大跨度建筑结构的其它型式
大跨度结构(建筑一级考试复习资料)
3) 三角锥体系
a）三角锥网架 b) 抽空三角锥网架 c) 蜂窝型三角锥网架
3.受力特点 受力特点
与一般井式梁一样 弯矩、剪力作用 弯矩、剪力作用———杆件轴力 杆件轴力
4.网格划分 网格划分
L<30 网格尺寸 （1/6~1/12）L ） 网格高度 L=30~60 网格尺寸 网格高度 L>60m 网格尺寸 网格高度 （1/10~1/14）L ） （1/8~1/12）L ） （1/12~1/16） L ） （1/12~1/20）L ） （1/14~1/20） L ）
五.吊挂结构 吊挂结构
杂交结构------两种结构体系的混合 两种结构体系的混合 杂交结构
拱＋网架
斜拉结构
单层
肋环形
凯威特形
L<50m～60m L<50m～
短程线形
双层
肋环型 肋环型四角锥网壳
联方型四角锥网壳
2.受力特点 受力特点
弯矩比网架结构小（面内薄膜受力） 弯矩比网架结构小（面内薄膜受力） 杆件受轴力， 杆件受轴力，弯矩 单层网壳稳定 支座产生水平推力
3.矢高比 矢高比 1） 球面网壳 1/3 ～ 1/7 ） 2） 柱面网壳 1/2 ～ 1/6 ） 3） 双曲扁壳 1/6 ～1/9 ） 4) 扭网壳 1/4 ～ 1/8
短筒壳 （B/L≤1/2）
中长筒壳 （1/2< B/L<3）
长筒壳
（B/L≥3）
②球壳—— 穹顶 球壳
③双曲扁壳
④鞍壳
⑤扭壳
5）折板结构
L=15m~18m
6）悬索结构（高强钢丝） ）悬索结构（高强钢丝）
施加预应力，很强边缘构件 7）杂交结构 网架 索 + 网壳 拱
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。
第五章 大跨度结构选型
第五章大跨度结构选型1 大跨度建筑概况2 拱结构3 刚架结构4 桁架结构5 网架结构6 折板结构7 薄壳结构8 悬索结构1 大跨度建筑概况1.1 大跨度建筑定义按网架结构设计规范规定≤30米，小跨度30～60米，中跨度>60米，大跨度1.2 大跨度建筑的发展过程1.2.1 古典大跨结构（2000多年前～文艺复兴）特征：“砖石结构”1.2.2 平面大跨结构（19世纪后半叶～二战）特征：“桁架、刚架、拱结构”1.2.3 新型大跨结构（二战～）特征：“薄壳、悬索、网架”1.3 大跨度建筑的结构特征1.3.1 大跨建筑主要承受竖向荷载1）高层结构荷载：水平荷载为控制因素构件：竖向悬臂构件—柱(线)，墙(面)，筒(体)变形：水平侧移2）大跨结构荷载：竖向荷载为控制因素构件：水平简支构件变形：竖向挠曲1.3.2 大跨结构是梁结构的改造和演变1.3.3 新型大跨结构的特点①整体上是空间结构②跨度大，可覆盖巨大的室内空间③矢高小、曲率平缓，可有效利用空间④厚度薄、自重轻，节省材料⑤形式多样，可适合于各种形状的平面组合2.1 拱结构的特点1）拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力2）拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩3）拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大2.2 拱结构的型式1）按受力①三铰拱②两铰拱③无铰拱2）按外形①双折线型②圆弧线型③抛物线型2.3 拱结构的主要尺寸1）跨度：公建主体30～40米，可达到95～200米，经济跨度80～100米2）矢高：与建筑外形、使用要求、屋面构造、内力计算有关屋盖结构f=(1/10～1/5)L公建主体f=(1/5～1/2)L2.4 拱结构屋盖布置1）跨度40～60米时拱间距6～10米，设上弦横向支撑及纵向支撑2）跨度70～120米时拱间距9～15米，采用相距3～6米的成对拱2.5 拱结构支座处理1）由拉杆承受推力2）由框架承受推力3）基础承受推力4）刚性水平构件承受推力3 刚架结构3.1 刚架结构的特点1）内力分布均匀2）结构轻巧，节省材料，制作方便3）空间高度大4）结构刚度差3.2 刚架结构的型式1）按组成①三铰刚架②两铰刚架③无铰刚架2）按断面①实腹式②格构式3.2 刚架结构的主要尺寸①实腹式：50～60米②格构式两铰刚架：60～120米③格构式无铰刚架：120～150米④折线弓形刚架：40～50米高15～20米2）断面①实腹式梁高h=(1/12～1/20)L设预应力拉杆h=(1/30～1/40)L②格构柱宽同横梁节间5～7米③折线弓形刚架梁高、柱宽(1/15～1/25)L3.4 刚架结构节点构造1）顶点铰钢销栓2）实腹刚架支座①固定支座细石砼填实②铰支座沥青麻丝填3）格构刚架支座①板式支座支反力≤100t②臼式支座支反力>100t③平衡支座支反力≤100t4 桁架结构4.1 桁架结构的特点1）将受弯杆件转化为轴力杆件2）充分利用三角形的刚性特点3）充分利用材料特性，以小杆件拼合跨越大空间4.2 桁架结构的型式1）按材料：木、钢砼、钢、组合式2）按外形：①三角形L≤18m，i=1/5～1/2②梯形L=18～36m，≤72m，f/L=1/6～1/8③拱形L=18～36m，≤60m，f/L=1/6～1/8④折线形⑤平行弦4.3 桁架结构节点构造1）支座①平板支座②滚轴支座2）屋架端部①内天沟式②自由落水③外天沟式5 网架结构1）整体刚度大，稳定性好，为空间多向受力状态2）杆件受力合理，能充分利用材料特性3）高跨比小，能有效利用空间4）杆件规格少，便于工厂化、装配化5）建筑造型新颖，可适合于多种平面5.2 网架结构的型式1）按材料：木、钢砼、钢、组合式2）按外形：①平板网架 a.交叉桁架体系b.角锥体系②曲面网架 a.球面网壳b.柱面网壳c.双曲面网壳5.3 平板网架1）交叉桁架体系①两向正交正放: 适用于正方形平面②两向正交斜放：适用于矩形平面③三向交叉网架：适用于圆形、三角形、多边形平面2）角锥体系①三角锥体②四角锥体③六角锥体5.4 平板网架杆件与节点1）杆件①角钢②钢管2）节点①十字钢板节点：用于角钢杆件，焊接或螺栓②球节点：用于钢管杆件a.实心球：螺栓连接b.空心球：焊接连接3）网架上弦起坡排水坡度要求2～5%①结构起拱：跨度>60m时，起拱1/300②上弦加柱：按坡度变高5.5 平板网架构造1）支承方式①四边支承：四边设圈梁，支于列柱②柱支承：四点或多点柱支承③三边支承：三边支于列柱自由边加托梁、边桁架、拱2）支座构造①平板铰支座：用于跨度较小②转动弧形支座：用于跨度大③摇摆支座：用于跨度大、温差大5.6 网壳简介1）球面网壳2）柱面网壳6 折板结构6.1 折板结构的组成1）折板：由钢砼或钢网水泥平板组成2）横隔构件：可用横隔板、横隔梁、横隔桁架3）边梁：当跨度较大时设边梁，以减小折板倾角6.2 折板结构的主要尺寸1）折板类型①长折板：L/B>1，f≥(1/10～1/15)L②短折板：L/B≤1，f≥1/8L2）跨度：普通砼可达到21米，预应力砼可达到27米3）一般尺寸：B=2～3米，f=0.5～1.2米，板厚≥B/40L≥24米，B=1～2米，板厚25～457 薄壳结构7.1 定义曲面厚度/曲率半径≤1/20时称为薄壳建筑工程结构中常为1/50～1/1007.2 特点1）受力主要是面内力（薄膜内力）2）可覆盖大空间而不设柱3）自重轻，刚度大，整体性好，利于抗震4）节省材料，经济效果好5）造型美观，活波新颖7.3 薄壳结构型式及构造7.3.1 筒壳1）组成：壳面、边梁、横隔2）几何尺寸①跨度/波长：长壳=1.5～2.5；短壳=1～0.5②失高：f≥(1/10～1/15)跨度③壳板厚：现浇式≥50装配式≥30小跨度=50～60，大跨度≥80 3）边梁形式4）横隔形式7.3.2 球面壳1）组成：壳面、支承环2）几何尺寸①跨度：可达100米，多用60米以下②失高：f≥(1/8～1/4)跨度③壳板厚：现浇式≥40装配式≥303）支承环：同筒壳边梁7.3.3 双曲扁壳1）组成：壳面、边缘构件2）几何尺寸①跨度：经济跨度30～60米②失高：f≥(1/5～1/6)短边长度③壳板厚：跨度30～60米时，板厚50～1003）边缘构件薄腹梁拉杆拱桁架密柱曲梁7.3.4 双曲抛物面壳1）组成：壳面、边缘构件2）几何尺寸①跨度：单块柱网可达30x30米②失高：f≥(1/5～1/8)短边长度③壳板厚：跨度30～60米时，板厚50～1003）边缘构件：桁架、密柱边梁、刚性墙7.3.5 自由曲面壳8 悬索结构8.1 体系特征1）体系构成①索网②支承结构2）特点①跨度大，空间灵活②利用钢索受拉、砼受压，自重轻，节省材料③施工方便④造型新颖，适用性广⑤由于风力作用而容易失稳3）适用范围用于跨度60～150米方形、矩形、圆形、椭圆形平面8.2 结构型式1）单层单曲面索2）双层单曲面索3）轮辐式索4）鞍形索网8.3 悬索结构支承处理1）采用斜向牵索将悬索拉道基础上2）设置对称的斜撑体系平衡内拉力3）设置对称的斜拱体系平衡内拉力4）设置封闭环梁活马鞍形环梁平衡内拉力5）设置竖拱和扁圆环梁平衡内拉力6）设置横向水平桁架和纵墙体系平衡内拉力8.4 悬索结构的混合体系9其它结构型式9.1 薄膜结构体系9.2 结构的混合体系。
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。
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。
大跨类公共建筑常用结构选型解析
-建筑论坛与建筑设计•大跨类公共建筑常用结构选型解析冯霖(四川省明杰设计顾问有，四川成都610023)$摘要】大跨建筑设计中大跨度结构的选型有着很重要的作用，建筑师在做大跨类公共建筑形态设计时，需要对常用结构的类型和特点有一定了解，才够与结构的融合，因此文章对公共建筑中常见的大跨度结构进行了阐述，合案&$关键词】大跨建筑；公共；常用结构；案例分析$中图分类号】TU208.5名，大建筑的核心是大跨度，所以对于大建筑设计来说，与建筑的选型尤为重要&大度现厂房房设计中，也普遍应用种建筑，如：车站、体育、院等，建筑的造型往往比较复杂，建筑形态设了合理性,选型增加很多困难，因此建筑师应该对大跨度的做一定了解&大度的组成主要重，其中能够表现建筑选型的是&1现代屋盖结构体系现代有以大类型：(1)面。
就是把身作为独立的单元来，假设整体作用等于单个作用，了构计算工作。
属于平面结构体系的有门式刚架结、薄、平面桁架拱等。
(2)空间。
就是把所有组成的起来，跨越空间工作，比平面工作合于力的传递路线,整体作用会大于单个作用，多向受力比单向受力更能材料的潜力。
空间的有、空间桁架、网架、悬索等。
形式中，大类建筑的常用一般都属于空间，其中空间桁架架最为常见，其次是变化多端的，悬索与膜材了结合，成为张拉膜结构的一种，但也有部分采用轻质板材的悬索&2大跨类公共建筑常用结构选型2.1空间桁架空间桁架是桁架的一种类型，架是从梁式来，用建筑上的承重&质是从变为由杆成的格，从的变为杆件的轴向受力，受力情况更为有利，材料强度得以充分利用，可以达到节省材料轻自重的。
桁架具有以下优点：(1)大了梁式的适用跨度。
(2)架可用钢凝土、钢、木等多种材料制造。
(3)由杆成的桁架形态多样&(4)方，桁架可以整作后吊装，也可以在施工现杆的空中作业&$文献标志码】A早期的桁架因为杆件都在同一个平面内，也被称为平面桁架。
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。
建筑结构设计 第6章 中跨与大跨建筑结构
图5 首都人民大会堂
图6 鸟巢
6.2 桁架及屋架
桁架是由杆件组成的几何不变体，即是指由直杆在杆 桁架 端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。桁架 中的杆件大多只承受轴向力，杆件截面上应力分布均 匀，材料性能发挥较好，从而能节省钢材和减轻结构 自重，特别适用于跨度和高度较大的结构。 桁架在钢结构中应用很广 应用很广，分为空间桁架和平面桁架 应用很广 两类。网架结构和各种塔架结构为空间桁架，常用的 平面桁架如屋架、吊车桁架、支撑、桥梁等。平面简 支桁架的杆件内力不受支座沉降和温度变化的影响， 且构造简单、安装方便最为常用。
h = (1 / 10 ~ 1 / 6)l 0
6.3 单层钢架结构
单层钢架：一般由直线形杆件（梁和柱）组成 单层钢架 的具有刚性节点的结构。当横梁为折现形时称 为门式钢架 门式钢架；当横梁为弧形时，称为拱式钢架 拱式钢架。 门式钢架 拱式钢架 刚架结构由横梁、柱和基础组成。刚架的柱与 横梁刚接，与基础铰接。 排架结构由屋架、柱和基础组成，柱与屋架铰 接，而与基础刚接。
门式刚架从结构上分类有：
（1）无铰刚架；（2）两铰刚架；（3）三铰刚架
无铰刚架
两铰刚架
三铰刚架
三种刚架的经济指标 刚架用料 刚架形式 钢 (kg) 无铰 两铰 三铰 364 365 380 混凝土 钢 (m 3 ) (kg) 3.00 2.98 2.42 68.0 35.0 35.0 混凝土 钢 (m 3 ) (kg) 4.28 0.87 0.87 432 400 415 混凝土 (m 3 ) 7.28 3.76 3.29 基础用料 总材料用量
大跨建筑的发展概况
（1）罗马万神庙，见图1。穹顶直径达43.3m，顶端高度也是 43.3m，中央开一个直径8.9m的圆洞。 （2）威斯敏斯特教堂，见图2。总长156米，宽22米；大穹窿顶 高31米，跨度大19.3m，钟楼高68.5米，拱脚厚度达910mm。
大跨度结构方案设计指引
大跨度结构方案设计指引为了有效控制大跨度楼盖、屋盖结构成本，制定本指引。
适用范围：小区大跨度楼盖、屋盖。
1、大跨度楼盖、屋盖结构型式应根据楼盖或者屋盖跨度、荷载等工程条件选择合理的结构型式。
常用的大跨度结构型式有：①普通钢筋混凝土结构，经济适用跨度为25m以下；在满足建筑功能的前提下，25m以下的大跨度楼、屋盖建议首选采用本结构形式，当楼、屋面盖长边与短边跨度差别较大时，尽量采用密肋梁楼板结构形式，肋梁平行于短跨边布置，间距约2-3米。
②预应力钢筋混凝土结构，经济适用跨度为15~40m；③钢桁架，经济适用跨度为30~60m；④网架结构，经济适用跨度15~100m；⑤其它索、膜等空间结构。
在满足建筑功能的前提下，25m以下的大跨度楼、屋盖建议首选采用普通钢筋混凝土结构形式。
采用钢筋混凝土结构的楼、屋盖，当长边与短边跨度差别较大时，应尽量采用密肋梁楼板结构形式，肋梁平行于短跨边布置，间距2-3米。
2、荷载及作用在满足建筑功能、防水、隔热等要求前提下应尽量减轻大跨度楼盖、屋盖自重。
对雪荷载敏感的大跨度结构，基本雪压应适当提高。
高低屋面积雪分布系数应按规范取值。
8、9度抗震设防时应计算竖向地震作用。
3、大跨度楼盖、屋盖结构高度应根据楼盖或者屋盖跨度、荷载、建筑功能（净空要求）设计合理的结构高度。
普通钢筋混凝土结构经济高度一般为跨度的1/8~1/15；预应力结构1/18~1/20；钢桁架1/12~1/15；网架结构1/14~1/18。
4、大跨度楼盖、屋盖结构支座应根据主体结构和大跨度结构平面合理设计结构支座节点。
支座节点应采用传力可靠、连接简单的构造形式，并应符合计算假定。
普通钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构通常采用刚接节点，当支座水平力较大时可以放松水平约束采用滑动支座。
钢结构常用支座型式有：①平板压力支座，适用于较小跨度；②单面弧形压力支座节点，适用于中小跨度；③双面弧形压力支座节点，适用于大跨度；④球铰压力支座节点，适用于多支点的大跨度；⑤板式橡胶支座节点，适用于大中跨度。
大跨度建筑张拉、弦支、斜拉、混合结构
下部弦支体系也是空间布置，包括环索、斜索和压杆。
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§13.2 弦支空间骨架结构
※弦支空间骨架结构受力特点：
结构为空间整体受力； 下部弦支体系对下部支承结构（柱或底环梁）产生
压力，骨架部分对下部支承结构产生拉力作用，两 者可以部分抵消，因此，可大大降低结构体系对下 部支承结构的要求。
看台屋盖采用锥形钢网架结构， 呈长方形，屋盖中间设两根钢柱， 每根钢柱上固定8根呈辐射状布置 的斜拉索。
屋架一侧直接落地，固定于地面， 可减少钢柱承受的荷载。
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§13.3 斜拉结构 ※竖琴式
竖琴式斜拉索结构是指拉索分层平行布置的形式。 优点：塔柱上的锚固点分散，简化了施工与结构构造。 缺点：斜拉索与屋盖结构平面的倾角较小；受力上不够
陈静芬 暨南大学 力学与建筑工程学院 建筑学、工程力学专业
If you're doing your best, you won't have any time to worry about failure.
§13 大跨度建筑结构的其他型式
§13.1 张拉整体体系 §13.2 弦支空间骨架结构 §13.3 斜拉结构 §13.4 混合空间结构
27132弦支空间骨架结构弦支空间骨架结构1弦支空间梁系结构主梁或次梁形成的交叉梁系2弦支网架结构3弦支网壳结构4弦支空间桁架结构28132弦支空间骨架结构1弦支空间梁系结构定义?以平面张弦梁结构为基本组成单元通过不同形式的空间布置并增设另一方向的张弦体系和支撑体系所形成的一种空间结构
建筑结构选型
第十三章 大跨度建筑结构 的其他型式
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4、弦支空间桁架结构
大跨度房屋结构
大跨度房屋结构摘要：随着经济的发展，大跨度结构在公共建筑中的应用越来越广泛。
关键词：大跨度;实腹式框架;格构式框架Abstract: with the development of economy, big span structure in the public buildings used more widely.Keywords: big span; Solid-web framework; Of lattice frame大跨度房屋结构常用于公共建筑。
公共建筑如大会堂，影剧院，展览馆，音乐厅，体育馆，加盖体育场，市场，火车站，航空港等，受使用要求和建筑造型要求所制约，具有大的跨度。
它们是为了满足人类社会文化生活不断丰富的需求而产生的。
大跨度房屋结构也用于工业建筑。
特别是航空工业和造船工业中，更多地采用大跨度结构如飞机制造厂的总装配车间，飞机库，造船厂的船体结构车间等等。
这些建筑采用大跨度结构是受装配机器（如船舶，飞机）的大型尺寸或工艺过程要求所决定的。
大跨度建筑物的用途，其使用条件以及对其建筑造型方面要求的差异性，决定了采用结构方案的多样性------梁式的，框架式的，拱式的，空间式的以及悬挂-悬索式的。
梁氏及框架式体系，较常用于矩形平面的大跨建筑无盖；拱式体系具有建筑造型方面的优点，跨度在80m和更大时，这种体系比较经济；呈网格或实腹薄壳及褶板，平板网架结构，穹顶或篷盖状的空间体系，用钢量最为经济，多用于圆形或矩形的房屋平面。
悬挂结构体系中主要承重构件是用高强材料制作的受拉索缆（钢绞线，高强钢丝束等），轻巧是它的最大优点。
这种结构体系制造和安装都比较简单。
大跨度屋盖主要具有矩形平面。
但是公共建筑如影剧院，音乐厅，体育馆，展览馆等，除了矩形平面，也可能具有圆形或椭圆形平面。
采用普通矩形以外的平面，使屋盖结构的构成复杂化，这不便于使用定型结构构件。
大跨建筑物一般不属于大量建设项目，其建筑及结构方案极具个性，当然，这也在一定程度上限制了结构的定型化及工业化。
大跨度空间结构的主要形式及特点
大跨度空间结构的主要形式及特点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。
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。
某种新的结构一丹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。
上面所提到的空间结构也可以分成：一实体结构类——薄壳结构、折板结构；二网格结构——网架结构、网壳结构；三张力结构——悬架结构、薄膜结构；四其他新型大跨度空间结构——可展开折叠式结构、开合屋顶、张拉整体结构、张弦结构、整体张拉预应拱架结构。
下面我就各空间结构作分析。
1拱结构1.1定义与特点拱结构是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线形构件。
拱结构由拱圈及其支座组成。
拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。
由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的弯矩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，比同样的梁结构断面小，能承受较大空间。
但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了维持结构的稳定性，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后墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。
这样就会使建筑的平面空间组合受到约束。
1.2拱结构形式拱结构应用广泛，形式多种多样。
按建造的材料分类，有砖石砌体拱结构、钢筋混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木拱结构等；按结构组成与支承方式分类，有无铰拱、两铰拱和三铰拱，无拉力杆拱和有拉杆拱；按拱轴的形式分类，常见的有半圆拱和抛物线拱；按拱身截面分类，有实腹式和格构式、等截面和变截面等。
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。
大跨度建筑屋盖结构
广泛用于工业厂房和体育馆等
第二节 门式刚架的类型与构造
类型
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
矢高f=1/2时，拱轴形式为半圆，水平推力为０， 受力合理，但大跨度时显得高耸，很少用于建 筑物盖
第四节 拱结构的建筑实例
湖南一散装盐库
风雨操场
室内采光效果
农贸市场
飞机库
第五章 网架结构
第一节 网架结构的特点、优点与适用范 围
第二节 网架结构的分类 第三节 平板网架的结构形式 第四节 平板网架的主要尺寸 第五节 平板网架的受力特点 第六节 网架的支承方式
第一节 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： 1多向受力的空间结构，跨度大 2刚度大，稳定性好 3杆件主要承受轴向力，能充分发挥 材料的强度 4高次超静定，安全度高 5结构高度小，不仅可以有效地利用建筑空间，
而且能够利用较小的杆件建造大跨度结构 6杆件类型划一，适用于工业化生产、地面拼装
第二节 桁架的外形与内力的关系
第二节 桁架的外形与内力的关系
屋架的类型
一、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 节间数目：
二、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
f1517l矢高f12时拱轴形式为半圆水平推力为0受力合理但大跨度时显得高耸很少用于建湖南一散装盐库风雨操场室内采光效果农贸市场飞机库第五章网架结构第六节网架的支承方式第一节网架结构的特点优点与适用范围5结构高度小不仅可以有效地利用建筑空间而且能够利用较小的杆件建造大跨度结构6杆件类型划一适用于工业化生产地面拼装的整体吊装适用范围
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。
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水利与建筑工程学院土木系
一、张拉整体体系和索穹顶
张拉整体体系是由一组连续的受拉索和一组不连续的受压 构件组成的自支承、自应力的空间铰接网格结构。 特点：自支承，预应力提供刚度，自平衡，恒定应力态。 但设计、施工难度大，对刚性屋面使用有限制。
张拉整体体系的形式：基本单元连接形成各种相应的张拉 索网。 结构的刚度依靠对拉索与 压杆施加预应力来实现，预应 通过拉索与压杆的不 力的大小对于结构的外形和刚 同形成各种形态，索的拉 度起决定作用，没有预应力， 力经过一系列受压杆而改 就没有结构形体和结构刚度。 变方向，使拉索与压杆相 预应力通过拉索和压杆内在的 互交织实现平衡。 拉伸、压缩提供。
张拉整体体系的形式：
正四面体及其组合
正五面体及其组合
正六面体及其组合
正七面体及其组合
三棱柱体集成单元
四棱柱体集成单元
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
利用上述 单元，可 以连接形 成各种张 拉索网： 索网由于 压杆的撑 开而拉紧， 既保证了 稳定性， 又得到所 期望的形 状。
张拉索 网结构 或张拉 索壳结 构的形 式：球 壳、扁 球壳、 筒壳、 旋转双 曲面壳
索穹顶结构的工程应用
（1）汉城奥运会的索穹顶结构
由中心受拉环、径向受拉索、受压立柱、环向受压索和 斜张拉索组成
（2）亚特兰大奥运会的张拉穹顶结构
由联方索网、三根环索、竖向压杆及中央桁架组成
二、弦支空间骨架结构
将单层网壳与索穹顶结构相结合，利用索穹顶结构的预应 力部分提高单层网壳部分的稳定性，同时降低单层网壳结构对 于支座的边界约束要求。 由于单层网壳结构的杆件较多，不满足空旷的要求，将索 穹顶结构柔性的上弦索用刚性骨架结构代替，形成上部骨架与 弦支体系相结合的新受力体系。
上部骨架为空间结构，例如交叉桁架、网壳、交叉梁系等。 下部为弦支体系，也为空间结构，包括环索、斜索、压杆等。 实际应用有：弦支空间梁系结构（张弦梁结构）、弦支网 架结构、弦支网壳结构、弦支空间桁架结构等。
三、斜拉结构
利用斜拉索可以组成各种斜拉结构。
四、混合空间结构
是刚架结构、桁架结构、拱式结构、薄壳结构、网架结构、 悬索结构等的合理组合而成。
料性能得到充分发挥；
4、建筑造型活泼明快、易于变化。
五、多面体空间刚架结构
1、多面体空间结构的几何图形学基础 将三维空间细分为若干个小部分，每个部分的体积相等但 要保证接触面积最小，这些细小的部分是什么形状？ “无限等体积肥皂泡阵列几何图学”理论。 Weaire-Phelan多面体组合被认为是三维空间最理想的构成。 两种不同的单元体，一种为 14 面体 =2 个面六边形 +12 个面为 五边形。
混合空间结构组成的基本原则：
1、满足建筑功能需要； 2、结构受力均匀合理，充分发挥材料性能； 3、结构刚柔相济，具有良好的稳定性； 4、尽量采用预应力等先进技术手段，改善结 构的受力，使结构更加轻巧； 5、施工简便，造价低廉。
混合空间结构的应用实例：
1、刚架-索混合空间结构； 2、拱-网架混合空间结构； 3、拱-悬索混合结构； 4、悬索-拱-交叉索网混合空间结构。
刚架-索混合空间结构；
拱-网架混合空间结构；
拱 悬 索 混 合 结 构；
悬索-拱-交叉索网混合空间结构
混合空间结构的特点：
1、受力性能、建筑造型、综合经济指标等具有优
势；
2、以刚架、拱、悬索或斜拉桥架形成巨型骨架结
构作为网架、悬索等屋盖的支座，可以有效地
减小跨度，提高刚度，从而降低造价；
3、巨型结构的尺寸大，增加了结构的稳定性，材
2、结构构成特点和工作性能 高度重复，节点汇交杆件少。 构成简单，重复性高，结构内部多面体单元只有4种杆长、3种 不同节点，每个节点的汇交杆件仅为4根。节点采用刚接，杆件为 空间梁单元，同时受弯、剪、拉(压）、扭的复合作用，故称为空间 刚架结构。
3、“水立方”多面体空间刚架结构的生成 首先生成比“水立方”建筑大的改良的Weaire-Phelan多 面体列阵——旋转——切割。 4、“水立方”多面体空间刚架结构设计