大跨度建筑
大跨度建筑
3.1.2桁架结构的特点
桁架结构比梁结构具有更多更大的优点： (1)扩大了梁式结构的适用跨度； (2)桁架可用各种材料制造，如钢筋混凝土、钢、木均
可； (3)桁架是由杆件组成的，桁架体型可以多样化，如平 行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等型式； (4)施工方便，桁架可以整体制造后吊装，也可以在施 工现场高空进行杆件拼装。
薄壳结构的概念 概念 • 壳体结构 • 等厚度壳
比较
• 薄壳
双轴力 顺剪力
薄膜内力
平板
双弯矩 扭矩
壳体
空间受力 薄膜内力
很大的强度、刚度 材料强度充分利用
优点
薄壳结构的曲面形式
旋转曲面
由一条平面曲线绕着该平面内某一指定的直线旋转一周所 形成的曲面
北京天文馆
圆顶的结构组成及结构型式
壳身 支座环
门式刚架的类型与构造
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
桁架结构
桁架结构是指由若干直杆在其两端用铰连接而成的结
构。桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应 性强，对支座没有横向推力，因而在结构工程中得到 了广泛的应用。
检票口通廊： 五个双曲扁壳，中间的为21.5m*21.5m，其余16.5m*16.5m
矢高3.3m，厚度60mm，每个顶盖均可采光
鸟瞰图
美国圣路易航空港候机室
由三组壳体组成
每组有两个圆柱形曲面正交形成 两个柱形曲面的交线为十字形交叉拱，加强壳体， 并将荷载传至支座 三组壳体的相交处为采光带
室外透视 双曲抛物面
下部支承
1.壳身结构
平滑圆顶
大跨度建筑赏析
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两个巨大的“Z”字交叉缠绕，一片由钢铁与 玻璃组成的云，中间是一个巨大的洞。它的 新颖、可实施性，将会推动中国高层建筑的 结构体系、结构思想的创造。大楼建筑外形 就像是一只被扭曲的正方形油炸圈，总高度 大约230米，就像两个倒“L”斜靠在一起；两 座竖立的塔楼向内倾斜，倾角很大；塔楼之 间被横向的结构连接起来，总体形成一个闭 合的环。这样一种回旋式结构在建筑界还没 有现成的施工规范可循，这种结构是对建筑 界传统观念的一次挑战。
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The End
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二丶实例赏析
（1）国家体育场 “鸟巢”——大跨度钢结构
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国家体育场（“鸟巢”） 位于北京奥林匹克公园中心 区南部，建筑面积25.8万平 方米,占地面积313万平方米。 体育场基座以上部分共七层， 设有观众服务设施、媒体工 作区和贵宾接待区等。
国家体育场工程为特级体育建筑，主体结构设计使用年限100年，耐火等级 为一级，抗震设防烈度8度，地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍 椭圆形，南北长333米、东西宽294米的，高69米。主体钢结构形成整体的巨型 空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构，钢结构总用钢量为4.2万吨，混凝土看台 分为上、中、下三层，看台混凝土结构为地下1层，地上7层的钢筋混凝土框架剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开，互不相连，形式上呈相 互围合，基础则坐在一个相连的基础底板上。国家体育场屋顶钢结构上覆盖了 双层膜结构，即固定于钢结构上弦之间的透明的上层ETFE膜和固定于钢结构下 弦之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。
悉尼歌剧院整个建筑 占地1.84公顷，长 183米，宽118米，高 67米，相当于20层楼 的高度。
大跨度与小跨度的划分及适用的结构体系
大跨度与小跨度的划分及适用的结构体系一、概述大跨度与小跨度的划分和对应的结构体系一直是建筑工程领域中一个备受关注的问题。
随着建筑设计和施工技术的不断进步，对大跨度和小跨度结构的需求也在不断增加。
正确的划分和选择适用的结构体系对于工程设计和实施具有重要的指导意义。
本文将就大跨度与小跨度的划分及适用的结构体系进行深入探讨。
二、大跨度与小跨度的定义1. 大跨度结构大跨度结构通常指的是在建筑或桥梁中跨度较大的结构。
一般来说，跨度大于50米的建筑或桥梁可以被称为大跨度结构。
大跨度结构由于其较大的跨度，需要考虑较多的内力、变形、振动等问题，因此在设计和施工中需要采取相应的措施来保证结构的安全和稳定。
2. 小跨度结构小跨度结构则是相对于大跨度结构而言的。
一般来说，跨度小于50米的建筑或桥梁可以被称为小跨度结构。
小跨度结构由于跨度较小，内力和变形等问题相对较少，因此在设计和施工中的考虑因素也相对较少。
三、大跨度与小跨度结构的区别1. 内力分布大跨度结构由于跨度较大，内力分布相对复杂。
在设计中需要考虑不同部位的受力情况，以保证结构的安全性。
而小跨度结构内力分布相对简单，设计上的考虑因素也相对较少。
2. 稳定性由于大跨度结构的跨度较大，其稳定性相对较差，需要采取相应的措施来保证结构的稳定性。
而小跨度结构由于跨度较小，其稳定性相对较好。
3. 振动问题大跨度结构在设计和施工中需要考虑振动等问题，以保证结构的使用安全性。
而小跨度结构由于跨度较小，振动问题相对较少。
四、大跨度与小跨度适用的结构体系1. 大跨度结构适用的结构体系钢结构体系是大跨度结构常用的结构体系之一。
钢结构具有自重轻、刚度大、施工速度快等优点，适用于大跨度建筑和桥梁的结构体系中。
索弦结构体系也是大跨度结构的常用结构体系，其富有弹性和变形能力，适用于跨度较大的结构。
2. 小跨度结构适用的结构体系混凝土结构体系是小跨度结构常用的结构体系之一。
混凝土结构具有承载能力强、耐久性好等优点，适用于小跨度建筑和桥梁的结构体系中。
大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析
建筑构造作业——大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑，我国现行钢结构规范则规定跨度60m以上结构为大跨度结构。
主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。
在工业建筑中则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。
大跨度建筑在古代罗马已经出现，如公元120到124年建成的罗马万神庙，成圆形平面，穹顶直径达43.5m，用天然混凝土浇筑而成，是罗马穹顶技术的光辉典范。
罗马万神庙虽然大跨度建筑在古代罗马已经出现，但是大跨度建筑真正得到迅速发展还是在19世纪后半叶以后，特别是第二次世界大战后的最近几十年中。
大跨建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能越来越复杂，需要建造高大的建筑空间来满足群众集会、举办大型的文艺体育表演、举办盛大的各种博览会等；另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现，促进了大跨度建筑的进步。
一是需要，二是可能，两者相辅相成，相互促进，缺一不可。
19世纪后半叶以来，钢结构和钢筋混凝土结构在建筑上的广泛应用，使大跨建筑有了很快的发展，特别是近几十年来新品种的钢材和水泥在强度方面有了很大的提高，各种轻质高强材料、新型化学材料、高效能防水材料、高效能绝热材料的出现为建造各种新型的大跨度结构和各种造型新颖的大跨度建筑创造了更有利的物质技术条件。
大跨度建筑常用结构形式；大跨度常用建筑结构根据结构形式，受力构件排列组合不同可分平面平面机构体系和空间结构体系两大类，共有八种。
它们是：平面结构体系有拱、刚架以及桁（héng）架。
空间结构体系有网架、折板（薄壳）、悬索、膜结构以及混合结构。
拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。
由于拱成曲面形状，在外力作用下，拱内的弯矩可以降到最小限度，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。
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。
大跨度大空间建筑火灾特点及扑救对策
生产使用的原料和成品大多属可燃物，有的还属于易燃易爆品，甚至是有毒的化学物品， 如制衣厂的布匹、纺织厂的棉花、印刷厂的纸张电缆厂的橡胶、化工企业的爆炸性物质等。
随着社会经济迅猛发展，企业生产、仓储用房、大型批发市场、物流业、综合商场、体 育场馆、影剧院、展览馆等大空间建筑越来越多，这些建筑具有人员流动性大，储存可燃 物质多，内部通道错综复杂等特点，一旦发生火灾，极易造成国家财产的重大损失和群死 群伤恶性事故。近年来，我国各地相继发生大跨度、大空间火灾，给国家和企业造成了较 大的财产损失。下面就大跨度、大空间厂房的火灾特点和扑救对策谈一些粗浅的看法。
大跨度、大空间建筑是指单层面积大、跨度大、层间高，没有或缺少实体分隔所形成 的建筑。一般跨度在 60 米以上的建筑，主要采用钢为主要材料，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。
（一）大跨度、大空间厂房的钢结构部分在高温下极易变形，导致建筑物局部倒塌。 火灾中，当温度升至 350 摄氏度、500 摄氏度、600 摄氏度时，钢结构的强度分别下降 1/3、1/2 、2/3 。在全负荷情况下，钢结构失稳的临界温度为 500 摄氏度。此外，钢构件极 易受高温作用后，钢结构冷热聚变，受热膨胀，遇冷水后会急剧收缩，而且火灾时，某一 部分变形受损会破坏整个构件的整体受力平衡，所以钢结构建筑，尤其是大跨度厂房发生 火灾时，钢构件极易受高温作用后较短时间内就会发生扭曲、变形，进而导致整个建筑的 倒塌，救援难度增大。
一旦发生火灾，火势蔓延快、燃烧猛烈、并产生大量烟雾，扑救难度大。
大跨度建筑案例分析
大跨度建筑案例分析大跨度建筑是指横跨较大距离的建筑结构，通常用于体育馆、会展中心、机场等大型场馆。
这类建筑在设计和施工过程中面临诸多挑战，但也展现了人类工程技术的辉煌成就。
本文将通过分析几个大跨度建筑的案例，探讨其设计特点、施工工艺和结构特色。
首先，我们来看看鸟巢——北京国家体育场。
作为2008年北京奥运会的主要场馆之一，鸟巢采用了钢结构和外部网架相结合的设计，实现了悬臂梁和双曲面网架的完美结合，形成了独特的外观。
其大跨度结构采用了大跨度钢梁和索网结构，通过精密计算和施工工艺，实现了整体结构的稳定和坚固。
鸟巢的设计不仅满足了大型体育赛事的需求，同时也成为了北京的标志性建筑，展现了中国工程技术的雄心和实力。
其次，我们来看看迪拜世界贸易中心。
这座高达828米的超高层建筑，拥有世界上最大的悬臂结构，其大跨度悬臂楼板采用了高强度混凝土和钢筋混凝土结构，通过精密设计和施工工艺，实现了超高层建筑的稳定和安全。
迪拜世界贸易中心的设计突破了传统高层建筑的限制，展现了人类工程技术的创新和突破，成为了迪拜的城市地标和世界建筑的奇迹。
最后，我们来看看上海中心大厦。
这座高度632米的摩天大楼，采用了超大跨度的钢结构框架和外挂式钢结构天桥，实现了大跨度建筑的稳定和安全。
上海中心大厦的设计和施工充分考虑了风荷载、地震作用等外部力学因素，通过先进的结构分析和仿真技术，实现了建筑结构的优化和精准控制。
其独特的外形和大跨度结构，成为了上海的城市名片和世界建筑的典范。
综上所述，大跨度建筑在设计和施工过程中需要充分考虑结构稳定性、外部力学因素和施工工艺等多方面因素，通过精密计算和先进技术，实现了大跨度建筑的稳定、安全和美观。
这些案例不仅展现了人类工程技术的辉煌成就，同时也为未来大跨度建筑的设计和施工提供了宝贵的经验和借鉴。
相信在不久的将来，会有更多更壮丽的大跨度建筑出现在世界各地，为人类的城市和生活增添更多的美丽和活力。
大跨度建筑案例分析
同时施工过程中也存在一定的安全风险。
成本与预算控制
03
大跨度建筑的建造成本较高，需要进行精确的成本预算和控制，
以确保项目的经济效益。
大跨度建筑的社会与经济效益
促进城市发展
大跨度建筑往往成为城市的地标性建筑，能够提升城市的形象和知 名度，吸引游客和投资，促进城市经济发展。
提高土地利用率
大跨度建筑能够实现更大的空间利用，提高土地利用率，缓解城市 用地紧张的问题。
结构形式与技术创新
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结构形式
采用钢-混凝土混合结构，以 实现大跨度、大空间的场馆结
构。
大跨度索网结构
采用新型预应力索网结构，实 现大跨度无柱空间，满足赛事
和演出的需求。
高性能材料应用
采用高强度钢材和高性能混凝 土，提高结构承载力和耐久性
。
智能化施工监控
运用BIM技术和智能化施工监 控系统，确保施工质量和安全
建筑材料各异
大跨度建筑所使用的建筑 材料也各不相同，包括钢、 混凝土、木材、塑料等。
大跨度建筑的特点
空间需求大
大跨度建筑通常需要满足 较大的空间需求，如体育 场馆、会展中心、机场等 大型公共设施。
结构设计复杂
由于大跨度建筑的跨度较 大，其结构设计较为复杂， 需要考虑多种因素，如风 载、地震、雪载等。
设计理念
结合现代技术与传统文化，打造具有地域特色的 建筑。
造型特点
采用流线型设计，外观简洁大气，融入当地传统 建筑元素。
文化内涵
体现该地区的历史与文化，展示该地区的独特魅 力。
功能布局与空间利用
功能布局
会展中心主要包括展厅、会议室、商务中心、餐饮服务等区域。
建筑构造第二十讲——大跨度结构屋顶
（2）根据几何形状的不同，分为：平顶 和坡顶、拱顶以及单跨、多跨和单柱悬挑 等形式。 （3）根据截面形式的不同，又可以分为： 矩形、I形、T形和箱形。 （4）根据材料的不同可分为：钢筋混 凝土钢架、钢刚架、胶合木刚架等。 （5）根据结构的形式的不同可以分为： 实腹式和空腹式。
特 点
杆件较少，制作方便，结构内部空间较大 梁柱刚接，横梁弯矩较铰接减少，适用于中小 跨结构，跨度可达４０米，最适宜１８米左右 刚度较差，受荷后产生挠度，用于工业厂房时， 吊车起重量不能过大
（把结构构件本身作为 （把结构的所有组成构件协同起 独立的单元来考虑） 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）
第三：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：悬索结构、帐篷结构、 气囊结构、拱结构 向量作用结构体系：平面桁架、钢架结构、 空间桁架 截面作用结构体系：梁结构、框架结构、 板结构等 面作用结构体系：折板结构、薄壳结构等
3、十种常用的大跨度结构形式
• 拱 • 刚架 • 桁架 • 网架 • 薄壳 • 悬索 • 帐篷薄膜 • 充气薄膜
• 折板
• 悬挑
三、大跨度建筑屋顶的类型及其特点 1、桁架结构
各杆件受力均以单向拉、压为主，通过 对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构 内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、 压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座 产生水平推力。
形状的结构或构件，再由
这样的构件相互联结形成 使用空间。
1970 大阪世博会 日本富士馆
1970年日本大阪世界博览会上，由川口卫（Mamoru Kawaguchi）设计的日本富士馆，平面为直径50m的圆 形，由16个直径4m、高72m的气囊式拱构成，拱间由 环形水平带箍在一起，并固定在钢筋混凝土环梁上。
大跨度建筑标准
大跨度建筑标准
大跨度建筑的标准因材料和结构的差异而有所不同。
在混凝土结构中，大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑。
而在钢结
构中，跨度超过60m的结构被视为大跨度结构。
此外，大跨度空间结构的形体呈空间状，并同时具有三维受力特性，具有荷载传递路线最短，受力均匀等特点。
这种结构主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。
在工业建筑中，大跨度结构则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业建筑师。
大跨度建筑
膜结构是空间结构中最新发展起来的一种类型，它以性能优良的织物为材料，或是向膜内充气，由空气压力 支撑膜面，或是利用柔性钢索或刚性骨架将膜面绷紧，从而形成具有一定刚度并能覆盖大跨度结构体系。膜结构 既能承重又能起围护作用，与传统结构相比，其重量却大大减轻，仅为一般屋盖重量的1/10-1/30。
因为壳体结构属于高效能空间薄壁结构范畴，可以适应于力学要求的各种曲线形状，所以其承受弯曲及扭转 的能力远比平面结构系统大。另外，因结构受力均匀，因而可充分发挥材料的材耗，所以壳体结构体系非常适用 于大跨度的各类建筑。
由于钢的强度很高，很小的截面就能够承受很大的拉力，因而在本世纪初就开始用钢索来悬吊屋顶结构。悬 索在均匀荷载作用下必然下垂而呈悬链曲线的形式，索的两端不仅会产生垂直向下的压力，而且还会产生向内的 水平拉力。单向悬索结构为了支承悬索并保持平衡，必须在索的两端设置立柱和斜向拉索，以分别承受悬索所给 予的垂直压力和水平拉力。单向悬索的稳定性很差，特别是在风力的作用下，容易产生振动和失稳。
（2）悬挂膜结构-一般采用独立的桅杆或拱作为支承结构将钢索与膜材悬挂起来，然后利用钢索向膜面施加 张力将其绷紧，这样就形成了具有一定刚度的屋盖。
（3）骨架支撑膜结构-这是以钢骨架代替了空气膜结构中的空气作为膜的支撑结构，骨架可按建筑要求选用 拱、网壳之类的结构，然后在骨架上敷设膜材并绷紧，适用于平面为方形、圆形或矩形的建筑物。
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
5. 折板结构 薄板体系 折板，横膈构件
6. 薄壳结构 用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成的薄板 结构，呈空间受力状态，轴向力。
7. 悬索结构
8. 膜结构 1. 张拉膜
2. 骨架支撑膜结构
3. 空气支撑膜结构
9. 其他结构 1. 管桁结构
1. 拱结构 2. 刚架结构 3. 桁架结构 4. 网架结构 5. 折板结构 6. 薄壳结构 7. 悬索结构 8. 膜结构 9. 其他结构
1. 拱结构
1. 拱结构
1. 拱结构
1. 拱结构
1.
拱结构 矢高的影响 通常为1/7-1/5
1.
拱结构 抵消水平推力的方法 1 拉杆承受推力 2 框架结构承受水平推力 3 基础承受推力
2. 张弦梁结构
大跨度屋顶构造
大跨度建筑构造
定义 大跨度建筑通常指跨度在30m以上的建筑
我国钢结构规范则规定跨度60m以上的结构为 大跨度结构
应用
应用
应用
应用
应用Leabharlann 大跨度发展历史一是需要、二是可能
大跨度建筑结构形式与建筑造型
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 某一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。
1 拉杆承受推力
1.
2 框架结构承受水平推力
3 基础承受推力
2. 刚架结构 刚架是横梁和柱以整体连接方式构成的一种门型 结构。
2. 刚架结构形式 无铰刚架 两铰刚架 三铰刚架
3. 桁架结构
3. 桁架结构
3. 桁架结构
3. 桁架结构
国内外大跨度建筑案例
国内外大跨度建筑案例一、引言在建筑设计中，大跨度结构是一种常见的形式，其设计和施工需要考虑到多种因素，例如材料的强度和稳定性、结构的稳定性、地震和风力等自然因素以及人工造成的负载。
本文将介绍国内外几个著名的大跨度建筑案例，以探讨其设计思路和技术特点。
二、国内大跨度建筑案例1. 鸟巢鸟巢位于北京市奥林匹克公园内，是2008年北京奥运会主体育场馆之一。
它由中国建筑师李兆基设计，总面积为258,000平方米，可容纳91,000名观众。
鸟巢采用了双层网壳结构，由24根钢柱和1,100根钢管组成。
整个结构呈现出一个自由流动的形态，具有很高的美学价值。
2. 上海中心大厦上海中心大厦是位于上海浦东新区陆家嘴金融贸易区内的一座摩天大楼，高度632米。
它采用了双曲面外壳结构和裙房支撑系统，是世界上首座采用这种结构的超高层建筑。
该建筑设计师为Gensler公司的William Pedersen，建筑师Jun Xia和T.J. Gottesdiener。
3. 深圳大运中心深圳大运中心是位于深圳市龙岗区的一座综合性体育馆，总面积为140,000平方米。
它采用了双曲面外壳结构和钢桁架支撑系统，具有很高的抗震性和稳定性。
该建筑设计师为Arup公司。
三、国外大跨度建筑案例1. 伦敦奥林匹克体育场伦敦奥林匹克体育场位于英国伦敦奥林匹克公园内，是2012年夏季奥林匹克运动会主要场馆之一。
它采用了可拆卸式钢结构梁和钢索支撑系统，可以容纳80,000名观众。
该建筑设计师为Populous公司。
2. 西班牙塞维利亚机场西班牙塞维利亚机场是一座现代化的机场，采用了双曲面玻璃幕墙和钢结构悬吊屋顶。
该建筑设计师为Rogers Stirk Harbour + Partners 公司。
3. 美国华盛顿国家大教堂美国华盛顿国家大教堂是一座哥特式建筑，采用了石材拱顶和钢制结构支撑系统。
它是美国最大的教堂之一，也是美国历史上最重要的宗教建筑之一。
该建筑设计师为Frederick Law Olmsted Jr.公司。
大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析作业
大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析作业一、引言大跨度建筑是指横跨一定距离的建筑结构，通常用于体育馆、机场、展览馆等场所。
大跨度建筑的结构形式和建筑造型直接影响着其整体的设计风格和功能性。
本文将通过分析几个实际案例，来探讨大跨度建筑的结构形式和建筑造型。
二、实例分析1.鸟巢体育馆鸟巢是2024年北京奥运会的主要场馆之一，该建筑由于其独特的设计和大跨度的结构形式而备受瞩目。
鸟巢采用了网格状的结构形式，结构支撑系统以大量的钢材和钢索构成，形成了像鸟巢一样的外观。
这种结构形式使得鸟巢能够跨越大距离，同时又能够承受复杂的力学负荷。
建筑造型方面，鸟巢采用了流线型的造型，形象生动地展现了建筑的力学特点和灵活性。
2.在野外博物馆在野外博物馆是位于美国亚利桑那州的一个知名景点，该建筑展示了独特的结构形式和建筑造型。
在野外博物馆的结构形式采用了大跨度的钢结构，构建了一个拱形天篷状的建筑。
这种结构形式使得建筑可以跨越大距离，同时又能够保持建筑的稳定性和坚固性。
建筑造型方面，该建筑外观简洁大方，与周围的自然环境相融合，给人一种和谐、自然的感觉。
3.埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔是法国巴黎的一座标志性建筑，以其独特的结构形式和建筑造型而闻名于世。
该建筑采用了大跨度的钢结构，通过各种大小不同的钢材构成。
这种结构形式使得建筑能够跨越大距离，同时又能够承载大风荷载和重力负荷。
建筑造型方面，埃菲尔铁塔外观造型美观，线条流畅，给人一种轻盈、优雅的感觉。
三、结论通过上述实例的分析可以看出，大跨度建筑的结构形式和建筑造型是相互关联的。
合理的结构形式可以支撑大跨度建筑的功能和安全性，而独特的建筑造型则能够突出建筑的设计风格和艺术性。
在大跨度建筑的设计中，需要考虑结构形式和建筑造型的协调性，以达到功能与美观的统一未来，随着科学技术的进步和建筑设计理念的不断发展，大跨度建筑的结构形式和建筑造型将会更加多样化和创新化。
我们可以期待更多独特的大跨度建筑出现，为人们创造更好的空间体验和艺术享受。
大跨度建筑总结
大跨度建筑构造总结大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑，主要用于民用建筑的影剧院、体育场、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。
在工业建筑中则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。
大跨度建筑的主要类型及各自特点一．拱结构及其建筑造型拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。
由于拱成曲面形状，在外力作用下，拱内的弯矩可以降到最小限度，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，有的采用钢衍架拱，跨度可达百米以上。
拱结构所形成的巨大空间常常用来建造商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。
实例1：沈阳奥体中心体育场可容纳6万人，其南北看台顶部设置了一对平行投影为梭形的360m 跨的钢拱结构，在东西两端采用平行弦桁架将南北网壳进行局部连接，屋顶钢结构总重量约11000t, 总建筑面积140000m2。
其外形宛如希腊神话胜利女神手中的水晶皇冠。
二．刚架结构及其建筑造型刚架是横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。
由于梁和柱是刚性结点，在竖向荷载作用下柱对梁有约束作用，因而能减少梁的跨中弯矩。
同样，在水平荷载作用下，梁对柱也有约束作用，能减少柱内的弯矩。
刚架结构比屋架和柱组成的排架结构轻巧，可以节省钢材和水泥。
由于大多数刚架的横梁是向上倾斜的，不但受力合理，且结构下部的空间增大，对某些要求高大空间的建筑特别有利。
同时，倾斜的横梁使建筑的屋顶形成折线形，建筑外轮廓富于变化。
由于刚架结构受力合理，轻巧美观，能跨越较大的跨度，制作又很方便，因而应用非常广泛。
大跨度建筑
⒋张力结构：
在悬索结构基础上进一步发展 ，可以是钢索网状的张力 结构，或玻璃纤维织品的张力结构，或二者混合的结构。 这种结构轻巧自由，施工简易，速度快，比较适宜于急需 的建筑。
• 建筑实例：
•
1967年蒙特利尔世界博览会西德馆
设计师：古德 伯罗、奥托 屋面用特种柔 性化学材料敷 贴，呈半透明 状
⒌悬挂结构：
决的事，问题是造价不成比例的飙升是否值得，以及由于建筑 过大、人口在一个建筑某一段时间内的过于集中而产生的一系 列其他问题，例如建筑在日常运作中过分依靠能源，与人们在 交往与进出的高峰时间中所形成的建筑内部与建筑对城市的交 通压力等。因此问题不是越高越大就越好，而是究竟要建多大 与多高。
The End
• 莫斯科，奥运会主场馆（1970）
• 主场馆平面亦为椭圆形，长轴径210米，短轴径171米， 内部高30米，可容观众45000人。建筑外形呈圆柱体
状，屋盖采用内凹式钢网架结构体系，使其在节约空 间与节省空调能源方面具有明显效果。
• 这座日本体育馆的设计人是著名建
• 日本藤泽秋叶台市民体育馆
（1984）
社会的需要 、新材料与新技术的应用。
大跨度建筑的结构形式 ：
除了传统的梁架或桁架屋盖外，比较突出 的则是新创造的各种钢筋混凝土薄壳与折 板以及悬索结构、网架结构、钢管结构、 张力结构、悬挂结构、充气结构等空间结 构
发展的趋势：
建筑的外貌愈来愈紧密地与新材料、新结构、新的 施工技术相结合，覆盖空间越来越大。由于大跨度建 筑多为公共建筑，人流多，占地面积大，因此一般位 于城市边缘或郊区。
• 布鲁塞尔世界博览会美国馆（1958，）
悬索结构在1958年 比利时布鲁塞尔世 界博览会中得到了 充分的表现，例如 由斯通设计的美国 馆的屋盖则是采用 圆形双层悬索结构， 中间留有一空间， 形如自行车轮。
建筑概论第8章 大跨建筑简介
中国国家游泳中心，平面尺寸177m×177m，是世界上最大的膜结构工程，总 建筑面积65000～80000平方米，见图8-33。除地面外，外表面都采用了膜材料— ETFE。
图30 阿拉伯塔酒店图
图31 水立方
（六）充气结构
充气结构是由薄膜材料制成的构件充入空气后形成的结构，具有自重轻、跨 度大、构造简单、建造方便外形灵活等优点。
图3 德国法兰克福机场机库
图4 马拉卡拉体育场
（5）首都人民大会堂，采用的是钢屋架，跨度达到60m，南北长336米，东西宽 206米，高46.5米，占地面积15万平方米，建筑面积17.18万平方米。比故宫的全 部建筑面积还要大。见图5。 （6）北京奥运会主场馆“鸟巢”，目前是世界上跨度最大的钢结构建筑，外形像 鸟巢，立面与结构达到了完美的统一，工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长
深圳龙岗商业中心建筑面积114300平方米，2003年开工兴建，是我国也是 世界上第一个充气悬浮的建筑，见图32。
图32 深圳龙岗商业中心
（七）应力蒙皮结构
应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结 构。
1959年建于美国巴顿鲁治的应力膜皮屋盖，是第一个应力蒙皮大跨结构。屋 盖直径为117m，高35.7m，由一个外部管材骨架形成的短程线桁架系来支承804 个双边长为4.6m的六角形钢板片单元，钢板厚度大于3.2mm，钢管直径为 152mm，壁厚3.2mm，见图33。
大跨度建筑的类型及应用
大跨度建筑的类型及应用介绍大跨度建筑指的是横跨相对较大空间的建筑物。
这些建筑物往往需要特殊的结构设计和材料应用，以支撑起跨度较大的屋盖或悬挑结构。
大跨度建筑在现代城市化进程中扮演着重要的角色，不仅能够提供更广阔的空间，还可以成为城市地标和文化符号。
本文将探讨不同类型的大跨度建筑及其应用。
跨度定义与分类大跨度建筑的跨度可以根据不同的标准进行定义。
一般来说，跨度超过100米的建筑可以被认为是大跨度建筑。
根据结构形式和用途不同，大跨度建筑可以被分为以下几类：1. 悬索桥悬索桥是一种以悬索为主要结构元素的大跨度桥梁。
它的特点是跨度大，能够横跨河流、海峡或山谷等地形障碍物。
悬索桥的主要组成部分包括主悬索、主塔和桥面。
著名的悬索桥有美国旧金山的金门大桥和中国的杭州湾大桥。
2. 钢结构大跨度建筑钢结构大跨度建筑是目前应用最广泛的大跨度建筑形式之一。
钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，非常适合用于搭建跨度较大的建筑。
常见的钢结构大跨度建筑包括体育馆、展览中心和机场航站楼等。
3. 穹顶建筑穹顶建筑是一种采用圆顶结构的大跨度建筑。
圆顶的形状能够有效地分散荷载，提高结构的稳定性。
穹顶建筑广泛应用于博物馆、展览馆和体育馆等场所。
著名的穹顶建筑包括法国巴黎的卢浮宫玻璃金字塔和美国休斯顿的约翰逊太空中心。
4. 拱桥拱桥是一种以拱形结构为主的大跨度桥梁。
拱桥能够通过弧形的构造有效地分散桥梁上的荷载，使得跨度可以更大。
著名的拱桥包括意大利佛罗伦萨的圣三一桥和中国浙江乌镇的乌镇桥。
大跨度建筑的应用大跨度建筑在城市化进程中有着广泛的应用。
下面列举了几个典型的大跨度建筑应用：1. 体育馆体育馆是大跨度建筑最常见的应用之一。
大跨度的空间可以容纳更多的观众，提供更好的观赛体验。
同时，体育馆的屋盖结构也需要足够的强度，以承受悬挑的荷载。
目前，世界上许多著名的体育场馆，如美国洛杉矶的斯台普斯中心和中国北京的鸟巢，都是采用大跨度结构设计的。
大跨度建筑的类型及应用
大跨度建筑的类型及应用一、引言大跨度建筑是指横跨较大的空间距离的建筑，它具有广阔的空间感和独特的美学价值，广泛应用于各种场所，如体育场馆、会展中心、机场等。
本文将介绍大跨度建筑的类型及应用。
二、大跨度建筑的类型1.拱形结构拱形结构是一种最古老的大跨度结构形式之一，在古代就已经被广泛应用于建筑中。
它以弧线为基础，将重量分散到支撑点上，使得整个结构能够承受巨大的荷载。
拱形结构常见于教堂、桥梁和体育馆等建筑中。
2.网架结构网架结构是由多个小型杆件组成的框架结构，通过连接节点将这些杆件组合在一起。
网架结构具有轻质化、高强度和易于制造等优点，在现代建筑中得到了广泛应用。
例如，鸟巢体育馆就采用了网架结构。
3.空间桁架结构空间桁架结构是由多个杆件组成的三维框架，可以形成各种复杂的形状。
它具有高强度、轻质化和刚性好等优点，在大型建筑中得到了广泛应用。
例如，北京大兴国际机场就采用了空间桁架结构。
三、大跨度建筑的应用1.体育场馆体育场馆是大跨度建筑的主要应用领域之一，因为它需要提供足够的空间以容纳观众和比赛设备。
拱形结构、网架结构和空间桁架结构都被广泛应用于体育场馆建设中。
例如，鸟巢体育馆采用了网架结构，而上海东方体育中心则采用了空间桁架结构。
2.会展中心会展中心需要提供足够的展示空间以容纳各种展品和参观者。
拱形结构和网架结构都被广泛应用于会展中心建设中。
例如，北京国家会议中心采用了拱形结构。
3.机场机场需要提供足够的航站楼面积以容纳旅客和航班设备。
空间桁架结构是机场建筑中最常见的大跨度结构形式之一。
例如，北京大兴国际机场采用了空间桁架结构。
4.其他场所除了上述场所外，大跨度建筑还广泛应用于其他场所，如博物馆、音乐厅和商业中心等。
例如，广州塔采用了空间桁架结构。
四、结论大跨度建筑具有独特的美学价值和广泛的应用价值，它可以为人们提供舒适的空间体验和视觉享受。
不同类型的大跨度结构形式具有不同的优缺点，建筑设计者需要根据实际需求进行选择。
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杆件互相支撑，形成多向受力的空间结构
• 优点
（多向受力，整体性好） ●自重轻 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 ●有利于选型、适于各种屋面形状
●空间刚度好
——网架结构的类型
• 类型
• 按外形 • 按层数 • 按材料 平板、曲面 单层、双层、多层 木、钢、钢筋混凝土
见表4-1 约1/15 采用钢筋混凝土屋面板时 ≯3m×3m
• 杆件断面与节点连接
——网架结构的造型要素
• 影响造型的因素
●网架形式 ●支座方式
——网架结构实例
——网架结构实例
2.5 折板结构及其造型
• • • • 特点 结构类型 造型 实例
——折板结构的特点
• 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
——结构轻；水流路线长应保证 防排水；保温隔热等热工要 求……
• 防水材料
——橡胶卷材 ——涂膜 ——金属瓦屋面 ——彩色压型钢板屋 面
• 屋顶构造组成
——承重结构、基层、防水层 ——有檩方案、无檩方案
——屋顶构造组成：有檩方案与无檩方案
3.2 橡胶卷材屋面构造
3.3
金属瓦屋面构造
1）基本内容
3．气候控制要求
——中庭的节能要求
——中庭的室形指数
2） 中庭的消防安全设计
· 中庭的防火措施 可参照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045)对高层建筑中 庭防火措施的规定: (1)房间与中庭回廊的门应设自动关闭的乙级防火门； (2)与中庭相连的过厅通道外，应设防火大门或防火卷帘门分隔； (3)中庭每层回廊应设有自动灭火系统，其喷头间距不小于2m，不大于 3.8m，中庭高度超过8m时，还应增水幕设备； (4)中庭每层回廊应设火灾自动报警设备； (5)应按规定设排烟设施: ①净空高度小于12m的室内中庭可采用自然排烟措施，其可开启 的平开窗或高侧窗的面积不小于中庭面积的50%。 ②不具备自然排烟条件及净空高度超过12m的室内中庭设置机械 排烟设施。此外，还要在中庭顶棚、走道、周围房间等部位设有 烟感探测器。同时还要采取隔离措施，保证周围房间的烟火不窜 入中庭空间。 · 必须使中庭空间能有效地排烟 中庭的机械排烟途径可以有两种： ——通过中庭排烟或将烟从中庭外部排出。
a. 玻璃顶的承重结构
——结构断面应尽可能设计得小些，以免遮挡天窗光线。 ——一般选用金属结构，常用的结构型式有梁结构、拱结构、 架结 构、网架结构等。 ——承重结构有的可以兼做天窗骨架。 ——连接螺栓、螺丝应采用不锈钢材料。
……常见玻璃顶的骨架布置图
b. 玻璃的安装
·采光罩——直接将采光罩安装在玻璃屋顶的承重结构上即可 ·玻璃顶——由若干玻璃拼接而成，所以必须设置骨架。
c. 金属骨架与玻璃的连接构造
各种金属骨架断面形式及其与玻璃连接的构造详图
d. 天窗的排水处理
e. 其它构造
其它
·附设防护网 · 侧壁百叶窗通风 · 天窗设置部分可开启扇 · 严寒地区设置双层采光天窗（提高保温性能，并且可以 减少冷凝水的产生）
——玻璃顶实例
——玻璃顶实例
——玻璃顶实例
——玻璃顶实例
•
——刚架结构的结构类型
• 结构类型
——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
•
——刚架结构的结构类型
• 结构类型
——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
•
——桁架结构的特点
• 特点
——格构形，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
——①省材②受力明确③自重轻，可跨越较大空间④便于安装运输
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 双层单曲面
●轮辐式
鞍形
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
——悬索结构的造型实例
——悬索结构的造型实例
——悬索结构的造型实例
——折板结构的类型
• 类型
——断面 ——外形
—— 折 板 结 构 造 型 实 例
—— 折 板 结 构 造 型 实 例
2.6 薄壳结构及其造型
• 特点 • 结构类型
——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
• 类型
筒壳、球壳、扁壳、鞍形壳
—— 薄 壳 结 构 造 型 实 例
——造型
——空间利用的合理性 ——对内部装饰的影响
• 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）
1.2
大跨度结构形式可分为两大类
• 空间结构体系
—— 薄 壳 结 构 造 型 实 例
——薄壳结构造型实例
——薄壳结构造型实例
——薄壳结构造型实例
2.7 悬索结构及其造型
• 特点 • 结构类型
——悬索结构的特点
• 特点
分工明确——索网：钢索，只受力 ——边缘构件：梁、桁架、拱等 ——支承结构 造型新颖、跨度大、施工简便
——悬索结构的类型
大跨度建筑构造
本单元内容: • 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 •
学习的重点
• • • • 各类型大跨结构的基本力学原理和特征 建筑造型与结构的有机结合。 尺度的概念 屋顶构造及天窗
1. 概论
1.1 大跨度建筑的概念
• 界定：30M • 选择结构形式的意义
4. 防止眩光对室内的影响
——采用具有漫反射性能的透光材料、加设折光构件
5. 满足建筑安全防护要求
——高层建筑中庭的玻璃屋顶，采用金属承重构件时，应设自动灭火设备保护或 喷涂防火材料，使其耐火极限达到1小时的要求。顶棚应设有烟感探测器，并 应符合中庭排烟设计的要求。
6. 防雷要求
——中庭天窗的相关构造
缺点
——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 ●拱形 结构高度最低 受力最好 （无斜腹杆） ●梯形 1/5-1/2 ≤18m 1/6-1/8 18-36m 60m 15-30m 72m
受力较好 ，制作方便 1/6-1/8 18-36m
• 按材料
●钢
●钢筋混凝土 ●木 ——特殊环境（相对湿度大于75%或有腐蚀性介质时）不
……组合式天窗实例
——中庭天窗构造要点
着重介绍顶部进光的玻璃顶，设计要求如下：
1. 安全性能
——较高的承载力、足够的强度、连接牢固可靠
2. 防止天窗冷凝水对室内的影响
——设置排水槽，排水槽要保证必要的排水坡度，排水路径不能过长
3. 天窗应有良好的防水性能
——足够的排水坡度、排水路线短捷畅通、接缝严密
2
十种常用的大跨度结构形式
• 拱
• 刚架
• 桁架 • 网架 • 折板 • •
• 薄壳 • 悬索 • 帐篷薄膜
• 充气薄膜
• 悬挑
2.1 拱结构及其造型
• 特点 • 结构类型 • 影响造型的因素
——拱结构的特点
特点
——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
——中庭排烟要求
3） 中庭天窗构造 • 中庭围护结构有时也可以采用在大跨度建筑中 发展起来的织物篷幕结构——充气结构与张拉 结构。织物的透光性较差，在较强的天空亮度 下半透明性的织物可以使中庭产生少量的扩散 光照度；织物可以具有良好的反射性能，一般 白色界面的织物白天可以反射掉约百分之七十 的日光热量，具有整体建筑节能的特点，同时 夜间照明比较经济。在织物围护的中庭中，应 避免弧面的声反射聚焦给室内使用带来的影响， 在造型设计和构造处理中减少不良的声学效果。 在中庭采光处理中，最常用的是金属骨 架玻璃采光天窗的方式。
思考题
请课后考察建筑城规学院多功能厅屋顶，绘出：
1、二层平面图，平面布置，两道尺寸。 2、屋顶平面图，两道尺寸，排水系统。 3、剖面图，示意网架结构及屋面构造。
4、大样图，表示屋顶细部构造层次及做法。
大跨度建筑实例：
万神庙
穹顶直径达43.3米。顶 端高度也是43.3米。它中央 开一个直径8.9米的圆洞。结 构为混凝土浇筑，为了减轻 自重，厚墙上开有壁龛，龛 上有暗券承重，龛内置放神 像。神像外部造形简洁，内 部空间在圆形洞口射入的光 线映影之下宠伟壮观，富有 神秘感。
3） 彩板构造细部构造： 波高以35mm为界，纵向接缝搭接长度不小于100mm
4）彩板屋面细部构造实例
3.5 • • •
中庭天窗构造
中庭的形式及设计要求 中庭的消防安全设计 中庭天窗构造
•
1）中庭的形式及设计要求
· 中庭的基本形式 · 中庭的设计要求 1．节能要求 2．采光要求 · 庭院本身的比例——长、宽、高之间的比例关系（中庭的室形指数） · 侧面反射（虚实与色彩）
——刚架结构的特点
• 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）
•