大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析
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。
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。
优选大跨度建筑案例分析(实用资料)ppt
拱结构的类型
Hale Waihona Puke a 材料砖石砌体拱结构，钢筋混凝土拱结构，钢拱结构，胶合木拱结构。
b 结构组成和支撑方式
三铰拱，两铰拱，无铰拱，无拉杆拱和有拉杆拱。
c 拱的形式 d 拱身截面
半圆拱，抛物线拱。 实腹拱，格构拱，等截面和变截面等类型。
受力特点
拱是杆轴线为曲线并且在竖向荷载下会产生水平反力的结构，这种水平反力又 由顶称环梁为，推梁架力，。斜撑拱和以环向支连座系杆的件水组成平。推力和截面内轴向压力的水平分力所构成的力矩平衡结 大大剧剧构院 院建网的筑壳整屋结面构体呈中性半的椭一弯圆些矩型构造,由，节钛且点金细属在节板弯覆盖矩,前最后大两侧处有的两个跨类中似，三角这形种的渐平开衡式玻力璃矩幕墙也切达面,到整个最建大筑漂，浮从于人根造本水面上之避上。 68米免，比了人构民大件会中堂略产低生3. 较大弯矩的可能性。同时，又以截面内轴向压力的竖向分力平衡了 此玻结璃结构 幕是墙构一通的种过有铝整广合体阔金发梁剪展(转力空接间件。的)与由空主间于钢构架推件牛。力腿连的接存。 在，拱的弯矩要比跨度、荷载相同的梁的弯矩小得 设计多考虑，到并方便且施主工及要加承工周受期压问题力，。壳体拱钢的结构优构点件尽为量主标准要化产，并生易压于装力配，。 是使构件摆脱弯曲变形的一种 大建剧筑突院 师建利破筑用性屋金面属发呈网展半的椭通，圆透它型性，,由为使钛抗简金单属压厚板性重覆的盖能建,前好筑后结的两构侧材在有视料两觉个提上类形供成似了为三多角一维形种空的间渐理，开想轻式盈玻的简璃结捷幕又墙构不切形失面空,式整间个。的建纵筑深漂感浮站于在人壳造体水的面公之共上空。间内，
国家大剧院几何形式
国家大剧院主体建筑为独特的超椭 球形钢结构壳体。
大跨度建筑结构
大跨度建筑结构1单层刚架刚架是以横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。
1.1受力特点：梁柱合一的刚架仍是横向受弯为主的结构，但梁柱刚接的相互约束减少了梁跨中与柱内弯矩，内力虽然有轴力，但以弯矩为主，这是其承荷传力的基本特性。
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，倾斜的横梁使建筑屋顶形成折线形，建筑外轮廓富裕变化。
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，因此应用非常广泛。
但刚架结构的刚度较差，不宜用于吊车起吊重量超过100KN的厂房等建筑。
1.2刚架结构的类型刚架按结构组成的构造方式不同，分为无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架。
无铰刚架和两铰刚架是超静定结构，结构刚度较大，但当地基条件较差，发生不均匀沉降时，结构产生附加内力。
三铰刚架则属于静定结构，在地基产生不均匀沉降时，结构不会引起附加内力，但刚度不如前两种好。
一般来说，三铰刚架多用于跨度较小的建筑，前两者用于较大的建筑。
刚架按材料不同分为胶合木刚架、钢刚架和混凝土刚架。
胶合木刚架是利用短薄板的板材拼接而成，不受原木尺寸及缺陷的限制，具有较好的防腐和耐燃的性能。
轻钢门式刚架适用范围:用于跨度为9一36m，柱距为6m，柱高为4.5一9m，不设吊车或设有起重量较轻吊车的单层工业厂房或公共建筑:设置桥式吊车时起重量不宜大于20t、设置悬挂吊车时起重量不宜大于3t。
钢筋混凝土刚架一般适用于跨度小于18m，高度小于10m的无吊车和吊车荷载小于100KN的建筑中，最大跨度可达30m。
钢筋混泥土刚架构件截面一般为矩形，以便于叠层预制。
为省掉不必要的混泥土可做成空心界面、工字形截面或空腹式。
刚架按建筑体形分有平顶、坡顶、拱、单跨与多跨。
1.3刚架结构的建筑造型刚架结构常用钢筋混泥土建造，为了节约材料和减轻结构的自重，通常将刚架做成断面形式，柱梁相交处弯矩最大，断面增大，较接点处弯矩为零，断面最斜或外直内斜。
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
01
02
03
04
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。
大跨度建筑
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。
大跨度建筑的结构类型及造型
薄壳结构形式
筒壳 圆顶壳 双曲扁壳 双曲抛物面壳
双曲扁壳与双曲抛物面壳
北京火车站——双曲扁壳
薄壳结构的建筑造型
建筑造型是以各种几何曲面图形 为基本，有圆筒形、圆球形、双 曲抛物面形。 不简单重复上述基本形式，而是 巧妙地运用交贯、切割、改变参 数等方法，重新组合再创造。造 型独特新颖，突出建筑个性。
巴黎国家工业与技术中心陈列馆
三束锥状双曲面薄壳交 汇于屋顶中心，立面呈 抛物线形，上下双层壳 板组成空腔壳体，平均 厚度18CM,仅为跨度的 1/144。
美 国 麻 省 理 工 学 院 礼 堂
埃罗· 沙里宁，1/8球面薄壳，平面为曲边三角 形，边梁向上卷起，传递荷载至三个支座，地 下埋设水平拉杆，平衡推力，铜板覆盖，玻璃 幕墙曲面外墙。
肯尼迪机场候机楼
四片双曲面钢砼薄壳合围成 屋顶，展翅飞翔的大鸟。采 光带分开四部分，边梁朝支 座逐渐加宽，适应增大的内 力。模型实验，艺术与结构 的完美结合，没有生硬的几 何图形痕迹。
空间网格结构
多根杆件
以一定规律 节点连接
平板网架 曲面网壳 空间结构形式
1、多向受力结构，整体性强，稳定， 刚度大； 2、杆件主要承受轴向拉、压力，符合 材料特性，节省； 3、结构高度小，有效利用空间； 4、杆件规格统一，易于生产。
10大跨度建筑结构形式与建筑造型
——网架结构的类型
类型 外形 平板（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）
——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
受力较好 ，制作方便 ,但自身结
构稳定性相对差些
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
——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
三铰拱
两铰拱
无铰拱
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
30m...... 高跨比h/l=0.75
适用范围：体育馆、礼堂、食堂、菜场等 民用建筑。
刚架结构的形式： 三铰刚架——刚度稍差，跨度较小 两铰刚架——刚度大，跨度较大，不均匀沉降
时产生附加内力。 无铰刚架——刚度大，跨度较大，不均匀沉降
时产生附加内力。
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）
——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 柱上
大跨度建筑构造案例
a
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悬索结构
1日本代代木体育馆 2慕尼黑奥林匹克体育馆
a
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1
a
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2
a
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受力特点：索网只承受轴向拉力，无弯矩无剪力
优点：节省材料，减轻自重、建筑造型丰富、跨越 巨大空间不需中间支点、施工快捷
缺点：强风吸引下易丧失稳定性而破坏
适用范围：覆盖体育馆、大会堂、展览馆等建筑屋 顶
a
25
薄壳结构
a
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组合网架结构 管桁结构
预应力网格结构 张弦梁结构
a
37
1
a
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缺点：刚度差
适用范围：体育馆。影剧院。展览馆、食堂、菜场、 商场等
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网架结构
1上海体育馆 2佛山岭南明珠体育馆
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1
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2
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受力特点：有多根杆以一定规律通过节点组成的结 构
优点：整体性强、利于抗震、节省材料、结构高度 小有效利用空间、便于生产、形式多样
缺点：支座条件复杂
使用范围：大跨度公共建筑屋顶
a
5
刚架结构
1斯特拉斯堡停车场 2展览厅门宫
a
6
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受力特点：梁柱刚性节点，外力作用下结构合理 优点：轻巧美观，跨度大，制作方便 缺点：刚度较差 适用范围：体育馆、礼堂、食堂、菜场等
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9
膜结构
1上海八万人体育馆 2水立方
a
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1
a
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2
a
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受力特点：空气压力支承膜面、或柔性钢索或刚性 骨架网索将膜材绷紧
大跨度建筑构造案例
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。
大跨度结构在建筑设计中的应用分析
大跨度结构在建筑设计中的应用分析建筑设计是一门综合性极强的学科，既要考虑实用性，还要考虑美学效果，而大跨度结构的应用则可以提升建筑的视觉效果和空间感，同时也为建筑的实用性提供了更多的可能性。
本文将探讨大跨度结构在建筑设计中的应用分析。
一、大跨度结构的定义大跨度结构是指宽度在25米以上的单跨或连续构件，其使用可以使建筑物获得较大的空间自由度，更为适合大型建筑。
在工程设计中，大跨度结构的采用可以降低建筑支撑结构的体量、减小建筑物的自重、提升建筑的空间利用率，同时也可以增强建筑的整体感。
二、大跨度结构在建筑设计中的应用1. 建筑轻量化在传统的建筑结构中，建筑的轻量化主要是通过采用轻质材料、新型建筑构件和减小截面尺寸等来实现。
而大跨度结构的应用则可以从根本上降低建筑结构的体量，并且能够达到更好的轻量化效果。
例如钢结构、空间网壳等大跨度结构，可以大幅减少建筑结构的体积从而达到轻量化的目的。
2. 建筑美学效果的提升大跨度结构的运用可以在建筑的外形、造型上进行创新，增强建筑的视觉效果。
例如近年来广泛应用的钢架结构，由于其说明性强，材料轻盈，整体造型具有时尚感和现代感，因此受到设计师和业主的广泛青睐。
此外，空间壳体结构与网架结构也能够带来非常具有观赏性的美学效果。
3. 建筑空间设计的拓展大跨度结构在建筑设计中的还可以大幅度拓展建筑的空间设计，增加建筑的空间自由度。
例如，空间网壳可以带来更加通透的空间感，空旷而富有未来感的大厅，同时也能够催生更多创新的空间布局方案，例如在使用钢结构的建筑中，可以较为灵活地通过变化的悬挑长度和悬挑高度创造出各种不同的空间。
三、大跨度结构的优势与不足优势：大跨度结构可以降低和优化建筑的结构体量，提高建筑的空间利用率，在不同的建筑类型中具有较高的灵活性，在美学效果上也非常独特。
不足：大跨度结构通常需要实现较高的技术水平和技术成熟度，因此具有较高的成本，制作难度大。
此外，由于大跨度结构的底部支承点较少，弯曲、挤压和剪切效应等所产生的力量会较大，需要采用钢材、混凝土等高强度材料，加大材料成本和施工难度。
大跨度建筑案例分析
大跨度建筑分析
Analysis of Long Span Construction
这是一颗璀璨的明珠;蕴含着激昂旋律;流淌着曼妙乐章 这里是表演艺术的殿堂;承载民族文化复兴的使命;汇聚世界艺术交流的碰撞
——中国国家大剧院 National Centre for the Performing Arts
360壳0体0㎡是建巨筑大与的结壳构体的是融建合筑体与 墙面
结构与的顶融面合浑体然墙一面体与没顶有面界浑限然整个钢 一体壳没体有由界顶限环整梁个钢钢架壳构体成由骨顶架;148 环梁榀钢其架中构10成2榀骨不架露;14明8;榀46其榀中露明弧 102形榀钢不架露呈明放;4射6榀状露分明布弧;钢形架钢之间由 架呈连放杆射斜状撑分连布接;钢;壳架体之钢间架由从连外观看 杆 斜似撑是连落接在;水壳中体;钢实架际从上外下观部看是支撑 似是在落3在m水宽中>2;实m际高上的下巨部大是混支凝土圈 撑在梁3上m宽设>计2考m虑高到的方巨便大施混工凝及加工 土及件圈加尽周准梁工量期化上周标问;并期准设题易问化计;壳于题;并考体装;壳易虑钢配体于到结钢装方构结配便构构施件构工尽量标覆璃盖幕大;墙前剧切后院面两建;侧整筑有个屋两建面个筑呈类漂半浮似椭于三圆人角型造形;由水的钛面渐金之开属上式板玻
大跨度建筑设计分析
拱结构
拱结构是一种受力极为合理的形态作用结构形式 与弯剪结构体系相比;拱结构具 有跨度大 承载力高 截面薄 变形小的优点;因此应用在建筑中;节省了更多的建筑材料 自古以来;拱承载着建筑与结构的双重角色
拱结构的类型
a 材料
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
b 结构组成和支撑方式
钛金属板
钛合金复合装饰层 铝锰合金防水板 玻璃纤维保温层 喷涂耐火木质纤维吸音层
常用大跨度结构
大跨度建筑构造--屋顶构造
彩色压型钢板屋面
——材料形式
大跨度建筑构造--屋顶构造
彩色压型钢板屋面
——材料形式
大跨度建筑构造--屋顶构造
彩色压型钢板屋面——构造层次与细部构造： 波高以35mm为界，纵向接缝搭接长度不小于100mm
彩色压型钢板屋面
大跨度建筑构造--中庭天窗构造
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
Palacio de los Deportes, /wiki/Venues_of_the_1968_Summer_Olympics
四、网架结构及其造型
——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
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
大跨度建筑构造--屋顶构造
金属瓦屋面
——构造层次：檩条、木望板、干铺油毡（一层）、瓦材（防腐处理） ——屋面划分：瓦材尺寸不宜超过2m ——细部构造：拼缝、泛水、天沟、檐口等
大跨度建筑构造--屋顶构造
金属瓦屋面拼缝构造
金 属 瓦 屋 面 构 造 实 例
金 属 瓦 屋 面 构 造 实 例
五、折板结构及其造型
特点
L1/L2≤1 L1/L2≥1 短折板 长折板 L2：波长（不宜大于12m）， L1：跨度
f长折板=（1/10~1/15）L1，f短折板≥（1/8）L1
——薄、省材；预制装配（装配整体式）；构造简单
五、折板结构及其造型
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空间范围的建筑结构，通常用于体育馆、会展中心、机场等大型建筑。
这类建筑的设计和施工具有一定的挑战性，需要充分考虑结构稳定性、建筑材料的选用以及施工工艺等方面的因素。
本文将通过分析几个大跨度建筑的案例，探讨其设计特点、结构形式和建造技术，以期为大跨度建筑的设计与施工提供一定的参考。
首先，我们来看一下鸟巢体育馆。
作为2008年北京奥运会的主要场馆之一，鸟巢体育馆以其独特的外观和大跨度的空间结构而闻名。
鸟巢的外形采用了“双曲面网壳”结构，由大量的梁和柱组成，整体呈现出鸟巢状的形态，给人以视觉上的冲击力。
在结构设计上，鸟巢采用了大跨度钢结构和预应力混凝土结构相结合的形式，保证了建筑的稳定性和承载能力。
在施工过程中，采用了大型起重机和模块化施工技术，有效地提高了施工效率和质量。
其次，我们来看一下迪拜世界贸易中心。
作为世界上最高的建筑之一，迪拜世界贸易中心的大跨度结构设计也备受关注。
该建筑采用了钢结构和玻璃幕墙相结合的设计方案，使得整个建筑呈现出了轻盈、透明的外观。
在结构设计上，为了应对迪拜的高温和强风等极端气候条件，设计师采用了空气动力学原理，通过对建筑外形的优化和流体力学模拟，使得建筑在风压和风载荷方面具有较好的性能。
在施工过程中，采用了模块化建造和现场拼装的技术，大大缩短了施工周期和减少了人力资源的浪费。
最后，让我们来看一下上海中心大厦。
作为上海的标志性建筑之一，上海中心大厦以其独特的外观和大跨度结构而备受瞩目。
该建筑采用了“超级柱+大梁+钢筋混凝土核心筒”结构形式，使得建筑在高度和空间上都具有较好的稳定性和承载能力。
在施工过程中，设计师采用了预制构件和现场拼装的技术，大大提高了施工效率和质量，同时也减少了对施工现场的影响。
综上所述，大跨度建筑的设计与施工需要充分考虑结构稳定性、建筑材料的选用以及施工工艺等方面的因素。
通过对鸟巢体育馆、迪拜世界贸易中心和上海中心大厦等案例的分析，我们可以看到，这些建筑在结构设计和施工技术上都具有较高的水准，为大跨度建筑的设计与施工提供了有益的经验和启示。
大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析汇总
大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析1.大跨度建筑的发展大跨度建筑在人类的发展中一直在发展，这象征着人类对结构的探索欲和对于技术的不断先进追求。
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，近年来，由于现代技术的支撑和新型材料的加盟，网架、网壳、管桁结构等大跨空间钢结构获得了广泛应用。
然而，要保证大跨空间钢结构得以健康发展，还必须加快一系列空间结构行业标准的制定，加强钢结构企业资质认证与管理，提升大跨空间钢结构的设计、制作、安装水平。
结构新材料的应用进一步推动了大跨空间钢结构的发展。
在普通碳素钢获得大量应用的同时，不锈钢、铝合金、膜材也在许多大跨度建筑中获得了应用。
国际上已有许多专业生产公司建成了较多的铝合金结构。
我国天津大学、同济大学、上海现代设计集团、中国建筑科学研究院等已开始进行基础性研究和工程实践，积极进行产品研制、开发。
不锈钢材料(含铬量>12%的铁基耐蚀合金)是随着对装饰与防腐要求的提高而在空间结构中获得应用的，它集装饰、受力、防腐于一体的特点倍受青睐。
鉴于目前不锈钢材料的价格远高于普通钢材，近年来一些单位已研制成功在普通碳素钢管基础上外包不锈钢皮而形成的复合技术，开发出不锈钢复合钢管网架，并进行了一些工程实践。
既保持了不锈钢与普通碳素钢的优点，又大幅度降低造价，取得了较好的技术经济效果。
计算技术的进步为大跨空间钢结构的发展也创造了有利条件。
近年来计算技术有了长足的进步，许多单位研制开发了商品化专用设计程序，它们都是建立在理论研究与大量工程实践的基础上而推向市场的。
它们一般都具有完善的前后处理功能，可在微机上进行复杂的空间网格结构设计。
有的软件除用于空间网格结构外，也可用于索、杆、梁体系的设计分析。
这些程序的推出为大跨空间钢结构设计提供了有效手段，也为大跨空间钢结构的推广应用创造了有利条件。
(完整版)建筑大跨度结构案例分析
1.2园拱屋顶结构：天津西站
金属编织状的屋面，跨度114米，施工人员先在空中10 米高架层上分组进行屋面拼接，然后再整体提升到50米， 即站房的主体结构 整个屋顶长度是386.15米，重量接近7万吨。 在拱顶拼接完后，采取液压千斤顶群提升，整 体提起来，再与两侧进行拼接，最终形成整个 的拱结构
2.1刚架结构
屋盖采用管桁架+ 焊接球节点网架组 成的折板壳结构。 由呈辐射布置的11 对管桁架构成的支 撑结构体系+11对 桁架梁之间的多面 体折板网格结构体 系组合而成
折板网格结构由双层正交正放网格结构构成，厚度为2.5m，采用焊接空心球 节点。管桁架与折板网格桁架之间的连接单元，与管桁架相连一端采用相贯 焊形式，另一端为焊接空心球节点
4.1网格结构：上海宝耘石化设备有限 公司
三角形网格钢网壳有良好的强度、刚度、稳定性。在相同安全度情况下，其用钢量比四边 形网格网壳节约50%以上。在相同用钢量情况下，其承载力比四边形网格网壳高50%以上 。两向正交网格钢网壳（双向子午线网格钢网壳
4.2网格结构观测台
5.1折板结构：内蒙古大草原上的一座 丰碑—成吉思汗博物馆
通泰大桥主跨190米，双 向6车道，设计行车速度 60公里/小时，洪水频率百 年一遇，抗震烈度7度
全桥吊索共28根，吊索采用高强度镀锌钢丝成品索，双层PE保护层， 冷铸锚固体系。为保护吊索，除采用PE保护层外，在桥面以上2.5米高 度内设不锈钢管，在与主梁结合处设防水罩，上、下锚头采用防腐油脂 处理，并设置减震器，在索管内注入发泡材料，拱座基础采用钢筋混凝 土结构。
悉尼歌剧院
6.2:薄壳结构：黄石新体育馆
该体育馆造型 具有不规则、 多面、薄壳结 构的特点，是 全国第二座薄 壳结构设计建 筑——第一座 是广州歌剧院。 该体育馆的最 大跨度为111 米
(优)优选大跨度建筑案例分析pptppt文档
国家大剧院壳体结构呈半 椭球型。
由顶环梁，梁架，斜撑和 环向连系杆件组成。其中顶 环梁呈椭圆形，长轴长约60 米，短轴长约38米，由环形 钢架，箱形梁，以及H型钢焊 接而成。梁架呈中心对称辐 射状布置。
连杆沿水平环向布置，上 下里外共82道，并采用铸钢 连接件或套筒连接件连接。
2013年12月2日，国家大剧院壳体钢结构安装完成
大跨度建筑分析
Analysis of Long Span Construction
这是一颗璀璨的明珠，蕴含着激昂旋律，流淌着曼妙乐章。 这里是表演艺术的殿堂，承载民族文化复兴的使命，汇聚世界艺术交流的碰撞。
——中国国家大剧院 National Centre for the Performing Arts
·建筑概况
主体建筑由外部围护钢结构
壳体和内部2091个坐席的歌 剧院(含站席2398)、1859个 坐席的音乐厅(含站席2017)、 957个坐席的戏剧院(含站席 1040)、公共大厅及配套用房 组成。外部围护钢结构壳体呈 半椭球形，平面投影东西方向 长轴长度为212.20米，南北方 向短轴长度为143.64米，建筑 物高度为46.285米，基础埋深 的最深部分达到-32.5米。椭 球形屋面主要采用钛金属板饰 面，中部为渐开式玻璃幕墙。 椭球壳体外环绕人工湖，湖面 面积达35500平方米，各种通 道和入口都设在水面下。 国 家大剧院高46.68米，比人民 大会堂略低3.32米。
国家大剧院几何形式
国家大剧院主体建筑为独特的超椭 球形钢结构壳体。
壳体表面由钛金属板和超白透明玻 璃共同组成，两种材质的巧妙拼接呈 现出唯美的曲线，营造了舞台帷幕徐 徐拉开的视觉效果。
·主体结构
国国家家大大剧剧院院主主体体建建筑筑钢钢结结构构超椭 超椭球球体体壳壳为为一一个个超超大大空空间间壳壳体，壳 体，体壳是体经是过经精过确精数确字数计字算计得算出的系 得出数的为系的数超为级2椭.2球4的，超它级集椭建球筑、材 ，它料集、建设筑备、等材高料科、技设于备一等身高，其外 科技围于护一装身饰，板其面外积围约护3装60饰00板m2。
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大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析1.大跨度建筑的发展大跨度建筑在人类的发展中一直在发展，这象征着人类对结构的探索欲和对于技术的不断先进追求。
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，近年来，由于现代技术的支撑和新型材料的加盟，网架、网壳、管桁结构等大跨空间钢结构获得了广泛应用。
然而，要保证大跨空间钢结构得以健康发展，还必须加快一系列空间结构行业标准的制定，加强钢结构企业资质认证与管理，提升大跨空间钢结构的设计、制作、安装水平。
结构新材料的应用进一步推动了大跨空间钢结构的发展。
在普通碳素钢获得大量应用的同时，不锈钢、铝合金、膜材也在许多大跨度建筑中获得了应用。
国际上已有许多专业生产公司建成了较多的铝合金结构。
我国天津大学、同济大学、上海现代设计集团、中国建筑科学研究院等已开始进行基础性研究和工程实践，积极进行产品研制、开发。
不锈钢材料(含铬量>12%的铁基耐蚀合金)是随着对装饰与防腐要求的提高而在空间结构中获得应用的，它集装饰、受力、防腐于一体的特点倍受青睐。
鉴于目前不锈钢材料的价格远高于普通钢材，近年来一些单位已研制成功在普通碳素钢管基础上外包不锈钢皮而形成的复合技术，开发出不锈钢复合钢管网架，并进行了一些工程实践。
既保持了不锈钢与普通碳素钢的优点，又大幅度降低造价，取得了较好的技术经济效果。
计算技术的进步为大跨空间钢结构的发展也创造了有利条件。
近年来计算技术有了长足的进步，许多单位研制开发了商品化专用设计程序，它们都是建立在理论研究与大量工程实践的基础上而推向市场的。
它们一般都具有完善的前后处理功能，可在微机上进行复杂的空间网格结构设计。
有的软件除用于空间网格结构外，也可用于索、杆、梁体系的设计分析。
这些程序的推出为大跨空间钢结构设计提供了有效手段，也为大跨空间钢结构的推广应用创造了有利条件。
其中不少软件曾在国内许多大型空间钢结构工程的设计中发挥重要作用。
在大跨空间钢结构获得迅猛发展之际，强化质量管理，加快制定行业标准，提升企业管理水平提到了重要议事日程。
目前与大跨空间钢结构相关的规程、规范已逐步趋于完善。
如钢结构设计规范，经过修改后将进一步完善，使管桁等大跨空间钢结构的设计更有依据。
网壳结构技术规程的编制将使网壳结构的设计与施工建立在更为可靠的基础上。
其他各类规程、规范和标准等正在制定或逐步完善之中。
目前我国从事大跨钢结构制作的企业技术装备、技术水平和人员技术素质良莠不齐，有些不具备设计、施工资质的企业，以不正当的手段、低廉的价格活跃在建筑市场，扰乱了正常的市场竞争秩序。
由他们承建的工程往往留下质量隐患，一遇突发情况常易酿成重大工程事故。
为此有关主管部门必须加强审查、审核，从事大跨钢结构设计、制作安装的企业必须具有国家技术监督部门资质论证机构发放的资质证书，建立健全企业的质量保证体系，对产品形成的每一道环节都能有效地进行质量控制；有关人员则必须进行相关考核并具有上岗证书。
2.大跨度结构的结构形式平面结构由一些强度不大的纵向构件将平面结构连接起来构成纵向构件层层重复传递荷载，并不分担荷载梁式，框架式和拱式结构空间结构加强连接平面结构的纵向构件以形成一个整体结构，共同承载克服荷载层层重复传递，经济性好，整体刚度大，抗震性能好主要包括悬索结构，网架和网壳结构等空间作用(diaphragm，蒙皮效应)1 梁式结构的特点和应用特点不产生水平推力(可支承于墙壁，砖石或混凝土柱上)制造和安装较简单应用可用于40m～60m左右的工业和民用建筑物中主檩条屋架2 框架结构的特点和应用特点与梁式相比，框架结构可降低建筑物高度结构上比梁式结构经济结构布置横向框架布置(跨度大于60m时，应增大框架间距，常导致复杂布置) 纵向框架布置(跨度较小时，特别有利，可向外悬伸，用于机库等)结构型式跨度在50 60m时，常用双铰实腹式框架(常用工字形截面) 减轻基础负担；结构可外露；横梁高度可取跨度的1/20 1/12设置预应力拉杆减少跨中弯矩，横梁高度可取跨度的1/40 1/303 拱式结构的特点和应用特点拱式屋盖受力合理比梁式和框架式屋盖结构经济指标好(跨度超过80m时尤为显著) 结构布置跨度为40 60m时，拱间距可取6 10m，无檩或型钢檩条结构型式双铰拱(最常见，制作安装方便，较经济，温度应力低)无铰拱(最经济，须设强支座，温度应力高)三铰拱(应用不广，拱顶铰使结构复杂化)4.网架结构特点空间结构体系，高次超静定能承受来自各个方向的荷载整体性好，空间刚度大，体系稳定抗震性能好可利用小规格的杆件建成大跨度的结构自重较轻，节约材料杆件规格划一，适于工业化生产适应性好应用广泛应用于公共建筑及工业厂房中选择网架型式考虑的因素：建筑物的平面形状和尺寸、支承情况、荷载大小、屋面构造、建筑要求、制造和安装的方法及材料供应情况等从平面形状和大小来看，当周边简支时：平面为方形或接近方形，且为中小跨度时，宜采用两向正交斜放交叉梁系网架，或正放和斜放四角锥网架。
平面为矩形时，宜采用两向正交斜放交叉梁系网架，或斜放四角锥网架。
平面为圆形、八角形、六角形、扇形，且平面尺寸较大时，可选用三向交叉梁系网架，或三角锥网架。
从屋面构造来看：正放网架的屋面板规格常一种，而斜放网架却有两三种。
倒锥体网架的上弦网格较小，因而屋面板规格也较小网架类别(以网架构成方式分类)１．交叉平面桁架体系（两组桁架交叉梁系、三组桁架交叉梁系）２．交叉空间桁架体系（四角锥体、三角锥体、六角锥体）4.网壳结构网壳结构是一种曲面形网格结构。
有单层和双层网壳之分。
特点网壳结构兼有杆系结构和薄壳结构的主要特征，杆件比较单一，受力比较合理。
网壳结构的刚度大，跨越能力大。
网壳结构可以用小型构件组装成大型空间，综合技术经济指标较好。
网壳结构的分析计算已成熟。
网壳结构的造型丰富多彩。
网壳结构分类1：按曲面的曲率半径：正高斯曲率（K > 0）网壳零高斯曲率（K = 0）网壳负高斯曲率（K < 0）网壳2：按网壳的层数：单层网壳，双层网壳，局部双层（单层）网壳。
3：按网壳的用材：钢网壳，木网壳，钢筋混凝土网壳，组合网壳。
4：按曲面外形：柱面网壳，球面网壳，椭圆抛物面网壳，双曲抛物面网壳。
5.悬索结构特点轴向拉伸抵抗外荷作用，充分利用钢材强度施工方便，费用低便于建筑造型单层悬索结构平行布置形式(跨度可达80m)双层悬索结构一般形式由下凹的承重索，上凸的稳定索及它们之间的连系杆组成承重索垂跨比一般取1/20 1/15 ，稳定索拱跨比一般取1/20 1/25幅射式及网状布置形式鞍形索网布置形式鞍形索网布置形式建筑案例实际分析1.黑龙江滑冰馆,L=86m双层悬索结构主体结构采用由中央圆柱面与两端半圆球面组成的双层网壳，其轮廓尺寸为86.2m×191.2m，支承在下部三角形框架上，覆盖了200m速滑跑道。
2.悉尼超级穹顶体育馆是被作为2000年奥林匹克运动会的多功能体育馆进行设计的。
菲利普·考克斯与其合作者们把大穹顶体育馆想象成一座庞大、水平且半透明的建筑。
建筑外形呈鼓状，由24根钢柱支撑着的放射状网架结构形成了遮盖赛场的轻型屋盖体系。
为使其尺度不至于过大，他们在两侧设置了环抱体育场的轻质廊道，这就给这个大尺度的表皮添上了一些人性化的细部。
但是要欣赏大穹顶还是需要一定的角度和高度，所以他们在设计时运用了一种类似桅杆的结构，就像是一个花冠围绕在体育馆的周围。
他们以其纤细但不失强度的悬索和自由排列的柱廊强调大穹顶的整体外观。
支撑柱廊的是树状的柱子，屋顶采用了有拉索支撑的桁架结构，大尺度出挑的屋檐为场馆提供了阴凉的空间。
3.日本东京代代木体育馆鞍形索网悬挂在两个塔柱上的两条中央悬索及分列两侧的两片鞍形索网是屋盖结构的主要组成部分。
高耸的塔柱、下垂的主悬索和流畅的两片鞍形曲面组成了雄伟别致的建筑物4.老山自行车馆采用双层球面网壳结构2008 奥运会老山自行车赛馆位于北京石景山区老山街，结构跨度149.536m，净高14.69m，矢跨比约为1/10．网壳支承于倾斜人字形钢柱及柱顶环形桁架之上，柱顶支承跨度为133.06m．网格尺寸约4m，网壳厚度2.8m，为跨度的1/47.5，屋盖以金属屋面板为主，中部设玻璃采光带．该网壳为目前我国跨度最大的双层球面网壳结构。
5.威海体育中心造型独特新颖，象一只待飞的飞行器。
体育场看台主体结构采用钢筋混凝土斜向框架。
看台上空设一大型轻质罩蓬，采用膜结构设计。
其外缘水平投影呈近似椭圆形，轮廓尺寸236m ×209m，内环尺寸205m×143m，罩蓬覆盖面积约25000m2。
罩蓬由44座伞型膜结构单元连接而成，各伞形膜结构单元由膜、桅杆、前脊索、后脊索及谷索组成。
膜面采用聚氯乙烯涂层的聚酯纤维膜材，外加PVDF面层，其特点为白色、自重轻、经济性好、自洁性好、耐久性好、有一定透明度。
6.日本名古屋 单层网壳圆形建筑的直径为229.6m ，支承在看台框架柱顶的屋盖直径则有187.2m,采用边长约10m 的钢管构成的三向网格，每个节点上都有六根杆件相交，采用直径为1.45m 的加肋圆环，钢管杆件与圆环焊接,成为能承受轴向力与弯矩的刚性节点条57 81 2 4 5 0 m 屋。