大跨度建筑构造

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1、本单元内容:主要的大跨结构类型及造型特点屋顶的构造处理要点天窗设计要点三大跨度建筑构造本单元内容:主要的大跨结构类型及造型特点屋顶的构造处理要点天窗设计要点三大跨度建筑构造本单元内容:主要的大跨结构类型及造型特点屋顶的构造处理要点天窗设计要点本单元内容:主要的大跨结构类型及造型特点屋顶的构造处理要点天窗设计要点学习的重点各类型大跨结构的基本力学原理和特征建筑造型与结构的有机结合。尺度的概念屋顶构造及天窗大跨度建筑构造----概论界定：30M历史——万神庙——美国·底特律·韦恩县体育馆（WayneCountystadiu

2、m）（266m，圆形钢网壳）——上海体育馆（110m，圆形钢平板网架）——英国千年穹（365m，帐篷结构）选择结构形式的意义——造型——空间利用的合理性——对内部装饰的影响大跨度结构形式可分为两大类平面结构体系——桁架——刚架——拱——……（把结构构件本身作为独立的单元来考虑）空间结构体系——网架——折板——薄壳——悬索——……（把结构的所有组成构件协同起来共同跨越空间，作为整体来考虑——整体作用大于单个作用之和，且多向受力比单向受力更发挥材料潜力，空间工作比平面工作更符合力的自然传递路线）十种常用的大跨度结构形式拱刚

3、架桁架网架折板薄壳悬索帐篷薄膜充气薄膜悬挑一、拱结构及其造型特点结构类型影响造型的因素一、拱结构及其造型特点结构类型影响造型的因素一、拱结构及其造型特点——轴向受压（无弯距、只要求材料的受压性能好，可以很薄。相同截面高的拱与梁，由于前者的曲面作用，跨度相差n倍）——有横向侧推力一、拱结构及其造型结构类型——无铰拱、两铰拱、三铰拱——木、钢、钢筋混凝土——实腹、空腹一、拱结构及其造型影响造型的因素——矢高f（1/5-1/7不小于1/10）——平衡水平侧推力的方式——屋面材料的类型（如油毡f不小于1/8）实例二、刚架结构及

4、其造型特点结构类型影响造型的因素二、刚架结构及其造型特点——刚结点（与排架结构对比）：大大减少梁的跨中弯距——结构断面小，外形简洁，可暴露结构构件——门型刚架中部向上微翘有利于综合利用室内空间，扩大净空高度——适用于40m跨度以内，动荷载不能太大（吊车≤10T，远小于排架）二、刚架结构及其造型结构类型——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架二、刚架结构及其造型三、桁架结构及其造型特点——格构形，全部节点均为铰接，每一杆件受力均为轴向力。——受力时考虑施于节点，可避免使杆件受弯。优点——①省材②受力明确③自重轻，可跨越较大空间④

5、便于安装运输缺点——结构高度较大，需增强稳定性三、桁架结构及其造型类型按构成●三角形结构高度最低1/5-1/2≤18m●拱形受力最好1/6-1/818-36m60m（无斜腹杆）15-30m●梯形受力较好，制作方便1/6-1/818-36m72m按材料●钢适宜36m以上跨度，自重轻●钢筋混凝土适宜36m以下跨度●木——特殊环境（相对湿度大于75%或有腐蚀性介质时）不宜钢、木材料，只宜预应力钢筋混凝土材料。三、桁架结构及其造型三、桁架结构及其造型实例实例四、网架结构及其造型特点结构类型网架尺寸杆件断面节点连接造型四、网架结

6、构及其造型特点杆件互相支撑，形成多向受力的空间结构优点●空间刚度好（多向受力，整体性好）●自重轻跨度大（受力合理，节省材料）●杆件规格统一为有限的几种，易于工厂化生产●有利于选型、适于各种屋面形状四、网架结构及其造型类型按外形平板、曲面按层数单层、双层、多层按材料木、钢、钢筋混凝土四、网架结构及其造型平板网架——构造简单：双层平板，无侧推力，只需简单支座——可覆盖各种形式平面●交叉桁架体系（两向或三向；正放与斜放）●角锥体系（三角锥、四角锥、六角锥）四、网架结构及其造型尺寸●网格高度（高跨比）见表4-1约1/15●网

7、格尺寸采用钢筋混凝土屋面板时≯3m×3m杆件断面与节点连接四、网架结构及其造型影响造型的因素●网架形式●支座方式四、网架结构及其造型四、网架结构及其造型五、折板结构及其造型特点结构类型造型实例五、折板结构及其造型特点L2/L1≤1短折板L2≤12米L2/L1≥1长折板f长折板=（1/10~1/15）L1——薄、省材；预制装配（装配整体式）；构造简单五、折板结构及其造型类型——断面——外形六、薄壳结构及其造型特点结构类型六、薄壳结构及其造型特点曲面内轴向力；薄、轻、省、跨大、造型丰富；费工费时类型筒壳、球壳、扁壳、鞍形壳

8、薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型薄壳结构及其造型七、悬索结构及其造型特点结构类型七、悬索结构及其造型特点分工明确——索网：钢索，只受力——边缘构件：梁、桁架、拱等——支承结构造型新颖、跨度大、施工简便七、悬索结构及其造型类型●单层单曲面●双层单曲面轮辐式鞍形七、悬索结构及其造型类型●单层单曲面●双层单曲面轮辐式鞍形