大跨度建筑的结构类型及造型
谭梦琪
06050701
2007301400
大跨度建筑基本情况
大跨度建筑：跨度>30M
大跨度结构（《钢结构规范》）：跨度>60M
主要应用：（公用）影剧院、体育场馆、展览会议场所、航空港等；（/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。
美国麻省理工学院礼堂
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
空间结构形式
平板网架
曲面网壳
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。
平板网架
支座简支
交叉桁架体系 + 角锥体系
两向正交
三向交叉
两向正交体系的正放和斜放：
三向交叉体系可满足的平面形状：
角锥体系
三角锥
四角锥
六角锥
室外空间网架运用
（网架~平板屋顶）
首都工人体育馆： 两向正交网架 ，1967， 我板网架之一
南京五台山体育馆 ——三向交叉桁架平板网架
八角形平面，容纳一万人，主跨88M,钢管杆件球节点连结，网架支撑在一圈混凝土柱上。
美国加利福尼亚大学体育馆：91M×122M,三角锥体系平板网架
曲面网壳结构
多数底部为有推力结构，制作条件复杂；但相较网架结构，外形丰富，造型多变。
网壳结构VS薄壳：一改钢筋混凝土薄壳施工时需要支大量模板，湿作业劳动费时费力的劣势，采用计算机计算方式，安装方便，结构更合理。
网壳
按形状分：柱面网壳、球面网壳、双曲扁网壳、单块扭网壳、四块组合型扭网壳……
按层数分：单层、双层
柱面网壳：适用于矩形平面，构造简单施工方便，广泛应用；具有典型拱结构受力特征，需解决水平推力。
球面网壳：适用于圆平面，整体类似穹顶。球冠型和近似整球型。
1967世博会美国馆
双曲扁网壳：矢高小，空间利用率高；但支撑边梁也需做成相应弧形，带来施工难度
双曲抛物面网壳：(马鞍形)造型新颖奇特，素线为直线。
德阳体育馆——双曲抛物面网壳
甘肃庆阳宫体育馆——曲面扁壳+弧形大拱
罗马小体育宫：D=60M 1620个混凝土预制菱形构件拼合，最薄处：25mm 完整秀美的天顶如一朵盛开的向日葵。
美国塔科马市体育馆
胶合木网壳
D=160M
单层网壳
二战以后，随着理论研究、抗震性能分析进一步深入，新材料、新施工工艺的运用，国外很早就采用各种材料建造网壳结构。
日本名古屋体育馆：D=, 1996 世界上跨度最大单层网壳结构
国家大剧院
肋环形空腹双层网壳，东西跨度122M, 南北144M。
整个屋顶呈椭球形大穹顶，。
前后两侧有两个类似三角形的玻璃幕墙切面，整个建筑浮于水面之上，需从一条长80M的水下通道进入演出大厅。
悬索结构
受启发于悬索桥梁，20世纪50年代后，随着高强钢丝出现，悬索结构兴起。
组成：索网、边缘构件、下部支承。
索网非常柔软，只承受轴向拉力，无弯矩也无剪力；边缘构件锚固索网，连接底部支承，可采用梁、桁架、拱等形式，应保证足够刚度；下部支承多为受压构件，常为柱。
Q:悬索结构的优缺点？
A：充分发挥钢索受拉，钢砼边缘构件受压、受弯的特性，结构轻，省钢材
外形与传统建筑迥异，适用于各类平面形式
跨越巨大空间，中间没有支点，功能安排更灵活；
在60M~150M内，优势明显。
DIA:抗风荷载能力差。
悬索结构形式
单层单曲面
双层单曲面
双曲面轮辐式
双曲面鞍形
杜勒斯面，下部加稳定索，顶部加盖轻质材料，加强结构整体抗震动、抗风性能。
轮辐式结构
北京工人体育馆
D=94M ，轮辐式双层悬索，上下索各144根，在外环上错开半间布置；钢砼外环支撑在环形框架的48根柱上；内环为钢结构圆筒，D=26M。
双曲抛物面悬索
由两组曲率相反的拉索交叉组成索网。
浙江省人民体育馆
美国牲畜市场贸易馆
勒·柯布西耶，苏联苏维埃宫，以巨大的钢砼抛物线拱来悬吊屋顶。
日本国家体育馆、游泳馆
钢索固定在两根混凝土柱上，金属板材覆盖屋面。
伦敦千禧穹顶：泰晤士河边格林威治半岛上，占地300英亩，由Richard Rogers 事务所承担建筑设计，结构设计由Buro Happold完成。
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