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。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。
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。
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轮廓形象影响最大。矢高小的拱，外形起伏变化小，成扁平状，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，但是拱身材料耗费量多，拱下形成的内部空间大，拱曲面坡度很陡。
因为拱是一种有水平推力的结构，因此解决水平推力的方式不同，建筑的外形也会明显的不同。因此解决拱产生水平推力的方式在很大程度上决定了拱结构大跨度建筑的建筑造型。
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。一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑，也可用于工业建筑，但刚架结构的刚度较差，当吊车起重量超过100KN时不宜采用。
钢制刚架结构的玻璃暖房
钢架按结构组成和构造方式的不同，分为无铰钢架、两铰钢架和三铰钢架。无铰钢架、两铰钢架是超静定结构，结构刚度较大，但当地基条件较差，发生不均匀沉降时，结构将产生附加内力。三铰钢架则属于静定结构，在地基产生不均匀沉降时，结构不会引起附加内力，但其刚度不如前两者好。一般来说，三铰钢架多用于跨度较小的建筑，两铰和无铰钢架可用于跨度较大的建筑。
钢架结构常用钢筋混凝土建造，为了节约材料和减轻结构自重，通常将钢架
做成断面形式，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，所以钢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。钢架多采用预制装配，用这些构件可组成单跨、多跨、高低跨、悬挑跨等各式各样的建筑外形。屋脊一般在跨度正中间，形成对称式钢架，也可偏于一边，构成不对称式钢架。
某一钢架结构车站
椼架是由杆件组成的一种格构式结构体系。杆件与杆件的结合假定为铰结，所以在外力作用下杆件内力为轴向力（拉力或压力），而且分布均匀，故椼架结构比梁结构受力合理。椼架的杆件内力是轴向力，而梁的内力主要是弯矩，且分布不均匀，梁的断面大小常以最大弯矩处的断面尺寸为整个梁的断面大小，因此梁的材料强度未得到充分利用。椼架内力分布均匀，材料强度能充分利用，减少材料耗量和结构自重，使结构跨度增大。所以椼架结构式大跨度建筑常用的一种结构形式，主要用于体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场、商场等公共建筑。
为了使椼架的规格统一，有利于工业化施工，建筑的平面形式宜采用矩形或方形。
桁架一般用木材、钢材、钢筋混凝土建造。桁架形式分为三角形、梯形、拱形、无腹杆式和三铰拱式等各种形式。
三角形桁架可用钢、木或钢筋混凝土制作。当跨度不超过18米时，构件内利较小，比较经济，仅适用于跨度不大于18米的建筑。
梯形桁架可用钢或钢筋混凝土制作。常用跨度为18到36米，桁架矢高与跨度之比一般为1/8到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，与上弦的压力线重合，杆件内力均匀，比梯形桁架材料耗量少。
无腹杆桁架的上弦为抛物线形，犹如拱，主要承受轴向压力，竖杆和下弦受拉力，结构用料经济，由于无腹杆，结构造型简洁，便于制作，在桁架之间铺管道和进行检修工作均很方便，特别用于在桁架下弦有较多吊重的建筑。
桁架选型考虑的因素是：综合考虑建筑的功能要求、跨度和何在大小、材料供应和施工条件等因素。当跨度在36米以上时，为了减轻结构自重，宜选择钢桁架；跨度在36米以下时，一般可选用钢筋混凝土桁架，有条件时最好选用预应力混凝土桁架；当桁架所处的环境相对湿度大于75%或有腐蚀性介质时，不宜选用木桁架和钢桁架，而应选用预应力混凝土桁架。
桁架结构在大跨度建筑中多用做屋顶的承重结构，根据建筑的功能要求、材料供应和经济的合理性，可设计成单坡、双坡、单跨、多跨等不同的外观和形状。
网格是一种由很多杆件以一定规律组成的网状结构。它具有下列优点：
杆件之间互相起支撑作用，形成多向受力的空间结构，故其整体性强、稳定性好、空间刚度大，有利于抗震；当荷载作用于网架各节点上时，杆件主要承受轴向力，故能充分发挥材料的强度，节省材料；网架结构高度小，可以有效的利用空间；结构的杆件规格统一，有利于工厂化生产；网架形式多样，可创造丰富多彩的建筑形式。网架结构主要用来建造大跨度公共建筑的屋顶，适用于多种平面形状，如圆形、方形、三角形、多边形等各种平面建筑。
网格结构
网格结构按其外形分为平板网格结构和曲面网格结构两类，前者称为网架，后者称为网壳，通常采用金属材料制作。网架一般都是双层的，也可做成多层的；网壳可以是单层的，也可以是双层的。网架自身不产生推力，支座为简支，构造比较简单，可以适用于各种形状的建筑平面，所以应用广泛。网壳多数是有推力的结构，支座条件较复杂，但外形丰富，建筑造型多变。
网架结构
网壳结构
网架和网壳结构的建筑造型：网格结构的建筑造型主要受两个因素的影响：一是结构的形式，二是结构的支撑方式。平面网架的屋顶一般是平屋顶，但是建筑的平面形式可以多样化。网壳的外形多变，如拱形网架的建筑外形呈拱曲面，但平面形式往往比较单一，多为矩形平面，穹形网壳的外形呈半球形或抛物面形等，平面则为圆形或其它形状。
网架及网壳的支承方式对建筑造型是一个很重要的影响因素。网架和网壳的下部支承或为墙、或为柱、或悬挑、或封闭、或开敞。应根据建筑的功能要求、跨度大小、受力情况、艺术构思等因素确定。当跨度不大时，网架可支承在四周圈梁上，圈梁则由墙或柱支承。这种支承方式对网架尺寸的划分比较自由，网架手里均匀，门窗开设位置不受限制，建筑立面不受限制，建筑立面处理灵活。
当跨度大时，网架宜直接支承与四周的立柱上。这种支承方式传力直接，受力均匀，但柱网柱网尺寸要与网架的网格尺寸相一致，使网架节点正好处于柱顶位置。
穹形网壳结构——国家大剧院
折板结构由折板和横隔构件组成，在波长方向，折板犹如一块折叠起伏的钢筋混凝土连续板，折板如同一钢筋混凝土梁，其强度随折板的矢高（f）而增加。横隔构件的作用是将折板在支座处牢固地结合在一起，如果没有它，折板会坍塌而破坏。横隔构件可根据建筑造型需要来设计，如钢筋混凝土横隔板、横隔梁等。折板的波长不宜太大，否则板太厚，不经济，一般不应大于12M。
折板结构按波长数目的多少分为单波和多波折板；按结构跨度的数目有单跨和多跨之分；若按结构断面形式分为三角形折板和梯形折板；若依折板的构成情况，又可分为平行折板和扇形折板。平行折板构造简单，最常用。扇形折板一端的波长较小，另一端的波长较大，成放射状，多用于梯形平面的建筑。
由于折板结构构造简单，又可预制装配施工，故被广泛用于工业与民用建筑，可用于矩形、方形、梯形、多边形，圆形等平面。由折板结构建造的房屋，造型新颖，具有独特的外观。
巴黎联合国教科文组织会议大厅
薄壳结构是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，主要承受曲面内的轴内力，而弯矩和扭矩很小，所以混凝土强度能得到充分利用。由于是空间结构，强度和刚度都非常好。薄壳厚度仅为其跨度的几百分之一。而一般的平板结构厚度至少是跨度的几十分之一。所以薄壳结构具有自重轻、省材料、跨度大、外形多样的优点，可用来覆盖各种平面形状的建筑物屋顶。但大多数薄壳结构的形体较复杂，多采用现浇施工，费工、费时、费模板，且结构计算较复杂，不宜承受集中荷载，这些缺点在一定程度上影响了它的推广作用。
薄壳结构形式很多，常用的有筒壳、圆顶壳、双曲扁壳，鞍形壳等四种。每种形式的受力特点和产生的空间各有特点，应根据实际来设计。
薄壳结构的建筑造型以各种几何曲面图形为基本特征，基本形式为圆筒形、圆球形、双曲抛物面形。它与梁、板、架一类结构相比，在造型上独具特色，容易给人以新奇感，突出建筑的个性。
悬索用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感。
柔性的悬索在自然状态下不仅没有刚度，其形状也是不确定的。必须采用敷设重屋面或施加预应力等措施，才能赋予一定的形状，成为在外荷作用下具有必要刚度和形状稳定性的结构。因此也称其为张力结构。
悬索结构按其外形和索网的布置方式分为单曲面曲面悬索和双曲面悬索，单层悬索和双层悬索等形式。
悬索结构的造型与薄壳结构一样是以几何曲面图形为特征，但也有其自身的特点。主要表现在两个方面：一是悬索只能受拉不能受压，外形大多呈凹曲面；二是悬索结构由两种不同材料的构件组成，即钢索网和钢筋混凝土边缘构件，索网的曲面形式多样，边缘构件形式各异，只要改变其中一种，就能创造出与基本
形式截然不同的造型。
膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，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支撑结构将面绷紧，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。自从上世纪70年代以来，膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。膜结构已成为大跨度建筑造型的一个重要手段。
膜结构按其支撑方式通常可以分为张拉式膜结构、骨架式膜结构，空气支承式膜结构三类。
膜结构重量轻、跨度大、施工方便，透光性和自洁性好，建筑造型丰富。但其隔声效果较差，耐久性不好。
膜结构的空间研究大楼
除了上述常用的结构外，大跨度结构还有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构，张弦梁结构等。
实例分析：
日本代代木体育馆
代代木体育馆是日本建筑大师丹下健三的作品。它是60年代的技术进步的象征，它脱离了传统的结构和造型，被誉为划时代的作品。代代木国立室内综合
体育馆的整体构成、内部空间以及结构形式，展示出丹下健三杰出的创造力、想象力和对日本文化的独到理解。
它采用了高张力缆索为主体的悬索屋顶结构，创造出带有紧张感、力动感的大型内部空间。其结构如下
其类似于悬索桥的系统，两边各有一个半圆形的混凝土的刚环，刚环于地面形成一个倾角，丹下并没有把主揽铆钉在中轴线上，而是在各个端部伸出了一个
尖角的铆钉，这样才形成了最终两个错开半圆的样子。钢索吊桥的基本结构形式，沿用到现在的悬索的大跨度屋顶形式
代代木体育馆造型分析
海浪般的视觉冲击又带来仿生学的味道
两片新月形的靠悬索支撑，中间沿用了日本民族中的吊桥撑起了整个建筑，非常的柔性，流动。
代代木体育馆可以说是丹下健三结构表现主义时期的顶峰之作，其最大限度地发挥出材料、功能、结构、比例，直至历史观高度统一的杰出才能。该建筑是丹下健三，也是日本现代建筑发展的一个顶点，日本现代建筑甚至以此作品为界，划分为之前与之后两个历史时期。大跨度建筑独特的结构赋予其独特的造型。这些独特的结构与造型推动着建筑的发展与进步。
大跨空间结构案例分析
通过这一个学期建筑结构选型将建筑结构分类如下:●平面结构 梁柱结构(框架结构 桁架结构 单层钢架结构 拱式结构 ●空间结构 薄壁空间结构 网架结构 网壳结构网格结构 悬索结构 薄膜结构 ●高层建筑结构 ●平面结构 平面屋盖结构空间跨度相比较小,节点、支座形式较简单。 2008年奥运会摔跤比赛馆总建筑面积约23950平方米,比赛馆平面是一个82.4*94米平面,屋面是反对称的折面,采用巨型门式钢钢架结构,将建筑塑造为富有韵律感的
造型,如图所示。三维整体模型工程屋盖由12榀空间门式钢钢架组成,跨度82.4米,中心距8,0米,钢刚架为四肢组合的格构式结构。构件间的连接节点均为相贯节点,钢架柱(钢管连接于看台部分的钢筋混凝土柱,屋盖结构外形简洁、流畅,节点形式简单,刚度大,几何特性好。 单榀空间门式钢刚架单榀空间门式钢刚架(有连系杆单榀空间门式钢刚架(有连系杆
刚架柱支座 ●空间结构 ●网格结构 ?网架结构 一:2008奥运会国家体育馆 国家体育馆位于北京奥林匹克公园中心区,建筑面积80 476m2 ,固定座席118 万座,活动座2 000座,用于举办2008 年奥运会的体操、手球比赛,赛后用于举办体育比赛和文艺演出。虽然体育馆在功能上划分为比赛馆和热身馆两部分,但屋盖结构在两个区域连成整体,即采用正交正放的空间网架结构连续跨越比赛馆和热身馆两个区域,形成一个连续跨结构。空间网架结构在南北方向的网格尺寸为815m,东西方向的网格有两种尺寸,其中中间(轴a和○K之间的网格尺寸为1210m,其他轴的网格尺寸为815m。按照建筑造型要求,网架结构厚度在11518~31973m之间。不包括悬挑结构在内,比赛馆的平面尺寸为114m ×144m,跨度较大,为减小结构用钢量,增加结构刚度,充分发挥结构的空间受力性能,在空间网架结构的下部还布置了双向正交正放的钢索,钢索通过钢桅杆与其上部的网架结构相连,形成双向张弦空间网格结构。其中最长桅杆的长度为91237m,钢索形状根据桅杆高度通过圆弧拟合确定。在
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 建筑的三个最基本要素包括强度、适用和美观。适用是指该建筑的实用功能，即建筑可提供的空间要满足建筑的使用要求，这是建筑最基本的特性；美观是建筑物能使那些接触它的人产生一种美学享受，这种效果可能是由一种或多种原因产生，其中也包括了建筑形成的象征意义，形状、花纹和色彩的美学特征；强度是建筑的最基本特征，它关系到建筑物保存的完整性和作为一个物体在自然界的生存能力，满足“强度”所需要的建筑物部分是结构，结构是建筑物的基础，没
有结构就没有建筑物，也不存在适用，更不可能有美观。 大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。为了满足社会生活和居住的需要，人们需要更大的覆盖空间，如大型的集会场、体育馆、飞机库等、跨度要求很大，达几百米或者更大，这是就需要大跨度结构。大跨度建筑通常指跨度在30米以上的建筑。大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。对于建筑师及工程师们而言，大跨度建筑提供了一种既方便又经济的覆盖大面积空间的方法，尤其在大跨度建筑中，结构选型是制约建筑空间形式的造型的重要因素。大跨空间结构的类型和形式十分丰富多彩，习惯上分为如下这些类型：钢架、桁架结构、拱结构、壳体结构、折板结构、网架结构、网壳结构、悬索结构、张弦梁结构和索－膜结构。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
大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析建筑构造
大跨度建筑结构形式与建筑造型 实例分析
建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。 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。 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。 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。一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑，也可用于工业建筑，但刚架结构的刚度较差，当吊车起重量超过100KN时不宜采用。 椼架是由杆件组成的一种格构式结构体系。杆件与杆件的结合假定为铰结，所以在外力作用下杆件内力为轴向力（拉力或压力），而且分布均匀，故椼架结构比梁结构受力合理。椼架的杆件内力是轴向力，而梁的内力主要是弯矩，且分布不均匀，梁的断面大小常以最大弯矩处的断面尺寸为整个梁的断面大小，因此梁的材料强度未得到充分利用。椼架内力分布均匀，材料强度能充分利用，减少材料耗量和结构自重，使结构跨度增大。所以椼架结构式大跨度建筑常用的一种结构形式，主要用于体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场、商场等公共建筑。为了使椼架的规格统一，有利于工业化施工，建筑的平面形式宜采用矩形或方形。 网架是一种由很多杆件以一定规律组成的网状结构。它具有下列优点： 杆件之间互相起支撑作用，形成多向受力的空间结构，故其整体性强、稳定性好、空间刚度大，有利于抗震； 当荷载作用于网架各节点上时，杆件主要承受轴向力，故能充分
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。刚架多采用预制装配，构件呈“Y”形和“厂”形，用这些构件可组成单跨、多跨、高低跨、悬挑跨等各种形式的建筑外形。屋脊一般在跨度正中间，形成对称式刚架，也可偏于一边，构成不对称式刚架。 1.4刚架结构建筑实例 杭州黄龙洞游泳馆。它采用港及混凝土刚架结构，主跨为不对称刚架，屋脊靠左移，使跳水台处有足够的高度，主跨右侧带有一悬挑跨，用作休息和其他辅助房间。 2桁架结构 桁架结构是由杆件组成的一种格构式体系。 2.1 桁架结构受力特点及优缺点 杆件与杆件的连接假定为铰接，在外力作用下的杆件内力为轴向力，而梁的内力主要是弯矩，且分布不均匀，梁的断面大小常一最大弯矩处的断面尺寸为整个梁的断面大小，，因此梁的材料强度利用不够充分。桁架内力分布均匀，材料强度能充分利用，减少材料耗量和结构自重，使结构跨度增大。其计算简单、施工方便、自重较轻、适应性强。 2.2桁架结构形式及结构体系 桁架按屋架外形分为三角形、梯形、拱形、无斜腹杆式和三铰拱式等各种形式。按材料可分为木屋架、钢屋架、钢-木组合屋架、轻型钢屋架、钢筋混泥土屋架、预应力混凝土屋架等按受力特点及材料性能不同分为桥式屋架、无斜腹杆屋架、刚接桁架、平行弦屋架立体桁架等。
建筑构造教学案例一——楼梯的尺寸与设计方法
教学案例 课题楼梯的尺寸与设计方法 一、楼梯的坡度 楼梯的坡度是指楼梯段的坡度。它有两种表示方法：一种是用斜面和水平面所夹角度表示；另一种表示方法是斜面的垂直投影高度与斜面的水平投影长度之比。楼梯坡度一般为20°～45°。坡度小于20°时，采用坡道形式。坡度大于45°时，通常称爬梯。 公共建筑的楼梯坡度应较平缓，常用1:2 左右。住宅建筑的楼梯坡度可较陡，常用1:1.5左右。楼梯、坡道、爬梯的坡度范围如下图所示。 ●楼梯的坡度由踏步宽度 b 和踏步高度h决定。 在实际应用中，楼梯的坡度均由踏步高宽比决定。常用的坡度为30°左右。注：踏面宽b 不宜小于240mm。2h＋b＝600～620mm 或h＋b＝450mm。楼梯踏步的高宽尺寸一般根据经验数据确定，见下表。
例题：某住宅楼，层高2.8m，楼梯踏步高度为175mm，踏步宽度为300mm，求楼梯的坡度、楼梯踏步数量？ 解：楼梯的坡度=踏步高度/踏步宽度=175/300=0.58333 tanα=0.58333α= arctan0.58333=30.256° 踏步数量=2800/175=16（级） ●楼梯坡度的影响因素： 坡度越小—越平缓—行走越舒适，但增大楼梯间的进深，增加建筑面积和造价； 坡度越大—越陡—行走越吃力，但减少楼梯间的进深，减少建筑面积和降低造价。 二、梯段和平台的尺寸 1、楼梯梯段和平台的通行宽度 楼梯的宽度包括楼梯段的宽度和平台宽度。梯段或平台的净宽，是指扶手中心线间的水平距离或墙面至扶手中心线的水平距离。 根据人体尺度每股人流宽可考虑取[550＋(0～150)]mm，这里0～150mm 是人流在行进中人体的摆幅。楼梯段宽度和人流股数关系要处理恰当，如下图所示。 注：住宅共用楼梯梯段净宽b 不应小于1.1m； 课堂练习： 1、楼梯的坡度一般为( D ) 2、住宅共用楼梯梯段净宽不应小于（ B ） A、20°~60° B、30°~60°A、900mm B、1100mm C、20°~50° D、20°~45°C、1650mm D、2100mm 三、梯井宽度
建筑结构选型案例分析
1 混合结构体系 1.1混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点：质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低，适合6层以下，横向刚度大，整体性好，但平面灵活性差。 分类：型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 1.2 实例工程项目概况 金茂大厦（JinMaoTower），又称金茂大楼，位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区，楼高420.5米，是上海目前第2高的摩天大楼（截至2008年）、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工，1999年建成，有地上88层，若再加上尖塔的楼层共有93层，地下3层，楼面面积27万8,707平方米，有多达130部电梯与555间客房，现已成为上海的一座地标，是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体，融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 1.3 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 2.1框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架，同时承受竖向荷载及水平荷载的
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。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。
最新建筑构造教学案例二——构造柱和圈梁的构造
教学案例 课题：构造柱的构造 引入新课： 播放视频 使用预制板盖房子就像搭积木一样，先砌好四面墙，然后把预制板两端伸出的钢筋搭在墙上，接着在楼板上再砌墙，然后再搭一层预制板……当遭受较强地震、两堵墙以不同频率摇晃起来时，预制板便会猛地从当初固定较弱的一端甩开，砸向下层楼板，最终使房屋由上而下整体倒塌。在地震中，倒塌的房屋废墟中大量的预制楼板随处可见，而这些使用预制楼板的混合结构房屋在地震中是为脆弱的，许多人正是被它们夺去了生命。 经过灾难，我们还用预制板吗？我们应该如何加强建筑物的抗震设防？ 展示圈梁和构造柱实物图片 抗震最主要的措施就是加强房屋的整体性。对于砌体结构，要增加建筑物的整体性，一种措施是使用现浇板，另一种措施就是使用“构造柱”和“圈梁”。对于混合结构来说，无论使用预制板还是现浇板，圈梁和构造柱都是其最主要的抗震结构，而在现浇板中，钢筋混凝土的圈梁与板融为一体，整体性则更加牢固。“构造柱”和“圈梁”是唐山大地震以后，我国在建筑物抗震方面的一大发明。 今天我们就来学习构造柱与圈梁的构造。 讲授新课： 一、构造柱 （一）定义 为提高多层建筑砌体结构的抗震性能，应在房屋的砌体内的适宜部位设置钢筋混凝土柱并与圈梁连接，共同加强建筑物的稳定性。这种钢筋混凝土柱通常就被称为构造柱。 构造柱必须与各层圈梁紧密连接，形成空间骨架，加强墙体抗弯、抗剪的能力，使墙体在破坏过程中具有一定的延伸性，做到裂而不倒。构造柱的下端应锚固在钢筋混凝土基础或基础梁内。 （二）构造柱的设置位置 展示构造柱的实物图片，配合PPT讲解展示设置在不同位置的构造柱的实物图片。
钢筋混凝土构造柱是从抗震构造角度考虑设置的，一般设置在 ●建筑物的四角 ●内外墙交接处 ●楼梯间、电梯间四周、较长墙体中部 ●较大洞口两侧等位置 （三）构造柱的构造 展示构造柱的结构图，配合PPT讲解动态地在结构图中画圈标识。 ●构造柱的最小截面尺寸为240mm×180mm，一般取240mm×240mm； ●构造柱的最小配筋量是：纵向钢筋4φ12，箍筋φ6，间距不大于250mm。 ●构造柱下端应伸入地梁内，无地梁时应伸入底层地坪下500mm 处。 ●为加强构造柱与墙体的连接，该处墙体宜砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm 设2φ 6 拉结钢筋，每边伸入墙内不少于1m。 （四）构造柱的施工顺序 展示构造柱的施工现场图片 施工时应先放置构造柱钢筋骨架，后砌墙，随着墙体的升高而逐段现浇混凝土构造柱身。 展示构造柱的支模图片
最新大跨建筑 结构——空间结构体系
大跨建筑结构——空间结构体系
大跨建筑 屋架结构体系——高跨比：1:6 屋架形式及适用跨度 平行弦屋架拱形屋架折线形屋架梯形屋架 杆件受力不均匀，用料较多力情况虽然合 理，但由于上弦 各节点都落在抛 物线上，尺寸很 零件，施工不方 便 三角形屋架适用 于较小跨度的屋 盖(跨度宜在15m 以内) 弦支点座落在抛 曲线附近，所 以，受力比较合 理，折线形屋架 采用较多 上弦扦出两个坡 度较小的斜直线 组成，半边屋架 的外轮廓线为梯 形，斜杆呈人字 形。这种屋架的 刚度、构造比较 简单，自重较 大，一般用于跨 度为24m一36m 的工业建筑物
二、空间结构体系(一)网架结构体系网架的优点
?结构组成灵活多样但又有高度的规律性，适应各种支承条件和各种建筑造型，可适应各种建筑方面的要求 ?网架高度内的空间可以用以设置管道等设施，网架结构外露或部分外露，因其几何图形的规则，可以丰富建筑效果 ?网架的结构高度较小，不仅可以有效地利用建筑空间，而且能够利用较小规格的杆件建造大跨度的结构 ?杆件类型划一，适合于工厂化生产、地面拼装和整体吊装 网架结构受力特点 ?具有各向受力的性能，它改变了一般平面桁架的受力状态，是高次超静定空间结构 ?网架结构的各杆件之间互相起支撑作用，整体性强、稳定性好，空间刚度大，是一种良好的抗震结构型式，尤其对大跨度建筑其优越性更为显著 ?在结点荷裁作用下，网架的杆件主要承受轴力，充分发挥材料强度，节省钢材 网架的分类 1、几何形态上分：平板网架、柱面网架、球面网架 2、平面桁架系、四角锥体系、三角锥体系 3、螺栓球节点、焊接球节点 4、双层网架、多层网架 网架材料——钢材：钢管、型钢、钢球
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 大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑。我国规范：60m 以上的结构为大跨度建筑。类型分为：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。 纵观大跨度建筑的发展史，经历了最早人们用时才来建造穹顶，到中世纪人们使用木材建造，到19世纪具有轻质，高强优点的铁的使用，以及现在对钢铁、混凝土、新型材料等的使用。在20世纪的最后25年里，大跨度建筑结构逐渐占据了举足轻重的特殊地位；大跨度建筑往往是衡量一个国家科技水平的一个重要指标。 建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。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。 如今这种结构广泛存在于建筑中，它发展可以总结为以下几点：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。3）钢结构、钢筋混凝土结构。4）结构的技术要求高，成为建筑设计的关键因素。5）材料和结构方法决定了造型的可能性。6）结构构造技术的发展制约了大跨度建筑造型的
发展。7）现代大跨度建筑造型已经有较大自由。 一、建筑结构与建筑造型 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。而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。正如以上几结构。 大跨度结构形式分类有：1、把结构构件本身作为独立的单元来考虑为平面结构体系：拱，桁架，刚架;2、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有空间结构体系：网架、薄膜、折板、悬索。让我们从刚架结构入手了解大跨度建筑。 网架结构是一种新型大跨度空间结构。它具有刚度大、变
建筑构造调研报告
建筑构造调研报告 —华水新校区宿舍及教学楼楼梯 建筑构件楼梯一般由梯段、平台、栏杆扶手三部分组成。梯段（梯跑）是联 系两个不同标高平台的倾斜构件；按平台所处的位置和标高不同，有中间平台和 楼层平台之分，两层楼之间的平台为中间平台，用来供人们行走时调节体力和改 变行走方向，与楼层地面标高平齐的平台称为楼层平台，除与中间平台有相同作 用外，还用来分配各楼层人流；栏杆扶手是安全保护构件。 楼梯按形式分有直行式楼梯(又分为直行单跑式、直行多跑梯)，平行式（又 分为平行双跑式、平行双分双合式），折行多跑式，交叉（剪刀）式和装饰性楼 梯（圆形、螺旋形、弧形）。 通过调研发现我校的楼梯形式主要有五种：宿舍楼为直行双跑式楼梯，一二 三四号教学楼为平行双合式楼梯和平行双跑楼梯，五号教学楼为剪刀式楼梯和双 分式楼梯。下面对这五种楼梯进行逐一分析。 直行双跑式宿舍楼梯，有两个梯段，梯段的踏步步数为10，中间有休息平 台踏步高（h ）为160mm ，踏步宽（b ）为300mm ，梯段尺度（B ）为1440mm ， 梯段长度（L ）为2700mm ，栏杆扶手的高度为1040mm 。直行双跑式楼梯给人 以直接顺畅的感觉，导向性强，但由于缺乏方位上回转上升的连续性，因为宿舍 楼为多层建筑增加了交通面积和人流行走的距离。 女生宿舍楼直行双跑式楼梯 平行双合式楼梯，第一梯段踏步数和第二梯段踏步数均为14，踏步高度(h) 为150mm ，踏步宽（b ）为300mm ，第一梯段和第二梯段的梯段尺度（B ）分别 为1820mm ，3560mm ，梯段长度（L ）为3900mm ，梯井宽度为110mm ，栏杆扶 手的高度为1050mm 。 平行 双合式楼梯主要是解决人流大和楼段宽度较大的 问题，但实际上由于第一跑段梯段尺度较小，所以还是带来了人流拥挤的现象。 教学楼平行双合式楼梯
大跨结构应用实例
大跨结构应用实例 1、国际会议展览中心 国际会议展览中心位于市海珠区琶洲岛，是市重点建设项目，首期工程用地面积48.9万m2，总建筑面积39.6万m2，共有16个面积1万m2左右的展厅，10700个标准展位，是目前世界上单体建筑面积最大的展览建筑(图4—12～图4—15)。国际会议展览中心主要部分为3层建筑，包夹层共有7层。架空层主要用作车库、展厅和设备用房，首层和四层为展厅，二层为连接各个入口和各个展厅的人行通道，三、五、六层为办公及设备用房。首层的中部和四层的南部各有一条贯通东西的卡车通道，东西两侧各有一条从首层通向四层的卡车坡道，运送展品的集装箱车可直达各个展厅。其技术特点如下：(1)成功解决了超长混凝土结构不设温度
缝的难题 国际会议展览中心楼盖分为10个独立的单元，按建筑要求每个单元不可设缝，其长度和宽度都超过了规关于温度区间长度的限值，最大单元的面积达90m×163.5m。为解决这个问题采用平面应力计算方法和有限元三维计算方法对楼盖的应力进行了仔细的分析，通过设置后浇带来减少前期温度应力的影响，通过设置预应力梁和在温度应力较大的区域增加配筋的方法来控制和抵抗温度应力。这一做法获得成功，2002年12月建成投入使用至今，主体结构未发现肉眼可见的裂缝。 (2)巧用预应力技术，降低大柱网重荷载的混凝土楼盖的造价 国际会议展览中心四层展厅楼面荷载重达15kN/m2，柱网为30m×30m，整个展厅的
平面尺寸达86m×126.6m。该层综合采用了有粘结预应力梁(大跨度框架主梁)、无粘结预应力梁(一级次梁)及在梁中加直线预应力筋(二级次梁及其他需要部位)等多种预应力方式。通过精心设计预应力和非预应力钢筋的比例及预应力拉控制值，使有效预应力的分布尽量接近理想预应力分布，因而各种材料的性能得到充分的利用，达到了既安全又经济的目的，比外方提出的设计方案节省混凝土32912m3，节省预应力钢筋2100t，降低造价约3900万元(还未包括节省的普通钢筋的造价)。 (3)成功设计了国最大跨度的新型钢结构——弦桁架结构 国际会议展览中心四层的5个无柱大展厅的屋盖采用预应力弦桁架结构。这是一种性能优越的新型大跨度钢结构，其截面的高度
大跨建筑实例分析
大跨建筑实例分析 【摘要】大空间建筑形式各异，我们通过列举两个建筑-汉诺威26号展厅、世博会大屋顶，并对其进行异同分析，对大空间建筑进行进一步的了解。 【关键词】大空间建筑；汉诺威26号展厅；世博会大屋顶 随着时代的发展，大跨空间建筑形式各异，通过对大空间建筑的学习，让我们对它的一些结构体系选择有了初步的了解。下面，我们我们通过列举两个建筑-汉诺威26号展厅、世博会大屋顶，并对其进行异同分析，对大空间建筑进行进一步的了解。 1.汉诺威26号展厅 26号展厅是为德国贸易展览会组织DMAG设计的。作为“2000年世博会的第一件展品”，它的设计体现了本次世博会的主题：“人--自然--技术”。巨大的展厅长200m，宽116m，布置成三跨。整个建筑外观是一种独具艺术性的技术，是建筑结构和对环境中可持续发展的能量形式进行优化开发的完美体现。它被称为世界上最杰出的贸易博览会展厅之一。通过开发一种人工和自然相结合的通风概念，使其在建筑物中空调方面的投资费用减少50%。大厅通过巨大的、面向北方的玻璃进行采光。同时，屋顶下端局部安装的镜面反射区可以将人工光与自然光反射到室内。 设计的目的之一是，开发一种大尺度建筑几何造型，使其综合以下特点： ——具有适应大跨度空间的理想形式的悬挂屋面结构。 ——具有代表性的断面形状，使功能性的空间高度足以呼应大厅的巨大面积，同时能提供一个自然通风的必要高度，从而保证了热量上升的构造效果得以充分发挥。 ——建筑物的大面积区域允许自然光线进入，但同时又可避免日光的直射。明亮但不耀眼的光线是创造整个大厅空间品质的关键所在。 在平面上，以新的方式开发设计的大厅分为两个区域： ——空间宽敞、没有支柱，可以进行灵活布置的展示区。 ——较窄的、置于展示区域之间的交通流动和服务区。在这些区域设有脚手架状的钢柱，用以承受悬挂屋顶和水平方向上的荷载。 其他的设施包括三个餐饮中心、洗手间和技术用房，以及空调室和废水处理室，均设在大厅两侧的六个独立的立方体结构中。
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。
大跨度结构的发展概况
大跨度结构的发展概况 一、概 述 在这实际的三维世界里，任何结构物本质上都是空间性质的，只不过出于简化设计和建造的目的，人们在许多场合把它们分解成一片片平面结构来进行构造和计算。与此同时，无法进行简单分解的真正意义上的空间体系也始终没有停止其自身的发展，而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力，体现出大自然的美丽和神奇。空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力，而且还由于它们通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。当跨度增大时，空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能。事实上，当跨度达到一定程度后，一般平面结构往往已难于成为合理的选择。从国内外工程实践来看，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系。 近二十余年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧等发达国家发展很快。建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。例如 1975年建成的美国新奥尔良“超级穹顶”（Superdome），直径207m，长期被认为是世界上最大的球面网壳；现在这一地位已被1993年建成夏径为222m的日本福冈体育馆所取代，但后者更著名的特点是它的可开合性：它的球形屋盖由三块可旋转的扇形网壳组成，扇形沿圆周导轨移动，体育馆即可呈全封闭、开启1／3或开启2／3等不同状态。1983年建成的加拿大卡尔加里体育馆采用双曲抛物面索网屋盖，其圆形平面直径135m，它是为1988年冬季奥运会修建的，外形极为美观，迄今仍是世界上最大的索网结构。70年代以来，由于结构使用织物材料的改进，膜结构或索-膜结构（用索加强的膜结构）获得了发展，美国建造了许多规模很大的气承式索-膜结构；1988年东京建成的“后乐园”棒球馆，也采用这种结构技术尤为先进，其近似圆形平面的直径为204m；美国亚特兰大为1996年奥运会修建的“佐治亚穹顶”（Geogia Dome，1992年建成）采用新颖的整体张拉式索一膜结构，其准椭圆形平面的轮廓尺寸达192mX241m。许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名的人文景观。 由于经济和文化发展的需要，人们还在不断追求覆盖更大的空间，例如有人设想将整个街区、整个广场、甚至整个山谷覆盖起来形成一个可人工控制气候的人聚环境或休闲环境；为了发掘和保护古代陵墓和重要古迹，也有人设想采用超大跨度结构物将其覆盖起来形成封闭的环境。目前某些发达国家正在进行尺度为300m以上的超大跨度空间结构的设计方案探讨。 可以这样说，大跨空间结构是最近三十多年来发展最快的结构形式。国际《空间结构》杂志主编马考夫斯基（Z.S.Makowski）说：在60年代“空间结构还被认为是一种兴趣但仍属陌生的非传统结构，然而今天已被全世界广泛接受。”从今天来看，大跨度和超大跨度建筑物及作为其核心的空间结构技术的发展状况已成为代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。 世界各国为大跨度空间结构的发展投入了大量的研究经费。例如，早在20年前美国土木工程学会曾组织了为期 10年的空间结构研究计划，投入经费 1550万美元。同一时期，西德由斯图加特大学主持组织了一个“大跨度空间结构综合研究计划”，每年研究经费100万马克以上。这些研究工作为各国大跨度建筑的蓬勃发展奠定了坚实的理论基础和技术条件。国际壳体和空间结构学会（IASS）每年定期举行年会和各种学术交流活动，是目前最受欢迎的著名学术团体之一。 我国大跨度空间结构的基础原来比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要，近十余年来也取得了比较迅猛的发展。工程实践的数量较多，空间结构的类型和形式逐
浅析大跨度建筑结构形式与设计
浅析大跨度建筑结构形式与设计 摘要：大跨度建筑体系中所存在的核心，便是空间结构技术，该技术的发展，几乎代表着一个国家建筑科学体系的水平。而大跨度结构本身所呈现出的结构形式是多元化的，主要涉及到五大空间结构以及各种不同类型的组合空间。本篇文章主要针对大跨度建筑结构形式以及设计进行了全面详细的探讨。 关键词：大跨度建筑；网架结构；网壳结构；膜结构；悬索结构；薄壳结构 前言 在我国当前科技技术持续发展的状况下，建筑本身的形式开始持续性的创新，这对于满足各种不同类型的建筑工程来说，起到了至关重要的作用。大空间结构已经逐渐成为了建筑结构体系的热门，但是大空间所需要考虑的承重、荷载因素更多，因此也更为复杂。大跨度建筑本身实际上还包括了网壳结构、膜结构、薄壳结构、网架结构、悬索结构等几种主要的空间结构形式。并且多种不同的结构形式还可以互相的演变、发展，这也是现今大跨度结构如此丰富的原因。下文主要针对大跨度建筑结构形式以及设计进行了全面详细的探 讨。 一、网架结构的形式与特点 通过多跟不同的杆件，来严格的依据相关规律、几何图形等措施，利用节点连接的方式，使得空间结构能够转变成为网格结构形式，在这其中，所使用的多层平板网格、双层平板网格等方卖弄的结
构，也就被称之为是网架。这方面的结构一般都是通过高强度的钢材、钢管等材料制造而成的。 1.1网架结构的形式 1.1.1平面桁架系组成的网架结构。主要有：两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。 1.1.2四角锥体组成的网架结构。主要有：正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。 1.2网架结构的主要特点 空间工作，传力途径简捷；重量轻、刚度大、抗震性能好；施工安装简便；网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工厂中成批生产，有利于提高生产效率；网架的平面布置灵活，屋盖平整，有利于吊顶、安装管道和设备；网架的建筑造型轻巧、美观、大方，便于建筑处理和装饰。 二、网壳结构的形式与特点 曲面形网格结构称为网壳结构，有单层网壳和双层网壳之分。网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。 2.1网壳结构的形式 主要有球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳等。 2.2网壳结构主要特点
大空间建筑论文：大跨建筑实例分析
大空间建筑论文：大跨建筑实例分析 【摘要】大空间建筑形式各异，我们通过列举两个建筑 -汉诺威26号展厅、世博会大屋顶，并对其进行异同分析， 对大空间建筑进行进一步的了解。 【关键词】大空间建筑；汉诺威26号展厅；世博会大 屋顶 随着时代的发展，大跨空间建筑形式各异，通过对大空 间建筑的学习，让我们对它的一些结构体系选择有了初步的 了解。下面，我们我们通过列举两个建筑-汉诺威26号展厅、 世博会大屋顶，并对其进行异同分析，对大空间建筑进行进 一步的了解。 1.汉诺威26号展厅 26号展厅是为德国贸易展览会组织dmag设计的。作为 “2000年世博会的第一件展品”，它的设计体现了本次世博 “人--自然--技术”。巨大的展厅长200m，宽116m，会的主题： 布置成三跨。整个建筑外观是一种独具艺术性的技术，是建 筑结构和对环境中可持续发展的能量形式进行优化开发的 完美体现。它被称为世界上最杰出的贸易博览会展厅之一。 通过开发一种人工和自然相结合的通风概念，使其在建筑物 中空调方面的投资费用减少50%。大厅通过巨大的、面向北 方的玻璃进行采光。同时，屋顶下端局部安装的镜面反射区
可以将人工光与自然光反射到室内。 设计的目的之一是，开发一种大尺度建筑几何造型，使其综合以下特点： ——具有适应大跨度空间的理想形式的悬挂屋面结构。 ——具有代表性的断面形状，使功能性的空间高度足以呼应大厅的巨大面积，同时能提供一个自然通风的必要高度，从而保证了热量上升的构造效果得以充分发挥。 ——建筑物的大面积区域允许自然光线进入，但同时又可避免日光的直射。明亮但不耀眼的光线是创造整个大厅空间品质的关键所在。 在平面上，以新的方式开发设计的大厅分为两个区域：——空间宽敞、没有支柱，可以进行灵活布置的展示区。 ——较窄的、置于展示区域之间的交通流动和服务区。在这些区域设有脚手架状的钢柱，用以承受悬挂屋顶和水平方向上的荷载。 其他的设施包括三个餐饮中心、洗手间和技术用房，以及空调室和废水处理室，均设在大厅两侧的六个独立的立方体结构中。 其他的设施包括三个餐饮中心、洗手间和技术用房，以及空调室和废水处理室，均设在大厅两侧的六个独立的立方体结构之中。
大跨度空间结构工程案例
大跨度空间结构案例及分析
1、大跨度空间结构选型的概念 跨度超过30米的空间结构就是大跨度空间结构。大跨度空间结构使建筑实现较大的跨度，满足建筑大空间的使用要求，而且结构轻巧，造型优美，受力合理，实用耐久，用钢量低。大跨度空间结构不仅使空间的水平分隔的灵活性增大，而且也增大了垂直方向的自由调整的可能性。大跨度空间结构的选型即大跨度空间结构体系方案的优化选择，实际上就是对适合建筑设计的多种结构体系方案进行分析、比较、判断、假设、择优的过程。 2、大跨度空间结构选型的原则 大跨度建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能愈来愈复杂；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。所以大跨度空间结构的发展是在结构受力合理，造型美观等诸多因素的限制下发展起来的。各种结构不同的优势与劣势，只有将它们合理的运用起来，才能达到技术与艺术都最合适的结构选择，甚至创造出完美的建筑。 在大跨度空间结构中引入现代预应力技术，不仅使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。通过适当配置拉索，或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载。前者即为斜拉结构体系，后者则为预应力结构体系。这一类“杂交”结构体系将改善原结构的受力状态，降低内力峰值，增强结构刚度、经济效果明显提高。
一、案例 南京医科大学新建新基础医学教学与科研楼/教研服务中心工程，位于南京市江宁大学城，分教学楼和教研服务中心两部分。其建筑群皆为四周办公楼中间设中庭的结构形式，中庭跨度约55米，屋面采用折叠钢屋架结构，钢屋架上铺设玻璃采光天窗，有效的解决了楼内的采光问题，外观造型线条优美，气势磅礴，在满足使用功能的同时，又给人以美的享受。 1.1 工程概况 中庭钢结构屋面，结构形式为一倾斜的折叠钢屋架。位于一区、二区、三区、四区之间，高端支撑于一区和四区的屋面钢结构上，通过固定支座与一区和四区的屋面钢结构相连；低端支撑于二区和三区的屋面钢结构上，通过滑动支座与一区和四区的屋面钢结构相连，边榀下设箱型柱支撑。 中庭折叠钢屋架由5榀正三角形管桁架组成，两边悬挑。低端钢桁架下弦标高从15.831米至17.271米，上弦标高从17.940米至19.080米，高约2米，宽23.477米；高端下弦标高20.490米至22.274米，上弦标高从24.752米至26.524米，高约4米；跨度：第一榀40.306米，第二榀48.133米，第三榀56.825米，第四榀58.673米，第五榀53.862米，钢折梁屋面部分重约190吨。抗风柱为600*400*20的箱型柱，最高20米，共12根，每根重约6吨，重约70吨。