第三讲大跨度建筑构造
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大跨度建筑构造(史上最全面)
大跨度建筑构造----概论
❖ 界定：30M以上
❖ 如何选择结构形式
❖ ——造型
❖ 我国现行钢结构规范：60M ——空间利用的合理性
以上
——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）
薄壳结构及其造型
薄壳结构及其造型
广州星海音乐厅
自由壳体的构想
Hanging membranes by Heinz Isler
自由壳体的构想
薄壳施工
Indoor Tennis Center in Heimberg, Switzerland
薄壳施工
Indoor Tennis Center in Heimberg, Switzerland
具有独特外观
五、折板结构及其造型
❖ 类型
——断面 ——外形
折 板 结 构 及 其 造 型
折 板 结 构 及 其 造 型
六、薄壳结构及其造型
❖ 特点 ❖ 结构类型
n 类型 薄壳结构及其造型
筒壳、球壳、扁壳、鞍形壳
1、受力特点及适用范围
❖ 受力特点 ：
❖ 用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成的薄板结构
撑杆+篷面
n 实例
❖ 1、受力特点及适用范围
❖ 受力特点 ：
❖ 利用骨架、网索将各种现代薄膜材料绷紧形成建筑空间的一种结构
❖ 薄膜不能承受荷载，绷紧后承受拉力且任何状态下保持，否则会失 稳
❖ 轻巧柔软、采光好、构造简单、安装快、便于拆迁、外形千姿百态
第三章_大跨度结构构造
交角60
➢ 比两向网架刚度大，适合 大跨度
➢ 常用于正三角形，正六边 形平面
（2）角锥体系的平板网架 ——分别由三角锥、四角锥、六角锥等锥体单元组成。这类 网架比交叉桁架体系平板网架的刚度大，受力情况好，可事 先在工厂预制成标准锥体单元，运输和安装都很方便。
三角锥体平板网架 由呈三角锥体的杆件组成，锥尖可 朝上或朝下布置。比四角锥网架和六角锥网架受力更均匀， 大跨度建筑中应用最广的一种网架形式。
两铰钢架、三铰钢架。
无铰刚架和两铰刚架：超静定刚架，结构刚度大，但地基 有不均匀沉降时，将使结构产生附加内应力，可用于跨度较大 的建筑。
有铰刚架：静定刚架，地基有不均匀沉降时，对结构不 会产生附加内应力，但跨度大时，刚度较差，一般用于小跨 度（12m）和基础较差的情况。 3）刚架结构的而建筑造型 ——常用钢筋混凝土建造，为节约材料和减轻结构自重，通 常将刚架做成变断面形式。 ——柱梁相交处弯矩最大，断面增大；铰接点处弯矩为零， 断面最小，所以刚架的立柱断面呈上大下小。 ——根据建筑造型需要，立柱可做成里直外斜，或外直里斜。 ——刚架多采用预制装配，构建呈“Y”形和“Γ”形，可组成单 跨、多跨、高低跨、悬挑跨等建筑外形。
——三角形桁架可用钢、木或钢筋混凝土制作。适用跨度不大 于18m，此时杆件内力较小，比较经济。
——梯形桁架可用钢或钢筋混凝土制作。常用跨度18-36m，桁 架矢跨比一般为1/8~1/6。梯形桁架的端部增大，降低了结构 的稳定性，增加了材料用量。
——拱形桁架的外形呈抛物线，杆件内力均匀，比梯形桁架材 料耗量少，矢跨比一般为1/8~1/6，可用钢或钢筋混凝土制作， 常用跨度18-36m。
第三章 大跨度建筑构造
重点介绍：结构形式、屋顶构造、天窗构造
➢ 比两向网架刚度大，适合 大跨度
➢ 常用于正三角形，正六边 形平面
（2）角锥体系的平板网架 ——分别由三角锥、四角锥、六角锥等锥体单元组成。这类 网架比交叉桁架体系平板网架的刚度大，受力情况好，可事 先在工厂预制成标准锥体单元，运输和安装都很方便。
三角锥体平板网架 由呈三角锥体的杆件组成，锥尖可 朝上或朝下布置。比四角锥网架和六角锥网架受力更均匀， 大跨度建筑中应用最广的一种网架形式。
两铰钢架、三铰钢架。
无铰刚架和两铰刚架：超静定刚架，结构刚度大，但地基 有不均匀沉降时，将使结构产生附加内应力，可用于跨度较大 的建筑。
有铰刚架：静定刚架，地基有不均匀沉降时，对结构不 会产生附加内应力，但跨度大时，刚度较差，一般用于小跨 度（12m）和基础较差的情况。 3）刚架结构的而建筑造型 ——常用钢筋混凝土建造，为节约材料和减轻结构自重，通 常将刚架做成变断面形式。 ——柱梁相交处弯矩最大，断面增大；铰接点处弯矩为零， 断面最小，所以刚架的立柱断面呈上大下小。 ——根据建筑造型需要，立柱可做成里直外斜，或外直里斜。 ——刚架多采用预制装配，构建呈“Y”形和“Γ”形，可组成单 跨、多跨、高低跨、悬挑跨等建筑外形。
——三角形桁架可用钢、木或钢筋混凝土制作。适用跨度不大 于18m，此时杆件内力较小，比较经济。
——梯形桁架可用钢或钢筋混凝土制作。常用跨度18-36m，桁 架矢跨比一般为1/8~1/6。梯形桁架的端部增大，降低了结构 的稳定性，增加了材料用量。
——拱形桁架的外形呈抛物线，杆件内力均匀，比梯形桁架材 料耗量少，矢跨比一般为1/8~1/6，可用钢或钢筋混凝土制作， 常用跨度18-36m。
第三章 大跨度建筑构造
重点介绍：结构形式、屋顶构造、天窗构造
建筑构造下册第三章大跨度建筑构造
填空题
1 . 悬索结构的组成为索网，边缘构件，支承构件。
2 .桁架形式有__三角形_，__梯型__，拱形，无斜腹杆式和三铰拱式这几种。
中庭：通常中庭作为一个宏伟的入口空间，中心庭院，并覆有透光的顶盖
中庭的基本形式：单向中庭，双向中庭，三向中庭，四向中庭，环绕建筑的中庭，贯穿建筑的条形中庭
简答题
1. 什么是大跨度建筑？
大跨度建筑构造通常是指跨度在30m以上的建筑，主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂航空港等，工业建筑主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。
2.大跨度建筑类型有哪几种？
拱结构，刚架结构，桁架结构，网格结构，折板结构，薄壳结构，悬索结构，膜结构。
3.什么是中庭，中庭的基本形式有哪些？
通常中庭作为一个宏伟的入口空间，中心庭院，并覆有透光的顶盖。
中庭的基本形式：单向中庭，双向中庭，三向中庭，四向中庭，环绕建筑的中庭，贯穿建筑的条形中庭。
大跨度建筑屋盖结构课件
固结时，梁截面较小 ，柱为不变截面，基础较大
•大跨度建筑屋盖结构
•22
•大跨度建筑屋盖结构
•23
2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式
•大跨度建筑屋盖结构
•24
3.从跨数分：
•大跨度建筑屋盖结构
•25
构造
纵向柱距：６米 横向跨度：３米的倍数，如２４米、２７米 h/L:h减小将使推力增大， 三铰刚架： h＞L 两铰刚架： L稍大于h
•66
第四节 拱结构的建筑实例
湖南一散装盐库
•大跨度建筑屋盖结构
•67
•大跨度建筑屋盖结构
•68
•大跨度建筑屋盖结构
•69
风雨操场
•大跨度建筑屋盖结构
•70
室内采光效果
•大跨度建筑屋盖结构
•71
农贸市场
•大跨度建筑屋盖结构
•72
飞机库
•大跨度建筑屋盖结构
•73
第五章 网架结构
第一节 网架结构的特点、优点与适用范 围
•大跨度建筑屋盖结构
•63
第三节 拱结构的形式与主要尺寸
拱结构的形式
按力学结构分： 三铰拱、两铰 拱和无铰拱
按建筑外形分： 半圆拱和抛物 线拱
•大跨度建筑屋盖结构
•64
拱轴形式的选择：
合理的拱轴线，只有轴力，没有弯矩
和荷载有关
均布荷载：二次抛物线
y
4f l2
x(l x)
矢高ｆ的影响：
•大跨度建筑屋盖结构
•37
第三章 桁架结构
第一节 桁架的结构特点与优缺点
•大跨度建筑屋盖结构
•38
受力特点
•大跨度建筑屋盖结构
•39
开封县温泉游泳馆
•大跨度建筑屋盖结构
•22
•大跨度建筑屋盖结构
•23
2.从外形分：水平横梁式、折线横梁式
•大跨度建筑屋盖结构
•24
3.从跨数分：
•大跨度建筑屋盖结构
•25
构造
纵向柱距：６米 横向跨度：３米的倍数，如２４米、２７米 h/L:h减小将使推力增大， 三铰刚架： h＞L 两铰刚架： L稍大于h
•66
第四节 拱结构的建筑实例
湖南一散装盐库
•大跨度建筑屋盖结构
•67
•大跨度建筑屋盖结构
•68
•大跨度建筑屋盖结构
•69
风雨操场
•大跨度建筑屋盖结构
•70
室内采光效果
•大跨度建筑屋盖结构
•71
农贸市场
•大跨度建筑屋盖结构
•72
飞机库
•大跨度建筑屋盖结构
•73
第五章 网架结构
第一节 网架结构的特点、优点与适用范 围
•大跨度建筑屋盖结构
•63
第三节 拱结构的形式与主要尺寸
拱结构的形式
按力学结构分： 三铰拱、两铰 拱和无铰拱
按建筑外形分： 半圆拱和抛物 线拱
•大跨度建筑屋盖结构
•64
拱轴形式的选择：
合理的拱轴线，只有轴力，没有弯矩
和荷载有关
均布荷载：二次抛物线
y
4f l2
x(l x)
矢高ｆ的影响：
•大跨度建筑屋盖结构
•37
第三章 桁架结构
第一节 桁架的结构特点与优缺点
•大跨度建筑屋盖结构
•38
受力特点
•大跨度建筑屋盖结构
•39
开封县温泉游泳馆
第三章大跨度建筑构造(中国建筑工业出版社第四版《建筑构造》下册_重庆大学_刘建荣_翁季主编)(DOC)
第三章大跨度建筑构造一、拱结构（一）特点适用1．优点:变内力为轴向压力，应力分布均匀，充分利用材料强度，断面小。
2．缺点:横向推力使其必须设置拱脚支座，两端墙厚随跨度增大而加厚，使得平面空间组合受到约束。
3．适用:钢结构拱跨度可达百米以上，适合商场，展览馆，体育馆，散装货仓。
（二）形式1．三铰拱2．两铰拱3．无铰拱（三）建筑造型1．拉杆——承受拱推力2．框架结构——承受拱推力3．基础——承受拱推力二、钢架结构（一）特点适用1．优点:门形结构，梁和柱刚性节点，相互约束，减少各自弯矩。
组成的排架结构轻巧，节省钢材水泥，受力合理，下部空间增大，屋顶折线，外轮廓富于变化。
2．缺点:刚度较差，不宜用于厂房建筑。
3．适用:体育馆，礼堂，食堂，菜市场等民用建筑。
（二）形式1．无铰钢架（超静定结构，地基条件差时，不均匀沉降，会产生附加内力适用于跨度较大的建筑）2．两铰钢架（超静定结构，同上）3．三铰钢架（静定结构，刚度不如前两者好，适用于跨度较小的建筑）（三）建筑造型通常用钢筋混凝土建造，变断面，柱梁相交处断面最大，1． Y和L形2．柱子外直里斜，里直外斜3．对称式钢架，不对称式4．边侧带有挑跨，作为休息辅助空间三、桁架结构（一）特点适用1．优点:格构式，杆件与杆件铰接，内力为轴向力，分布均匀，2．缺点:3．适用:体育馆，影剧院，展览馆，食堂，菜场，商场；平面采用矩形或者方形（二）形式1．材料分（1）木材（2）钢材（3）钢筋混凝土2．桁架形式（1）三角形：适用于18M以内跨度（2）梯形：适用于18~36M，失高与跨度之比一般为f/L=1/8~1/6。
端部增大，降低了稳定性，增加了材料用量。
（3）拱形：适用于18~36M，失高与跨度之比一般为f/L=1/8~1/6，预应力到60M,呈抛物线，杆件内力均匀，材料少，一般刚货钢筋混凝土，（4）无斜腹杆式:适用于15~30M，上弦抛物线，受压；竖杆和下弦。
受拉力；用料经济，造型简介，便于制作，桁架之间铺设管道和检修方便。
第3章-大跨度建筑构造关于屋面压型钢板及夹芯板PPT课件
6
（2）、接缝构造： B、横向连接：a、搭接缝；b、卡扣缝；c、卷边缝
搭接缝构造要点:
①搭接处设密封胶带。 ②搭接方向宜与主导风
向一致。
-
7
（2）、接缝构造： B、横向连接：a、搭接缝；b、卡扣缝；c、卷边缝
-
8
-
4
3 、连接与接缝构造：
（１）、彩板连接： 彩板大多直接支承于檩条（槽钢、工字钢或轻钢）上。 檩条间距：一般为1.5～3.0m。 屋面板的坡度：与降雨量、板型、拼缝方式有关。一 般不小于3°。
-
5
（2）、接缝构造： A、纵向连接：
≥
-
构造要点:
①纵向搭接应位于檩条 处，且每块板伸入支座 长度≥50mm,故搭接处改 用双檩或檩条一侧加焊 通长角钢； ②纵向搭接长度： 坡度≥10%：200mm； 坡度＜10%：250mm； ③搭接部位设密封胶带。
板长： ≤ 12m 板厚：单层彩板： 0.4~1.0mm
保温夹芯彩板：常用50~100mm 2 、编号：
-
3
2 、编号：由产品代号和规格尺寸组成。
压型钢板代号：YX 波高：35mm 波间距：125mm 单块板有效宽度：750mm 编号：YX35-125-750(V125)
硬质聚氨酯夹芯板代号：JYJB 波高：42mm 波间距：333mm 单块板有效宽度：1000mm 编号：JYJB42-333-1000
平屋面建筑构造坡屋面建筑构造屋面构造屋面细部构造隐蔽坡屋面建筑构造图集屋面防水构造屋面构造图集种植屋面构造彩钢板屋面彩色压型钢板屋面
（四）、彩色压型钢板屋面
-
1
（四）、彩色压型钢板屋面
根据彩板的功Байду номын сангаас分为单层彩板和保温夹芯彩板。
（2）、接缝构造： B、横向连接：a、搭接缝；b、卡扣缝；c、卷边缝
搭接缝构造要点:
①搭接处设密封胶带。 ②搭接方向宜与主导风
向一致。
-
7
（2）、接缝构造： B、横向连接：a、搭接缝；b、卡扣缝；c、卷边缝
-
8
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3 、连接与接缝构造：
（１）、彩板连接： 彩板大多直接支承于檩条（槽钢、工字钢或轻钢）上。 檩条间距：一般为1.5～3.0m。 屋面板的坡度：与降雨量、板型、拼缝方式有关。一 般不小于3°。
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（2）、接缝构造： A、纵向连接：
≥
-
构造要点:
①纵向搭接应位于檩条 处，且每块板伸入支座 长度≥50mm,故搭接处改 用双檩或檩条一侧加焊 通长角钢； ②纵向搭接长度： 坡度≥10%：200mm； 坡度＜10%：250mm； ③搭接部位设密封胶带。
板长： ≤ 12m 板厚：单层彩板： 0.4~1.0mm
保温夹芯彩板：常用50~100mm 2 、编号：
-
3
2 、编号：由产品代号和规格尺寸组成。
压型钢板代号：YX 波高：35mm 波间距：125mm 单块板有效宽度：750mm 编号：YX35-125-750(V125)
硬质聚氨酯夹芯板代号：JYJB 波高：42mm 波间距：333mm 单块板有效宽度：1000mm 编号：JYJB42-333-1000
平屋面建筑构造坡屋面建筑构造屋面构造屋面细部构造隐蔽坡屋面建筑构造图集屋面防水构造屋面构造图集种植屋面构造彩钢板屋面彩色压型钢板屋面
（四）、彩色压型钢板屋面
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1
（四）、彩色压型钢板屋面
根据彩板的功Байду номын сангаас分为单层彩板和保温夹芯彩板。
第三章大跨度建筑构造1
日本一家游泳馆的馆顶——张弦梁结构
四、折板结构及其建筑造型
（一）受力特点、优缺点和适用范围
折板结构是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系。
优点：结构呈空间受力 状态，具有良好的力学 性能，结构厚度薄,省材
料，可预制装配，省模
板，构造简单。
适用范围：大跨度屋顶， 也可以用作外墙。
（二）折板结构形式：
1912～1913波兰布雷斯劳百年厅
中心部分是广阔的圆形大空间，直径高达65米，高42米，可以容纳 6,000多人。上方是23米高，由钢和玻璃构成的灯笼式圆顶。
1979年
美国底特律的韦恩县体育馆采用圆形平面，直径达266m，是
目前世界上跨度最大的钢网壳结构建筑。
1975年上海体育馆
主馆呈圆形，高33米，屋顶钢平板网架跨度直径110米，可 容纳观众18000人。
解决水平推力的几种方式
1.由拉杆承受拱推力 2.由框架结构承受拱推力 3.由基础承受拱推力
由拉杆平衡拱推力——武汉体育馆
由框架结构承受拱推力— —北京崇文门菜市
崇文门菜市场中间跨为售货大厅，屋顶为 32m跨的钢筋混凝土两铰拱，两边布置三层 高的钢筋混凝土框架以支承两铰拱，三层框 架部分为小营业厅。拱为装配式整体结构， 拱上铺加气混凝土屋面板，油毡屋面。根据 建筑造型要求，拱的矢高为拱跨的1／8，即 4m。
五、网格结构及其建筑造型
六、薄壳结构及其建筑造型 七、悬索结构及其建筑造型 八、膜结构及其建筑造型
一、拱结构及其建筑造型
（一）拱的受力特点、优缺点和适用范围
3 大跨度建筑构造
2.4 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 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
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
筒壳（圆柱形薄壳）： 长壳 L1:L2>=1 一般比值为1.5~2.5，最大 可达3~4，长薄壳跨度最大可达30m 失高应大于或等于L1/15~L1/10
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
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 结构构件本身作为独 立的单元来考虑）
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
大跨度建筑构造(史上最全面)详解
第四章
大跨度建筑构造
本章内容 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
大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准，国 家标准《钢结构设计规范》、《网架结构设 计与施工规程》将60m以上定义为大跨度结 构，计算和构造均有特殊规定。我国目前最 大跨度做到340m，以钢索和膜材做成的索膜 结构最大已做到320m。
如何选择结构形式
——造型 ——空间利用的合理性 ——对内部装饰的影响
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。
大跨度建筑构造----概论
界定：30M以上 我国现行钢结构规：60M 以上 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）
二、刚架结构及其造型
结构类型
——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
二、刚架结构及其造型
三、桁架结构及其造型
特点 结构类型 造型
桁架由以铰接三角形为单元
(空腹桁架是刚接四边形)、不承受垂直于杆轴的荷
载的杆件组成的格构体系
空腹桁架:桁架通常由上下弦杆和腹杆组成，普通桁架（称之为实腹桁架）的腹
大跨度建筑构造
本章内容 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
大跨度结构的跨度没有统一的衡量标准，国 家标准《钢结构设计规范》、《网架结构设 计与施工规程》将60m以上定义为大跨度结 构，计算和构造均有特殊规定。我国目前最 大跨度做到340m，以钢索和膜材做成的索膜 结构最大已做到320m。
如何选择结构形式
——造型 ——空间利用的合理性 ——对内部装饰的影响
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。
大跨度建筑构造----概论
界定：30M以上 我国现行钢结构规：60M 以上 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）
二、刚架结构及其造型
结构类型
——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
二、刚架结构及其造型
三、桁架结构及其造型
特点 结构类型 造型
桁架由以铰接三角形为单元
(空腹桁架是刚接四边形)、不承受垂直于杆轴的荷
载的杆件组成的格构体系
空腹桁架:桁架通常由上下弦杆和腹杆组成，普通桁架（称之为实腹桁架）的腹
第3章+大跨度建筑构造
b、透光材料下设折光板等
2、细部构造：
（1）承重结构
2、细部构造：
（2）玻璃的安装
2、细部构造：
（2）玻璃的安装
如用采光罩时，直接将采 光罩安装在承重结构上。
采光罩
固定型 通风型 开起型
2、细部构造：
（3）排水处理： A、当天窗面积较小时，可直接排至旁边的屋面； B、当天窗面积较大或不便排至旁边屋面时，可设天沟。 天沟的设法：a、单独构件；b 、与井字梁等结构构件结合设置。
气承式（气撑式） 气囊式（气肋式） 张拉式（索膜结构） 骨架式
2） 膜材料
织物基材：玻璃纤维、聚酯纤维 涂层：聚四氟乙烯、硅酮、聚氯乙烯
体育场张拉膜结构顶盖
可以想象把索网结构的索细化加密，直 到交织成一张薄膜
张拉膜结构的连廊
张拉膜结构的展示空间
某体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色
彩板大多直接支承于檩条（槽钢、工字钢或轻钢）上。 檩条间距：一般为1.5～3.0m。 屋面板的坡度：金属板屋面≥ 5%；卷材屋面≥ 3%；
（2）、接缝构造：
A、纵向连接：
≥
构造要点:
①纵向搭接应位于檩条 处，且每块板伸入支座 长度≥50mm,故搭接处改 用双檩或檩条一侧加焊 通长角钢； ②纵向搭接长度： 坡度≥10%：200mm； 坡度＜10%：250mm； ③搭接部位设密封胶带。
（防水涂料的抗拉强度和延伸率大时采用）
（1）基层处理：同前 （2）防水层：分做两层涂刮 （3）保护层：同前
3、细部构造：
3.2.4 金属瓦屋面
材料：镀锌钢板、铝合金等
构造层次：
（可加铺一层防水卷材）
檩条
木屋面板
金属瓦（防腐处理）
2、细部构造：
（1）承重结构
2、细部构造：
（2）玻璃的安装
2、细部构造：
（2）玻璃的安装
如用采光罩时，直接将采 光罩安装在承重结构上。
采光罩
固定型 通风型 开起型
2、细部构造：
（3）排水处理： A、当天窗面积较小时，可直接排至旁边的屋面； B、当天窗面积较大或不便排至旁边屋面时，可设天沟。 天沟的设法：a、单独构件；b 、与井字梁等结构构件结合设置。
气承式（气撑式） 气囊式（气肋式） 张拉式（索膜结构） 骨架式
2） 膜材料
织物基材：玻璃纤维、聚酯纤维 涂层：聚四氟乙烯、硅酮、聚氯乙烯
体育场张拉膜结构顶盖
可以想象把索网结构的索细化加密，直 到交织成一张薄膜
张拉膜结构的连廊
张拉膜结构的展示空间
某体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色
彩板大多直接支承于檩条（槽钢、工字钢或轻钢）上。 檩条间距：一般为1.5～3.0m。 屋面板的坡度：金属板屋面≥ 5%；卷材屋面≥ 3%；
（2）、接缝构造：
A、纵向连接：
≥
构造要点:
①纵向搭接应位于檩条 处，且每块板伸入支座 长度≥50mm,故搭接处改 用双檩或檩条一侧加焊 通长角钢； ②纵向搭接长度： 坡度≥10%：200mm； 坡度＜10%：250mm； ③搭接部位设密封胶带。
（防水涂料的抗拉强度和延伸率大时采用）
（1）基层处理：同前 （2）防水层：分做两层涂刮 （3）保护层：同前
3、细部构造：
3.2.4 金属瓦屋面
材料：镀锌钢板、铝合金等
构造层次：
（可加铺一层防水卷材）
檩条
木屋面板
金属瓦（防腐处理）
建筑构造——大跨度建筑ppt课件
.
2 网架结构应用
对于单层工业厂房,网架结构以其大柱网、大跨度以 及屋盖可悬挂设备的特点最能适应当代工业不同生产工艺 与使用的要求。
自从上世纪80 年代以来,网架开始推广应用在工业厂 房中,其数量和面积逐年递增,1991 年长春第一汽车厂的轿 车总装车间,平面尺寸为189m×420m、柱网12m ×21m,面积近8 万m2 。2006 年广东肇庆亚洲铝材工业 园型材挤压车间( 226m ×1 180m) ,面积达22 万m2 ,最 大跨度为52m,柱距16m,网架下弦分别设有3～10t 悬挂吊 车。由于工业厂房面积大、数量多,在中国的网架生产中 占有举足轻重的地位,这也是网架产量经久不衰的重要原 因。
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2 网架结构
第二次世界大战之后,在德国、英国流行了一种以钢 杆件组成的平板型网架结构。中国自上世纪60 年代初期 开始发展网架结构,并首先用于上海师范学院球类房(平面 尺寸为30.1m×40.5m)工程上。网架结构突破性的进展则 始于1968 年建成的首都体育馆,这是新中国成立以后规模 最大的公共建筑,在平面尺寸为99m×112m的屋盖上首次 采用了正交斜放平面桁架系网架。
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3 网壳结构
网壳结构早期在中国一直没有得到发展,仅有一些个 别的工程实例。例如直径60m左右的肋环斜杆型(国外称 斯威德勒穹顶) 球面网壳曾在郑州、烟台等地的体育馆屋 盖上采用。圆柱面网壳曾用在同济大学学生食堂(跨度 40m) 和乌鲁木齐机场飞机库,网壳由钢筋混凝土“网片” 组成。直到上世纪80 年代后期,网壳才开始迅速发展,这主 要是由于生产条件类似的网架制作与安装在中国已趋于成 熟所致。
初期的网架还沿用了钢桁架的做法,杆件大多采用型 钢并以螺栓连接,其后的上海体育中心万人体育馆改用网 架专用的圆钢管杆件和焊接空心球节点,这个圆形的体育 馆覆盖以净跨110m、总直径125m 的三向网架。其施工 采用了地面拼装整体吊装的新工艺。
2 网架结构应用
对于单层工业厂房,网架结构以其大柱网、大跨度以 及屋盖可悬挂设备的特点最能适应当代工业不同生产工艺 与使用的要求。
自从上世纪80 年代以来,网架开始推广应用在工业厂 房中,其数量和面积逐年递增,1991 年长春第一汽车厂的轿 车总装车间,平面尺寸为189m×420m、柱网12m ×21m,面积近8 万m2 。2006 年广东肇庆亚洲铝材工业 园型材挤压车间( 226m ×1 180m) ,面积达22 万m2 ,最 大跨度为52m,柱距16m,网架下弦分别设有3～10t 悬挂吊 车。由于工业厂房面积大、数量多,在中国的网架生产中 占有举足轻重的地位,这也是网架产量经久不衰的重要原 因。
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2 网架结构
第二次世界大战之后,在德国、英国流行了一种以钢 杆件组成的平板型网架结构。中国自上世纪60 年代初期 开始发展网架结构,并首先用于上海师范学院球类房(平面 尺寸为30.1m×40.5m)工程上。网架结构突破性的进展则 始于1968 年建成的首都体育馆,这是新中国成立以后规模 最大的公共建筑,在平面尺寸为99m×112m的屋盖上首次 采用了正交斜放平面桁架系网架。
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3 网壳结构
网壳结构早期在中国一直没有得到发展,仅有一些个 别的工程实例。例如直径60m左右的肋环斜杆型(国外称 斯威德勒穹顶) 球面网壳曾在郑州、烟台等地的体育馆屋 盖上采用。圆柱面网壳曾用在同济大学学生食堂(跨度 40m) 和乌鲁木齐机场飞机库,网壳由钢筋混凝土“网片” 组成。直到上世纪80 年代后期,网壳才开始迅速发展,这主 要是由于生产条件类似的网架制作与安装在中国已趋于成 熟所致。
初期的网架还沿用了钢桁架的做法,杆件大多采用型 钢并以螺栓连接,其后的上海体育中心万人体育馆改用网 架专用的圆钢管杆件和焊接空心球节点,这个圆形的体育 馆覆盖以净跨110m、总直径125m 的三向网架。其施工 采用了地面拼装整体吊装的新工艺。
建筑结构课件-大跨度建筑结构
主要特點 •跨度大
120m 160m(長春體育館，網殼結構，1998)
主跨1385m (江陰長江大橋，懸索結構，1999)
•個性化(非大量建設專案，方案的極其個性化)
大跨度房屋鋼結構的類型
平面結構
由一些強度不大的縱向構件將平面結構連接起來構成 縱向構件層層重複傳遞荷載，並不分擔荷載 梁式，框架式和拱式結構
網架和網殼結構(12)
a)肋環型四角錐球面網殼 d)平板組成式球面網殼
b)聯方型四角錐球面網殼
c)聯方型三角錐球面網殼
雙層球面網殼的網格形式 1.交叉桁架體系
只需將單層球面網殼中的杆件用平面網片代替(略) 2.角錐體系(常見四種)
a):肋環型四角錐球面網殼， b):聯方型四角錐球面網殼 c):聯方型三角錐球面網殼， d):平板組成式球面網殼
德國多特蒙特展覽大廳 日本古川市民會館
•雙層懸索
懸索結構(7)
瑞典斯德哥爾摩約翰尼紹夫滑冰場
芬蘭赫爾辛基冰上運動場
德國法蘭克福機動車檢修場
羅馬尼亞布加勒斯特文體宮
•鞍形索網
懸索結構(8)
前南斯拉夫萊士科瓦克紡織博覽館
加拿大卡爾加裏滑冰館
两向正交斜放，棋盘形四角锥 斜放四角锥，星形四角锥
钢筋混凝土屋面体系
网格数
跨高比
(24)+0.2L2 1014 (68)+0.08L2
钢檩条屋面体系
网格数
跨高比
(68)+0.07L2 (1317)+0.03L2
注：L2 是以米計的網架短向跨度；跨度小於18米時網格數可適當減少。
網架和網殼結構(9)
網架和網殼結構(3)
•由四角錐體構成(五種)
120m 160m(長春體育館，網殼結構，1998)
主跨1385m (江陰長江大橋，懸索結構，1999)
•個性化(非大量建設專案，方案的極其個性化)
大跨度房屋鋼結構的類型
平面結構
由一些強度不大的縱向構件將平面結構連接起來構成 縱向構件層層重複傳遞荷載，並不分擔荷載 梁式，框架式和拱式結構
網架和網殼結構(12)
a)肋環型四角錐球面網殼 d)平板組成式球面網殼
b)聯方型四角錐球面網殼
c)聯方型三角錐球面網殼
雙層球面網殼的網格形式 1.交叉桁架體系
只需將單層球面網殼中的杆件用平面網片代替(略) 2.角錐體系(常見四種)
a):肋環型四角錐球面網殼， b):聯方型四角錐球面網殼 c):聯方型三角錐球面網殼， d):平板組成式球面網殼
德國多特蒙特展覽大廳 日本古川市民會館
•雙層懸索
懸索結構(7)
瑞典斯德哥爾摩約翰尼紹夫滑冰場
芬蘭赫爾辛基冰上運動場
德國法蘭克福機動車檢修場
羅馬尼亞布加勒斯特文體宮
•鞍形索網
懸索結構(8)
前南斯拉夫萊士科瓦克紡織博覽館
加拿大卡爾加裏滑冰館
两向正交斜放，棋盘形四角锥 斜放四角锥，星形四角锥
钢筋混凝土屋面体系
网格数
跨高比
(24)+0.2L2 1014 (68)+0.08L2
钢檩条屋面体系
网格数
跨高比
(68)+0.07L2 (1317)+0.03L2
注：L2 是以米計的網架短向跨度；跨度小於18米時網格數可適當減少。
網架和網殼結構(9)
網架和網殼結構(3)
•由四角錐體構成(五種)
大跨度结构形式ppt课件
三、结构形式
• • • • • • • • （一）桁架结构 （二）钢架结构 （三）拱结构 （四）壳结构 （五）折板结构 （六）网架结构 （七）网壳结构 （八）悬索结构
（一）桁架结构
• 桁架结构的受力特点 1、抗弯方面 2、抗剪方面 3、竖向荷载方面
（二）钢架结构
• 结构形式和受力特点 1、无铰钢架 2、两铰钢架 3、三铰钢架
大跨度结构形式
大跨度建筑的结构特点
• • • • 一、受力特点 二、结构组成 三、几何形式 四、基本结构形式
一、受力特点
• （一）竖向作用主宰结构
1、恒荷载
结构自重 屋面覆盖材料 建筑附属固定设施
2、活荷载
风、积雪、积灰荷载 地震导致的竖向地震力 脉动风压引起的结构竖向震动
• （二）、间接效用
间接作用的影响因素有：
1、支座位移 2、温度变化 3、地面运动（地震） 注：简介作用的影响还取 决于结构自身的形式
• （三）、动态作用
由于跨度较大使得结构的竖向振频率 比一般建筑物低，因而对脉动风压的 周期性低频激励引起共振效应，表现 为结构竖向振动加大，引起较大的结 构附加内力
二、结构组成
• （一）、屋盖结构 • （二）、支撑结构 • （三）、地基
• 结构形式 1，筒网壳 2，球网壳 3，扭网壳
•
受力特点 1，拉力，压力 2，抗弯性
（八）、悬索结构
• 受力特点 • 结构形式 1，单层索体结构 2，预应力双层索体结构
（九）膜结构
• 受力特点 • 主要形式 1，张拉膜结构 2，充气膜结构
（三）拱结构
• 受力特点
拱结构正是充分的利用了材料的抗压 性能，以支座的水平推力和界面内轴向 压力的水平分力所构成的力矩平衡结构 的整体性弯矩，且玩具最大处在跨中。
大跨度建筑构造
大跨度建筑构造一、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1、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。
2、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。
3、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。
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中庭的人流疏散
中庭建筑的防火疏散应考虑大量人流的使用特性，设置 明显的标志。
中庭周围的人流疏散路线宜与中庭完全分开。
第三讲大跨度建筑构造
三、中庭天窗构造 中庭的围护方式与结构形式以及采光方式有关。
❖ 在框架结构以及采用金属骨架的建筑中，中庭 可以采用大面积垂直的玻璃墙面，也可以采用 水平方向或带有一定坡度的采光屋顶。
根据建筑规模的大小、建筑空间的组合方式、建 筑基地的气候条件以及光热环境要求等因素确定。
第三讲大跨度建筑构造
荷兰迪纳摩(Dynamo)文化青年中心
第三讲大跨度建筑构造
大英博物馆大中庭（Great Court）
第三讲大跨度建筑构造
中庭的设计要求
(1)节能要求 充分利用中庭所具有的气候缓冲作用，减少了夏日 的降温负荷，并且可以收集、储存冬日热能。
第三讲大跨度建筑构造
2020/12/8
第三讲大跨度建筑构造
•3.2 大跨度建筑的屋顶构造
设计要求与构造组成 1）设计要求 更好的保温隔热性能 防火安全要求更高 减轻屋顶自重，采用轻质高强和耐久的材料 考虑快速施工，贯彻标准化、定型化的设计
原则 2）屋顶构造组成
承重结构、屋面基层、保温隔热层、屋面面层
冷凝水由带排水槽的金属骨架排向天沟
第三讲大跨度建筑构造
其他构造
附设防护网 侧壁百叶窗通风，部分开启扇通风 双层采光天窗 …
第三讲大跨度建筑构造
中庭玻璃顶实例
达拉斯世界贸易中 心。玻璃顶平面为一 矩形，承重结构为井 字形钢梁，划分为20 个井格，每个井格上 安放一个方锥形玻璃 顶。采用铝型材骨架， 玻璃四周的铝型材均 有积水槽。
❖ 中庭围护结构也可采用充气膜结构与张拉膜结 构。
❖ 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。
第三讲大跨度建筑构造
（一）、天窗材料的选择 采光天窗主要由骨架、透光材料、连接件、 胶结密封材料组成。
天窗透光材料的选择： 安全要求、透光性能、耐久性、热稳定性、 抗冲击性能。 在需要防眩光处理的天窗中，也可以选择具 有漫反射功能的透光材料来避免眩光的产生。
金属瓦（厚度在1mm以下），钉子固定 干铺一层油毡 直铺木望板或在檩条上铺木望板
第三讲大跨度建筑构造
金属瓦屋面的划分 为了建
成的屋面与 造型统一， 在施工图设 计阶段，应 绘出金属瓦 屋面划分图。
第三讲大跨度建筑构造
金属瓦的拼缝
第三讲大跨度建筑构造
❖构造实例： 上海体育馆
❖构造实例：浙江省体育馆
第三讲大跨度建筑构造
第三讲大跨度建筑构造
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/8
第三讲大跨度建筑构造
巨大的空气体积，具有冷却火焰、稀释烟雾的作用。 因此，在中庭的设计中，必须对中庭加以严格的消防安
全设计，设置合理的防火分区、疏散通道及防排烟设施。
第三讲大跨度建筑构造
中庭的防火分区
《高规》：中庭防火分区面积应按上、下层连通的 面积叠加计算，当超过一个防火分区时，应采取以 下措施： 房间与中庭回廊相通的门窗应设自动关闭的乙级防 火门窗； 与中庭相通的过厅通道，应设乙级防火门或耐火极 限大于3h的防火卷帘门分隔； 中庭每层回廊应设有自动灭火系统； 中庭每层回廊应设火灾自动报警设备。
彩板屋面的适用范围 特别适合于大跨度建筑和高层建筑，对于减
轻建筑物和屋面自重具有明显效果。 彩板除用于平直坡面的屋顶外，还可根据建
筑造型与结构型式的需要，在曲面屋顶上使 用，例如拱屋顶、悬索屋顶、薄壳屋顶、曲 面网架屋顶等都带有曲面坡度。
第三讲大跨度建筑造
彩板的品种与规格（按功能分） 单层彩板；用作屋面时，必须在室内一侧另
第三讲大跨度建筑构造
中庭是一个多功能空间， 既是交通枢纽，又是人 们交往活动的中心，因 此它被称作为“共享大 厅”。
由于它半室内半室外的 空间环境性质，使得中 庭的围护结构及围护组 织方式有别于普通的建 筑空间，对技术的实施 提出了更多的要求。
第三讲大跨度建筑构造
一、中庭的形式及设计要求 中庭的基本形式
彩色压型钢板屋面 材料：以0.4～1.0mm的薄钢板为基料，表面
经过镀锌、涂饰面层、辊压成各种凹凸断面 的型材（简称彩板）。
第三讲大跨度建筑构造
彩板屋面的特点和适用范围 （1）轻质高强 （2）施工安装方便、速度快，采用螺栓连结 （3）彩板色彩绚丽、质感强—艺术效果
第三讲大跨度建筑构造
第三讲大跨度建筑构造
(2)采光要求 利用自然光照明是节能的要求之一。 天窗采光中庭，控制其长宽高之间的比例关系（中 庭的室形指数） 侧面反射光的获取（虚实与色彩），理想反射模式
(3)气候控制要求 在不同类型或地区的建筑中，中庭可具备不同的气 候调节特性 有采暖中庭、降温中庭和可调温中庭三种不同的处 理方式。
影响 3. 天窗应有良好的防水性能 4. 防止眩光对室内的影响 5. 满足建筑安全防护要求
第三讲大跨度建筑构造
（四）、玻璃顶的细部构造 玻璃顶的承重结构
结构断面应小些，以免遮挡天窗 光线。
一般选用金属结构，结构型式： 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。 骨架与结构间的可靠连接 连接件的防锈蚀
第三讲大跨度建筑构造
中庭的防排烟
自然排烟——不依靠机械设备，通过中庭上部开启窗口 的自然通风方式排烟。
机械排烟——利用机械设备，对建筑内部加压的方式使 烟气排出室外。两种途径：
a. 在紧急情况下，当中庭内部不加压时，对安全楼层和有 火源的楼层同时加压，烟气可以从中庭的上部排出；
b. 在紧急情况下，通过对安全楼层加压使烟气不能进入， 这时当中庭可以封闭并且同时对中庭加压，使烟气从危 险楼层直接向外部排出。
第三讲大跨度建筑构造
玻璃安装
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， 一般采用铝合金或型钢。
第三讲大跨度建筑构造
第三讲大跨度建筑构造
天窗的排水处理
天窗面积较小时，雨水可顺坡排至附近屋面，再由屋面排 水系统统一排走
面积较大时，可设天沟将雨水汇往屋面或用单独水落口和 水落管排出
第三讲大跨度建筑构造
屋面基层：有檩方案，无檩方案 保温隔热层的位置
第三讲大跨度建筑构造
屋面面层：卷材、涂料、金属瓦、彩色压型钢 板
橡胶卷材防水屋面 材料：三元乙丙橡胶卷材，优良性能：耐候性
好，强度高，常温施工，使用年限长 构造
第三讲大跨度建筑构造
金属瓦屋面 材料：以镀锌薄钢板瓦或铝合金瓦作防水层 构造层由上至下是：
可调温中庭：在不同季节分别具有采暖与降温作用 ❖ 可操控的遮阳装置与通风系统——智能化
第三讲大跨度建筑构造
二、中庭的消防安全设计 中庭在火灾发生时的特点
中庭的烟囱效应会使火焰及烟雾更容易向高处蔓延，会 增加高处楼层扩散火灾的速度。
在安装探测器和火控、烟控系统以后，中庭有比较高的 可见度和清晰的疏散通道，可以方便地发现和接近火源。
第三讲大跨度建筑构造
常用玻璃种类
能改善热工性能的玻璃
1. 夹层安全玻璃
1. 镜面反射隔热玻璃
2. 丙烯酸质有机玻璃
2. 镜面中空隔热玻璃
3. 聚碳酸酯有机玻璃
3. 双层有机玻璃
4. 玻璃钢（加筋纤维玻璃）4. 双层玻璃钢复合板
第三讲大跨度建筑构造
（二）、天窗的形式
按进光的形式不同——玻璃顶、侧天窗
第三讲大跨度建筑构造
采暖中庭：适用于常年寒冷气候较长的地区 ❖ 如何使中庭收集热量？并在必要时向其他使用空间分
配？ ❖ 如何减缓热量向室外传递？
降温中庭：适用于高温、高湿以及强烈日晒的地区 ❖ 对外围护结构的绝热性能要求不高，主要通过通风组
织、遮阳和反射等方式进行防热处理，达到降温效果。 ❖ 顶部采光要求不高，可设置太阳能装置
第三讲大跨度建筑构造
中庭的防排烟
我国现行《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95 （2005年版）对高层建筑中庭的防排烟规定如下： 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5%。 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。
具体形式选择：中庭的规模、屋顶结构型式、 建筑造型要求
常见天窗形式:
1. 棱锥形天窗 2. 斜坡式天窗 3. 拱形天窗
4. 圆穹形天窗 5. 锯齿形天窗 6. 其他形式的天窗
第三讲大跨度建筑构造
中庭天窗形式
中庭天窗形式
❖ 树状玻璃顶 川崎市政广场
第三讲大跨度建筑构造
（三）、中庭天窗构造 玻璃顶构造的设计要求： 1. 天窗应有良好的安全性能 2. 防止天窗冷凝水对室内的
设保温层 保温夹芯彩板：由上下两层彩板中间填充泡
沫塑料（聚氨酯硬质泡沫塑料）做成复合板。
第三讲大跨度建筑构造
彩板的品种（按断面形式分） 可分为波形板、梯形板和带肋
梯形板等 彩板的规格 宽度一般在500～1500mm 长度10m左右
第三讲大跨度建筑构造
彩板屋面构造 屋面板与檩条的连接 纵长方向接缝构造 宽度方向接缝构造
•3.3 中庭天窗设计
中庭是一个古老的概念，已 有两千多年的历史。
美国建筑师约翰．波特曼， 在1967年亚特兰大海特摄 政旅馆的设计中，首次引入 “中庭”这个概念，给予这 一空间形式以鲜明的标记， 随之而来的商业上的成功使 得世界旅馆业竞相效仿。
第三讲大跨度建筑构造
凯文·罗西等人设计完成 的纽约市的福特基金会总 部大楼，将大型的广场和 花园引入室内环境，中庭 概念在办公建筑中也获得 了成功。
中庭建筑的防火疏散应考虑大量人流的使用特性，设置 明显的标志。
中庭周围的人流疏散路线宜与中庭完全分开。
第三讲大跨度建筑构造
三、中庭天窗构造 中庭的围护方式与结构形式以及采光方式有关。
❖ 在框架结构以及采用金属骨架的建筑中，中庭 可以采用大面积垂直的玻璃墙面，也可以采用 水平方向或带有一定坡度的采光屋顶。
根据建筑规模的大小、建筑空间的组合方式、建 筑基地的气候条件以及光热环境要求等因素确定。
第三讲大跨度建筑构造
荷兰迪纳摩(Dynamo)文化青年中心
第三讲大跨度建筑构造
大英博物馆大中庭（Great Court）
第三讲大跨度建筑构造
中庭的设计要求
(1)节能要求 充分利用中庭所具有的气候缓冲作用，减少了夏日 的降温负荷，并且可以收集、储存冬日热能。
第三讲大跨度建筑构造
2020/12/8
第三讲大跨度建筑构造
•3.2 大跨度建筑的屋顶构造
设计要求与构造组成 1）设计要求 更好的保温隔热性能 防火安全要求更高 减轻屋顶自重，采用轻质高强和耐久的材料 考虑快速施工，贯彻标准化、定型化的设计
原则 2）屋顶构造组成
承重结构、屋面基层、保温隔热层、屋面面层
冷凝水由带排水槽的金属骨架排向天沟
第三讲大跨度建筑构造
其他构造
附设防护网 侧壁百叶窗通风，部分开启扇通风 双层采光天窗 …
第三讲大跨度建筑构造
中庭玻璃顶实例
达拉斯世界贸易中 心。玻璃顶平面为一 矩形，承重结构为井 字形钢梁，划分为20 个井格，每个井格上 安放一个方锥形玻璃 顶。采用铝型材骨架， 玻璃四周的铝型材均 有积水槽。
❖ 中庭围护结构也可采用充气膜结构与张拉膜结 构。
❖ 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。
第三讲大跨度建筑构造
（一）、天窗材料的选择 采光天窗主要由骨架、透光材料、连接件、 胶结密封材料组成。
天窗透光材料的选择： 安全要求、透光性能、耐久性、热稳定性、 抗冲击性能。 在需要防眩光处理的天窗中，也可以选择具 有漫反射功能的透光材料来避免眩光的产生。
金属瓦（厚度在1mm以下），钉子固定 干铺一层油毡 直铺木望板或在檩条上铺木望板
第三讲大跨度建筑构造
金属瓦屋面的划分 为了建
成的屋面与 造型统一， 在施工图设 计阶段，应 绘出金属瓦 屋面划分图。
第三讲大跨度建筑构造
金属瓦的拼缝
第三讲大跨度建筑构造
❖构造实例： 上海体育馆
❖构造实例：浙江省体育馆
第三讲大跨度建筑构造
第三讲大跨度建筑构造
3rew
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再见，see you again
2020/12/8
第三讲大跨度建筑构造
巨大的空气体积，具有冷却火焰、稀释烟雾的作用。 因此，在中庭的设计中，必须对中庭加以严格的消防安
全设计，设置合理的防火分区、疏散通道及防排烟设施。
第三讲大跨度建筑构造
中庭的防火分区
《高规》：中庭防火分区面积应按上、下层连通的 面积叠加计算，当超过一个防火分区时，应采取以 下措施： 房间与中庭回廊相通的门窗应设自动关闭的乙级防 火门窗； 与中庭相通的过厅通道，应设乙级防火门或耐火极 限大于3h的防火卷帘门分隔； 中庭每层回廊应设有自动灭火系统； 中庭每层回廊应设火灾自动报警设备。
彩板屋面的适用范围 特别适合于大跨度建筑和高层建筑，对于减
轻建筑物和屋面自重具有明显效果。 彩板除用于平直坡面的屋顶外，还可根据建
筑造型与结构型式的需要，在曲面屋顶上使 用，例如拱屋顶、悬索屋顶、薄壳屋顶、曲 面网架屋顶等都带有曲面坡度。
第三讲大跨度建筑造
彩板的品种与规格（按功能分） 单层彩板；用作屋面时，必须在室内一侧另
第三讲大跨度建筑构造
中庭是一个多功能空间， 既是交通枢纽，又是人 们交往活动的中心，因 此它被称作为“共享大 厅”。
由于它半室内半室外的 空间环境性质，使得中 庭的围护结构及围护组 织方式有别于普通的建 筑空间，对技术的实施 提出了更多的要求。
第三讲大跨度建筑构造
一、中庭的形式及设计要求 中庭的基本形式
彩色压型钢板屋面 材料：以0.4～1.0mm的薄钢板为基料，表面
经过镀锌、涂饰面层、辊压成各种凹凸断面 的型材（简称彩板）。
第三讲大跨度建筑构造
彩板屋面的特点和适用范围 （1）轻质高强 （2）施工安装方便、速度快，采用螺栓连结 （3）彩板色彩绚丽、质感强—艺术效果
第三讲大跨度建筑构造
第三讲大跨度建筑构造
(2)采光要求 利用自然光照明是节能的要求之一。 天窗采光中庭，控制其长宽高之间的比例关系（中 庭的室形指数） 侧面反射光的获取（虚实与色彩），理想反射模式
(3)气候控制要求 在不同类型或地区的建筑中，中庭可具备不同的气 候调节特性 有采暖中庭、降温中庭和可调温中庭三种不同的处 理方式。
影响 3. 天窗应有良好的防水性能 4. 防止眩光对室内的影响 5. 满足建筑安全防护要求
第三讲大跨度建筑构造
（四）、玻璃顶的细部构造 玻璃顶的承重结构
结构断面应小些，以免遮挡天窗 光线。
一般选用金属结构，结构型式： 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。 骨架与结构间的可靠连接 连接件的防锈蚀
第三讲大跨度建筑构造
中庭的防排烟
自然排烟——不依靠机械设备，通过中庭上部开启窗口 的自然通风方式排烟。
机械排烟——利用机械设备，对建筑内部加压的方式使 烟气排出室外。两种途径：
a. 在紧急情况下，当中庭内部不加压时，对安全楼层和有 火源的楼层同时加压，烟气可以从中庭的上部排出；
b. 在紧急情况下，通过对安全楼层加压使烟气不能进入， 这时当中庭可以封闭并且同时对中庭加压，使烟气从危 险楼层直接向外部排出。
第三讲大跨度建筑构造
玻璃安装
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， 一般采用铝合金或型钢。
第三讲大跨度建筑构造
第三讲大跨度建筑构造
天窗的排水处理
天窗面积较小时，雨水可顺坡排至附近屋面，再由屋面排 水系统统一排走
面积较大时，可设天沟将雨水汇往屋面或用单独水落口和 水落管排出
第三讲大跨度建筑构造
屋面基层：有檩方案，无檩方案 保温隔热层的位置
第三讲大跨度建筑构造
屋面面层：卷材、涂料、金属瓦、彩色压型钢 板
橡胶卷材防水屋面 材料：三元乙丙橡胶卷材，优良性能：耐候性
好，强度高，常温施工，使用年限长 构造
第三讲大跨度建筑构造
金属瓦屋面 材料：以镀锌薄钢板瓦或铝合金瓦作防水层 构造层由上至下是：
可调温中庭：在不同季节分别具有采暖与降温作用 ❖ 可操控的遮阳装置与通风系统——智能化
第三讲大跨度建筑构造
二、中庭的消防安全设计 中庭在火灾发生时的特点
中庭的烟囱效应会使火焰及烟雾更容易向高处蔓延，会 增加高处楼层扩散火灾的速度。
在安装探测器和火控、烟控系统以后，中庭有比较高的 可见度和清晰的疏散通道，可以方便地发现和接近火源。
第三讲大跨度建筑构造
常用玻璃种类
能改善热工性能的玻璃
1. 夹层安全玻璃
1. 镜面反射隔热玻璃
2. 丙烯酸质有机玻璃
2. 镜面中空隔热玻璃
3. 聚碳酸酯有机玻璃
3. 双层有机玻璃
4. 玻璃钢（加筋纤维玻璃）4. 双层玻璃钢复合板
第三讲大跨度建筑构造
（二）、天窗的形式
按进光的形式不同——玻璃顶、侧天窗
第三讲大跨度建筑构造
采暖中庭：适用于常年寒冷气候较长的地区 ❖ 如何使中庭收集热量？并在必要时向其他使用空间分
配？ ❖ 如何减缓热量向室外传递？
降温中庭：适用于高温、高湿以及强烈日晒的地区 ❖ 对外围护结构的绝热性能要求不高，主要通过通风组
织、遮阳和反射等方式进行防热处理，达到降温效果。 ❖ 顶部采光要求不高，可设置太阳能装置
第三讲大跨度建筑构造
中庭的防排烟
我国现行《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95 （2005年版）对高层建筑中庭的防排烟规定如下： 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5%。 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。
具体形式选择：中庭的规模、屋顶结构型式、 建筑造型要求
常见天窗形式:
1. 棱锥形天窗 2. 斜坡式天窗 3. 拱形天窗
4. 圆穹形天窗 5. 锯齿形天窗 6. 其他形式的天窗
第三讲大跨度建筑构造
中庭天窗形式
中庭天窗形式
❖ 树状玻璃顶 川崎市政广场
第三讲大跨度建筑构造
（三）、中庭天窗构造 玻璃顶构造的设计要求： 1. 天窗应有良好的安全性能 2. 防止天窗冷凝水对室内的
设保温层 保温夹芯彩板：由上下两层彩板中间填充泡
沫塑料（聚氨酯硬质泡沫塑料）做成复合板。
第三讲大跨度建筑构造
彩板的品种（按断面形式分） 可分为波形板、梯形板和带肋
梯形板等 彩板的规格 宽度一般在500～1500mm 长度10m左右
第三讲大跨度建筑构造
彩板屋面构造 屋面板与檩条的连接 纵长方向接缝构造 宽度方向接缝构造
•3.3 中庭天窗设计
中庭是一个古老的概念，已 有两千多年的历史。
美国建筑师约翰．波特曼， 在1967年亚特兰大海特摄 政旅馆的设计中，首次引入 “中庭”这个概念，给予这 一空间形式以鲜明的标记， 随之而来的商业上的成功使 得世界旅馆业竞相效仿。
第三讲大跨度建筑构造
凯文·罗西等人设计完成 的纽约市的福特基金会总 部大楼，将大型的广场和 花园引入室内环境，中庭 概念在办公建筑中也获得 了成功。