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1、大跨度建筑构造,大跨度建筑构造 第一节 大跨度建筑结构形式与建筑造型 一、拱结构及其建筑造型 1、拱的受力特点及适用范围 受力特点 ： 主要内力为轴向压力且应力分布均匀。 能充分利用材料的强度，选用抗压性能好的材料。 拱结构在承受荷载后产生横向推力，须设置拱脚支座抵抗横推力。 适用范围 ： 商场、展览观、体育馆、仓库等较大空间建筑。 2、拱的形式(p111),三铰拱 两铰拱 无铰拱,大跨度建筑构造 第一节 大跨度建筑结构形式与建筑造型 一、拱结构及其建筑造型 3、拱结构的建筑造型 其造型主要取决于矢高大小和平衡拱推力的方式 由拉杆承受拱推力的建筑造型 由框架结构承受拱推力的建筑造型 由基础承受
2、拱推力的建筑造型 二、刚架结构及其建筑造型 1、受力特点及适用范围 受力特点 ：,大跨度建筑构造 在竖向荷载作用下能减少梁的跨中弯距 在水平作用下能减少柱内弯距 刚架结构轻巧，可以节省钢材和水泥 结构下部的空间增大 倾斜的横梁使建筑的外轮廓富于变化 适用范围： 体育馆、礼堂、食堂、菜场等 2、刚架结构的形式(p112),无铰刚架 两铰刚架 三铰刚架,大跨度建筑构造 3、刚架结构的建筑造型 刚架的受力特点决定其建筑外型 三、桁架结构及其建筑造型 1、受力特点及适用范围 受力特点 ： 杆件内力是轴向力（拉力或压力）且分布均匀 桁架内力分布均匀，材料强度能充分利用 减小结构自重，使结构跨度增大 适用
3、范围： 体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场等,大跨度建筑构造 2、桁架结构形式 ： 三角形、梯形、 拱型、无斜腹杆式、三角拱式等 桁架选型考虑的因素 ：建筑功能要求、跨度和荷载大小、材料、施工等 3、桁架结构的建筑造型 用于屋顶的承重结构，可设计为单坡、双坡、单跨、多跨等外观形状 四、网架结构及其建筑造型 1、受力特点及适用范围,当建筑跨度36m时，钢桁架 当建筑跨度36m时，钢筋混凝土桁架 条件允许时，预应力混凝土桁架,大跨度建筑构造 受力特点 : 杆件之间互相起支撑作用,形成多向受力的空间结构,杆件主要承受轴向力 整体性好、稳定性好、空间刚度大、有利于抗震 充分发挥材料的强度，节省材料 结
4、构高度小，可有效利用空间 适用范围： 用于建造大跨度公共建筑的屋顶，适用于多种平面形状。 2、网架的结构形式 ：平板网架、曲面网架 3、网架结构的建筑造型 造型受两个因素影响 网架的形式、网架的支撑方式（p=119） 网架的支撑方式 网架四周为墙、柱，悬挑、封闭、开敞。其决定因素 建筑功能、跨度大小、受力情况、艺术构思等,大跨度建筑构造 五、折板结构及其建筑造型 1、受力特点及适用范围 受力特点 ： 折板结构由折板和横隔构件组成 折板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、构造简单 适用范围： 可用来建造大跨度屋顶，也可用于外墙 2、折板的结构形式 ： 单波和多波；单跨和多
5、跨；三角形及梯形折板 3、折板结构的建筑造型 结构简单，可预制装配施工，广泛用于建筑中，造型新颖，具有独特外观,六、薄壳结构及其建筑造型 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 呈空间受力状态，主要承受曲面内的轴向力，弯距和扭距很小 混凝土强度得到充分利用，有很好的强度和刚度 具有自重轻、省材料、跨度大、外形多样的优点 适用范围： 薄壳结构可用来覆盖各种平面的建筑屋顶，但其体型复杂又采用线浇施工，且结构计算较复杂，不宜承受集中荷载，这些缺点影响其推广。 2、 薄壳的结构形式 ：筒壳、圆顶壳、双曲扁壳、鞍形壳等 3、薄壳结构的建筑造型：以各种几何曲面
6、图形为基本特征，在造型上独 具特色，给人以新奇感，突出建筑个性。,七、悬索结构及其建筑造型 1、受力特点及适用范围 受力特点 ： 由索网、边缘构件、下部支撑结构三部分组成 只承受轴向拉力，既无弯距也无剪力 索网的边缘构件是索网的支座，索网通过锚固件与固定在边缘构件上 索网结构能充分发挥材料的力学性能，利用钢索受拉、钢筋混凝土边缘构件受弯，能节省大量材料，减轻结构自重 适用范围： 悬索索网结构由于受力合理，自重轻，能跨越巨大的空间而不需在中间加支点。建筑功能灵活，在大跨度建筑中应用广泛。 2、悬索结构形式 ： 单层曲面、双层曲面、双曲面轮辐式、双曲面鞍形,3、悬索结构的建筑造型： 以几何曲面为特
7、征，但有自身特点，表现在两方面： 悬索只能受拉，不能受压，外形呈凹曲面 悬索由两造不同材料的构件组成（索网、边缘构件），其变化能创造出与基本形式截然不同的造型 八、张拉薄膜结构及其建筑造型 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 适用范围： 适用于各种建筑平面，主要用于临时及半永久建筑：博览会、体育建筑、 文娱演出等其它临时建筑,2、张拉薄膜结构的设计要点： 薄膜面料应选择轻质、高强、耐高低温、防火性好、具有一定透明
8、度的材料 拉索布置应使薄膜表面呈方向相反的双曲面，且对拉索施加预应力保证不松弛 应布置足够的拉索使其表面形成连续曲面，并使其表面有足够的坡度 尽可能地减少室内的撑杆或支架，以免防碍内部空间的使用 3、张拉薄膜结构的建筑造型： 张拉薄膜结构只有在受拉绷紧的状态下才能保持结构的稳定，其型体全部由双曲面构成。形体随撑杆及索网的位置、方向、部位等变化而变化。 九、充气薄膜结构及其建筑造型 1、受力特点及适用范围 受力特点 ： 利用薄膜材料制成气囊，充气后形成建筑空间，并承受外力 在任何情况下都必须处于受拉状态才能保持结构的稳定,充气薄膜结构兼有承重和围护双重功能，简化了建筑造型 薄膜充气后均匀受拉，能
9、充分发挥材料的力学性能 适用范围： 体育馆、展览馆、餐厅等，且特别适合于防震救灾等临时性及永久性建筑 2、充气结构形式 ： 气承式：鼓风机不断向气囊送气，保持正压就可维持体形。 气肋式：以密闭的充气薄膜做成肋，并达到一定的刚度以便承重，在各气 肋的外面在敷设薄膜作围护，形成一定的建筑空间。 3、充气薄膜结构的建筑造型： 充气薄膜结构的建筑形体由向外凸出的双曲面构成 充气薄膜结构的建筑造型随建筑平面形状和固定薄膜的边缘构件形式而变化 十、悬挑结构及其建筑造型 1、受力特点及适用范围 受力特点 ：,将梁、板、桁架等构件从支座处向外作远距离延伸形成空间 悬挑结构所覆盖的空间使其周边不出现承重墙柱 悬
10、挑结构会产生倾覆力距，允许跨度比较小 适用范围： 体育馆、雨棚、观演厅等 2、悬挑结构形式 ： 梁板结构：悬挑长度不大 轻型结构：悬挑距离较远 3、悬挑结构的建筑造型： 单面悬挑的建筑造型 双面悬挑的建筑造型 伞状悬挑的建筑造型,中铁大桥（郑州）,用双层叠拱结构,拉萨河铁路桥,钢架结构建筑,钢架结构建筑,桁架结构,钢桁架结构,网架结构,网架结构,网架杆件断面与节点连接,薄 壳 建 筑 实 例,悉尼歌剧院,悬索结构建筑实例,代代木体育馆,悬索结构建筑实例,膜结构建筑实例,国 家 大 剧 院,钢 结 构 壳 体（国家大剧院）,钢 结 构 壳 体（国家大剧院）,大跨度建筑构造 第二节 大跨度建筑的屋
11、顶构造 一、设计要求与构造组成 1、设计要求：防水、保温、隔热 2、构造组成：承重结构、屋面基层、保温隔热层、屋面面层等 二、屋面防水 1、卷材防水 2、涂膜防水 3、金属瓦屋面 4、彩色压型钢板屋面,大跨度建筑构造 第三节 中庭天窗设计 一、中庭的形式及设计要求 1、中庭的基本形式 单向中庭 、双向中庭、三向中庭、四向中庭 、环绕建筑中庭 、条形中庭 2、中庭的设计要求 节能要求 采光要求 气候控制要求 二、中庭的消防安全设计 1、中庭的防火分区(p=156) 2、中庭的防排烟(p=156157),大跨度建筑构造 生态中庭设计 吸收太阳辐射 改善自然采光 促进室内通风,大跨度建筑构造 第三节 中庭天窗设计 三、中庭天窗构造 1、材料的选择 骨架 型钢和铝合金 透光材料 安全、透光、耐久、热稳定 连接件 骨架接长件及纵横龙骨间连接件 胶结密封材料 结构胶、密封胶 2、中庭天窗的形式 顶天窗 光线从顶部来的天窗 侧天窗 光线从侧面来的天窗 3、中庭天窗构造,大跨度建筑构造 第三节 中庭天窗设计 天窗应有良好的安全性能 防止天窗冷凝水对室内的影响 天窗应有良好的防水性能 防止眩光对室内的影响 满足建筑安全防护要求 四、玻璃顶细部构造 1、玻璃顶的承重结构 2、玻璃的安装 3、天窗的排水处理,