主要-大跨度建筑构造

●角锥体系 （三 角锥、四角锥、六角 锥）
a 网架 b 单层网壳 c 双层网壳 d 两向网架 e 两向正放网
架
f 两向斜放网架 g 三向网架 h 三向三角平
面
g 三向梯形平 面
——网架结构尺寸与节点
尺寸 ●网格高度（高跨比） ●网格尺寸
时 ≯3m×3m 杆件断面与节点连接
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
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
约1/15 采用钢筋混凝土屋面板
——网架结构的造型要素
网架支撑方 式与建筑造 型
拱形网架支 撑在两排列 住上
●穹形网架 支撑在周边 柱上
——网架结构实例
肋环空腹双层网壳
3.1.5 折板结构及其造型
概念：以一定倾斜角整体相连的薄板+横隔构件
材料：钢筋混凝土板或钢丝网水泥
——折板结构的特点Biblioteka 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、
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
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
——网架结构的类型
类型 外形 平板（平面）（支座为简支） 曲面 （实质是一种挖空的薄壳） 不常用 层数 单层、双层、多层 材料 木、钢、钢筋混凝土
——平板网架的构成
平板网架 ——构 造简单：双层平板， 无侧推力，只需简单 支座 ——可覆盖 各种形式平面
●交叉桁架体系 （两向或三向；正放 与斜放）
2）双层单曲面悬索——鞍形悬索
类型 单层单曲面 双层单曲面 轮辐式 ●鞍形
——悬索结构的造型实例
3.1.8 帐篷薄膜结构及其造型
特点 撑杆+篷面
充气薄膜结构及其造型
演变：帐篷：树皮、羊毛、牛毛、帆布，采用 木结构或张拉结构
充气薄膜结构及其造型
现代帐篷：钢材、铝合金、木材等作为结构构 件，精细化工织物膜或氟化物薄膜
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
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
建筑学的研究方法
七种研究策略
解释性历史研究 定性研究 相关性研究 实验性和准实验性研究 模拟和建模研究 逻辑论证 案例和综合性研究
小结
大跨度结构类型、结构、适用建筑类型等。 网易建筑
悬索结构是大 跨度屋盖的一 种理想结构形 式
构件：索网； 钢索，只受力
边缘构件：梁、 桁架、拱等
下部承重结构： 支承结构
——悬索结构的类型
1）单层单曲面悬索
悬索类型
●单层单曲面
●双层单曲面
轮辐式
鞍形
2）双层单曲面悬索——轮辐式悬索
类型 单层单曲面 ●轮辐式
双层单曲面 鞍形
特点
L2/L1≤1 短折板
L2≤12米
L2/L1≥1 长折板
f长折板=（1/10~1/15）L1
——薄、省材；预制装配（装配整体式）；构造简单
——折板结构的类型
——断面：三角形折板、梯形折板 ——波长数目：单波、多波折板 ——折板构成：平行、扇形
巴 黎 联 合 国 教 科 文 组 织 会 议 大 厅
拱的发展
帆拱
3.1.2 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
1 题材：上海世博会建筑 字数：4500~5000 内容：构造、材料、结构、效果、肌理等。题目自拟。 2 内容 题目、作者、摘要、关键词、分级题目、参考文献；选用图片均需注
名称，且在文章中有索引；图片质量清洗；文章宜采用理论和案例相 结合的方式论述；绘制构造详图不少于3副，幅面不小于100x100 。 3技术规格 论文用中文撰写，字数3000——4000字，采用Word文档A4默认页 面；论文标题选用小二号宋体字（加黑处理，居中）；作者名、班级 和学号用五号宋体字（居中）；正文使用五号宋体字，单倍行距；注 释采用尾注方式，小五号宋体字；参考文献 ，小五号宋体字。 4 相关参考文献 《建筑创作》、《建筑学报》、《建筑师》、《时代建筑》等专业期 刊。 图书馆——中国期刊全文数据库、万方数据库硕士生论文。 5 温馨提示：借用文字、图片均需注明出处，文责自负。 6 提交时间：13周 周三。两个人一组。汇报采用ppt，每人15分钟。
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
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
2.6 薄壳结构及其造型
概念：一种薄得不至于产生明显弯曲应力，但 是厚度足以承受压力、拉力、剪力的形抵抗结 构
——薄壳结构的特点与类型
特点：曲面内轴向力；薄、轻、省、跨大、造 型丰富；费工费时、隔热效果不好、易开裂、 容易引起室内声音的反射和混响
类型 筒壳、球壳、扁壳、鞍形壳
——薄壳结构的特点与类型
充气薄膜结构及其造型
膜结构是以性能优良的柔软织物为膜面材料， 由空气压力支撑膜面、或用柔性钢索或刚性骨 架网将膜材绷紧形成建筑空间的一种形式。
重量轻、跨度大、施工方便、透光性好、自洁 性好、造型自由丰富
缺点：隔声、耐久、抵抗局部荷载能力较弱 1、张拉膜 2、骨架支撑膜 3、空气支撑膜
1 上海世博建筑
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
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）