大跨建筑结构构思与结构选型
第四章-大跨建筑结构选型PPT课件
装配式≥30 3）支承环：同筒壳边梁
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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50～100 3）边缘构件
1）体系构成
① 覆盖膜面
② 支撑结构
胞体仿生 → 建筑结构
2）薄膜材料
① 聚脂织物加聚氯乙烯涂层：适用于中小跨度的临时性建筑屋盖。
② 无机织物加聚四氟乙烯涂层：适用于大跨度永久性建筑屋盖。
3）结构类型
① 充气薄膜结构
② 悬挂薄膜结构
③ 骨架支撑薄膜结构
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9.1.2 结构体系类型
1）充气薄膜结构
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第四章 大跨度建筑结构选型----6 折板结构
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)L ②短折板：L/B≤1，f≥1/8L 2）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/40
L≥24米，B=1～2米，板厚25～45
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=1/5～1/2
② 梯 形 L=18～36m，≤72m，f/L=1/6～1/8
③ 拱 形 L=18～36m，≤60m，f/L=1/6～1/8
④ 折线形
⑤ 平行弦
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第四章 大跨度建筑结构选型----4 桁架结构
大跨度建筑结构选型
⑨ 悬挂结构 ·1972 美国 明尼苏达州 联邦储备银行 ⑩ 充气结构 ·1970 日本 大阪世博会馆
东校区南门学生食堂
广州国际会展中心
罗马小体育馆
英国南威尔士布林马尔橡胶厂
巴黎国家工业与技术中心陈列大厅
巴黎联合国科教文组织会议大厅
美国罗利市牲畜展览馆
华盛顿 杜勒斯国际机场
日本 东京奥运会大体育馆与小体育馆
日本 东京代代木体育馆
蒙特利尔世博会西德馆
德国慕尼黑奥运会体育场
德国慕尼黑奥运会体育场
美国 明尼苏达州 联邦储备银行
屋面形式丰富 适宜跨度为12-36m 广泛用于厂房、体育馆等
实例：国家奥体中心游泳馆 ③拱结构
力学优势明显，支座水平推力大 受矢高制约
适宜跨度为12-36m 广泛用于厂房、体育馆等
④钢筋砼薄壳顶 材料省， 结构自重小，经济性好 曲面形式丰富、施工复杂、隔热不好，对音 响效果要求高的建筑不宜使用 实例： 北京火车站 1957 罗马小体育馆 1951 英国南威尔士布林马尔橡胶厂
1959 巴黎国家工业与技术中心陈列大厅
⑤折板结构 建筑造型艺术好 常用于建筑屋面、门廊雨罩 ·1958 巴黎联合国科教文组织会议大厅
⑥ 钢网架结构 空间结构，跨度可达30—60米 稳定性好，安全度高，屋面优美 适用于大跨度的体育馆、展览馆、影剧院、大
会堂、机场等屋面：轻型屋面：木板、塑料板、钢丝网水
第十二章 大跨度建筑结构选型
1. 大跨建筑的发展 2 .大跨建筑的应用
体育馆、展览馆、礼堂、厂房 3 .大跨建筑的结构形式
大跨度建筑结构选型的关键因素研究
大跨度建筑结构选型的关键因素研究1. 前言随着城市化进程加快和人民文化生活水平的提高，大跨度建筑结构在现代建筑中日益得到应用。
使用大跨度建筑结构可以提高建筑内部的空间利用率，增强建筑的视觉冲击力，同时也可以减少建筑的工程量和建造周期。
在大跨度建筑结构的设计过程中，正确的选型是非常重要的，因此本文将会针对影响大跨度建筑结构选型的关键因素进行研究。
2. 影响大跨度建筑结构选型的因素2.1 设计要求在进行大跨度建筑设计时，需要首先了解建筑的使用要求。
这些要求将直接影响结构选型的选择。
例如，如果建筑需要有大量自然采光，就需要选择能够悬挑较远的结构形式，这就需要结构具备一定的刚度和稳定性。
相反，如果建筑的使用要求较为单一，那么就可以选择更简单的结构形式，以达到成本和技术的优化。
2.2 环境因素大跨度建筑的环境也是影响结构选型的重要因素。
例如，如果建筑位于地震活跃区域，就需要高刚度、高稳定性的结构形式；如果建筑位于风力较大的地区，就需要选择适合抗风的结构形式。
此外，建筑物周围的地质及气候环境，也会对结构的选择产生较大的影响。
2.3 功能需求大跨度建筑的功能需求也是影响结构选型的因素之一。
例如，体育场馆需要具有较高的跨度、较大的观众席以及较小的垂直支撑，因此选择空间桁架结构是一种不错的选择。
相反，展览馆和剧院则需要更加细致和平滑的表面以满足设计需求，因此玻璃及其他表面材料的应用更加普遍。
3. 大跨度建筑结构的适用形式3.1 空间桁架结构空间桁架结构可以利用管、桁等构件连接组合成为较为完整的结构系统以满足大跨度建筑物的载荷条件。
这种结构形式适合各种功能建筑如展馆及体育馆等，其特点是工程量大但轻量化、张力受力体系明确且美观，显然是建筑设计的趋势。
3.2 吊杆式结构吊杆式结构又称索结构，属于轻型高稳定性结构系统。
这种结构的吊杆作用可以使整个结构承受水平负荷，同时具有较大舒张强度。
吊杆式结构极为适用于大型体育场馆等应用场景。
建筑知识：大跨度结构的设计思路
建筑知识：大跨度结构的设计思路大跨度结构是指横跨大面积空间的结构，在建筑领域中有非常重要的地位。
大跨度结构的设计不仅需要考虑结构的承载能力，还需要考虑其对环境的适应性以及美学价值。
本文将介绍大跨度结构的设计思路。
一、结构承载能力大跨度结构要保证其强度和稳定性。
因此，在设计大跨度结构时必须考虑以下几个方面：1.合理选择结构材料。
结构材料的选择关系到大跨度结构的承载能力，常见的材料有混凝土、钢材、木材等。
不同的结构材料具有不同的优缺点，需要在设计中进行权衡和选择。
2.选择合理的结构形式。
大跨度结构的结构形式有很多种，如球形、穹顶形、悬索形、网壳形等。
在选择结构形式时需要考虑其承载能力和实际需求。
3.考虑地震和风荷载。
大跨度结构要考虑地震和风荷载的作用，必要时进行地震和风荷载的计算和对策设计。
二、环境适应性大跨度结构受环境影响比其他结构更大，因此需要考虑以下几个方面：1.选择合理的建筑材料。
环境对建筑材料的要求很高，需要根据实际情况选择材料。
2.考虑大气污染和紫外线的影响。
大跨度结构暴露在外，需要考虑大气污染和紫外线的影响，必要时进行污染和防晒处理。
3.考虑建筑节能设计。
大跨度结构对节能的要求比较高，需要采用合理的节能技术，如选择合理的建筑材料、采用太阳能等可再生能源等。
三、美学价值大跨度结构的美学价值对于建筑整体的视觉效果非常重要，因此需要在设计中进行考虑。
以下是一些美学设计要点：1.统一性。
大跨度结构的设计要与整个建筑保持统一性，如结构形式、颜色、材料等。
2.灵感来源。
可以从建筑周围的环境、文化和历史等方面获得灵感，使大跨度结构与建筑的整体风格相契合。
3.创新。
需要进行创新设计，打造独特的大跨度结构，使其成为整个建筑的亮点。
总之，大跨度结构的设计需要兼顾结构承载能力、环境适应性和美学价值。
只有在综合考虑这几个方面的情况下，才能设计出稳定、可靠、美观的大跨度结构，为城市的发展增添新的亮丽。
大跨度建筑结构选型
吉林大学珠海学院
ZHUHAI COLLEGE JILIN UNIVERSITY
3.1.4网格结构及其建筑造型 网格结构是由很多杆件从两个方向或几个方向按一定的规律布置，通过节 点连接而成的一种网状空间杆系结构。
1）受力特点、优缺点和适用范围 受力特点： 杆件主要承受轴向力。
优点：1.整体性强、稳定性好、空间刚度大，有利于抗震； 2.节省材料，结构高度小； 3.可以有效地利用空间； 4.有利于工厂生产，且便于制作，安装也较方便； 5.形式多样；
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3.1.2刚架结构及其建筑造型 刚架结构是指梁和柱刚性连接的一种门形结构形式。 1）受力特点、优缺点和适用范围 受力特点：梁和柱之间刚性连接，在竖向荷载作用下柱对梁有约束作用， 在水平荷载作用下，梁对柱也有约束作用 。 优点：造型轻巧，富于变化，节省材料，受力合理，下部的空间较大。 适用范围：体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间建筑。 2）刚架结构的形式 按结构组成和构造方式的不同，分为无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架。
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3.1.3桁架结构及其建筑造型 2）桁架结构形式 拱形桁架可用钢或钢筋混凝土制作，外形呈抛物线，矢高与跨度之比一般 为1/8~1/6，常用跨度为18~36m。 无斜腹杆桁架，常用跨度为15~30m。 跨度大于36m，宜用钢桁架，小于36m，可用钢筋混凝土桁架。
拱结构水平推力处理方式分为三种： 1.由拉杆承受拱推力
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3.1.1拱结构及其建筑造型 4）拱结构的建筑造型 拱结构水平推力处理方式分为三种： 2.由框架结构承受拱推力
大跨度建筑设计方案
大跨度建筑设计方案建筑设计方案简介在建筑领域中，大跨度建筑被定义为具有跨度超过50米的结构。
由于其独特的设计要求和技术挑战，大跨度建筑一直吸引着建筑师和工程师的关注。
本文将介绍大跨度建筑设计方案的关键要点，以及如何满足设计目标和技术要求。
1. 结构选择在大跨度建筑的设计中，结构选择是一个至关重要的决策。
常见的结构类型包括钢结构、混凝土结构和木结构。
钢结构因其高强度、轻质和可塑性而成为最常使用的选项。
混凝土结构常用于大型场馆和桥梁，具有较好的耐久性和抗震性。
木结构则在特定的情况下被采用，例如体育馆和展览中心。
2. 基础设计大跨度建筑的基础设计需要考虑地质条件、建筑重量和荷载传递。
常见的基础类型包括单桩基础、桩基础和承台基础。
在选择基础类型时，工程师必须进行详细的地质勘测和结构分析，以确保基础的稳定性和安全性。
3. 空间规划大跨度建筑的空间规划通常面临着独特的挑战。
设计师需要合理布局和组织内部空间，以满足建筑的功能需求和使用者的舒适感。
采用灵活的空间划分和多功能区域，可以更好地满足不同需求和活动。
4. 风力和地震设计大跨度建筑需要考虑风力和地震对结构的影响。
风力设计需要使用风洞试验和数值模拟来确定建筑的风载荷，并采取相应的措施进行抗风设计。
地震设计需要根据建筑所处地区的地震参数，进行地震响应分析和结构抗震设计。
5. 持久性和可持续性设计大跨度建筑的持久性和可持续性设计是当前建筑设计的重要趋势。
通过选择持久性高的材料、优化结构设计和采用节能技术，可以降低建筑的维护成本和环境影响。
6. 光照与通风大跨度建筑的光照与通风设计对于提供舒适的室内环境至关重要。
设计师需要充分考虑日光利用、自然通风和人工照明系统的合理布局，以提高室内空间的舒适度和可持续性。
7. 美学与人文考量大跨度建筑不仅仅是一个功能性的建筑物，它也是一种艺术形式和城市地标。
设计师需要考虑建筑与周围环境的和谐性，结合当地文化和人文因素，创造出富有美感和灵魂的建筑作品。
大跨度工业建筑屋面钢结构选型与设计
大跨度工业建筑屋面钢结构选型与设计为满足工业建筑厂房的运行需求，让工业建筑厂房具有跨度大、层高高、建筑空间大、荷载大等特点，从而对于工业建筑的结构设计复杂多样，且具有相当难度。
特别是大跨度工业建筑的屋面钢结构选型及设计是重中之重，如果选择的型号不符合工业建筑的实际需求，就会引发新的问题，需要深入现场考察，结合已有资料展开设计，才能得到科学合理的屋面钢结构设计方案，同时还要展开优化设计，才能为后续的屋面钢结构施工奠定良好的基础。
本文以某项目为例，对大跨度工业建筑屋面钢结构选型与设计进行探讨。
标签：大跨度;工业建筑;屋面;钢结构;选型设计1、项目简述某重型装备制造基地重型钢结构厂房地处某市新区东南角，厂房长384m，宽114m，占地面积约4×104m2;厂房柱距12m，跨度36m+42m+36m。
屋架下弦最低标高为16.20m-27.02m;北跨设双层吊车（上层为2台160t/50t吊车，轨高22.5m;下层为2台75t/20t吊车，轨高18m），中跨设2台100t/32t桥式吊车（轨高16m），南跨设2台50t/5t桥式吊车（轨高12.30m）。
项目规划之初，鉴于建设地日常风力较大、空气洁净度较高、年辐射总量高于市区，非常有利于太阳能发电，同时重型工业厂房单体建筑面积大、屋顶高、屋面利用率高，并具有与建筑整体相结合的展示作用，为充分利用清洁能源，降低重装备制造业的能耗，使重装备”轻”起来，在重型钢结构厂房轻型屋顶之上建1MW太阳能光伏电站，通过多次论证，最终确定在本联合厂房南跨13000m2的屋面上满铺太阳能电池板。
2、大跨度工业建筑屋面钢结构风荷载分析该厂房为三跨结构，在屋面上安装大量的太阳能电池板，查找现行规范后，发现厂房可以参考双坡屋面结构，但是屋面本身设置了大量的太阳能电池板，并且与屋面保持20°左右的夹角，保持架空状态，在气流逐渐流过屋面时，会产生一定的风吸力，可能对屋面钢结构产生负面影响。
大跨度建筑的结构设计
大跨度建筑的结构设计大跨度建筑是指建筑物中跨度大于等于40米的建筑。
与传统建筑相比，大跨度建筑在空间布局和结构设计上都有较大的挑战。
本文探讨大跨度建筑的结构设计及其应用。
一、大跨度建筑的结构设计1.梁式结构梁式结构是大跨度建筑的常用结构类型之一，它利用梁的强度和刚度来支撑跨度较长的建筑。
在大跨度梁的设计中，需要考虑到梁的截面形状、材料、刚度、强度等因素。
例如，著名的伦敦眼观景轮采用了梁式结构，利用了高强度钢材料制成的滑轮和悬挂钢缆来支撑整个建筑。
这种梁式结构设计的优点是能够在不占用内部空间的情况下提供支撑力，从而实现大跨度建筑的空间设计。
2.网壳结构网壳结构是一种常用的大跨度建筑结构设计形式。
它由大量的杆和节点组成，呈现出类似于异形网格的形态，可抵御外部弯曲和剪切力。
例如，位于中国上海的东方明珠塔就是一种典型的网壳结构。
它由大量的三角形钢管起拱形成多穹顶状网架结构，利用了结构杆件三角形组合的适用性和钢管双向剪力优良的特性，为整个建筑提供了强大的支撑力和刚度。
同时，网壳结构还具有优美的空间美学效果，为城市天际线带来了新的视觉风格。
3.悬链结构悬链结构利用悬挂钢缆和大跨度建筑物体的自重，形成了一种类似于悬链的结构设计形式。
它的一大特点是结构杆件能够分担大量吊杆的拉力，从而达到支撑建筑物的目的。
例如，著名的法国埃菲尔铁塔就是一种典型的悬链结构。
它由大量的悬挂钢缆和大型铁框架组成，同时利用了钻孔和铆焊技术，既满足了结构的承载要求，又保留了珍贵历史建筑成果。
这种悬链结构不仅增强了建筑物的稳定性，而且还成为法国文化遗产的标志性代表。
二、大跨度建筑的应用大跨度建筑由于具有空间利用效率高、运行费用低、视觉效果好等优点，在如今的城市化建设中得到了广泛的应用。
以下是几个典型的大跨度建筑案例：1.北京国家大剧院北京国家大剧院采用了地下水泵吸引地下水上泵供水的自然冷却系统，设有近3000个座位。
其建筑外观类似于人类强壮且柔韧的结构，运用了大量的悬挂钢缆和网壳结构，同时建筑内部空间充分利用，成为北京城市文化建筑的瑰宝。
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。
大跨度空间结构选型
大跨度空间结构选型
开发性质：
关于大跨度空间结构的选型，在建筑设计实践中，首先要考虑的是开
发性质。
根据开发的内容、宗旨和其它相关特性，从大跨度结构系统中选
择合适的结构形式。
比如建筑的结构形式，可以根据其应用范围和结构形式，从传统的桁架、桥梁、桥架和斜撑等大跨度结构系统中选择合适的结
构形式。
可见性：
其次，选择大跨度结构的另一重要因素是可见性。
对于既要考虑结构
效率、高性能又要兼顾美观的建筑，特别是公共建筑如文化中心、博物馆、展览中心等，可见性的要求非常高，因此，要求大跨度结构体系的选型也
很重要。
可以采用悬臂式桁架、悬臂式支座、斜撑、拱桥等大跨度结构形式，来满足建筑美观的要求。
结构稳定性：
再者，结构稳定性也是重要的因素。
大跨度结构在设计、施工、使用
过程中，都需要有较高的结构稳定性。
可以根据结构体系的稳定性要求，
从桁架、桥梁、桥架、斜撑的大跨度结构体系中选择合适的结构形式。
经济性：
在实际应用中，大跨度结构模式的经济性也是不可忽视的。
因此，在
选择大跨度结构系统时，要考虑不同结构形式之间的差异，以确保经济劣
势的最大化。
交通建筑大跨度结构选型
1.膜结构 2.钢架结构 3.桁架结构 4.拱结构 5.网架结构
膜结构
优点:
•卓越的阻燃性和耐高温性 •自重轻,又为柔性结构且有较大变形能力，故抗震性能好. •工期短。造价低：膜材裁剪，拼合及骨架均在工厂预制，现场组装。 •具有自洁性，灰尘污垢可被雨水冲洗干净 •实现大跨度，无柱空间 •遵循自身受力情况自然找型，造型极具雕塑感
看清楚 一定方面,大跨度与之前最大区别就是空间感. 选择时忽略设计难度，而问清楚自己脑海中的汽 车站里，哪一种大跨度结构所带来的空间形式更 符合自己意象。
建议
第六十四招：结构坚定不移的进入功能组织
想清楚 结构空间形式与功能密不可分,拒绝刻意填写大 跨度结构而产生的功能流线不契合场地. 另一方面，从最开始选择某一种功能或多种功能 赋予大跨度结构空间感就直白很多。
•优点：
空间受力、自重轻、稳定性好、刚度大、抗震性能好、工业化程度高、 外形美观，透光性好。
•缺点：
汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。
建议
第一招：初入设计步骤的结构选型.
觉悟吧 如果要做大跨度而非框架,就要在一草总平 阶段拥有我有大跨度意识，不然，走到后 面的就很难.
建议
第十二招：以空间形式选择大跨度结构
通过把旅客引导到桥上,再达到端头， 从而理顺交通量，达到流线清晰、 不交叉的目的.
立面细部
铝制材料与玻璃拼接的关系
结构外露
内部空间
桁架结构
桁架结构中的桁架指的是桁架梁,是格构化的一种梁式结构.桁架结构常用于 大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖 结构，桁架通常也被称作屋架。
建筑师：Rechner 地点：克罗地亚奥西耶克 客户：Osijek koteks 建筑设计团队：Predrag Rechner, Bruno Rechner, Ines Pelzer 占地面积：21,199 sqm 建筑面积：11,066 sqm 竣工时间：2011
大跨建筑结构构思与结构选型作业——张拉结构体系屋盖模型实验
【实验目的】通过动手制作及准备过程了解其形态分类、力学特点、组合与演化方式 【实验材料】线、绳、纸板、金属丝等 【实验要求】选取一种张拉结构原型，通过参数调度，演化出不少于三种组合方式和形象。
【报告正文】 一．结构原型 拱壳结构 （1）拱-壳杂交钢结构通过拱
将整个网壳划分为若干局部区段，利用拱结构 整体刚度大、稳定性好的优点，一方面使网壳 结构在变形后内力重分布，提高了结构出现整 体失稳时的承载力；另一方面抑制了局部区域 失稳的扩散，降低了网壳结构对缺陷的敏感 性。（2）网壳结构对拱结构的侧向稳定也有很 大帮助。因此，拱-壳杂交钢结构的整体稳定 性较纯网壳结构有很大提高（如图 1 所示）。
高结构刚度。由于轮辐式悬索结构，特别是柔
性轮辐式张拉结构，空间尺度大、自重轻、受
力合理、极限承载力高并且建筑造型轻巧新
颖，已广泛应用于各种大型复杂的工程中。
图2
二．演化方式 1、索壳组合 把柔索与硬壳结合而成的索壳混合结构是改善索系刚度与稳定性的有效办法之一。
-1-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、索杆组合结构 由拉索与压杆组合成各种形态，索的拉力经过一系列中介压杆而转变方向，使拉索与压杆 借其交织产生空间刚度。最后靠杆对索施加预应力，使索直网紧，达到预定的要求。
-3-
3、双层车辐式张拉结构 在车辐屋盖的柔性结构部分中,径向索、飞柱和环索为主要受力构件,上、下弦径向索之间 的连接索为次要构件。
三．制作体会
-2-
悬索结构类型虽多、式样各异，但其原理与特性却相同， 具有下列共同的优点： 1、受力性能优良 用柔索建立刚性屋面的问题已基本解决。在设计之初就要慎重选择屋盖的几何形状，以 保 证悬索结构的刚度与稳定性。一般规律是双层索系优于单层索系，同向双曲面由于单向曲面， 反向双曲面优于同向双曲面，预应力者优于非预应力，轻屋面优于重屋面。 因之，反向双曲预应力索网是理想的悬索结构型式。其刚度极大，变形很小，结构稳定性 强，屋面排水性能好，抗振性能好，自重轻。 2、非常经济 无论耗钢量、结构重量、造价等各个方面，都是跨度越大越经济。因为小跨的钢索锚固、 边缘构件与支承结构费钱，并不经济。一般悬索结构用于 60m 跨以上。 同时应当注意，悬索结构的经济性只有在合理的型式与屋面材料条件下才充分显示出来。 3、施工简便 索轻，无需满堂鹰架，除预应力张拉设备外，一般施工机械设备即能满足要求。 4、平面适应性强，造型优美 几乎任意形状的建筑平面与体型都可适用悬索结构，且其造型新颖、多样、优美。边缘构 件与支承结构不同，悬索结构的整个建筑体型与空间就不同，它们完全取决于前两者的型式与 组成，而悬索仅仅是一层外皮。这是设计者必须重视的。 通过模型的制作，我更深入地了解了拱壳结构和张拉结构形式，并对其形态、受力特点、 组合及演变方式有了全新的认识，并对这两种结构各部位的受力情况有了亲身的感受，结合老 师对其的讲解，理论联系实际，便于日后在设计中应用。
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究
建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究近年来，随着城市化进程不断加快，大跨度建筑成为了城市中的一道亮丽风景线，而这些大跨度建筑的结构形式和设计都有着非常大的影响。
本文将对大跨度建筑的结构形式与设计进行研究和探讨。
一、大跨度建筑的结构形式大跨度建筑通常指的是跨度大于50米的建筑，这种建筑因为需要承受更大的水平和垂直荷载，其结构设计十分重要。
在大跨度建筑中，常见的结构形式包括桁架结构、空间网架结构、拱形结构、索结构等。
1. 桁架结构桁架结构是大跨度建筑中最常见的结构形式之一。
它利用竖向和水平向组成的钢管或钢杆组成网格状结构，以达到更好的承重能力。
桁架结构通常构成为三角形，这是因为三角形是结构稳定性最好的形状之一。
空间网架结构是由许多钢管通过节点连接组成的从地面到屋顶的三维结构。
它具有高度等荷载能力和钢材利用率高的特点。
空间网架结构常用于大型篮球馆、大剧院、机场等建筑中。
3. 拱形结构拱形结构是建筑中常用的结构形式之一，它可以承受平面内的水平荷载和垂直荷载。
拱形结构可以通过不同形状的拱和异形拱的组合来实现大跨度的跨越。
索结构也是大跨度建筑中的常见结构形式。
它是利用高张力的钢索或吊索作为承重构件，通过索结构与主传力结构之间的协同作用，实现建筑的稳定和承载能力。
索结构常用于大型会展中心、体育馆、桥梁等建筑中。
1. 常见的大跨度建筑设计理念在大跨度建筑的设计过程中，常见的设计理念包括：空间感知、技术创新、结构合理、美学表现等。
这些设计理念常见于大型体育馆、会展中心和文化艺术中心等建筑中，旨在提高建筑的美感和实用价值。
在大跨度建筑的设计方案中，需要考虑到承载能力、结构稳定性、建筑美观度等方面。
设计方案一般包含结构形式的选择、材料的选择、施工方案设计等内容。
根据具体的建筑用途和建筑环境，设计方案应特别定制化。
3. 设计中的施工技术在大跨度建筑的设计中，需要考虑到施工上的可行性问题，因为建筑的施工过程涉及到供货、物流、安装等方面。
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以下是我给大家带来的关于大跨度结构类型的相关内容，以供参考。
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：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。
大跨度空间结构选型与设计
无梁殿
南京
1381年
整座建筑采用砖砌拱券结构，由于不设 木梁，不用寸钉片木，故又称“无梁 殿”。无梁殿东西向并列3个拱券，中间 的拱券跨度11.5m，净高14m。
近代空间结构
1.1 大空间建筑发展历程
罗马奥运会小体育馆 意大利 1957年 屋顶最高处21m，穹顶直径52m，采用钢 筋混凝土薄壳结构。薄壳由沿圆周布置的 36根Y形混凝土斜柱支承，斜柱的侧推力由 地下的预应力基础受拉环梁平衡。
发展趋势探索——绿色建筑的崛起
1.1 大空间建筑发展历程
上海自然博物馆 上海 在建 是国内三大自然博物馆之一，为绿色建 筑三星级设计标识。采用绿化屋顶外墙、 地源热泵、雨水回收、太阳能回收的配 套功能。
同济设计院办公楼 上海 2011年
以建筑改造替代建筑重建，既避免了拆 除原有建筑导致的混凝土处理，又减少 了新建建筑材料。采用太阳能光伏发电 板，每年减少CO2排放量566t。
现代空间结构 高强材料
1. 大空间建筑概述
材料革新
砖石
建筑材料经历了从砖石，到混凝土、钢 材和膜材，最终推进到拉索、碳纤维等高强 材料的演变过程。
混凝土
钢材
膜材
拉索
碳纤维
1.1 大空间建筑发展历程
分析手段
1. 大空间建筑概述
技术革命
施工技术
CAD
SAP
BIM
ANSYS
吊装
屋盖滑移现场
张拉膜材
索穹顶施工张拉
发展趋势探索——结构形式杂交化
1.1 大空间建筑发展历程
伦敦碗
英国 2012年
屋盖挑篷采用A形柱支承外压缩环桁架， 内张力环采用索，其间辐射布置双层径 向索形成索网，屋面覆盖PVC膜材。A形 柱立在内拉力环索上，设后稳定索和环 向稳定索。
大跨建筑结构构思与选型
大跨建筑结构构思与结构选型结构选型是个新课题，课题要求从建筑师的角度出发去考虑问题，在现代科学技术知识的指导下，分析和解释建筑设计中的结构选型问题。
所以在讨论各种建筑结构时，我们应尽可能从力学入手。
阐明各种结构形式的优缺点、适用范围及设计方案的构思。
由于结构选型是个综合的科学问题，所以应该考虑结构、设备、施工等各个专业的配合。
随着科学技术的发展和人民生活水平的需要，更加由于计算理论的成熟，大空间建筑越来越受到关注，尤其是大空间的公共建筑，而且它是应用大垮结构的重要市场。
充分展示结构技术的最新成就与结构造型的魅力。
总之结构与建筑在大空间公共建筑设计中有着密切的促进制约和依存的关系纵观世界，国内外的大型公共建筑都是以大空间结构为前提的，从直接关系人民身心健康的体育建筑，到促进信息交流的博览建筑，再到规模巨大大交通建筑，娱乐设施，剧场音乐院等。
这些大规模的公共建筑都需要大跨度的结构来支撑其稳定的发展。
尤其在国外大空间建筑已经有了很长的一段历史，建筑技术也比较成熟。
而在改革开放以来我国的大空间建筑也层出不穷，且培养出了一大批优秀的建筑设计人员，这也进一步为我国的大空间建筑的建造提供了可能。
而且大空间结构也有了很大的发展，结构形式也多种多样，有平面的桁架结构，但大多为空间结构，因为空间结构不但省料，还能充分发挥材料的力学性能，这些结构有网壳结构，薄壳结构，悬索结构，膜结构等好多优秀的空间结构。
并且由于网架结构在我国应用的比较早而且相应的技术业发展的比较成熟。
并且有了一些专业化的生产和施工厂家。
其他结构也应用越来越广泛，正是由于计算机的出现，计算理论的成熟使得壳体的受力特点得以正确的解释。
再加之施工技术的发展，让大空间的结构更是发展成为可能。
但是，前面已经提到了结构对建筑有一定的作用，包括结构对建筑的制约、建筑与结构的相互促进、结构与建筑的相对关系以及建筑与结构的矛盾。
而制约关系中又包括空间和形体、界面和形象、以及形式美的表达。
跨度大的建筑如何设计
跨度大的建筑如何设计在建筑领域，跨度大的建筑设计一直是一个充满挑战和机遇的课题。
这类建筑不仅要在外观上展现出宏伟和独特，更要在结构上具备强大的稳定性和安全性，同时满足各种功能需求。
那么，跨度大的建筑究竟该如何设计呢？首先，我们需要明确跨度大的建筑的定义。
一般来说，跨度超过一定数值，如 30 米以上，就可以被视为跨度大的建筑。
这类建筑常见于体育场馆、展览馆、机场航站楼等大型公共建筑。
在设计跨度大的建筑时，结构选型是至关重要的第一步。
常见的结构形式包括钢结构、混凝土结构、空间网架结构等。
钢结构具有强度高、重量轻、施工方便等优点，适用于大跨度的建筑。
例如，国家体育场（鸟巢）就采用了钢结构，其独特的编织状外观给人留下了深刻的印象。
混凝土结构虽然自重大，但抗压性能好，在一些特定条件下也能用于大跨度建筑。
空间网架结构则具有良好的空间整体性和稳定性，能够有效承受各种荷载。
除了结构选型，荷载的计算和分析也是设计中的关键环节。
跨度大的建筑要承受自重、风荷载、雪荷载、地震作用等多种荷载。
设计师需要根据建筑所在的地理位置、气候条件等因素，准确计算这些荷载，并通过复杂的力学分析，确保结构在各种工况下都能安全可靠。
材料的选择同样不容忽视。
对于跨度大的建筑，所选用的材料必须具备高强度、高韧性和良好的耐久性。
高强度钢材、高性能混凝土等是常见的选择。
同时，为了保证建筑的防火性能，还需要采用相应的防火材料和防火措施。
在功能布局方面，跨度大的建筑由于其内部空间广阔，需要合理规划不同区域的功能。
例如，体育场馆需要划分出比赛场地、观众席、运动员休息室等；展览馆则要考虑展品展示区、休息区、交流区等。
同时，要保证人员的疏散通道畅通，满足消防安全要求。
建筑的外观设计也是不可忽视的一部分。
跨度大的建筑往往成为城市的地标性建筑，其外观不仅要美观，还要与周围环境相协调。
通过独特的造型和色彩，能够吸引人们的目光，同时展现出城市的文化特色和时代精神。
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大跨建筑结构构思与结构选型>>读书笔记大空间公共建筑结构与建筑有着密切的关系，建筑的形象及构筑，以及建筑的空间，都与结构形式息息相关。
结构本身制约着建筑的外观造型，影响着建筑的构筑方式以及建设成本，在一定程度上影响或限制了设计师的构思。
但是，如果掌握各种结构形式的特点并很好地利用，就可以由被动变主动，创作出别具特色的建筑作品。
总之，建筑与结构在大空间公共建筑设计中有着很强的依存、制约和促进的关系。
在我国，自从实施改革开放政策以来，大空间建筑发展迅速，并出现了很多闻名世界的建筑。
其中，体育建筑是重要的一份子。
例如深圳体育馆和吉林冰球馆，都以其特殊的造型和结构形式被人们所熟知。
博览建筑也因其重要的作用迅速发展，其中由于功能要求，大空间博览建筑如雨后春笋般出现。
还有交通建筑，特别是航空港建筑发展迅速，规模巨大。
几乎我国各省市中心城市都建设起现代化机场候机楼。
这些机场采用了各种结构形式，造型多种多样，成为现代空间结构的一个重要展示场。
国外经济发达国家的大空间公共建筑有着更长的历史和卓越的成就，罗马小体育馆和利雅得体育场、墨西哥城咖啡厅都以其独特的造型、结构形式和新材料新技术的应用得到世界各国的关注。
现实表明，大空间建筑的构筑都与结构形式关系密切，不同的结构形式有着各自的特点，我们只有掌握了它们的优点和缺点，才能更好的利用它们，创作出更好的作品。
1、大空间建筑的构筑与结构形式一、网架结构优点：用钢量比桁架等平面结构少得多，重量轻，施工简便（螺栓球节点），工期短，造价低，抗震性能好，刚度大等等。
适用范围：广泛，小至一二十米的雨篷，大至上百米的屋盖。
网架结构对建筑平面空间布局的制约相对较小，外观轻快平直，对建筑体型影响也较小，给建筑创作留有较大的构思余地。
发展现状：在我国，经过多年的研究和大量实践的检验修正，网架结构设计理论已比较成熟，并培育了比较强大的设计和理论研究队伍，足以胜任各种网架结构设计任务。
施工技术较成熟，经验丰富，并形成了专业化生产和施工的厂家。
二、网壳优点：靠空间体形受力，工厂生产构件现场组装的施工方便、快速，受力合理，刚度大，自重轻，体形美观多变，技术经济指标好。
形式：球面网壳、双曲面扁网壳、柱面网壳、扭网壳（双曲抛物线面网壳），并有多种组合形式。
缺点：因为网壳结构只有保持合理的空间体形才具备受力合理的特点，所以，对建筑的平面空间形状有很强的制约作用，对建筑体形有决定性的影响。
三、悬索结构受力特点：将结构内力的拉压分开，分别由长于受拉的钢索和长于受压的钢筋混凝土或木结构承受拉力和压力，发挥各自专长。
优点：受力合理，耗材省。
建筑轮廓流畅，形体优美。
我国发展现状：轮辐式双层索系、双曲抛物面索系、索桁架平面索系、索桁架空间索系、单层平面索系、伞形单层辐射索系、悬挂索网、斜拉屋盖，以及组合式索网屋盖。
四、薄膜结构优点：材质轻薄透光、表面光洁亮丽、形状飘逸多变。
缺点：膜材造价较高，使用寿命相对较短。
大跨结构发展的动因和条件1、经济发展和社会需求2.材料3.计算理论4.计算工具5.施工技术2、建筑与结构大空间公共建筑与结构的依存和制约关系十分显著，其强度远大于一般中小跨度建筑，其关系更应深入探讨。
（一）结构对建筑的制约其主要表现： 1、空间和形体 2、界面和形象 3、形式美的表达（二）建筑与结构的相互促进大空间公共建筑对结构的最主要要求就是形式多样化，为建筑创作提供得心应手的手段，这是建筑对结构的最大促进。
反之，当结构技术取得突破，就为建筑设计创造了更大的创作余地，促进建筑的发展。
（三）结构与建筑的相对关系建筑创作的核心在于创造人工空间，满足人们的物质和精神需要，结构创作的核心是实体，是构筑空间的有形物质。
空间与实体相互依存，但空间是主角，是建筑的目的，实体是服务于空间的物质手段。
可见其主从地位分明。
（四）结构与建筑的矛盾建筑创作贵在创新，个性化则是其重要的体现。
个性化要求不仅在于它与周围其他建筑应有明显的区别，更在于它与同类建筑相比有自己的鲜明个性，不落雷同，这可能是大空间公共建筑创作的最大难点。
建筑个性化创作直接涉及到结构，要求结构形式灵活多样，为建筑创作提供较广泛的自由选择和加工改造的余地。
然而，现实情况是流行的结构形式同需要相比很有限，同多样化的需求差距较大，矛盾比较突出。
这或许就是大空间公共建筑与结构的最本质的矛盾3、建筑师与工程师建筑工程是多学科知识的凝聚和多种专业技术的综合，它既需要专业分工和细化，做精深的技术工作，更需要专业间的密切合作，创作出融合协调的作品。
一、建筑师职责（一）建筑构思必须牵涉到结构构思，其建筑构思需要与结构构思同步进行。
这两种构思只能都由建筑师来完成。
（二）建筑造型应该正确反映结构形态，构筑的建筑形体既应经济合理，也应正确表达力的传递，形式与技术紧密结合。
（三）建筑师肩负主持工程设计重任，应积极协调各专业技术的交叉和矛盾，使之成为相互合作的综合产品。
总之，建筑师在结构构思和结构选型方面负有主导作用，既要有一定的概念性结构知识和掌握构思方法的共同语言，也要有同结构工程师密切合作，互相理解、支持、礼让等精神。
二、结构工程师的任务（一）工程师应及早参与结构构思（二）完成结构计算及落实技术细节三、专业合作 (一) 扩展知识，建立合作基础 (二) 研究结构形态，发展边缘学科4、大跨结构的基本知识及其运用（一）结构的要素及其相互关系 1、结构离不开力的作用 2、结构在力的作用下会产生一定的反应，这主要体现在结构的变形上。
3、结构系统本身是作用-系统-反应这一关系链中的关键环节。
（二）结构的基本概念结构的形态，一方面取决于建筑的功能与造型要求，另一反面取决于结构的受力情况。
1、结构的受力（1）直接作用直接以力的形式对结构产生作用（2）间接作用是由于地面运动、结构变形、温度变化、材料性能改变（材料老化、变性）等因素引起结构内部发生力的作用。
2、荷载的分类（1）按作用时间分为恒荷载、活荷载、偶然荷载。
（2）按分布情况分为集中荷载、分布荷载。
（3）按作用性质分为静力荷载、动力荷载。
3、结构的效应内力指结构在直接或间接作用下，其内部各组成部分之间产生的力的相互作用，包括轴力、剪力、弯矩、扭矩。
可通过内力对于面积的集度-应力来反映。
变形指结构相对于自身的形状改变，包括长度、挠度和角度的变化。
可用变形对于长度的集度-应变来表达。
位移指结构的整体性位置变化，还可用来描述结构上某一点的位置变化，包括倾斜、滑移、整体沉陷和局部沉陷等。
4、结构的约束体现在两方面：支座条件位于结构的支撑部位，须通过外力提供平衡条件。
有铰支、固定、滑动和弹性支座等形式。
构造条件位于结构内部，以构造手段控制结构变形。
另外，用于降低结构动力效应的主动控制或被动控制手段，也可看作是一种约束。
5、结构的性能结构的强度指结构的承载能力，即结构能够抵御某种作用而不至于破坏的能力。
取决于材料强度、构件形式、结构构成方式、结构的受力状态。
结构的刚度结构抵抗变形的能力。
对大跨度建筑结构，刚度的好坏直接反映在挠度、支座滑动、风作用下屋面的颤动幅度等方面。
结构的稳定结构维持自身稳定状态的能力。
主要体现在承载力的稳定和结构形态的稳定。
二、结构的分类（一）按结构材料分类（最常用） 1、砌体结构由砖石混凝土等各种砌块组成。
多用于拱、穹顶和支撑、围护结构。
2、木结构以木材为主要结构材料，可用于刚架、拱以及大量网格结构。
3、混凝土结构通常配置钢筋。
多用于以承受压力为主的结构。
有现浇和装配形式。
4、钢结构钢材的抗拉、抗压强度都很高，适用范围较广。
此外，还有铝合金结构、复合材料结构、纸结构、索结构、膜结构。
（二）按结构受力分类结构的受力状态分为：拉、压、弯、剪、扭五大类。
从整体作用来看，结构按受力方向分为：抗水平力体系、抗竖向力体系、抗倾覆力体系等。
大跨结构主要是要抵御竖向作用。
（三）按结构的空间布置分类结构布置可按平面结构与空间结构两类方法布置。
1、平面结构假定结构的作用力及其位移和变形都在结构所处的平面内。
优点：结构传力路线明确，构件的合理型式易于判断和确定，也易于同建筑的形态要求和吻合。
2、空间结构将结构定义为三维空间受力结构体系。
与结构实际工作情况更加接近，设计结果也更为经济。
此外，结构还可按形态分为体、线、面等结构。
三、结构的力学规律与造型相关的主要的结构原则：（一）力的分布与描述力是物体间的一种作用。
包含外力与内力。
内力是用于描述构件内部力的分布情况的一种物理量。
（二）力与变形的关系结构的变形曲线与荷载、支座条件、结构布置等都有直接关系。
（三）受压构件的确定（四）结构的整体性几何不变的结构是稳定体系，有静定与超静定之分。
四、结构的构成结构单体：能够维持结构形态稳定的最小单位。
对结构可进行分级划分：（框架结构）一级结构：支撑柱与主梁或屋架构成的结构骨架。
二级结构：梁、柱、屋架等。
三级结构：屋架或大梁内部的腹杆、弦杆或受拉、受压部件。
结构的可靠性包括：承载力方面的安全储备，正常使用方面的可用性保证、结构的设计保证年限。
5、大跨建筑的结构特点一、大跨建筑结构的受力特点（一）竖向作用主宰结构大跨结构的竖向作用首先是来自结构自重、屋面覆盖材料和建筑附属固定设施的重量等不变荷载的作用，其次来自作用于屋面结构的人员、施工荷载、风、积雪、积灰等可变荷载的直接作用，还有因地震导致的竖向地震力和脉动风压引起的结构竖向振动等间接作用。
（二）间接作用效应明显（三）动态作用不可忽视二、大跨建筑结构的组成 1、屋盖结构覆盖大空间且直接承担屋面荷载的结构 2、支承结构支承屋盖结构并将力传给基础的结构。
3、基础与地基直接接触并承接上部结构作用的结构或构件。
（一）屋盖结构减小结构自重、提高结构刚度是结构选型和优化设计的目的所在。
屋盖结构是大跨建筑土建投资的重点，对经济指标的影响比重也最大。
屋面的覆盖方式包括全覆盖和半覆盖。
（二）支承结构支承体系的设置与屋盖结构的选型设计直接相关。
主要是为了提供竖向支承，还通过被动约束方式来限制其整体性水平位移。
（三）基础基础采用何种形式、提供何种反力，与上部结构有着密切关系。
三、大跨建筑结构的几何形式（一）曲面的几何形式及其构成方法 1、简单曲面的几何描述主曲率：曲率中数学上最大和最小的两个极值。
两个主曲率方向是彼此正交的。
高斯曲率K：曲面上任一点的两个主曲率的乘积。
K=0 单曲面或零高斯曲面； K≠0 双曲面 K>0 正高斯曲面；K<0 负高斯曲面可展曲面：如果一个曲面能够被展开，且没有出现面内伸缩或开裂。
2、曲面的形成方法（1）旋转曲面的形成（2）平移曲面的形成（3）直纹曲面的形成（二）屋盖结构的几何形态分类 1、屋面的形态分类（1）平面体系水平屋面、单坡屋面、双坡屋面、四坡屋面、锯齿形屋面、折板屋面等。