大跨度建筑构造介绍(PPT80页)
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特点 ——刚结点（与排架结构对比）：大大减少梁的跨中弯距 ——结构断面小，外形简洁，可暴露结构构件 ——门型刚架中部向上微翘有利于综合利用室内空间，扩大
净空高度 ——适用于40m跨度以内，动荷载不能太大（吊车≤10T，
远小于排架）
——刚架结构的造型
扩展：薄腹梁结构体系
常用作T、工字梁 自重较大，跨度6~18
26~30——5
承受拱水平推力的处理手法
2 框架结构承受水平推力
承受拱水平推力的处理手法
3 由基础承受水平推力——落地供 拱端部空间较小 水平推力不大，或基础条件较好
拱的类型
半圆拱：无水平推力拱 抛物线拱：受力最合理 失高：1/2~1/8 拱身截面高度h=(1/30~1/40),宽度为25~40
结构类型 网架尺寸 杆件断面节点连接 造型
——网架结构的特点
特点 杆件互相支撑， 形成多向受力的空间结构
优点 ●空间刚度好、结构高度
小 （多向受力，整体性 好）30m~60m，甚至 30m以上 超静定结构 ●自重轻（比桁架节约 30%） 跨度大 （受 力合理，节省材料） ●杆件规格统一为有限的 几种，易于工厂化生产 ●样式多
结构构件本身作为独 立的单元来考虑）
空间结构体系
——网架
——折板
——薄壳 ——悬索
——……
（把结构的所有组成构件协同 起来共同跨越空间，作为整体 来考虑——整体作用大于单个 作用之和，且多向受力比单向 受力更发挥材料潜力，空间工 作比平面工作更符合力的自然 传递路线）
2 十种常用的大跨度结构形式
——轴向受压（无弯距、只要求材料的受压性 能好，可以很薄。相同截面高的拱与梁，由于 前者的曲面作用，跨度相差n倍）
——有横向侧推力
承受拱水平推力的处理手法
1 由拉杆承受水平推力——拉杆拱 优点：支撑拱的侧墙不承受拱的推力，简化了支座受力
状况 单跨、多跨、高低跨；布局灵活，外形轻巧 吊杆12~15——2、16~20——3、21~25——4、
3.1.3 桁架结构及其造型
原型：梁——薄腹梁——桁架 结构类型 造型
——桁架结构的特点
特点 ——格构（空腹）式结构体系，全部节点均为铰接，每
一杆件受力均为轴向力。 ——受力时考虑施于节点，可避免使杆件受弯。 优点：相对于梁结构 ——① 跨度大，省材，用材较广，钢筋混凝土、钢、木
拱 刚架 桁架 网架 折板
薄壳 悬索 帐篷薄膜 充气薄膜 悬挑
3.1.1 拱结构及其造型
悬索——受拉 拱——受压 概念：在荷载作用下
主要承受轴向压力， 有时也承受弯矩而有 支座推力的曲线或折 线的杆形结构。 是一种古老的方法 适合脆性材料、石材、 砖材、混凝土等 关键是侧推力平衡问 题
均可 ②受力明确 ③自重轻，可跨越较大空间 ④便于安装运输缺点 样式多：平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架 ——结构高度较大，需增强稳定性
——桁架结构的类型
类型
按构成
●三角形 结构高度最低 1/5-1/2
≤18m
●拱形
受力最好
1/6-
1/8 18-36m 60m
（无斜腹杆）
15-
30m ●梯形
适用建筑类型：商场、展览馆、体育馆、散装货仓 ——拱结构的结构类型 结构类型 ——无铰拱、两铰拱、三铰拱 ——木、钢、钢筋混凝土 ——实腹、空腹 影响造型的因素 ——矢高f（1/5-1/7 不小于1/10） ——平衡水平侧推力的方式 ——屋面材料的类型（如油毡f不小于1/8） ——钢筋混凝土自防水屋面失高一般取跨度的1/6
大跨度建筑构造
Construction of Large-span Building
大跨度建筑构造
主要的大跨结构类型及造型特点 屋顶的构造处理要点 天窗设计要点
1. 概论
1.1 大跨度建筑的概念 界定：30M 我国规范：60m以上
类型：影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港；工 业建筑：飞机装配车间、飞机库等
不宜选用） 2 跨度<36m——预应力钢筋混凝土。
18~24m亦可选用普通钢筋混凝土 3 跨度<18m钢筋混凝土组合屋架 4 房屋内部以及所在地区相对湿度>75%，通
风不良者，或者有侵蚀揭纸，不宜选择木屋架 和钢屋架
3.1.4 网架结构及其造型
概念：一种由多根杆件以一定规律通过节点组成 的空间结构
拱的发展
帆拱
3.1Baidu Nhomakorabea2 刚架结构及其造型
梁与柱以整体的方式构成门型结构 类型 ——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架 开间一般为6m，进深为3m模数，24m、27m、
30m 高跨比h/l=0.75
钢架之间以纵梁及板整体连接（相当于肋形屋盖，钢架 相当于主梁）
——刚架结构的特点
发展 现代大跨度建筑造型已经有较大自由
结构是在特定 的材料和施工 技术条件下运 用力学原理创 造出来的房屋 的骨架
建筑师——选 择结构形式； 需要对各种结 构的基本的力 学特征和适用 范围有深入的 了解，才能够 自由创作，结 构和形式统一。
双曲扁壳
1.2 大跨度结构形式分类
平面结构体系 ——拱 ——桁架 ——刚架 ——…… （把
受力较好 ，制
作方便 1/6-1/8 18-36m 72m
按材料
●钢 适宜36m以上跨度，自重轻
●钢筋混凝土 度
适宜36m以下跨
●木 ——特殊环境（相对湿度大 于75%或有腐蚀性介质时）不宜钢、 木材料，只宜预应力钢筋混凝土材料。
屋架选择的原则
因素：使用要求、跨度、荷载、材料施工田间 1 跨度>36m以上，钢屋架（有酸碱性介质则
历史 ——万神庙
——美国·底特律·韦恩县体育馆 （Wayne County stadium ）（266m，圆形钢网壳）
——上海体育馆
（110m，圆形钢平板网架）
——英国千年穹
（365m，帐篷结构
1. 概论
大跨度建筑发展的原因： 1）功能复杂，大型文体表演、盛大博览会 2）型材料、新技术、新结构出现 钢结构、钢筋混凝土结构 结构的技术要求高，成为建筑设计的关键因素 材料和结构方法决定了造型的可能性 结构构造技术的发展制约了大跨度建筑造型的
净空高度 ——适用于40m跨度以内，动荷载不能太大（吊车≤10T，
远小于排架）
——刚架结构的造型
扩展：薄腹梁结构体系
常用作T、工字梁 自重较大，跨度6~18
26~30——5
承受拱水平推力的处理手法
2 框架结构承受水平推力
承受拱水平推力的处理手法
3 由基础承受水平推力——落地供 拱端部空间较小 水平推力不大，或基础条件较好
拱的类型
半圆拱：无水平推力拱 抛物线拱：受力最合理 失高：1/2~1/8 拱身截面高度h=(1/30~1/40),宽度为25~40
结构类型 网架尺寸 杆件断面节点连接 造型
——网架结构的特点
特点 杆件互相支撑， 形成多向受力的空间结构
优点 ●空间刚度好、结构高度
小 （多向受力，整体性 好）30m~60m，甚至 30m以上 超静定结构 ●自重轻（比桁架节约 30%） 跨度大 （受 力合理，节省材料） ●杆件规格统一为有限的 几种，易于工厂化生产 ●样式多
结构构件本身作为独 立的单元来考虑）
空间结构体系
——网架
——折板
——薄壳 ——悬索
——……
（把结构的所有组成构件协同 起来共同跨越空间，作为整体 来考虑——整体作用大于单个 作用之和，且多向受力比单向 受力更发挥材料潜力，空间工 作比平面工作更符合力的自然 传递路线）
2 十种常用的大跨度结构形式
——轴向受压（无弯距、只要求材料的受压性 能好，可以很薄。相同截面高的拱与梁，由于 前者的曲面作用，跨度相差n倍）
——有横向侧推力
承受拱水平推力的处理手法
1 由拉杆承受水平推力——拉杆拱 优点：支撑拱的侧墙不承受拱的推力，简化了支座受力
状况 单跨、多跨、高低跨；布局灵活，外形轻巧 吊杆12~15——2、16~20——3、21~25——4、
3.1.3 桁架结构及其造型
原型：梁——薄腹梁——桁架 结构类型 造型
——桁架结构的特点
特点 ——格构（空腹）式结构体系，全部节点均为铰接，每
一杆件受力均为轴向力。 ——受力时考虑施于节点，可避免使杆件受弯。 优点：相对于梁结构 ——① 跨度大，省材，用材较广，钢筋混凝土、钢、木
拱 刚架 桁架 网架 折板
薄壳 悬索 帐篷薄膜 充气薄膜 悬挑
3.1.1 拱结构及其造型
悬索——受拉 拱——受压 概念：在荷载作用下
主要承受轴向压力， 有时也承受弯矩而有 支座推力的曲线或折 线的杆形结构。 是一种古老的方法 适合脆性材料、石材、 砖材、混凝土等 关键是侧推力平衡问 题
均可 ②受力明确 ③自重轻，可跨越较大空间 ④便于安装运输缺点 样式多：平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架 ——结构高度较大，需增强稳定性
——桁架结构的类型
类型
按构成
●三角形 结构高度最低 1/5-1/2
≤18m
●拱形
受力最好
1/6-
1/8 18-36m 60m
（无斜腹杆）
15-
30m ●梯形
适用建筑类型：商场、展览馆、体育馆、散装货仓 ——拱结构的结构类型 结构类型 ——无铰拱、两铰拱、三铰拱 ——木、钢、钢筋混凝土 ——实腹、空腹 影响造型的因素 ——矢高f（1/5-1/7 不小于1/10） ——平衡水平侧推力的方式 ——屋面材料的类型（如油毡f不小于1/8） ——钢筋混凝土自防水屋面失高一般取跨度的1/6
大跨度建筑构造
Construction of Large-span Building
大跨度建筑构造
主要的大跨结构类型及造型特点 屋顶的构造处理要点 天窗设计要点
1. 概论
1.1 大跨度建筑的概念 界定：30M 我国规范：60m以上
类型：影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港；工 业建筑：飞机装配车间、飞机库等
不宜选用） 2 跨度<36m——预应力钢筋混凝土。
18~24m亦可选用普通钢筋混凝土 3 跨度<18m钢筋混凝土组合屋架 4 房屋内部以及所在地区相对湿度>75%，通
风不良者，或者有侵蚀揭纸，不宜选择木屋架 和钢屋架
3.1.4 网架结构及其造型
概念：一种由多根杆件以一定规律通过节点组成 的空间结构
拱的发展
帆拱
3.1Baidu Nhomakorabea2 刚架结构及其造型
梁与柱以整体的方式构成门型结构 类型 ——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架 开间一般为6m，进深为3m模数，24m、27m、
30m 高跨比h/l=0.75
钢架之间以纵梁及板整体连接（相当于肋形屋盖，钢架 相当于主梁）
——刚架结构的特点
发展 现代大跨度建筑造型已经有较大自由
结构是在特定 的材料和施工 技术条件下运 用力学原理创 造出来的房屋 的骨架
建筑师——选 择结构形式； 需要对各种结 构的基本的力 学特征和适用 范围有深入的 了解，才能够 自由创作，结 构和形式统一。
双曲扁壳
1.2 大跨度结构形式分类
平面结构体系 ——拱 ——桁架 ——刚架 ——…… （把
受力较好 ，制
作方便 1/6-1/8 18-36m 72m
按材料
●钢 适宜36m以上跨度，自重轻
●钢筋混凝土 度
适宜36m以下跨
●木 ——特殊环境（相对湿度大 于75%或有腐蚀性介质时）不宜钢、 木材料，只宜预应力钢筋混凝土材料。
屋架选择的原则
因素：使用要求、跨度、荷载、材料施工田间 1 跨度>36m以上，钢屋架（有酸碱性介质则
历史 ——万神庙
——美国·底特律·韦恩县体育馆 （Wayne County stadium ）（266m，圆形钢网壳）
——上海体育馆
（110m，圆形钢平板网架）
——英国千年穹
（365m，帐篷结构
1. 概论
大跨度建筑发展的原因： 1）功能复杂，大型文体表演、盛大博览会 2）型材料、新技术、新结构出现 钢结构、钢筋混凝土结构 结构的技术要求高，成为建筑设计的关键因素 材料和结构方法决定了造型的可能性 结构构造技术的发展制约了大跨度建筑造型的