型、三向网格型和短程线型等; 对于柱面网壳有联方网格型、纵横斜杆型、三向网格型和米字网格型等 b) 空腹网架:通常是由钢筋混凝土的平面空腹桁架发展而来, 主要有两向空腹网架和三向空腹网架, 可用于屋盖结构也用于楼层结构.c) 空腹网壳.d)树状结构，这是近年来采用的一种新结构，实际上是一种多级分支的立柱结构，柱杆和枝支杆都可由梁单元集成。

悬索结构

悬索结构的型式交叉索网体系
单层平行索之上或之下增设与之正交的稳定索，形成双层平行索系。两组拉索中，下凹者为承重索，将屋面荷载传到边缘构件，上凸者稳定索，将风吸力传到边缘构件，稳定索应在承重索之上。
一般张拉稳定索，使两组索均获得预应力。刚度大，变形小，稳定性好，抗动荷载能力优。
概述悬索结构的发展
我国现代悬索结构之发展始于50年代后期和80年代。北京的工人体育馆和杭州人民体育馆是当时的两个代表作。北京工人体育馆：建于1961年，其屋盖为圆形平面，直径 94m，采用车辐式双层悬索体系，由截面为2m X2m的钢筋混凝土圈梁、中央钢环，以及辐射布置的两端分别锚定于圈梁和中央钢环的上索和下索组成。中央钢环直径16m，高11m，由钢板和型钢焊成，承受由于索力作用而产生的环向拉力，并在上、下索之间起撑杆的作用。杭州体育馆：建于1966年，采用马鞍形悬索屋盖，建筑平面椭圆形，长轴80m，短轴60m。
承重索和稳定索在同一竖平面内
悬索结构的型式双层悬索体系 1）单曲面双层拉索体系
单曲面双层拉索体系中的承重索或稳定索也可以不在同一竖向平面内，而是相互错开布置，构成波形屋面可有效地解决屋面排水问题。承重索与稳定索之间靠波形的系杆连接，并借以施加预应力。
承重索和稳定索不在同一竖平面内
概述悬索结构的发展
1961 北京工人体育馆
1966 杭州体育馆
悬索的受力与变形特点索的支座反力
由，支座反力为 Y 0
1 V A VB ql 2
索中任一截面的弯矩为零，以跨中截面为矩心，则有：
1 2 ql Hf 0 8

式中， M 0 1 ql 2

体育馆大型屋面结构之分类研析

ABSTRACT体育馆已成为现代人生活，锻炼必不可少的场所，很多造型独特，巧妙构思的体育馆给我们留下了深刻的印象。

其中让我们印象最深的就是体育馆的屋面结构，丰富的形状，大的跨度，让我惊叹建筑师、结构师的精湛的技艺。

本文主要介绍体育馆的屋面结构的分类、特点、应用，研究分析其构造的精妙。

The Stadium has become in modern life, exercise essential place many unique the ingenious idea stadium left us a deep impression. Which impressed us most of the stadium's roof structure, shape, large span, so I marvel architects, structural engineers consummate skill. This paper describes the stadium roof structure, classification, characteristics, applications, research and analysis to the subtlety of its constructor.KEY WORDS体育馆，屋面结构，分类，特点，应用Stadium，Roof Structure，Classification，Characteristics，Application体育馆大型屋面结构之分类研析The Classified Analyse on Large-scale Roof Structure of the Gymnasium一、概述随着国家综合国力的增强，人们生活节奏的加快，身体素质越来越成为认为关心的一个话题。

借着2008年北京奥运会的春风，全民刮起了一股体育锻炼热。