《常用结构体系所适用建筑类型okppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常用结构体系所适用建筑类型okppt课件.ppt（154页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三篇第三篇 常用结构体系常用结构体系所适用的建筑类型所适用的建筑类型 第第1章章 墙体墙体承重结构所承重结构所适用的建筑类型适用的建筑类型 第第1章章 墙体承重结构所适用的建筑类型墙体承重结构所适用的建筑类型 墙体承重结构体系墙体承重结构体系以部分或全部建筑外墙以及若干固定不以部分或全部建筑外墙以及若干固定不变的建筑内墙作为垂直支承系统的一种体系变的建筑内墙作为垂直支承系统的一种体系砌体墙承重砌体墙承重 钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统 墙体材料的来源丰富，施墙体材料的来源丰富，施工方便，对建筑平面的适工方便，对建筑平面的适应性强，因此大量应用于应性强，因此大量应用于低层和多层的民用
2、建筑低层和多层的民用建筑，特别是住宅、旅馆、学校、特别是住宅、旅馆、学校、幼托、办公用房和一些小幼托、办公用房和一些小型商业用房、工业厂房、型商业用房、工业厂房、诊疗所等诊疗所等 预制装配式预制装配式的建筑平面相对较为的建筑平面相对较为规整，往往以横墙承重居多，使规整，往往以横墙承重居多，使用不够灵活，但能够适应一般的用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、旅馆、住宅、办公学校、宿舍、旅馆、住宅、办公等建筑的要求等建筑的要求 ；(工业化生产工业化生产)现浇现浇的往往大量应用于的往往大量应用于高层建筑高层建筑，特别是高层的办公楼、旅馆、病特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中房、住宅等建筑
3、中 某纵横墙混合承重的混合结构办公楼平面图某横墙承重的混合结构宿舍平面图某混合结构多层住宅平面某混合结构独立式住宅墙多变化横墙承重的方式在纵方向可以获得较大的开窗面积，易得到较好的采光条件，横墙承重的方式在纵方向可以获得较大的开窗面积，易得到较好的采光条件，但平面较呆板但平面较呆板 纵墙承重的方式可减少横墙的数量，对开放室内空间有一定的好处，但其整体纵墙承重的方式可减少横墙的数量，对开放室内空间有一定的好处，但其整体刚度往往不如横墙承重的方案好，纵向开窗面积也受到限制，所以在高烈度地刚度往往不如横墙承重的方案好，纵向开窗面积也受到限制，所以在高烈度地震区应慎重对待震区应慎重对待 纵、横墙混合承
4、重的方案除应有一定数量的纵墙及横墙拉齐以加强建筑物的刚纵、横墙混合承重的方案除应有一定数量的纵墙及横墙拉齐以加强建筑物的刚度、满足抗震的要求外度、满足抗震的要求外 ，其墙体的布置相对较为自由，在平面组合方面可获，其墙体的布置相对较为自由，在平面组合方面可获得交通组织的方便并能够形成较好的采光和通风的条件，尤其适用于民用住宅得交通组织的方便并能够形成较好的采光和通风的条件，尤其适用于民用住宅 砌体墙承重砌体墙承重横墙承重横墙承重纵墙承重纵墙承重纵横墙承重纵横墙承重砖石结构的住宅和小型旅馆砖墙承重的混合结构多层学生宿舍砌块墙承重的混合结构实验楼某混合结构的多层教学楼钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙
5、承重系统预制装配式钢筋混凝土墙承重体系住宅示意预制楼板预制外墙板预制内墙板(a)(b)预制装配式预制装配式的建筑平面相对较为规整，往往以横墙承重居的建筑平面相对较为规整，往往以横墙承重居多，使用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、旅馆、多，使用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、旅馆、住宅、办公等建筑的要求住宅、办公等建筑的要求 ；(工业化生产工业化生产)板材装配式建筑钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统1967年蒙特利尔世界博览会展出的预制装配式盒子住宅现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层住宅楼现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层住宅楼钢筋混凝土墙承重系统
6、钢筋混凝土墙承重系统现浇的往往大量应用于高层建筑，特别是高层的办公现浇的往往大量应用于高层建筑，特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中楼、旅馆、病房、住宅等建筑中 现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层办公楼现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层办公楼钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统 某剪力墙体系高层住宅平面某剪力墙体系高层住宅平面 某短肢剪力墙体系高层住宅平面某短肢剪力墙体系高层住宅平面短肢剪力墙的体系较之长肢的剪力墙体系更能够增加建筑空间在短肢剪力墙的体系较之长肢的剪力墙体系更能够增加建筑空间在使用过程中变动的可能性使用过程中变动的可能性 第第2章章
7、骨架骨架结构体系所结构体系所适用的建筑类型适用的建筑类型 第第2章章 骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系所适用的建筑类型 骨架结构体系骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱两根柱子和一根横梁子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以
8、灵活布置和移动，因此较为无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活且建筑立面处理也较为灵活柱网需要有对位关系，平面不宜转折过多，对柱网需要有对位关系，平面不宜转折过多，对于建筑布局的灵活性的意义主要还是体现在那于建筑布局的灵活性的意义主要还是体现在那些些内部需要较多的大空间内部需要较多的大空间 框架结构体系框架结构体系 框剪、框筒等体系框剪、框筒等体系 单层刚架、拱单层刚架、拱 排架排架 板柱体系板柱体系 某框架结构档案馆平面图(a) 二层平
9、面(b) 一层平面某饭店建筑框架呈扇形排列某银行建筑框架成角度交叉排列萨伏伊别墅萨伏伊别墅 多层框架结构多层框架结构框架结构建筑的特点：由于墙体不用承重，故可以创造开敞的空间，且作为围护分隔的墙体可以根据各个楼层的不同需要设置，无需上下对齐n一层平面一层平面n二层平面二层平面框架结构支承系统框架结构支承系统 多层框架结构多层框架结构 萨伏伊别墅位于巴黎郊区，萨伏伊别墅位于巴黎郊区，19281928年设计，年设计，19301930年完工。在年完工。在19261926年出版的年出版的建筑五要素建筑五要素中，柯布西耶曾提出了新建筑的中，柯布西耶曾提出了新建筑的“五要素五要素”，它们是：，它们是：1
10、1、底层的独立支柱；、底层的独立支柱；2 2、屋顶花园；、屋顶花园；3 3、自由平面；、自由平面；4 4、自由立面；、自由立面；5 5、横向长窗。萨伏伊别墅正是勒、横向长窗。萨伏伊别墅正是勒柯布西耶提出的这柯布西耶提出的这“五要素五要素”的具体体现，甚至可以说是最的具体体现，甚至可以说是最为恰当的范例，对建立和宣传现代主义建筑风格影响很大。为恰当的范例，对建立和宣传现代主义建筑风格影响很大。 钢筋混凝土框架结构 多层框架结构多层框架结构钢筋混凝土框架支承的大型体育馆的看台下部室内空间框架结构建筑的围护及分隔墙体的选材及布置第第2章章 骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系所适用的建筑类型骨架
11、结构体系骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且
12、此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活建筑立面处理也较为灵活框剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足框剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方面的需要外，如能与建筑空间的布结构方面的需要外，如能与建筑空间的布置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的适当变形，可以造成丰富的建筑体型适当变形，可以造成丰富的建筑体型框架结构体系框架结构体系 框剪、框筒等体系框剪、框筒等体系 单层刚架、拱单层刚架、拱 排架排架 板柱体系板柱体系 某框剪体系高层旅馆平面
13、 某框筒体系高层办公楼平面 某船厂技术中心楼外框 在垂直方向有变化某框筒结构办公楼核心筒跟随建筑外形作变化广东国际大厦63层，200m，钢筋混凝土内筒外筒由钢骨混凝土和钢柱组成筒体结构体系筒体结构体系西尔斯大厦，西尔斯大厦，19741974年建成，年建成，443m443m，110110层（美国芝加哥）层（美国芝加哥）加加强强桁桁架架美国芝加哥西尔斯大厦的束筒框架结构布置及体型变化第第2章章 骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这
14、样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活建筑立面处理也较为灵活板底平整，可降低层高，且内板底平整
15、，可降低层高，且内部空间分隔不受梁的影响。适部空间分隔不受梁的影响。适用于使用荷载合适的商场、图用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等书馆、仓储、多层轻型厂房等框架结构体系框架结构体系 框剪、框筒等体系框剪、框筒等体系 单层刚架、拱单层刚架、拱 排架排架 板柱体系板柱体系 某现浇板柱体系档案馆剖面图某现浇板柱体系档案馆剖面图某装配式板柱体系办公楼平面及施工工艺示意某装配式板柱体系办公楼平面及施工工艺示意(a)某装配式板柱体系办公楼建筑方案(b) 某装配式板柱体系办公楼施工方案以接近正方形的双向板为最合理，均布荷载合适的建筑物概念：概念：楼盖平板（或者双向楼盖平板（或者双向密肋板）
16、直接支承在柱子上，密肋板）直接支承在柱子上，而不设主梁和次梁，楼面荷而不设主梁和次梁，楼面荷载直接通过柱子传到基础。载直接通过柱子传到基础。优点：优点：简化传力路径，扩大楼面净空直接获得平整的顶棚，简化传力路径，扩大楼面净空直接获得平整的顶棚，采光、通风、卫生都较好，施工时模板也较少采光、通风、卫生都较好，施工时模板也较少缺点：缺点：楼板厚度大，混凝土及钢筋用量较大楼板厚度大，混凝土及钢筋用量较大 无梁楼盖结构无梁楼盖结构无梁楼盖的分类无梁楼盖的分类1 1）无柱帽无梁楼盖。经济适用跨度：混凝土）无柱帽无梁楼盖。经济适用跨度：混凝土4.5-7.2m,4.5-7.2m,预预应力混凝土应力混凝土7.
17、2-10.5m7.2-10.5m。 无梁楼盖结构无梁楼盖结构2 2）有柱帽无梁楼盖。柱帽的作用是提高板柱节点受冲切）有柱帽无梁楼盖。柱帽的作用是提高板柱节点受冲切承载力并减小板的计算跨度。承载力并减小板的计算跨度。 无梁楼盖结构无梁楼盖结构无梁楼盖的分类无梁楼盖的分类伞状结构的无梁楼盖3 3）双向密肋楼盖。）双向密肋楼盖。经济适用跨度：混凝土经济适用跨度：混凝土9-12m,9-12m,预应力混凝土预应力混凝土12-21m12-21m。 无梁楼盖结构无梁楼盖结构无梁楼盖的分类无梁楼盖的分类第第2章章 骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系骨架结构体系对于建筑空间布置
18、在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建
19、筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活建筑立面处理也较为灵活在结构上属于在结构上属于平面受力体系平面受力体系，可以通过改变排列方式或平面可以通过改变排列方式或平面尺寸适应较活泼的建筑平面和尺寸适应较活泼的建筑平面和体型；还可以结合空间结构屋体型；还可以结合空间结构屋盖系统覆盖大空间盖系统覆盖大空间 框架结构体系框架结构体系 框剪、框筒等体系框剪、框筒等体系 单层刚架、拱单层刚架、拱 排架排架 板柱体系板柱体系 某大学室内体育馆的木构刚架及天窗 某刚架结构车站单层骨架结构梁柱之间为刚性连接的是刚架，属于平面受力体系平面外的刚度较小，适用于跨度不是太大（钢筋混凝土18m），檐口高度
20、不是太高（钢筋混凝土10m）的内部空旷的单层建筑钢制刚架结构的飞机库 钢制刚架结构的玻璃暖房 拱拱: :以轴向受压为主的结构；材料：砼、砖、石等。以轴向受压为主的结构；材料：砼、砖、石等。早期罗马人在建筑中使用的拱券梁和柱在平面内按照某一曲率成为连续的弯曲构件时，就形成了拱拱。受力情况以轴力为主，比刚架更能充分发挥材料的性能筒形拱到交叉拱最简单的拱形结构最简单的拱形结构三角拱三角拱也要比梁跨越更也要比梁跨越更大的空间大的空间拱形筒比三角拱更加优越，但是水平推力大交叉拱把重力和水平推力集中于四角，解放四壁拱券在早期建筑中的应用拱券结构的住宅室内 美国蒙哥马里体育馆用平行拱支承屋面覆盖圆形平面墨西
21、哥马达莱纳体育中心体育宫用四道相交的拱支承屋面覆盖接近正方形的平面 法国某大学建筑由不断转变排列角度的落地拱生成 两片交叉拱作为索网边缘构件 两片刚性拱支撑屋面索网及其边缘构件拱在体育建筑及展示空间中的应用德国某建筑入口处钢拱德国某建筑入口处钢拱 大拱门（卓罗山通讯塔）：位于密西西比河畔圣路易斯大拱门（卓罗山通讯塔）：位于密西西比河畔圣路易斯市，高市，高192192米，呈倒米，呈倒U U字形，使用字形，使用886886吨不锈钢建成。整个拱体吨不锈钢建成。整个拱体就像一个三棱镜那样，是一个三面体，它的周边即使让就像一个三棱镜那样，是一个三面体，它的周边即使让个人合抱也抱不过来。拱体的外壳是用两层
22、不锈钢板夹钢筋个人合抱也抱不过来。拱体的外壳是用两层不锈钢板夹钢筋混凝土拼砌而成的，而拱体内部却是空心的，里面有电梯，混凝土拼砌而成的，而拱体内部却是空心的，里面有电梯，可以乘坐它到达拱顶眺望。可以乘坐它到达拱顶眺望。 设计：沙里宁设计：沙里宁 竣工时间：竣工时间：19651965年年1010月月上海卢浦大桥上海卢浦大桥62重庆朝天门长江大桥重庆朝天门长江大桥悉尼歌剧院悉尼歌剧院 4.54.5 拱式结构的工程实例拱式结构的工程实例第第2章章 骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁对于建筑空间布置在构思
23、上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活建筑
24、立面处理也较为灵活屋架等与柱子之间屋架等与柱子之间铰接铰接，能够承受大型的起重设备能够承受大型的起重设备运行时所产生的动荷载运行时所产生的动荷载 框架结构体系框架结构体系 框剪、框筒等体系框剪、框筒等体系 单层刚架、拱单层刚架、拱 排架排架 板柱体系板柱体系 排架排架 排架排架排架结构某单层厂房室内第第3章章 空间结构空间结构体系所体系所适用的建筑类型适用的建筑类型v第第3章章 空间结构体系所适用的建筑类型空间结构体系所适用的建筑类型 空间结构支承系统空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式性能，因而
25、结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式 自然界某些动植物的种子外壳、蛋壳、贝壳，可以说是自然界某些动植物的种子外壳、蛋壳、贝壳，可以说是天然的薄壳结构，它们的外形符合力学原理，以最少的材料天然的薄壳结构，它们的外形符合力学原理，以最少的材料获得坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。获得坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。 以蛋壳为例，鸡蛋的横径在以蛋壳为例，鸡蛋的横径在4 4厘米左右，蛋壳厚度只有厘米左右，蛋壳厚度只有0.380.38毫米，二者的比值接近毫米，二者的比值接近1:1051:105。这么薄的蛋壳，简直不堪。这么薄的蛋壳，简直不堪一击。然而，蛋壳的形状可以影响它的受力，凸出向外的曲一击。然而，蛋
26、壳的形状可以影响它的受力，凸出向外的曲面能把力均匀散开。特别是当它均匀受力时，抗压性就更大面能把力均匀散开。特别是当它均匀受力时，抗压性就更大了，远不是看上去的那么脆弱。可见薄壳结构运用到大跨度了，远不是看上去的那么脆弱。可见薄壳结构运用到大跨度建筑中，能够达到满应力设计准则的要求。人们从这些天然建筑中，能够达到满应力设计准则的要求。人们从这些天然壳体中受到启发，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，壳体中受到启发，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，创造出各种形式的薄壳结构。建筑工程中的壳体结构多属薄创造出各种形式的薄壳结构。建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构（壳结构（学术上把满足学术上把满足t
27、/Rt/R1/201/20的壳体定义为薄壳的壳体定义为薄壳）。）。 壳体结构的壳体结构的强度和刚度强度和刚度主要是利用其主要是利用其几何形状的几何形状的合理性合理性，而不是以增大其结构截面尺寸取得的，这是薄，而不是以增大其结构截面尺寸取得的，这是薄壳结构与拱式结构相似之处。壳结构与拱式结构相似之处。F1=?第第3章章 空间结构体系所适用的建筑类型空间结构体系所适用的建筑类型 空间结构支承系统空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式属于空间薄壁结构，又可
28、分属于空间薄壁结构，又可分为为曲面壳曲面壳和和折板折板两种。对建两种。对建筑而言，结构本身就形成了筑而言，结构本身就形成了“面面”，而且可以切削，而且可以切削薄壳薄壳 网架网架 膜膜 混合形式混合形式 悬索悬索 罗马小体育宫圆形网状扁球壳屋顶罗马小体育宫圆形网状扁球壳屋顶罗马小体育宫罗马小体育宫 用八个双曲抛物面薄壳拼成了洛斯马纳提拉斯餐厅（墨西哥）用八个双曲抛物面薄壳拼成了洛斯马纳提拉斯餐厅（墨西哥） 用三个相同的扭壳构成某疗养所的餐厅用三个相同的扭壳构成某疗养所的餐厅折板成角度铺设折板成角度铺设用作建筑物的屋面用作建筑物的屋面折板水平铺设折板水平铺设用作建筑物的屋面用作建筑物的屋面 折板作
29、为支承某体育馆屋顶的垂直构件(a) 立面(b)剖面折板薄壳结构建筑折板薄壳结构建筑某折板结构水泵房某折板结构水泵房 （外景）（外景）某折板结构水泵房某折板结构水泵房 （内景）（内景）美国混凝土协会（美国混凝土协会（ACI）折板结构屋盖折板结构屋盖巴黎国家工业与技术中心陈列馆巴黎国家工业与技术中心陈列馆 美国麻省理工学院（美国麻省理工学院（MITMIT）礼堂）礼堂（球壳平面为正三角形）（球壳平面为正三角形）1.1.屋顶为球面薄壳，薄壳屋顶为球面薄壳，薄壳曲面由曲面由1/81/8球面构成，是由球面构成，是由三个与水平面夹角相等且三个与水平面夹角相等且通过球心的大圆从球面上通过球心的大圆从球面上切割
30、的切割的2.2.平面形状为平面形状为48m48m* *41.5m41.5m的的曲边三角形曲边三角形3.3.壳面荷载通过薄壳的三壳面荷载通过薄壳的三个边传至支座。个边传至支座。第第3章章 空间结构体系所适用的建筑类型空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式薄壳薄壳 网架网架 膜膜 混合形式混合形式 悬索悬索 由许多杆件按照受力的合理性由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成，可以有规律地排列组合而成，可以
31、分为分为平板网架平板网架和和网壳网壳两种。网两种。网架空间整体性好。平板网架杆架空间整体性好。平板网架杆件正交、斜交后可以形成不同件正交、斜交后可以形成不同的平面形状，使用相当灵活。的平面形状，使用相当灵活。在需要时结构杆件可以暴露在需要时结构杆件可以暴露 网架结构的定义网架结构的定义 空间网架结构是由多根杆件根据建筑体型的要求，按空间网架结构是由多根杆件根据建筑体型的要求，按照一定规律进行布置，通过节点连接起来的三维空间铰接照一定规律进行布置，通过节点连接起来的三维空间铰接杆系结构。杆系结构。 网架结构根据外形可分为网架结构根据外形可分为平板网架平板网架和和曲面网架曲面网架，平板，平板网架称
32、为网架称为网架网架，曲面网架称为，曲面网架称为网壳。网壳。 网架结构的应用范围网架结构的应用范围1.1.体育建筑体育建筑 2.2.公共建筑公共建筑 3.3.单层工业厂房单层工业厂房4.4.飞机库飞机库 5.5.加油站加油站 6.6.收费站收费站 7.7.其它其它95 网架结构的工程实例网架结构的工程实例 网架结构的工程实例网架结构的工程实例 网架结构的工程实例网架结构的工程实例 网壳与主体结构脱开，自成体系地作为围护结构而存在网壳相当于格构化的薄壳网壳相当于格构化的薄壳，但由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的，但由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重要小得多，除了用作大空间的顶盖外，还可以自
33、重要小得多，除了用作大空间的顶盖外，还可以整体化地围合空间整体化地围合空间 由网架结构覆盖的音乐厅由网架结构覆盖的音乐厅由网架结构覆盖的交通空间由网架结构覆盖的交通空间n空间网架在建筑物入口处的运用空间网架在建筑物入口处的运用曲面网架的大型展示空间及运动馆曲面网架的大型展示空间及运动馆第第3章章 空间结构体系所适用的建筑类型空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式薄壳薄壳 网架网架 膜膜 混合形式混合形式 悬
34、索悬索 用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件构件以及下部的支承构件，使结构自，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。对于建筑而言，由跨屋盖结构形式。对于建筑而言，由于拉索显示出柔韧的状态，使得结构于拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感形式轻巧且具有动感 悬索结构的形成悬索结构的形成 蜘蛛网也许是世界蜘蛛网也许是世界上最有效的张拉索结构。上最有效的张拉索结构。它个充分利用了蜘蛛丝很它个充分利用了蜘蛛丝很高的抗拉强度，结构合
35、理、高的抗拉强度，结构合理、自重轻、承载力大。自重轻、承载力大。 猎物的挣扎以及冷凝猎物的挣扎以及冷凝雾水的重力等一般都不能雾水的重力等一般都不能把它扯坏。把它扯坏。 自然界的许多结构是自然界的许多结构是很值得我们学习的。这就很值得我们学习的。这就是仿生学。是仿生学。 悬索结构的形成悬索结构的形成n 定义定义n 悬索结构基本组成悬索结构基本组成 悬索结构由悬索结构由受拉索受拉索、边缘构件边缘构件和和下部支承构件下部支承构件所组成。所组成。拉索一般采用高强钢丝组成的钢铰线、钢丝绳或钢丝束；拉索一般采用高强钢丝组成的钢铰线、钢丝绳或钢丝束；边缘构件和下部支承构件则常为钢筋混凝土结构。边缘构件和下部
36、支承构件则常为钢筋混凝土结构。 悬索结构的实例悬索结构的实例现存最早的悬索桥现存最早的悬索桥四川泸定桥四川泸定桥 悬索结构的实例悬索结构的实例南南京京长长江江三三桥桥 2005 2005年年1010月建成通车，跨江大桥长月建成通车，跨江大桥长4.744km4.744km，主桥采用主跨，主桥采用主跨648m648m的双塔钢箱梁斜拉桥，的双塔钢箱梁斜拉桥，桥塔采用钢结构，为国内第一座钢塔斜拉桥，也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。桥塔采用钢结构，为国内第一座钢塔斜拉桥，也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。 悬索结构的实例悬索结构的实例浙浙江江黄黄龙龙体体育育中中心心主主体体育育场场 观众席上部建有双塔
37、斜拉索悬吊式挑蓬，气势雄伟壮观。观众席上部建有双塔斜拉索悬吊式挑蓬，气势雄伟壮观。结构上首次将斜拉桥的结构概结构上首次将斜拉桥的结构概念用于体育场的挑蓬结构念用于体育场的挑蓬结构，为斜拉网壳挑蓬式，由塔、斜拉索、内环梁、网壳、外环梁和稳，为斜拉网壳挑蓬式，由塔、斜拉索、内环梁、网壳、外环梁和稳定索组成。网壳结构支撑于钢箱形内环梁和预应力钢筋混凝土外环梁上，通过斜拉锁悬挂在定索组成。网壳结构支撑于钢箱形内环梁和预应力钢筋混凝土外环梁上，通过斜拉锁悬挂在两端的吊塔上。吊塔为两端的吊塔上。吊塔为85m85m高的预应力混凝土通体结构，筒体外侧施加预应力，高的预应力混凝土通体结构，筒体外侧施加预应力，悬
38、索结构的实例悬索结构的实例美国华盛顿美国华盛顿DULLESDULLES机场机场 美国华盛顿美国华盛顿DULLES DULLES 机场，是现代主义者芬机场，是现代主义者芬兰建筑师兰建筑师Eero SaarinenEero Saarinen设计，设计，1962 1962 年建造的。年建造的。屋盖为平行布置的悬索屋盖为平行布置的悬索结构。结构。机场的柱子是向机场的柱子是向外倾斜的。索拉紧外倾外倾斜的。索拉紧外倾的柱子，在自重和屋面的柱子，在自重和屋面载荷下自然下垂成载荷下自然下垂成悬链悬链状状。在柱子之间，有倾。在柱子之间，有倾斜的梁板，这个板状梁斜的梁板，这个板状梁倾斜方向是沿着索的方倾斜方向是沿
39、着索的方向的。其外侧形成屋檐向的。其外侧形成屋檐的形状。内侧承受屋面的形状。内侧承受屋面索的拉力。索的拉力。华盛顿杜勒斯机场候机楼华盛顿杜勒斯机场候机楼 悬索结构的实例悬索结构的实例南南京京站站 南京站始建于南京站始建于19681968年年9 9月。月。20022002年在原址改建，新站房改建工程总投资年在原址改建，新站房改建工程总投资3.53.5亿元，历时亿元，历时三年，于三年，于20052005年年9 9月月1 1日投入试运行。新建成的站房外型采用法国日投入试运行。新建成的站房外型采用法国AREPAREP公司的设计方案，内公司的设计方案，内部功能采用铁道第四勘察设计院的设计方案。车站站房采
40、用桅杆斜拉索悬挂结构，用部功能采用铁道第四勘察设计院的设计方案。车站站房采用桅杆斜拉索悬挂结构，用1818根根桅杆（钢管混凝土构件）支撑起横向钢梁。桅杆（钢管混凝土构件）支撑起横向钢梁。 悬索结构的实例悬索结构的实例悬索结构的实例悬索结构的实例屋盖用悬索结构的冰球馆屋盖用悬索结构的冰球馆悬索结构屋面覆盖的世博会展厅悬索结构屋面覆盖的世博会展厅某展示厅（意大利）日本代代木体育馆慕尼黑奥林匹克体育场慕尼黑奥林匹克体育场慕尼黑奥林匹克体育场慕尼黑奥林匹克体育场慕尼黑奥林匹克体育场慕尼黑奥林匹克体育场第第3章章 空间结构体系所适用的建筑类型空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统空间结构支承系统各
41、向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式薄壳薄壳 网架网架 膜膜 混合形式混合形式 悬索悬索 在在本质上也是受拉构件本质上也是受拉构件。像。像薄壳一样，兼有承重和围护薄壳一样，兼有承重和围护的双重功能。其张拉力来源的双重功能。其张拉力来源于充气或者用桅杆、拱、拉于充气或者用桅杆、拱、拉索等构件来将膜绷紧。由于索等构件来将膜绷紧。由于这些构件灵活的布置形式以这些构件灵活的布置形式以及膜本身轻柔的外表，在城及膜本身轻柔的外表，在城市室外空间小品中也常应用市室外空间小品中也常
42、应用体育场张拉膜结构顶盖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佐治亚穹顶佐治亚穹顶 张拉膜结构的连廊张拉膜结构的连廊张拉膜结构的展示空间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安联体育场安联体育场 慕尼黑，赫尔佐格德梅隆慕尼黑，赫尔佐格德梅隆 充气膜结构的植物园穹顶充气膜结构的植物园穹顶膜结构的空间研究大楼膜结构的空间研究大楼 膜结构工程实例膜结构工程实例丹佛国际机场丹佛国际机场 膜结构工程实例膜结构工程实例丹佛国际机场丹佛国际机场 膜结构工程实
43、例膜结构工程实例丹佛国际机场丹佛国际机场美国明尼阿波利斯的大城市穹顶美国明尼阿波利斯的大城市穹顶第第3章章 空间结构体系所适用的建筑类型空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式薄壳薄壳 网架网架 膜膜 混合形式混合形式 悬索悬索 按照建筑设计按照建筑设计的要求及材料、的要求及材料、结构功能的合结构功能的合理性，以多种理性，以多种形式混合使用形式混合使用雷诺汽车中心雷诺汽车中心悬索与屋面悬索与屋面钢梁混合使用钢
44、梁混合使用(b) 悬索与屋面钢梁的组合(a) 结构单元拼装示意(a) 上海八万人体育馆鸟瞰 (b) 变截面柱及悬臂桁架 (d) 结构形式总体示意 (c) 张拉膜结构顶盖上海八万人体育馆上海八万人体育馆变截面变截面柱、悬臂桁架及张拉膜的混柱、悬臂桁架及张拉膜的混合使用合使用第第3章章 空间结构体系所适用的建筑类型空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式 各种空间结构类型比起其它平面类型的结构形式来，除了在发挥材
45、料性能、各种空间结构类型比起其它平面类型的结构形式来，除了在发挥材料性能、减少结构自重、增加覆盖面积方面的优势外，其形状的富于变化以及支座形减少结构自重、增加覆盖面积方面的优势外，其形状的富于变化以及支座形式的灵活选用及灵活布置，对建筑空间以及建筑形态的构成无疑都有着积极式的灵活选用及灵活布置，对建筑空间以及建筑形态的构成无疑都有着积极的意义的意义 空间结构支承系统不但适用于各种民用和工业建筑的单体，而且可以应用空间结构支承系统不但适用于各种民用和工业建筑的单体，而且可以应用于建筑物的局部，特别是建筑物体型变化的关节点、各部分交接的连接处以于建筑物的局部，特别是建筑物体型变化的关节点、各部分交
46、接的连接处以及局部需要大空间的地方。这些部分要么是垂直承重构件的布置需兼顾被连及局部需要大空间的地方。这些部分要么是垂直承重构件的布置需兼顾被连接部分的结构特征，或者需要局部减少垂直构件的数量以得到较大的使用空接部分的结构特征，或者需要局部减少垂直构件的数量以得到较大的使用空间；要么是在建筑方面需要形成较为活跃的元素，希望能够在这个位置上有间；要么是在建筑方面需要形成较为活跃的元素，希望能够在这个位置上有较为活泼的建筑体型较为活泼的建筑体型(c) 拱+张拉膜的临时展示空间(d) 拱架支承索网的体育馆（右）以及网架支承的太阳能收集装置（左）空间结构体系在各种建筑类型上面的应用(a) 张拉膜结构的街头小品(b) 商店预制壳体的雨篷空间结构体系在建筑物“关节”点及顶层大空间上的应用各结构体系的实用层数各结构体系的实用层数