建筑结构选型-圆顶结构的工程实例分析

1、建筑结构选型圆顶结构工程实例圆顶薄壳是正高斯曲率的旋转曲面壳，由壳面与支座环组成，壳面厚度做得很薄，一般为曲率半径的1600，跨度可以很大。支座环对圆顶壳起箍的作用，并通过它将整个薄壳搁置在支承构件上。根据建筑设计的要求，圆顶的形式可采用球面壳、椭球面壳及旋转抛物面壳等。圆顶结构是极古老而近代仍在大量应用的一种结构型式。它适用于平面为圆形的建筑，圆顶结构穹拱式的造型及四周传力的特点，使它既满足了杂技院、剧院、展览馆、天文馆等建筑功能上的要求，又具有很好的空间工作性能。实例分析：罗马小体育馆罗马奥林匹克小体育馆为钢筋混凝土网状扁球结构。球壳直径为59.13米，葵花瓣似的网肋，把力传到斜柱顶，斜柱

2、的倾角与壳底边缘径向切线方向一致，把推力传入基础，结构轻巧且受力合理。设计者为意大利建筑师A.维泰洛齐和工程师P.L.奈尔维。这座朴素而优美的体育馆是奈尔维的结构设计代表作之一，在现代建筑史上占有重要地位。小体育宫平面为圆形，直径60米，屋顶是一球形穹顶，在结构上与看台脱开。穹顶的上部开一小圆洞，底下悬挂天桥，布置照明灯具，洞上再覆盖一小圆盖。就视觉而言，略嫌低小。穹顶宛如一张反扣的荷叶，由沿圆周均匀分布的36个“丫”形斜撑承托，把荷载传到埋在地下的一圈地梁上。斜撑中部有一圈白色的钢筋混凝土“腰带”，是附属用房的屋顶，兼作联系梁。球顶下缘由各支点间均分，向上拱起，避免了不利的弯距。从建筑效果上

3、看，即使轮廓丰富,又可防止因视错觉产生的下陷感。小体育宫的外形比例匀称，小圆盖、球顶、丫形支撑、“腰带”等各部分划分得宜。小圆盖下的玻璃窗与球顶下的带形窗遥相呼应，又与屋顶、附属用房形成虚实对比。“腰带”在深深的背景上浮现出来，既丰富了层次，又产生尺度感。丫形斜撑完全暴露在外，混凝土表面不加装饰，显得强劲有力，表现出体育所特有的技巧和力量，使建筑获得强烈的个性。小体育宫优美的球顶天花著称于世。它是一个建筑设计、结构设计和施工技术巧妙结合的优秀艺术品。球顶由1620块用钢丝网水泥预制的菱形槽板拼装而成，板间布置钢筋现浇成“肋”，上面再浇一层混凝土，形成整体兼作防水层。预制槽板的大小是根据建筑尺度

4、、结构要求和施工机具的起吊能力决定的。条条拱肋交错形成精美的图案，如盛开的秋菊，素雅高洁。球顶边缘的支点很小，丫形斜撑上部又逐渐收细，颜色浅淡，再加上对应各支点间悬挂在球顶上的深色吊灯的对比作用，使球顶好像悬浮在空中。如此独特的意境令人赞叹，难怪奈尔维被称作“钢筋混凝土诗人”。 小体育宫整个大厅的尺度处理也很好。穹顶中心的尺度最小，越往边缘，尺度逐渐加大，与支架相接处的构件尺度最大。最外边的三个一组的构件，顺着拱肋走向，把力集中到支点上。而它们的轮廓与丫形斜撑上部形成的菱形，又与预制槽板的菱形相似，不过它们是通透的，不显沉重。这种相似形状的有韵律的重复和虚实对比手法，使整个穹顶分外轻盈和谐。实

5、例分析：北京天文馆北京天文馆是新中国成立以后建成的第一座天文馆，他的顶盖即是直径为25米的半球形圆顶结构，壳体厚度只有60毫米，混凝土利用喷射法施工，没平方米结构自重只有200公斤左右。北京天文馆，位于北京西直门外大街，为国家级自然科学类专题科学博物馆。主要通过人造星空模拟表演，举办天文知识展览，编辑出版和发行天文科普书刊，组织进行大众天文观测等形式向公众宣传普及天文学知识。除此之外，还根据不同层次的青少年学生经常性地组织举行天文讲座、天文培训、天文奥赛、知识竞赛和天文科技夏（冬）令营等各种科普活动，引导和培养学生们对自然科学的兴趣和爱好。北京天文馆已经成为我国向公众，特别是青少年公众开展天文科普宣传、教育的主要阵地