10大跨度空间结构建筑构造概述03

当代代建建筑筑设设计计语语汇汇解解析析建筑筑材材料料与与构构造造1第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第二二节节大大跨跨度度建建筑筑的的结结构构形形式式与与建建筑筑造造型型六.折板板结结构构及及其其建建筑筑造造型型折板板是是以以一一定定倾倾斜斜度度整整体体连连接接的的一一种种薄薄板板体体系系，，一一般般采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土或或钢钢丝丝网网水水泥泥建建造造。。（一一））受受力力特特点点、、优优缺缺点点和和适适用用范范围围1.受力力特特点点折板板结结构构由由折折板板和和横横隔隔建建组组成成，，在在波波长长方方向向，，折折板板的的波波峰峰和和波波谷谷处处可可理理解解为为钢钢筋筋混混凝凝土土连连续续板板的的支支点点，，在在跨跨度度方方向向折折板板可可理理解解为为梁梁。。其其强强度度随随折折板板矢矢高高的的增增加加而而增增加加。。横横隔隔构构件件的的作作用用是是连连接接折折板板的的支支座座。。2第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第二二节节大大跨跨度度建建筑筑的的结结构构形形式式与与建建筑筑造造型型六.折板板结结构构及及其其建建筑筑造造型型（一一））受受力力特特点点、、优优缺缺点点和和适适用用范范围围2.优缺缺点点折板板呈呈空空间间受受力力结结构构，，力力学学性性能能良良好好，，结结构构厚厚度度薄薄，，省省材材料料，，但但施施工工较较为为困难难，，防防水水问问题题不不易易解解决决。。3.适用用范范围围适于于建建造造大大跨跨度度建建筑筑的的屋屋顶顶或或建建筑筑外外墙墙。。由由于于其其缺缺点点，，现现较较少少采采用用，，更更多多为为其其他他结结构构构构造造形形式式取取代代。。流流行行年年代代为为60-70年代代。。V型折折板板的的制制作作：：采采用用预预应应力力钢钢丝丝配配筋筋浇浇筑筑成成平平板板形形式式，，然然后后再再折折成成v形，，板板厚厚很很小小，，一一般般为为3.5-5cm。3第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第二二节节大大跨跨度度建建筑筑的的结结构构形形式式与与建建筑筑造造型型六.折板板结结构构及及其其建建筑筑造造型型（二二））折折板板的的结结构构形形式式和和尺尺寸寸1.结构构形形式式（1）按按波波长长数数目目分分单波波、、多多波波折折板板（2）按按结结构构跨跨度度分分单跨跨、、多多跨跨（3）按按结结构构断断面面分分三角角形形、、梯梯形形（4）按按折折板板形形状状分分平行行折折板板、、扇扇形形折折板板（5）按按跨跨度度与与波波长长的的关关系系分分跨度度与与波波长长比比大大于于1时为为长长折折板板，，小小于于1时为为短短折折板板。。4第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第二二节节大大跨跨度度建建筑筑的的结结构构形形式式与与建建筑筑造造型型六.折板板结结构构及及其其建建筑筑造造型型（二二））折折板板的的结结构构形形式式和和尺尺寸寸2．折折板板结结构构的的尺尺寸寸长折折板板的的矢矢高高应应≥跨度度的的1/10-1/15，短短折折板板的的矢矢高高应应≥跨度度的的1/8当波波长长≤12m时折折板板结结构构较较为为经经济济合合理理。。（三三））折折板板结结构构的的建建筑筑造造型型折板板结结构构可可做做折折形形屋屋面面或或墙墙面面，，形形成成较较有有特特色色的的建建筑筑外外观观。。另另外外可可适适用用于于矩矩形形、、方方形形、、梯梯形形、、多多边边形形、、圆圆形形等等多多种种建建筑筑平平面面形形式式。。5第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述6第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述7第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型七.薄壳结构构及其建建筑造型型薄壳结构构是用混混凝土等等刚性材材料以各各种曲面面形式构构成的薄薄板结构构（一）受受力特点点、优缺缺点和适适用范围围1.受力特点点薄壳结构构成空间间受力，，主要承承受曲面面内的轴轴向力，，由于是是空间受受力，钢钢筋混凝凝土材料料强度得得到充分分利用，，一般薄薄壳的厚厚度仅为为跨度的的几百分分之一2.优缺点自重轻、、省材料料、跨度度大、外外形多样样，但形形体复杂杂、结构构计算复复杂，现现浇施工工费工费费时。8第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型七.薄壳结构构及其建建筑造型型（二）薄薄壳结构构的形式式常用的薄薄壳结构构有四种种形式：：筒壳、、圆筒壳壳、双曲曲扁壳、、鞍形壳壳等1.筒壳（1）筒壳的的构成筒壳是单单曲面薄薄壳结构构，由壳壳面、边边梁、横横隔构件件组成。。（2）筒壳结结构的分分类筒壳两横横隔构件件之间的的距离为为筒壳的的跨度（（L1）筒壳两边边梁之间间的距离离为筒壳壳的波长长（L2），当L1/L2›1时称为长长壳当L1/L2‹1时称为短短壳短壳结构构较长壳壳结构受受力性能能好设筒壳的的矢高为为f,应使f≥L1/15-L1/109第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型七.薄壳结构构及其建建筑造型型（二）薄薄壳结构构的形式式2.圆顶壳圆顶壳是是半球形形薄壳结结构，由由壳面和和支承环环两部分分组成。。由于支承承环对壳壳体起约约束的作作用，壳壳体边缘缘会产生生局部弯弯矩，因因此壳面面边缘支支承环附附近往往往较厚。。圆顶壳的的下部支支撑结构构可以是是墙、柱柱、边拱拱等。3.双曲扁壳壳双曲扁壳壳是矢高高与边长长之比小小于1/5的圆形壳壳体结构构，四边边呈抛物物线形，，由双向向弯曲的的壳面和和四边的的横隔构构件组成成。10第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型七.薄壳结构构及其建建筑造型型（二）薄薄壳结构构的形式式4.双曲抛物物面壳双曲抛物物面壳是是马鞍形形薄壳结结构，由由壳面和和边缘构构件组成成。从双双曲抛物物面壳上上取一部部分进行行组合，，则可以以形成各各种形式式的扭壳壳结构。。11第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型七.薄壳结构构及其建建筑造型型（三）薄薄壳结构构的建筑筑造型薄壳结构构的建筑筑造型以以几何曲曲面形为为基本特特征，基基本形式式为圆筒筒形、圆圆球形、、双曲抛抛物面形形、及其其各种组组合的形形式，建建筑造型型别具特特色。12第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型泉餐厅建筑跨度度30m，薄壳根根部厚12cm端部厚4cm13第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型14第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型15第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型16第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型17第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（一））受力力特点点、优优缺点点和适适用范范围1.受力特特点悬索结结构由由索网网、边边缘构构件和和下部部支承承结构构三部部分组组成。。索网网只承承受轴轴向拉拉力，，不受受弯矩矩也不不受剪剪力；；索网网边缘缘构件件，可可采用用梁、、桁架架、拱拱等结结构形形式，，承受受压力力和弯弯矩；；下部部支承承结构构通常常采用用柱结结构，，是受受压构构件。。2.优缺点点充分发发挥材材料的的力学学性能能，比比普通通钢结结构节节省钢钢材50%，减轻轻结构构自重重。建建筑外外形具具有特特色，，适合合于方方形、、矩形形、椭椭圆形形等不不同的的建筑筑平面面形式式。另另外，，在大大跨度度建筑筑中悬悬索结结构的的施工工最为为方便便。但但在在强风风作用用下容容易丧丧失稳稳定性性而破破坏。。3.适用范范围适用于于跨度度在60-150M范围内内的大大跨度度建筑筑，如如体育育馆、、会堂堂、展展览馆馆等建建筑。。18第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式悬索结结构按按外形形分为为：单单曲面面悬索索和双双曲线线面悬悬索，，按索网网的布布置方方式分分为：：单层层悬索索和双双层悬悬索1.单层单单曲面面悬索索结构构由一系系列相相互平平行的的拉索索组成成的悬悬索结结构。。单层层单曲曲面悬悬索的的结构构简单单，但但抗震震抗风风性能能较差差。为为解决决这一一问题题，通通常采采用重重屋盖盖（装装配式式预应应力钢钢筋混混凝土土屋面面板））。拉拉索的的拉力力决定定于跨跨中的的垂度度，一一般取取垂度度为跨跨度的的1/50-1/20。适合合于矩矩形平平面。。2.单曲面面双层层悬索索结构构由多片片平行行的索索网组组成，，每片片索网网由曲曲率相相反的的承重重索和和稳定定所构构成，，其间间用圆圆钢或或拉索索联系系，因因此也也被称称为拉拉索桁桁架。。此种种结构构具有有较好好的抗抗风荷荷载性性能，，可采采用轻轻型屋屋面。。一般般，上上索的的垂度度取跨跨度的的1/20-1/7，下索索的拱拱度取取跨度度的1/25-1/20。适合合于矩矩形平平面。。19第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式3.双曲面面单层层悬索索结构构拉索按按辐射射状布布置，，屋面面形成成旋转转曲面面。拉拉索的的一端端锚固固在受受压的的外环环梁上上，另另一端端锚固固在中中心的的受拉拉环上上或立立柱上上。此此种体体系需需采用用重屋屋盖。。多用用于圆圆形建建筑平平面.20第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式4.双曲面面双层层悬索索结构构拉索按按辐射射状布布置，，由承承重索索和稳稳定索索共同同构成成。屋屋面呈呈上凹凹、下下凹或或交叉叉形，，屋面面刚度度大，，抗风风、抗抗震性性能较较好，，可采采用轻轻型屋屋面。。多用用于圆圆形建建筑平平面。。21第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式5.双曲面面交叉叉悬索索结构构由两组组曲率率相反反的拉拉索交交叉组组成，，其中中下凹凹的一一组为为承重重索，，上凸凸的一一组为为稳定定索。。曲面面呈双双曲抛抛物面面，因因此也也成为为鞍形形悬索索。其其边缘缘构件件可采采用双双曲环环梁和和斜向向边拱拱等形形式。。鞍形形悬索索屋面面刚度度大，，可采采用轻轻型屋屋面，，适用用于各各种形形状的的建筑筑平面面，如如圆形形、椭椭圆形形、菱菱形等等。（三））悬索索结构构的建建筑造造型由于悬悬索不不承受受压力力，因因此建建筑造造型往往往呈呈凹曲曲面。。由于于边缘缘构件件的变变化，，索网网曲面面形式式多样样，建建筑造造型丰丰富多多彩。。22第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式23第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式24第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式25第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型八.悬索结结构及及其建建筑造造型（二））悬索索结构构的形形式26第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型PMMA有机玻玻璃（（聚甲甲基丙丙烯酸酸甲酯酯）27第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型九.张拉膜膜结构构及其其建筑筑造型型张拉膜膜结构构是利利用骨骨架、、索网网将各各种现现代薄薄膜材材料绷绷紧形形成建建筑空空间的的一种种结构构。作为新新的建建筑形形式于于本世世纪五五十年年代在在国际际上开开始出出现，，至今今已有有四十十多年年的历历史，，特别别是到到了七七十年年代以以后，，膜结结构的的应用用得到到了迅迅速发发展。。膜结结构重重量只只是传传统建建筑的的三十十分之之一,造型自自由轻轻巧、、制作作简易易、安安装快快捷，，阳光光的照照射下下，由由膜覆覆盖的的建筑筑物内内部充充满自自然漫漫射光光，无无强反反差的的着光光面与与阴影影的区区分，，室内内的空空间视视觉环环境开开阔和和谐。。因因而使使它在在世界界各地地受到到广泛泛应用用。28第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第二节节大跨跨度建建筑的的结构构形式式与建建筑造造型九.张拉膜膜结构构及其其建筑筑造型型张拉膜膜结构构是利利用骨骨架、、索网网将各各种现现代薄薄膜材材料绷绷紧形形成建建筑空空间的的一种种结构构。（一））分类类1.骨架式膜结结构以钢构或是是集成材构构成的屋顶顶骨架后，，在其上方方张拉膜材材的构造形形式，下下部支撑结结构安定性性高，因屋屋顶造型比比较单纯，，开口部不不易受限制制，且经经济效益高高等特点，，广泛适用用于任何大大，小规模模的空间。。2.张拉式膜结结构以膜材、钢钢索及支柱柱构成，利利用钢索与与支柱在膜膜材中导入入张力以达达安定的的形式。除除了可实践践具创意，，创新且美美观的造型型外，也是是最能展现现膜结构构精神的构构造形式。。近年来来，大型跨跨距空间也也多采用以以钢索与压压缩材构成成钢索网网来支撑上上部膜材的的形式。因因施工精度度要求高，，结构性能能强，且具具丰富的的表现力，，所以造价价略高于骨骨架式膜结结构。29第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型九.张拉膜结构构及其建筑筑造型张拉膜结构构是利用骨骨架、索网网将各种现现代薄膜材材料绷紧形形成建筑空空间的一种种结构。（二）受力力特点、优优缺点和适适用范围1.受力特点薄膜结构绷绷紧后承受受拉力，且且续保持受受拉状态才才能保证结结构的稳定定性。2.优缺点薄膜结构轻轻巧、构造造简单、安安装快速、、便于于拆迁、外外形多变。。但抗风能能力差，容容易失去稳稳定性。3.适用范围适于建设临临时性建筑筑和体育馆馆、展览馆馆等永久性性建筑，适适于各种形形状的建筑筑平面。30第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型（三）张拉拉膜建筑设设计的要点点1.薄膜材料的的选择轻质、高强强、耐温差差、防火性性好、具有有一定透明明度的材料料。通常选选用合成纤纤维、玻璃璃纤维或金金属纤维织织物。一般般采用聚酯酯纤维基布布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表表面涂层，，配以优质质的PVC组成的具有有稳定的形形状,并可承受一一定载荷的的建筑纺织织品。它的的寿命因不不同的表面面涂层而异异，一般可可达成12—50年。2.薄膜的形状状张拉薄膜形形状应形成成方向相反反的双曲面面，已达到到抗风的目目的，薄膜膜表面应形形成连续曲曲面，避免免雨雪积存存。3.支撑杆件的的设置内部支撑杆杆间应尽量量少设，以以免妨碍内内部使用。。九.张拉膜结构构及其建筑筑造型中央美术学学院庭院小小品31第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型（四）膜结结构设计的的主要内容容：1.初始态分析析：确保生生成形状稳稳定、应力力分布均匀匀的三维平平衡曲面，，并能够抵抵抗各种可可能的荷载载。2.荷载态分析析：张拉膜膜结构自身身重量很轻轻，仅为钢钢结构的1／5，混凝土结结构的1／40；因此膜结结构对地震震力有良好好的适应性性，而对风风的作用较较为敏感。。此外还要要考虑雪荷荷载和活荷荷载的作用用。由于目目前观测资资料尚少，，故对膜结结构的设计计通常采用用安全系数数法。3.主要结构构构件尺寸的的确定,当支承结构构的设计方方法与膜结结构不同时时，应注意意不同设计计方法间的的系数转换换。4.连接设计：：包括螺栓栓、焊缝和和次要构件件尺寸5.剪裁设计：：这一过程程应具备必必要的试验验数据，包包括所选用用膜材的拉拉伸试验确确定。膜结构在方方案阶段需需要考虑的的问题有：：1.预张力的大大小及张拉拉方式；2.根据控制荷荷载来确定定膜片的大大小和索的的布置方式式；3.考虑膜面及及其固定件件的形状以以避免积水水（雪）；；4.关键节点的的设计，以以避免应力力集中；5.考虑膜材的的运输和吊吊装。九.张拉膜结构构及其建筑筑造型32第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型（五）张拉拉膜结构的的建筑造型型九.张拉膜结构构及其建筑筑造型张拉膜结构构的造型呈呈棚幕状，，建筑形体体随支撑杆杆件的数目目、位置，，拉索牵引引方向和锚锚固方向的的不同而不不同，形态态自由灵活活。张拉膜建筑筑造型分类类：1.骨架单元排排列式2.伞式3.鞍式33第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型34第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型日本学生作作业35第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型节点36第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第二节大跨跨度建筑的的结构形式式与建筑造造型节点37第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型十.充气薄膜膜结构及及其建筑筑造型充气薄膜膜结构利利用薄膜膜材料制制成气囊囊，充气气后形成成建筑空空间。（一）受受力特点点、优缺缺点和适适用范围围1.受力特点点薄膜材料料在充气气后处于于受拉状状态才能能保持结结构稳定定2.优缺点材料力学学性能充充分发挥挥，结构构自重轻轻。材料料本身具具有较高高透明度度，便于于满足建建筑采光光要求。。3.适用范围围适于建设设临时性性建筑和和体育馆馆、展览览馆等永永久性建建筑，适适于各种种形状的的建筑平平面。38第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型十.充气薄膜膜结构及及其建筑筑造型（二）充充气膜结结构的形形式1.气承式依靠鼓风风机不断断向气囊囊送气，，保证正正压来维维持形体体的结构构形式。。由于受受力合理理，采用用较多。。2.气肋式以密闭的的充气薄薄膜做肋肋，在气气肋外再再敷设薄薄膜做维维护结构构形成建建筑空间间的结构构形式。。3.充气膜-索网结合合式充气膜结结构与索索网结构构相结合合的形式式，结构构跨度较较大、结结构稳定定性与抗抗风能力力较强。。（三）充充气膜结结构的建建筑造型型建筑形体体主要由由向外凸凸出的双双曲面构构成，建建筑造型型随建筑筑平面和和边缘构构件的变变化而变变化。39第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第二节大大跨度建建筑的结结构形式式与建筑筑造型大阪世博博会富士士馆，1970气肋式充充气建筑筑跨跨度50m桁架式充充气网膜膜冲绳博览览会芙蓉蓉俱乐部部，1981世界兰花花博览会会展馆，，1987索网充气气薄膜建筑师：：村田丰丰作品品40第四章大大跨度空空间结构构建筑构构造概述述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第二节大跨度度建筑的结构构形式与建筑筑造型东京圆顶运动动场气承式-索网结合建筑筑跨度201m41第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第二节大跨度度建筑的结构构形式与建筑筑造型十一.悬挑结构及其其建筑造型悬挑结构是将将钢筋混凝土土梁、板或桁桁架等构件从从支座处向外外做远距离延延伸的结构形形式。（一）受力特特点、优缺点点和适用范围围1.受力特点与简支梁相比比，当荷载与与简支梁相同同时，悬挑结结构允许跨度度仅为简支结结构的一半。。悬挑结构会会产生倾覆力力矩，为保证证结构的稳定定性，抗倾覆覆力矩/倾覆力矩应大大于1.52.优缺点结构形成无视视线阻隔的空空间，建筑造造型轻盈灵活活。3.适用范围由于视线无遮遮挡，常用作作体育场看台台挑篷、跳台台楼座、火车车站、航空港港月台雨棚、、影剧院等42第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第二节大跨度度建筑的结构构形式与建筑筑造型十一.悬挑结构及其其建筑造型（二）悬挑结结构形式悬挑距离较近近时，采用梁梁板结构，悬悬挑距离较远远时，可采用用桁架、折板板、薄壳、网网架等形式。。（三）悬挑结结构的建筑造造型1.单面悬挑结构构单面悬挑结构构倾覆力矩大大，往往要配配合拉杆和压压杆来保持结结构稳定多用于看台雨雨棚2.双面悬挑结构构双面悬挑结构构是对称结构构，不产生倾倾覆力矩，多多用于月台雨雨棚3.伞状悬挑结构构在一根承重柱柱顶部从四周周将悬臂向外外伸展的结构构。可以独立立使用，也可可以联合使用用。形式多样样，如圆形、、正方形、正正六边形、正正八边形等。。43第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第二节大跨度度建筑的结构构形式与建筑筑造型意大利巴利利SanNicola体育场，建筑筑师：皮亚诺诺单面悬挑44第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第二节大跨度度建筑的结构构形式与建筑筑造型西班牙加那那利群岛Tenerife音乐厅，建筑筑师：卡拉特特拉瓦桁架悬挑结构构45第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造一.设计要求与构构造组成（一）设计要要求1．较高的防水水性能2.较高的保温、、隔热性能2．较高的耐火火性能3．轻质高强、、耐久的材料料4．形式、色彩彩、质感、造造型等方面的的要求5．构件标准化化、定型化，，以便加快施施工速度总之要注意：：防水、热工工、材料、构构造、施工、、艺术等六方方面内容46第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造一.设计要求与构构造组成（二）屋顶构构造组成由承重结构、、屋面基层、、保温隔热层层、屋面面层层四部分组成成1．承重结构2．屋面基层（1）有檩方案搁栅板、屋面面板放在檩条条上，檩条置置于承重结构构上。（2）无檩方案搁栅板、屋面面板直接放在在承重结构上上。47第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造一.设计要求与构构造组成（二）屋顶构构造组成3．保温隔热层层（1）设在屋面板板上（2）挂于搁栅下下（3）置于吊顶上上4．屋面面层（1）卷材面层（2）涂料面层（3）金属瓦面层层（4）彩色压型钢钢板面层特例：薄壳结结构、折板结结构做屋顶时时、不需另设设屋面板，充充气膜、张拉拉膜结构不需需另设屋面基基层和防水面面层。48第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（一）卷材防防水屋面1.分类类及及特特点点卷材材分分为为油油毡毡卷卷材材和和橡橡胶胶卷卷材材两两类类。。油毡毡：：便宜宜、、质质量量差差、、使使用用年年限限短短，，约约为为5年。。橡胶胶卷卷材材：：成本本高高、、耐耐气气候候性性好好、、抗抗变变形形性性好好、、施施工工简简单单（（一一层层铺铺设设、、常常温温施施工工））、、使使用用年年限限长长，，约约为为30年。。2.橡胶胶卷卷材材屋屋面面构构造造材料料：：三三元元已已丙丙橡橡胶胶材料料尺尺寸寸：：宽宽1m,长20m胶粘粘剂剂：：CX404胶、、硫硫化化性性丁丁基基橡橡胶胶（（搭搭接接处处））铺设设要要点点：：需在在基基层层和和卷卷材材背背面面同同时时涂涂胶胶，，卷卷材材拼拼接接处处搭搭接接宽宽度度至至少少100mm,屋面面保保护护层层采采用用银银色色着着色色剂剂。。49第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第三三节节大大跨跨度度建建筑筑的的屋屋顶顶构构造造二．．屋屋面面防防水水构构造造（二二））涂涂膜膜防防水水屋屋面面1.特点点原理理：：用防防水水涂涂料料涂涂于于屋屋面面基基层层，，在在表表面面形形成成不不透透水水的的薄薄膜膜，，以以达达到到防防水水目目的的。。优点点：：常温温施施工工、、操操作作简简单单、、抗抗气气候候性性强强，，使使用用寿寿命命较较长长，，约约十十年年。。屋屋面面自自重重轻轻。。缺点点：：涂膜膜厚厚度度薄薄，，易易坏坏用途途：：用于于钢钢筋筋混混凝凝土土为为基基层层的的屋屋面面形形式式50第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第三三节节大大跨跨度度建建筑筑的的屋屋顶顶构构造造二．．屋屋面面防防水水构构造造（二二））涂涂膜膜防防水水屋屋面面2涂膜膜防防水水屋屋面面构构造造材料料：：溶溶剂剂型型、、水水乳乳型型再再生生橡橡胶胶沥沥青青涂涂料料、、氯氯丁丁胶胶乳乳沥沥青青涂涂料料、、石石棉棉乳乳化化沥沥青青涂涂料料、、聚聚氨氨酯酯涂涂料料、、氯氯磺磺化化聚聚乙乙烯烯涂涂料料等等。。前前两两种种较较为为常常用用。。（1）铺铺有有玻玻璃璃丝丝布布的的涂涂膜膜防防水水屋屋面面构构造造做做法法再生生橡橡胶胶沥沥青青涂涂料料、、氯氯丁丁胶胶乳乳沥沥青青涂涂料料、、氯氯磺磺化化聚聚乙乙烯烯涂涂料料需需加加铺铺玻玻璃璃丝丝布布，，以以提提高高抗抗裂裂性性。。a.基层层找找平平处处理理现浇浇混混凝凝土土屋屋面面板板：：采用用聚聚合合物物水水泥泥砂砂浆浆补补平平预制制混混凝凝土土屋屋面面板板：：1：3水泥泥砂砂浆浆找找平平，，厚厚度度〉20mm,阴角角部部为为做做光光滑滑的的圆圆弧弧或或八八字字坡坡。。屋屋脊脊、、预预制制屋屋面面板板端端缝缝等等屋屋面面易易开开裂裂部部位位应应预预留留分分隔隔缝缝，，用用防防水水油油膏膏嵌嵌缝缝，，并并加加铺铺玻玻璃璃丝丝布布做做加加强强层层。。b.防水水层层一布布三三涂涂、、二二布布四四涂涂、、二二布布六六涂涂特殊殊部部位位如如阴阴阳阳角角、、天天沟沟、、雨雨水水口口、、泛泛水水、、贯贯穿穿屋屋面面的的设设备备管管道道根根部部应应附附加加1-2层玻玻璃璃丝丝布布。。3%<屋面面坡坡度度<25%51第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第三三节节大大跨跨度度建建筑筑的的屋屋顶顶构构造造二．．屋屋面面防防水水构构造造（二二））涂涂膜膜防防水水屋屋面面2.涂膜膜防防水水屋屋面面构构造造（1）铺铺有有玻玻璃璃丝丝布布的的涂涂膜膜防防水水屋屋面面构构造造做做法法特殊殊部部位位构构造造：：泛水水：：泛水水需需铺铺设设到到墙墙上上或或管管道道四四周周根根部部，，泛泛水水高高度度一一般般为为200-300mm,阴角角处处需需用用水水泥泥砂砂浆浆抹抹成成圆圆弧弧或或八八字字坡坡。。52第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第三三节节大大跨跨度度建建筑筑的的屋屋顶顶构构造造二．．屋屋面面防防水水构构造造（二二））涂涂膜膜防防水水屋屋面面2.涂膜膜防防水水屋屋面面构构造造（1）铺铺有有玻玻璃璃丝丝布布的的涂涂膜膜防防水水屋屋面面构构造造做做法法特殊殊部部位位构构造造：：雨水水口口：：雨水水口口周周围围基基层层呈呈杯杯形形凹凹坑坑，，玻玻璃璃丝丝布布剪剪成成莲莲花花瓣瓣形形，，交交错错密密实实地地贴贴进进杯杯口口下下部部的的雨雨水水套套管管中中至至少少80cm。53第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第四四章章大大跨跨度度空空间间结结构构建建筑筑构构造造概概述述第三三节节大大跨跨度度建建筑筑的的屋屋顶顶构构造造二．．屋屋面面防防水水构构造造（二二））涂涂膜膜防防水水屋屋面面2.涂膜防水屋面面构造（1）铺有玻璃丝丝布的涂膜防防水屋面构造造做法特殊部位构造造：挑檐口:用聚合物水泥泥砂浆或油膏膏做防水收头头54第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（二）涂膜防防水屋面2.涂膜防水屋面面构造（1）铺有玻璃丝丝布的涂膜防防水屋面构造造做法特殊部位构造造：变形缝：变形缝两侧设设附加墙，高高度不低于200mm，以便贴涂膜膜泛水。55第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（二）涂膜防防水屋面2.涂膜防水屋面面构造（1）铺有玻璃丝丝布的涂膜防防水屋面构造造做法特殊部位构造造：保护层不上人屋面：：同类防水涂涂料加适量银银粉作为着色色保护涂料、、或均铺细黄黄沙、石英砂砂、云母粉56第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（二）涂膜防防水屋面2.涂膜防水屋面面构造（1）铺有玻璃丝丝布的涂膜防防水屋面构造造做法特殊部位构造造：保护层上人屋面：铺地砖或混凝凝土板57第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（二）涂膜防防水屋面2.涂膜防水屋面面构造（2）不铺玻璃丝丝布的涂膜防防水屋面构造造做法抗拉强度和延延伸率大的防防水涂料如聚聚氨酯涂膜防防水涂料不需需铺设玻璃丝丝布防水膜聚氨酯涂膜防防水涂料分甲甲、乙两种，，施工时按1：1.5比例搅拌均匀匀，用塑料或或橡皮刮板分分两层进行涂涂刮。第二层层在第一层固固化后24h才能进行，防防水层厚度以以1.5mm为宜，每平方方米涂量为1.5kg。58第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（三）金属瓦瓦屋面用镀锌铁皮瓦瓦或铝合金瓦瓦作防水层的的一种屋面1.特点优点：屋面自自重轻、防水水性能好、使使用年限长，，约30年。缺点：拼缝多多、施工难、、造价高2.金属瓦屋面的的构造层次：：由下到上：檩檩条、木望板板、干铺油毡毡、经防腐蚀蚀处理的瓦材材。59第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（三）金属瓦瓦屋面3.金属瓦屋面的的划分：为便于施工应应绘制金属瓦瓦屋面划分图图图面上应表示示：瓦材的大大小、形状、、竖缝、横缝缝的位置、屋屋脊和天沟的的位置。瓦材大小应适适当，最大尺尺寸为2m。60第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（三）金属瓦瓦屋面4金属瓦的拼缝缝形式立咬口缝：：平行于水流流方向时采用用，预先固定定铁支角平咬口缝：：垂直于水流流方向时采用用，屋面坡度度小于等于30%时，采用双平平咬口缝。屋屋面坡度大于于30%时，可采用单单平咬口缝。61第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第四章大大跨度空间间结构建筑构构造概述第三节大大跨度建筑的的屋顶构造二．屋面防水水构造（三）金属瓦瓦屋面5特殊部部位构构造（1）泛水水瓦材与与立墙墙相接接处，，应将将瓦材材向上上弯起起，收收头头处用用钉子子钉于于预埋埋木砖砖上，，木砖砖位于于立墙墙槽口口内，，用油油膏封封严。。泛水水高度度为150-200mm。（2）天沟沟与斜斜沟天沟与与斜沟沟内的的金属属瓦材材宜采采用双双平咬咬口缝缝，用用油灰灰或油油膏嵌嵌缝。。（3）檐口口无组织织排水水屋面面，檐檐口瓦瓦材应应挑出出墙面面200mm，檐口口瓦材材折卷卷在T形铁上上，T形铁间间距不不大于于700mm。（4）雨水水口雨水口口处应应将金金属瓦瓦向下下弯折折，铺铺入雨雨水口口套管管中。。62第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第三节节大大跨跨度建建筑的的屋顶顶构造造二．屋屋面防防水构构造（三））金属属瓦屋屋面铝合金金瓦屋屋面上海体体育馆馆63第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第三节节大大跨跨度建建筑的的屋顶顶构造造二．屋屋面防防水构构造（三））金属属瓦屋屋面镀锌钢钢板瓦瓦屋面面浙江省省体育育馆64第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第三节节大大跨跨度建建筑的的屋顶顶构造造二．屋屋面防防水构构造（四））彩色色压型型钢板板屋面面1．彩板板屋面面的优优缺点点和适适用范范围（1）轻质质高强强单层彩彩板的的自重重50-100N/m²,保温夹夹芯彩彩板自自重100-120N/m²²，较钢钢筋混混凝屋屋面板板轻得得多。。（2）施工工方便便快速速彩板主主要靠靠螺栓栓连接接，施施工不不受气气候季季节影影响。。（3）利于于建筑筑造型型彩板色色彩丰丰富、、质感感强，，便于于增加加建筑筑艺术术效果果。（4）适用用范围围广适用于于平屋屋面、、曲面面屋面面等各各种类类型的的大跨跨度建建筑，，对于于不同同曲率率的屋屋面，，可采采用不不同波波高的的彩板板。65第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第三节节大大跨跨度建建筑的的屋顶顶构造造二．屋屋面防防水构构造（四））彩色色压型型钢板板屋面面3．彩板板的品品种与与规格格（1）彩板板的制制作：：彩板以以0.4-1.0mm的薄钢钢板为为基料料，表表面经经过镀镀锌、、涂饰饰面层层、辊辊压成成各种种凹凸凸断面面的型型材。。根据据表面面涂料料的不不同，，彩板板耐久久年限限可由由7-40年。（2）彩板板的分分类按功能能分：：可分为为单层层彩板板和保保温夹夹芯彩彩板，，单层层彩板板为一一层薄薄钢板板，保保温夹夹芯彩彩板由由上下下两层层钢板板中填填充聚聚氨酯酯硬质质泡沫沫塑料料制做做而成成。66第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第三节节大大跨跨度建建筑的的屋顶顶构造造二．屋屋面防防水构构造（四））彩色色压型型钢板板屋面面3．彩板板的品品种与与规格格（2）彩板板的分分类按断面面形式式分：：不同可可分为为波形形板、、梯形形板、、带肋肋梯形形板，，其中中带肋肋梯形形板的的强度度和刚刚度较较好67第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第三节节大大跨跨度建建筑的的屋顶顶构造造二．屋屋面防防水构构造（四））彩色色压型型钢板板屋面面3．彩板板的品品种与与规格格（2）彩板板的分分类我国彩彩板的的尺寸寸一般般为：：宽500-1500mm，最长长12m68第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第三节节大大跨跨度建建筑的的屋顶顶构造造二．屋屋面防防水构构造（四））彩色色压型型钢板板屋面面4.彩板屋屋面的的连接接与接接缝构构造彩板与与屋面面的连连接：：彩板通通常承承于檩檩条上上，檩檩条一一般为为槽钢钢、工工字钢钢或轻轻钢檩檩条，，间距距一般般为1.5-3.0m。彩板板与檩檩条的的连接接采用用螺栓栓、螺螺钉等等，螺螺钉用用于波波峰位位置，，当彩彩板波波高超超过35mm时，应应通过过铁架架连接接。螺螺钉采采用不不锈钢钢制造造，钉钉帽采采用带带胶垫垫的不不锈钢钢垫圈圈，以以防止止钉孔孔处渗渗水。。69第四章章大大跨度度空间间结构构建筑筑构造造概述述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第三节大大跨度建建筑的屋顶顶构造二．屋面防防水构造（四）彩色色压型钢板板屋面4.彩板屋面的的连接与接接缝构造彩板之间的的连接：彩板在水流流方向不宜宜有接缝，，不可避免免时应安排排在檩条处处，上下层层屋面板重重叠搭接，，并用密封封胶条嵌缝缝。采用一一道密封胶胶条时，搭搭接长度不不小于100mm，采用两道道密封胶条条时，搭接接长度为200-300mm。在屋面板宽宽度方向必必然出现接接缝，处理理方法主要要有：a．搭接缝左右两块屋屋面板重叠叠搭接，搭搭接宽度为为板材一个个波的大小小，并将密密封胶条堵堵塞缝隙，，并将缝口口置于主导导风背面。。70第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第三节大大跨度建建筑的屋顶顶构造二．屋面防防水构造（四）彩色色压型钢板板屋面4.彩板屋面的的连接与接接缝构造彩板之间的的连接：在屋面板宽宽度方向必必然出现接接缝，处理理方法主要要有：b.卡口缝左右两块屋屋面板用特特制的不锈锈钢卡子卡卡住的方式式。卡子通通过螺钉固固定于檩条条上，板与与板之间的的缝隙用薄薄钢板盖条条盖住。71第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第三节大大跨度建建筑的屋顶顶构造二．屋面防防水构造（四）彩色色压型钢板板屋面4.彩板屋面的的连接与接接缝构造彩板之间的的连接：在屋面板宽宽度方向必必然出现接接缝，处理理方法主要要有：c.卷边缝在屋面板横横向接缝部部位先安装装卡子，然然后用小型型拼缝机将将左右两块块屋面板边边包卷在卡卡子上，并并相互咬合合。72第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第三节大大跨度建建筑的屋顶顶构造二．屋面防防水构造（四）彩色色压型钢板板屋面5.彩板屋面的的细部构造造可参考定型型图集73第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四章大大跨度度空间结构构建筑构造造概述第四节中中庭天窗窗设计中庭：带有透光屋屋顶的中心心庭院，在在旅馆、办办公楼、购购物中心、、娱乐中心心、图书馆馆、展览馆馆、博物馆馆、银行、、学校等大大型公共建建筑中有广广泛的采用用。将广场场、花园、、街区等室室外环境引引入室内，，形成全天天候的公共共聚会场所所，作为多多功能空间间，中庭即即是交通枢枢纽，又是是人们活动动交往的中中心，具有有半室外半半室内的空空间环境特特质。目前前已成为一一种普遍的的建筑形式式。74第四章大大跨度度空间结