常用大跨度建筑的結構與造型共119

常用的大跨度結構形式拱剛架桁架網(wǎng)架折板薄殼懸索張拉薄膜充氣薄膜懸挑各種組合結構大跨度建筑的結構與造型大跨度建筑的結構與造型大跨度結構形式分類平面結構體系

——桁架

——剛架

——拱

——……（主結構構件為二維受力體系，需要縱向聯(lián)系）空間結構體系

——網(wǎng)架

——折板

——薄殼

——懸索

——……（結構的所有構件協(xié)同作用——空間整體受力）一、拱結構及其造型一、拱結構及其造型多倫多BCE購物中心ATHENOLYMPICCORRIDOR一、拱結構及其造型受力特點

——主要為軸向壓力，彎矩很小，要求材料的受壓性能好，對耐彎、剪能力要求不高。——但有橫向側推力，需要考慮平衡。結構類型

——無鉸拱、兩鉸拱、三鉸拱

——木、鋼、鋼筋混凝土

——實腹、空腹。一、拱結構及其造型影響造型的因素

——矢高f（1/5-1/7不小于1/10）

——平衡水平側推力的方式

——屋面材料的類型（如卷材防水f不大于1/8）一、拱結構及其造型一、拱結構及其造型一、拱結構及其造型沈陽奧體中心體育場：采用空腹立體鋼構的拱跨度達到360m。二、剛架結構及其造型二、剛架結結構及其造造型特點——剛結點（與與排架結構構對比）：：大大減少少梁的跨中中彎距——門型剛架中中部向上微微翹有利于于綜合利用用室內空間間，并形成成屋面排水水坡度——適用于40m跨度以以內，動荷荷載不能太太大（吊車車≤10T，遠小于于排架）二、剛架結結構及其造造型結構類型——無鉸剛架、、兩鉸剛架架、三鉸剛剛架三、桁架結結構及其造造型三、桁架結結構及其造造型特點——格構形，全全部節(jié)點均均為鉸接，，每一桿件件受力均為為軸向力。?！芰r考慮慮施于節(jié)點點，可避免免使桿件受受彎。優(yōu)點——①省材②受力明確③自重輕，可可跨越較大大空間④便于安裝運運輸缺點——結構高度較較大，需增增強穩(wěn)定性性三、桁架結結構及其造造型類型按構成●三角形結結構高度最最低1/5-1/2≤≤18m●拱形受受力力最好1/6-1/818-36m60m●梯形受受力力較好，，制作方便便1/6-1/818-36m72m按材料●鋼適宜36m以上跨度度，自重輕輕●鋼筋混凝土土適宜36m以下跨度度●木——特殊環(huán)境（（相對濕度度大于75%或有腐腐蝕性介質質時）不宜宜鋼、木材材料，只宜宜預應力鋼鋼筋混凝土土材料。三、桁架結結構及其造造型桁架的高跨跨比：（鋼鋼筋混凝土土）1/6-1/8-1/12（（鋼鋼）如果采用張張弦梁，高高跨比可至至1/30三、桁架結結構及其造造型北京農(nóng)展館館新館，跨跨度75m，高跨比比1/30，上弦為為拱形立體體空腹桁架架，下弦為為拉索，腹腹桿為剛性性壓桿。三、桁架結結構及其造造型四、網(wǎng)架結結構及其造造型四、網(wǎng)架結結構及其造造型特點桿件互相支支撐，形成成多向受力力的空間結結構優(yōu)點●空間剛度好好（（多向受力力，整體性性好）●自重輕跨度大（（受力合理理，節(jié)省材材料）●桿件規(guī)格統(tǒng)統(tǒng)一為有限限的幾種，，易于工廠廠化生產(chǎn)●有利于選型型、適于各各種屋面形形狀四、網(wǎng)架結結構及其造造型類型按外形平平板、曲曲面按層數(shù)單單層、雙雙層、多層層按材料木木、鋼、、鋼筋混凝凝土四、網(wǎng)架結結構及其造造型平板網(wǎng)架——構造簡單：：雙層平板板，無側推推力，只需需簡單支座座——可覆蓋各種種形式平面面●交叉桁架體體系（兩向或三三向；正放放與斜放））●角錐體系（三角錐、、四角錐、、六角錐））四、網(wǎng)架結結構及其造造型尺寸●網(wǎng)格高度（（高跨比））見見表4-1約約1/15-1/20●網(wǎng)格尺寸采采用鋼筋混混凝土屋面面板時≯≯3m×3m桿件斷面與與節(jié)點連接接四、網(wǎng)架結結構及其造造型影響造型的的因素●網(wǎng)架形式●支座方式四、網(wǎng)架結結構及其造造型四、網(wǎng)架結結構及其造造型四、網(wǎng)架結結構及其造造型四、網(wǎng)架結結構及其造造型四、網(wǎng)架結結構及其造造型四、網(wǎng)架結結構及其造造型PalaciodelosDeportes,/wiki/Venues_of_the_1968_Summer_Olympics四、網(wǎng)架結結構及其造造型PalaciodelosDeportes,/wiki/Venues_of_the_1968_Summer_Olympics五、折板結結構及其造造型NationalMosqueofMalaysia五、折板結結構及其造造型NationalMosqueofMalaysia五、折板結結構及其造造型特點L1/L2≤1短短折板L2：波長（（不宜大于于12m）），L1：跨度L1/L2≥1長長折板f長折板=（1/10~1/15）L1，f短短折板≥（（1/8））L1——薄、省材；；預制裝配配（裝配整整體式）；；構造簡單單五、折板結結構及其造造型類型——斷面——外形折板結構及及其造型折板結構及及其造型六、薄殼結結構及其造造型IndoorTennisCenterinHeimberg,Switzerland薄殼結構及及其造型類型筒殼、球殼殼、扁殼、、鞍形殼薄殼結構及及其造型羅馬小體育育宮結構體體系薄殼結構及及其造型受力特點主要是曲面面內軸向力力，有少量量彎矩；結結構薄、輕輕、省、跨跨度大。米蘭艾曼紐紐二世拱廊廊國家大劇院院網(wǎng)格殼體:鋼結構國家大劇院院網(wǎng)格殼體:鋼結構軟件SurfaceEvolver薄殼結構及及其造型筒殼結構：：長短筒殼殼薄殼結構及及其造型KimbellMuseum薄殼結構及及其造型雙曲面殼體體自由殼體的的構想HangingmembranesbyHeinzIsler自由殼體的的構想薄殼施工IndoorTennisCenterinHeimberg,Switzerland薄殼施工IndoorTennisCenterinHeimberg,Switzerland薄殼施工IndoorTennisCenterinHeimberg,Switzerland薄殼結構及及其造型薄殼結構及及其造型薄殼結構及及其造型薄殼結構及及其造型七、懸索結結構及其造造型懸索結構及及其造型特點分工明確——索網(wǎng)：鋼索索，只受力力——邊緣構件：：梁、桁架架、拱等——支承結構造型新穎、、跨度大、、施工簡便便七、懸索結結構及其造造型類型●單層單曲曲面●雙層單曲曲面輪輻式鞍形懸索結構及及其造型類型單層單曲面面雙層單曲面面●輪輻式鞍形懸索結構及及其造型類型單層單曲面面雙層單曲面面輪輻式●鞍形懸索結構及及其造型懸索結構及及其造型懸索結構及及其造型懸索結構及及其造型網(wǎng)格殼體:索膜穹頂索膜穹頂八、張拉薄薄膜結構及及其造型八、帳篷薄薄膜結構及及其造型構成撐桿+篷面面八、帳篷薄薄膜結構及及其造型九、充氣薄薄膜結構及及其造型類型氣承式氣肋式日本東京穹穹頂以棒球等體體育運動的的觀看為目目的，膜屋屋頂是用空空氣的壓力力所支撐的的，并由繩繩索來補強強的結構，，膜屋頂平平面是邊長長為180米的正方形，，空氣膜結構構有加壓送風風系統(tǒng)，室內內壓力比外部部氣壓高300Pa，保持增壓狀狀態(tài)。十、懸挑結構構及其造型要點考慮傾覆力矩矩；出挑構件件的結構形式式多樣懸挑結構及其其造型懸挑結構及其其造型大跨度建筑構構造--屋頂頂構造大跨度屋頂設設計要求：——結構輕；水流流路線長應保保證防排水；；保溫隔熱等等熱工要求……屋頂構造組成成——承重結構、基基層、防水層層——有檁方案、無無檁方案防水材料——橡膠卷材——涂膜——金屬瓦屋面——彩色壓型鋼板板屋面大跨度建筑構構造--屋頂頂構造大跨度建筑構構造--屋頂頂構造大跨度建筑構構造--屋頂頂構造金屬瓦屋面——構造層次：檁檁條、木望板板、干鋪油氈氈（一層）、、瓦材（防腐腐處理）——屋面劃分：瓦瓦材尺寸不宜宜超過2m——細部構造：拼縫、泛水、天溝溝、檐口等大跨度建筑構構造--屋頂頂構造金屬瓦屋面拼縫構造金屬瓦屋面構構造實例金屬瓦屋面構構造實例大跨度建筑構構造--屋頂頂構造彩色壓型鋼板板屋面——材料形式大跨度建筑構構造--屋頂頂構造彩色壓型鋼板板屋面——材料形式大跨度建筑構構造--屋頂頂構造彩色壓型鋼板板屋面——構造層次與細細部構造：波高以35mm為界，縱縱向接縫搭接接長度不小于于100mm彩色壓型鋼板板屋面大跨度建筑構構造--中庭庭天窗構造中庭的形式及及設計要求中庭的消防安安全設計中庭天窗構造造大跨度建筑構構造--中庭庭天窗構造中庭的形式及及設計要求（一）中庭的的基本形式（二）中庭的的設計要求1．節(jié)能要求求2．采光要求求·庭院本身的比比例——長、寬、高之之間的比例關關系（中庭的的室形指數(shù)））·側面反射（虛虛實與色彩））3．氣候控制制要求大跨度建筑構構造--中庭庭天窗構造節(jié)能要求大跨度建筑構構造--中庭庭天窗構造中庭的室形指指數(shù)大跨度建筑構構造--中庭庭天窗構造中庭的消防安安全設計1、中庭的防防火措施可參照《高層層民用建筑設設計防火規(guī)范范》(GB50045)對高層建筑筑中庭防火措措施的規(guī)定:(1)房間與與中庭回廊的的門應設自動動關閉的乙級級防火門；(2)與中庭庭相連的過廳廳通道外，應應設防火大門門或防火卷簾簾門分隔；(3)中庭每每層回廊應設設有自動滅火火系統(tǒng)，其噴噴頭間距不小小于2m，不不大于3.8m，中庭高高度超過8m時，還應增增水幕設備；；(4)中庭每每層回廊應設設火災自動報報警設備；(5)應按規(guī)規(guī)定設排煙設設施:①凈空高度小小于12m的的室內中庭可可采用自然排排煙措施，其其可開啟的平平開窗或高側側窗的面積不不小于中庭面面積的50%。②不具備自然然排煙條件及及凈空高度超超過12m的的室內中庭設設置機械排煙煙設施。此外外，還要在中中庭頂棚、走走道、周圍房房間等部位設設有煙感探測測器。同時還還要采取隔離離措施，保證證周圍房間的的煙火不竄入入中庭空間。。2、必須使使中庭空間間能有效地地排煙。中庭的機械械排煙途徑徑可以有兩兩種：——通過中庭排排煙或將煙煙從中庭外外部排出。。大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造中庭天窗構構造中庭圍護結結構有時也也可以采用用在大跨度度建筑中發(fā)發(fā)展起來的的織物篷幕幕結構——充氣結構與與張拉結構構。織物的的透光性較較差，在較較強的天空空亮度下半半透明性的的織物可以以使中庭產(chǎn)產(chǎn)生少量的的擴散光照照度；織物物可以具有有良好的反反射性能，，一般白色色界面的織織物白天可可以反射掉掉約百分之之七十的日日光熱量，，具有整體體建筑節(jié)能能的特點，，同時夜間間照明比較較經(jīng)濟。在在織物圍護護的中庭中中，應避免免弧面的聲聲反射聚焦焦給室內使使用帶來的的影響，在在造型設計計和構造處處理中減少少不良的聲聲學效果。。在中庭采光光處理中，，最常用的的是金屬骨骨架玻璃采采光天窗的的方式。大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造材料的選擇擇：采光天窗主主要由骨架架、透光材材料、連接接件、膠結結密封材料料組成。天窗透光材材料的選擇擇：安全要要求、透光光性能、耐耐久性、熱熱穩(wěn)定性、、抗沖擊性性能。在需需要防眩光光處理的天天窗中，也也可以選擇擇具有漫反反射功能的的透光材料料來避免眩眩光的產(chǎn)生生。大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造中庭天窗形形式的選擇擇按進光的形形式不同——玻璃頂、側側天窗。選擇形式的的依據(jù)：自然條件：：緯度、日日照、避免免室內過熱熱……技術條件：：中庭的規(guī)模模、屋頂結結構型式、、建筑造型型要求……常見天窗形形式:1.棱錐形形天窗2.斜坡式式天窗3.拱形天天窗4.圓穹形形天窗5.鋸齒形形天窗6.其他形形式的天窗窗大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造1.棱錐形形天窗大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造2.斜坡式式天窗玻璃面的坡坡度一般為為15°----30°，坡坡長一般在在15m以以內大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造3.拱形天天窗大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造4.圓穹形形天窗大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造5.鋸齒形形天窗炎熱地區(qū)有有一定優(yōu)勢勢大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造6.其他形形式的天窗窗（組合形式式）大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造6.其他形形式的天窗窗（組合形式式）大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造6.其他形形式的天窗窗（組合形式式）大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造中庭天窗構構造著重介紹頂頂部進光的的玻璃頂，，設計要求求如下：1.安全全性能——較高的承載載力、足夠夠的強度、、連接牢固固可靠2.防止止天窗冷凝凝水對室內內的影響——設置排水槽槽，排水槽槽要保證必必要的排水水坡度，排排水路徑不不能過長3.天窗窗應有良好好的防水性性能——足夠的排水水坡度、排排水路線短短捷暢通、、接縫嚴密密4.防止止眩光對室室內的影響響——采用具有漫漫反射性能能的透光材材料、加設設折光構件件5.滿足足建筑安全全防護要求求——高層建筑中中庭的玻璃璃屋頂，采采用金屬承承重構件時時，應設自自動滅火設設備保護或或噴涂防火火材料，使使其耐火極極限達到1小時的要要求。頂棚棚應設有煙煙感探測器器，并應符符合中庭排排煙設計的的要求。6.防雷雷要求大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造相關構造：：1、玻璃頂頂?shù)某兄亟Y結構——結構斷面應應盡可能設設計得小些些，以免遮遮擋天窗光光線?！话氵x用金金屬結構，，常用的結結構型式有有梁結構、、拱結構、、架結構構、網(wǎng)架結結構等?！兄亟Y構有有的可以兼兼做天窗骨骨架?！B接螺栓、、螺絲應采采用不銹鋼鋼材料。大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造常見造型玻玻璃頂?shù)墓枪羌懿贾脠D圖：大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造相關構造：：2、玻璃的的安裝a采光光罩——直接將采光光罩安裝在在玻璃屋頂頂?shù)某兄亟Y結構上即可可b玻璃璃頂——由若干玻璃璃拼接而成成，所以必必須設置骨骨架。大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造各種金屬骨骨架斷面形形式及其與與玻璃連接接的構造詳詳圖大跨度建筑筑構造--中庭天窗窗構造相關構造：：3.天窗的的排水處理理大跨度建筑筑構造--中庭