大跨度建筑的结构类型及造型讲述.ppt

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 杜勒斯国际机场：单跨矩形平面，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。 膜结构 以优良的柔软组织物为膜面材料，由空气压力支承（气承式）、或柔性钢索（张拉式）或刚性骨架（骨架式）将膜材绷紧而形成建筑空间。 A:质轻，透光、自洁性好；施工方便造型丰富。 DIA:隔声效果差、耐久性不够好、膜面抵抗局部集中荷载的能力差 张拉膜结构（帐篷结构） 为提高膜面的抗风能力，可将其设计成呈反向的双曲面形式——正负曲面。且对拉索施加适当的预应力，以保证无论何方向的风力作用都不会松弛。 抹面材料宜选择轻质、高强、耐高温、低温、防火性好，有一定透明度的材料。 蒙特利尔博览会德国馆 骨撑膜结构 常见骨架：桁架、拱、网架、网壳 膜材仅为表皮使用，自身结构承载作用不能得到充分发挥，结构跨度、造型也受到支撑骨架的限制 上海八万人体育场，与它前面的老上海万人体育场 充气膜结构 利用膜材料制成气囊，充气后，总是以曲线和曲面来构成自己独特外形。 薄膜结构兼有承重和维护功能，简化建筑构造。 适用于各种形状平面，材料透明度高，即使跨度很大的建筑不设天窗也可。 其他新型结构：张悬梁和张悬网架 原理：通过张拉下弦高强拉索，使得撑杆产生向上分力，导致上弦构件产生向上的内力和形变趋势，从而抵消部分向下的外加荷载影响，达到降低上弦构件的内力，减小形变的效果。 上海浦东国际机场：屋顶最大跨度82.6M,张弦梁受力性能较好，外形简洁，富于表现力。 内容小结 穹顶、拱 刚架 桁架 空间网格（平板网架、曲面网壳） 薄板（折板、薄壳） 悬索 膜结构 新型：张悬梁 THANKS! * 看看这些新建筑 折板 定义：由一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系，常用钢筋混凝土，钢丝网水泥建造。 组成：折板+横隔构件 A：结构厚度薄，省材料，可预制装配，省模板，可做大跨度屋顶，也可作外墙。 平行折板 扇形折板 扇形板：一端波长小，一端大，放射状，适用于梯形平面。 巴西圣保罗会堂：D=60M,扇形折板从中心向四 周呈辐射状圆形；切割手法形成三角形外墙，结构与建筑造型完美统一。 联合国教科文组织会议大厅：顶棚和墙壁作为折板，呈现结构的韵律，空间的深度。 薄壳结构 受启发于自然界的种子外壳、蛋壳、贝壳……以最少的材料获得坚硬的外壳！ A:利用混凝土可塑性，主要承受曲面内轴向力，弯矩扭矩很小；强度、刚度好；薄壳厚仅为跨度几百分之一，一般平板结构的十分之一。自重轻、省材料、外形多样。 D:现浇施工，费工、费时、费模板，结构计算复杂，不易承受集中荷载。 薄壳结构形式 筒壳 圆顶壳 双曲扁壳 双曲抛物面壳 双曲扁壳与双曲抛物面壳 北京火车站——双曲扁壳 薄壳结构的建筑造型 建筑造型是以各种几何曲面图形为基本，有圆筒形、圆球形、双曲抛物面形。 不简单重复上述基本形式，而是巧妙地运用交贯、切割、改变参数等方法，重新组合再创造。造型独特新颖，突出建筑个性。 法格勒诺布尔冰球馆：四片筒形薄壳十字正交，花瓣形 美国“未来航空港”设计方案：两套筒壳，一是放射状的锥形筒壳；另一是呈环状的交叉固定筒壳。两套壳体，巧妙“相贯”。 墨西哥花田市餐厅，正方形平面，屋顶由四个双曲抛物面薄壳交叉相贯组成。交叉部位壳板增厚，但仅厚4CM，各向切割，整朵水浮莲漂浮在水面，别具匠心。 巴黎国家工业与技术中心陈列馆 三束锥状双曲面薄壳交汇于