1、現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)欣賞空間結(jié)構(gòu)體系嘉庚學(xué)院土木工程系 許云燕1. 混合結(jié)構(gòu)2. 排架結(jié)構(gòu)（桁架）3. 框架結(jié)構(gòu)4. 剪力墻結(jié)構(gòu)5. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)6. 筒體結(jié)構(gòu)7. 其他結(jié)構(gòu)：膜結(jié)構(gòu)、桅式結(jié)構(gòu)、懸索、懸吊結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等按結(jié)構(gòu)體系分類高層作用結(jié)構(gòu)其他結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)懸吊結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)桅式結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)體系所適用的建筑類型 空間結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)各向受力，可以較為充分地發(fā)揮材料的性能，因而結(jié)構(gòu)自重小，是覆蓋大型空間的理想結(jié)構(gòu)形式屬于空間薄壁結(jié)構(gòu)，又可分為曲面殼和折板兩種。對(duì)建筑而言，結(jié)構(gòu)本身就形成了“面”，而且可以切削薄殼 網(wǎng)架 膜 混合形式 懸索 羅馬小體育宮圓形網(wǎng)狀扁球殼屋頂 用八個(gè)雙曲拋物面薄

2、殼拼成了洛斯馬納提拉斯餐廳（墨西哥） 用三個(gè)相同的扭殼構(gòu)成某療養(yǎng)所的餐廳折板成角度鋪設(shè)用作建筑物的屋面折板水平鋪設(shè)用作建筑物的屋面空間結(jié)構(gòu)體系所適用的建筑類型空間結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)各向受力，可以較為充分地發(fā)揮材料的性能，因而結(jié)構(gòu)自重小，是覆蓋大型空間的理想結(jié)構(gòu)形式屬于空間薄壁結(jié)構(gòu)，又可分為曲面殼和折板兩種。對(duì)建筑而言，結(jié)構(gòu)本身就形成了“面”，而且可以切削薄殼 網(wǎng)架 膜 混合形式 懸索 由許多桿件按照受力的合理性有規(guī)律地排列組合而成，可以分為平板網(wǎng)架和網(wǎng)殼兩種。網(wǎng)架空間整體性好。平板網(wǎng)架桿件正交、斜交后可以形成不同的平面形狀，使用相當(dāng)靈活。在需要時(shí)結(jié)構(gòu)桿件可以暴露 網(wǎng)殼與主體結(jié)構(gòu)脫開，自成體系地作為圍

3、護(hù)結(jié)構(gòu)而存在網(wǎng)殼相當(dāng)于格構(gòu)化的薄殼，但由鋼桿件組成的網(wǎng)殼一般比混凝土薄殼的自重要小得多，除了用作大空間的頂蓋外，還可以整體化地圍合空間 由網(wǎng)架結(jié)構(gòu)覆蓋的音樂(lè)廳曲面網(wǎng)架的大型展示空間及運(yùn)動(dòng)館空間結(jié)構(gòu)體系所適用的建筑類型空間結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)各向受力，可以較為充分地發(fā)揮材料的性能，因而結(jié)構(gòu)自重小，是覆蓋大型空間的理想結(jié)構(gòu)形式屬于空間薄壁結(jié)構(gòu)，又可分為曲面殼和折板兩種。對(duì)建筑而言，結(jié)構(gòu)本身就形成了“面”，而且可以切削薄殼 網(wǎng)架 膜 混合形式 懸索 由許多桿件按照受力的合理性有規(guī)律地排列組合而成，可以分為平板網(wǎng)架和網(wǎng)殼兩種。網(wǎng)架空間整體性好。平板網(wǎng)架桿件正交、斜交后可以形成不同的平面形狀，使用相當(dāng)靈活。在需

4、要時(shí)結(jié)構(gòu)桿件可以暴露用高強(qiáng)鋼絲做拉索，加上高強(qiáng)的邊緣構(gòu)件以及下部的支承構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)自重極大地減小，而跨度大大增加。除穩(wěn)定性相對(duì)較差外，是比較理想的大跨屋蓋結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于建筑而言，由于拉索顯示出柔韌的狀態(tài)，使得結(jié)構(gòu)形式輕巧且具有動(dòng)感兩片交叉拱作為索網(wǎng)邊緣構(gòu)件兩片剛性拱支撐屋面索網(wǎng)及其邊緣構(gòu)件屋蓋用懸索結(jié)構(gòu)的冰球館懸索結(jié)構(gòu)屋面覆蓋的世博會(huì)展廳某展示廳（意大利）空間結(jié)構(gòu)體系所適用的建筑類型空間結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)各向受力，可以較為充分地發(fā)揮材料的性能，因而結(jié)構(gòu)自重小，是覆蓋大型空間的理想結(jié)構(gòu)形式屬于空間薄壁結(jié)構(gòu)，又可分為曲面殼和折板兩種。對(duì)建筑而言，結(jié)構(gòu)本身就形成了“面”，而且可以切削薄殼 網(wǎng)架 膜 混合形

5、式 懸索 由許多桿件按照受力的合理性有規(guī)律地排列組合而成，可以分為平板網(wǎng)架和網(wǎng)殼兩種。網(wǎng)架空間整體性好。平板網(wǎng)架桿件正交、斜交后可以形成不同的平面形狀，使用相當(dāng)靈活。在需要時(shí)結(jié)構(gòu)桿件可以暴露用高強(qiáng)鋼絲做拉索，加上高強(qiáng)的邊緣構(gòu)件以及下部的支承構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)自重極大地減小，而跨度大大增加。除穩(wěn)定性相對(duì)較差外，是比較理想的大跨屋蓋結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于建筑而言，由于拉索顯示出柔韌的狀態(tài)，使得結(jié)構(gòu)形式輕巧且具有動(dòng)感在本質(zhì)上也是受拉構(gòu)件。像薄殼一樣，兼有承重和圍護(hù)的雙重功能。其張拉力來(lái)源于充氣或者用桅桿、拱、拉索等構(gòu)件來(lái)將膜繃緊。由于這些構(gòu)件靈活的布置形式以及膜本身輕柔的外表，在城市室外空間小品中也常應(yīng)用體育場(chǎng)張

6、拉膜結(jié)構(gòu)頂蓋 可以想象把索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的索細(xì)化加密，直到交織成一張薄膜張拉膜結(jié)構(gòu)的連廊張拉膜結(jié)構(gòu)的展示空間某體育場(chǎng)由半透明的充氣膜結(jié)構(gòu)覆蓋，可根據(jù)不同球隊(duì)的比賽改變外觀的顏色充氣膜結(jié)構(gòu)的植物園穹頂膜結(jié)構(gòu)的空間研究大樓充氣結(jié)構(gòu)又稱充氣薄膜結(jié)構(gòu)，是在玻璃絲增強(qiáng)塑料薄膜或尼龍布罩內(nèi)部充氣形成一定的形狀，作為建筑空間的覆蓋物?？臻g結(jié)構(gòu)體系所適用的建筑類型空間結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)各向受力，可以較為充分地發(fā)揮材料的性能，因而結(jié)構(gòu)自重小，是覆蓋大型空間的理想結(jié)構(gòu)形式屬于空間薄壁結(jié)構(gòu)，又可分為曲面殼和折板兩種。對(duì)建筑而言，結(jié)構(gòu)本身就形成了“面”，而且可以切削薄殼 網(wǎng)架 膜 混合形式 懸索 由許多桿件按照受力的合理性有規(guī)律地

7、排列組合而成，可以分為平板網(wǎng)架和網(wǎng)殼兩種。網(wǎng)架空間整體性好。平板網(wǎng)架桿件正交、斜交后可以形成不同的平面形狀，使用相當(dāng)靈活。在需要時(shí)結(jié)構(gòu)桿件可以暴露用高強(qiáng)鋼絲做拉索，加上高強(qiáng)的邊緣構(gòu)件以及下部的支承構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)自重極大地減小，而跨度大大增加。除穩(wěn)定性相對(duì)較差外，是比較理想的大跨屋蓋結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于建筑而言，由于拉索顯示出柔韌的狀態(tài)，使得結(jié)構(gòu)形式輕巧且具有動(dòng)感在本質(zhì)上也是受拉構(gòu)件。像薄殼一樣，兼有承重和圍護(hù)的雙重功能。其張拉力來(lái)源于充氣或者用桅桿、拱、拉索等構(gòu)件來(lái)將膜繃緊。由于這些構(gòu)件靈活的布置形式以及膜本身輕柔的外表，在城市室外空間小品中也常應(yīng)用按照建筑設(shè)計(jì)的要求及材料、結(jié)構(gòu)功能的合理性，以多種形

8、式混合使用(c) 拱+張拉膜的臨時(shí)展示空間(d) 拱架支承索網(wǎng)的體育館（右）以及網(wǎng)架支承的太陽(yáng)能收集裝置（左）空間結(jié)構(gòu)體系在各種建筑類型上面的應(yīng)用(a) 張拉膜結(jié)構(gòu)的街頭小品(b) 商店預(yù)制殼體的雨篷單層剛架、拱在結(jié)構(gòu)上屬于平面受力體系，可以通過(guò)改變排列方式或平面尺寸適應(yīng)較活潑的建筑平面和體型；還可以結(jié)合空間結(jié)構(gòu)屋蓋系統(tǒng)覆蓋大空間 早期羅馬人在建筑中使用的拱券某大學(xué)室內(nèi)體育館的木構(gòu)剛架及天窗 某剛架結(jié)構(gòu)車站鋼制剛架結(jié)構(gòu)的飛機(jī)庫(kù) 鋼制剛架結(jié)構(gòu)的玻璃暖房 拱券結(jié)構(gòu)的住宅室內(nèi)美國(guó)蒙哥馬里體育館用平行拱支承屋面覆蓋圓形平面殼體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：一種曲面形的空間結(jié)構(gòu)。有很好的空間傳力性能以較小的構(gòu)件厚度覆蓋大

9、的空間，可做成各種形狀，造型新穎，兼有承重和圍護(hù)雙重作用，能大幅度地節(jié)省材料。懸索結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：構(gòu)件受拉，能充分利用抗拉性能很好的材料，跨度大、自重小、材料省且便于施工。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式，通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而成的空間結(jié)構(gòu)。桿件承受拉力或壓力，重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)家大劇院薄殼結(jié)構(gòu)常用的形狀為圓頂、筒殼、折板、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼等。圓形圓頂結(jié)構(gòu)是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在軸對(duì)稱荷載作用下，將只產(chǎn)生兩種力：徑向力和環(huán)向力。徑向力為沿經(jīng)線方向的力，因其要平衡垂直向下荷載，所以必定為壓力。環(huán)向力為沿緯線方向的。力圓形屋頂在垂直荷載作用下，上部的圓頂部分將受壓收縮，其直徑將變

10、小，而下部近支承部分直徑將增大，即上部將產(chǎn)生環(huán)向壓力，而下部將產(chǎn)生環(huán)向拉力，中間將有一截面，為環(huán)向壓力向環(huán)向拉力轉(zhuǎn)變的交界線，該處的環(huán)向力為0，該截面稱為“過(guò)渡縫”。 案 例主、次拱均采用鋼管網(wǎng)架由網(wǎng)架結(jié)構(gòu)覆蓋的交通空間屋蓋用懸索結(jié)構(gòu)的冰球館懸索結(jié)構(gòu)屋面覆蓋的世博會(huì)展廳42充氣結(jié)構(gòu)又稱充氣薄膜結(jié)構(gòu)，是在玻璃絲增強(qiáng)塑料薄膜或尼龍布罩內(nèi)部充氣形成一定的形狀，作為建筑空間的覆蓋物?！八⒎健笔鞘澜缟献畲蟮哪そY(jié)構(gòu)工程，建筑外圍采用世界上最先進(jìn)的環(huán)保節(jié)能ETFE(四氟乙烯)膜材料?！八⒎健闭w建筑由3000多個(gè)氣枕組成，氣枕大小不一、形狀各異，覆蓋面積達(dá)到10萬(wàn)平方米，堪稱世界之最。除了地面之外，外表都采用了膜結(jié)構(gòu)。安裝成功的氣枕將通過(guò)事先安裝在鋼架上的充氣管線充氣變成“氣泡”，整個(gè)充氣過(guò)程由電腦智能監(jiān)控，并根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣壓、光照等條件使“氣泡”保持最佳狀態(tài)。應(yīng)力膜皮結(jié)構(gòu) 應(yīng)力膜皮結(jié)構(gòu)一