大跨度建筑的體型與建筑材料、結(jié)構(gòu)發(fā)展的關(guān)系

大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑，主要用于民用建筑的影劇院、體育場(chǎng)館、展覽館、大會(huì)堂、航空港以及其他大型公共建筑。在工業(yè)建筑中則主要用于飛機(jī)裝配車間、飛機(jī)庫(kù)和其他大跨度廠房。

縱觀大跨度建筑的發(fā)展史，經(jīng)歷了最早人們用時(shí)才來(lái)建造穹頂，到中世紀(jì)人們使用木材建造，到19世紀(jì)具有輕質(zhì)，高強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)的鐵的使用，以及現(xiàn)在對(duì)鋼鐵、混凝土、新型材料等的使用。在20世紀(jì)的最后25年里，大跨度建筑結(jié)構(gòu)逐漸占據(jù)了舉足輕重的特殊地位；大跨度建筑往往是衡量一個(gè)國(guó)家科技水平的一個(gè)重要指標(biāo)。

大跨度建筑在古代羅馬已經(jīng)出現(xiàn)，如公元120~124年建成的羅馬萬(wàn)神廟，呈圓形平面，穹頂直徑達(dá)43．3m，用天然混凝土澆筑而成，是羅馬穹頂技術(shù)的光輝典范。

大跨度建筑迅速發(fā)展的原因一方面是由于社會(huì)發(fā)展使建筑功能愈來(lái)愈復(fù)雜，需要建造高大的建筑空間來(lái)滿足群眾集會(huì)、舉行大型的文藝體育表演、舉辦盛大的各種博覽會(huì)等；另一方面則是新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)的出現(xiàn)，促進(jìn)了大跨度建筑的進(jìn)步。例如在古希臘古羅馬時(shí)代就出現(xiàn)了規(guī)模宏大的容納幾萬(wàn)人的大劇場(chǎng)和大角斗場(chǎng)，但當(dāng)時(shí)的材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)條件卻無(wú)法建造能覆蓋上百米跨度的屋頂結(jié)構(gòu)，結(jié)果只能建成露天的大劇場(chǎng)和露天的大角斗場(chǎng)。19世紀(jì)后半期以來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑上的廣泛應(yīng)用，使大跨度建筑有了很快的發(fā)展，特別是近幾十年來(lái)新品種的鋼材和水泥在強(qiáng)度方面有了很大的提高，各種輕質(zhì)高強(qiáng)材料、新型化學(xué)材料、高效能防水材料、高效能絕熱材料的出現(xiàn)，為建造各種新型的大跨度結(jié)構(gòu)和各種造型新穎的大跨度建筑創(chuàng)造了更有利的物質(zhì)技術(shù)條件。

大跨度建筑真正得到迅速發(fā)展還是在19世紀(jì)后半葉以后，特別是第二次世界大戰(zhàn)后的最近幾十年中。例如1889年為巴黎世界博覽會(huì)建造的機(jī)械館，跨度達(dá)到115m，采用三鉸拱鋼結(jié)構(gòu)。

1912-1913年在波蘭布雷斯勞建成的百年大廳直徑為65m，采用鋼筋混凝土肋穹頂結(jié)構(gòu)。目前世界上跨度最大的建筑是美國(guó)底特律的韋恩縣體育館，圓形平面，直徑達(dá)266m，為鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。大跨度建筑的結(jié)構(gòu)類型

一、拱券結(jié)構(gòu)及穹隆結(jié)構(gòu)

拱形結(jié)構(gòu)在承受荷重后除產(chǎn)生重力外還要產(chǎn)生橫向的推力，為保持穩(wěn)定，這種結(jié)構(gòu)必須要有堅(jiān)實(shí)、寬厚的支座。拱的跨度越大，支承它的墻則越厚。這必然會(huì)影響空間組合的靈活性。為了克服這種局限，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中人們又在單向筒形拱的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出一種雙向交叉的筒形拱。而之后為了建筑的發(fā)展熱門又創(chuàng)造出了穹隆結(jié)構(gòu)。穹隆結(jié)構(gòu)也是一種古老的大跨度結(jié)構(gòu)形式，早在公元前14世紀(jì)建造的阿托雷斯寶庫(kù)所運(yùn)用的就是一個(gè)直徑為14.5米的疊澀穹隆。到了羅馬時(shí)代，半球形的穹隆結(jié)構(gòu)已被廣泛地運(yùn)用于各種類型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神廟。神殿的直徑為43.3米，其上部覆蓋的是一個(gè)由混凝土做成的穹隆結(jié)構(gòu)。

二、椼架結(jié)構(gòu)與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

椼架也是一種大跨度結(jié)構(gòu)。在古代，雖然也有用木材做成各種形式的構(gòu)架作為屋頂結(jié)構(gòu)的，但是符合力學(xué)原理的新型椼架的出現(xiàn)卻是現(xiàn)代的事。椼架結(jié)構(gòu)雖然可以跨越較大的空間，但是由于它自身具有一定的高度，而且上弦一般又呈兩坡后曲線的形式，所以只適合擔(dān)當(dāng)作屋頂結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也是是一種新型大大跨度空間結(jié)結(jié)構(gòu)。它具有有剛度大、變變形小、應(yīng)力力分布均勻、、能大幅度地地減輕結(jié)構(gòu)自自重和節(jié)省材材料等優(yōu)點(diǎn)。。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可可以用木材、、鋼筋混凝土土或鋼材來(lái)做做，并且具有有多種多樣的的形式，使用用靈活方便，，可適應(yīng)于多多種形式的建建筑平面的要要求。近來(lái)國(guó)國(guó)內(nèi)外許多大大跨度公共建建筑或工業(yè)建建筑均普遍地地采用這種新新型的大跨度度空間結(jié)構(gòu)來(lái)來(lái)覆蓋巨大的的空間。三、殼體結(jié)構(gòu)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)由于于合理的外形形，內(nèi)部應(yīng)力力分配既合理理又均勻，同同時(shí)又可以保保持極好的穩(wěn)穩(wěn)定性，所以以盡管厚度極極小卻可以覆覆蓋很大的空空間。因?yàn)闅んw結(jié)構(gòu)屬于于高效能空間間薄壁結(jié)構(gòu)范范疇，可以適適應(yīng)于力學(xué)要要求的各種曲曲線形狀，所所以其承受彎彎曲及扭轉(zhuǎn)的的能力遠(yuǎn)比平平面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)大。另外，，因結(jié)構(gòu)受力力均勻，因而而可充分發(fā)揮揮材料的材耗耗，所以殼體體結(jié)構(gòu)體系非非常適用于大大跨度的各類類建筑。四、懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)由于鋼的強(qiáng)度度很高，很小小的截面就能能夠承受很大大的拉力，因因而在本世紀(jì)紀(jì)初就開(kāi)始用用鋼索來(lái)懸吊吊屋頂結(jié)構(gòu)。。懸索在均勻勻荷載作用下下必然下垂而而呈懸鏈曲線線的形式，索索的兩端不僅僅會(huì)產(chǎn)生垂直直向下的壓力力，而且還會(huì)會(huì)產(chǎn)生向內(nèi)的的水平拉力。。單向懸索結(jié)結(jié)構(gòu)為了支承承懸索并保持持平衡，必須須在索的兩端端設(shè)置立柱和和斜向拉索，，以分別承受受懸索所給予予的垂直壓力力和水平拉力力。單向懸索索的穩(wěn)定性很很差，特別是是在風(fēng)力的作作用下，容易易產(chǎn)生振動(dòng)和和失穩(wěn)。代代木國(guó)立室室內(nèi)綜合體育育場(chǎng)五、膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)是空間間結(jié)構(gòu)中最新新發(fā)展起來(lái)的的一種類型，，它以性能優(yōu)優(yōu)良的織物為為材料，或是是向膜內(nèi)充氣氣，由空氣壓壓力支撐膜面面，或是利用用柔性鋼索或或剛性骨架將將膜面繃緊，，從而形成具具有一定剛度度并能覆蓋大大跨度結(jié)構(gòu)體體系。膜結(jié)構(gòu)構(gòu)既能承重又又能起圍護(hù)作作用，與傳統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，，其重量卻大大大減輕，僅僅為一般屋蓋蓋重量的1/10-1/30。由于人們對(duì)更更大空間的需需求，大跨空空間結(jié)構(gòu)是近近三十年來(lái)發(fā)發(fā)展最快的結(jié)結(jié)構(gòu)形式。第二次世界大大戰(zhàn)后，不僅僅鋼材和混凝凝土提高了強(qiáng)強(qiáng)度，新型建建筑材料種類類也大大增加加，各種合金金、特種玻璃璃、化學(xué)材料料一開(kāi)始廣泛泛運(yùn)用于建筑筑為大跨度與與輕質(zhì)高強(qiáng)的的屋蓋提供了了有利條件。。隨著空間結(jié)構(gòu)構(gòu)迅速發(fā)展，，各類新型空空間結(jié)構(gòu)不斷斷涌現(xiàn)，如懸懸索結(jié)構(gòu)、張張拉整體結(jié)構(gòu)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)構(gòu)等。世界上上第一個(gè)懸索索結(jié)構(gòu)屋蓋是是美國(guó)于1953年建成成的Raleigh體育育館，采用兩兩個(gè)斜放的拋拋物線拱為邊邊緣的鞍型正正交索網(wǎng)。1958—1962年，，由小沙里寧寧設(shè)計(jì)的杜勒勒斯國(guó)際機(jī)場(chǎng)場(chǎng)候機(jī)廳是懸懸索結(jié)構(gòu)的又又一著名實(shí)例例。寬45.6m，長(zhǎng)182.5m，分為上下下兩層，大廳廳屋頂為每個(gè)個(gè)3m有一堆堆直徑為6.5cm的鋼鋼索懸掛在前前后兩排柱頂頂上，懸索丁丁部再鋪設(shè)預(yù)預(yù)制鋼筋混凝凝土板。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始始，在大跨度度建筑領(lǐng)域又又取得了一些些新的成就，，其主要表現(xiàn)現(xiàn)于體育館與與交通類建筑筑方面。這些些大跨度建筑筑在屋蓋方面面都有了新的的發(fā)展。1975年，，美國(guó)新奧爾爾良“超級(jí)穹穹頂”，直徑徑207米，，曾長(zhǎng)期被認(rèn)認(rèn)為是世界上上最大的球面面網(wǎng)殼?，F(xiàn)在這一地位位已被日本福福岡縣體育館館所取代；““福岡巨蛋””建于1993年，直徑徑222米蒙特利爾奧奧運(yùn)會(huì)體育育中心---1976年年最大跨度172m，高32m1983年建建成的加拿大大加里體育館館，采用采用用雙曲拋物面面索網(wǎng)屋蓋，，圓形平面直直徑135米米，迄今為止止仍是世界上上最大的索網(wǎng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。充氣結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)建簡(jiǎn)簡(jiǎn)單方方便，，可快快速裝裝拆，，使用用與重重量輕輕，運(yùn)運(yùn)輸體體積小小的場(chǎng)場(chǎng)合，，特別別適用用于索索網(wǎng)和和薄膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)的支支撐構(gòu)構(gòu)建。。自重重輕，，僅為為其他他結(jié)構(gòu)構(gòu)重量量的十十分之之一，，因而而容易易跨越越很大大的空空間，，適用用于體體育館館、展展會(huì)等等大型型公共共建筑筑。如如1988年建建的日日本東東京后后樂(lè)園園棒球球場(chǎng)，，直徑徑204米米，屋屋高61米米，總總體積積140萬(wàn)萬(wàn)平方方米。。東京充充氣體體育館館—1992木質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)倫敦滑滑鐵盧盧國(guó)際際隧道道鐵路路樞紐紐站---1993長(zhǎng)400m，跨跨度35——55m不不等1996年年亞特特蘭大大奧運(yùn)運(yùn)會(huì)““佐治治亞穹穹頂””，采采用張張拉式式索結(jié)結(jié)構(gòu)。。我國(guó)大大跨度度建筑筑是在在解放放后才才迅速速發(fā)展展起來(lái)來(lái)的，，20世紀(jì)紀(jì)70年代代建成成的上上海體體育館館，圓圓形平平面，，直徑徑110m，鋼鋼平板板網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)構(gòu)。我我國(guó)目目前以以鋼索索及膜膜材做做成的的結(jié)構(gòu)構(gòu)最大大跨度度已達(dá)達(dá)到320m。。北京京首首都都體體育育館館1996年年建建成成的的首首都都機(jī)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)四四機(jī)機(jī)位位機(jī)機(jī)庫(kù)庫(kù)北京京工工人人體體育育館館--1961哈爾爾濱濱速速滑滑館館---1995年年香港新國(guó)國(guó)際機(jī)場(chǎng)場(chǎng)---1998年國(guó)家體育育場(chǎng)—鳥鳥巢水立方國(guó)家大劇劇院廣州亞運(yùn)運(yùn)城綜合合體育館館謝謝觀賞賞！9、靜夜夜四無(wú)無(wú)鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、雨中中黃葉葉樹(shù)，，燈下下白頭頭人。。。12:12:5012:12:5012:1212/23/202212:12:50PM11、以我獨(dú)沈久久，愧君相見(jiàn)見(jiàn)頻。。12月-2212:12:5112:12Dec-2223-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。12:12:5112:12:5112:12Friday,December23,202213、乍見(jiàn)翻疑疑夢(mèng)，相悲悲各問(wèn)年。。。12月-2212月-2212:12:5112:12:51December23,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國(guó)國(guó)見(jiàn)青青山。。。23十十二二月202212:12:51下下午午12:12:5112月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月2212:12下下午12月-2212:12December23,202216、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2022/12/2312:12:5112:12:5223December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時(shí)時(shí)，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點(diǎn)點(diǎn)的射線線向前。。。12:12:52下下午12:12下下午12:12:5212月-229、沒(méi)有失敗，，只有暫時(shí)停停止成功！。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒(méi)沒(méi)有。。12:12:5212:12:5212:1212/23/202212:12:52PM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努力力的積累。。。12月-2212:12:5212:12Dec-2223-Dec-2212、世間成成事，不不求其絕絕對(duì)圓滿滿，留一一份不足足，可得得無(wú)限完完美。。。12:12:5312:12:5312:12Friday,December23,202213、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2212:12:5312:12:53December23,202214、意意志志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。23十十二二月月202212:12:53下下午午12:12:5312月月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月2212:12下下午12月-2212:12December23,202216、少年年十五五二十十時(shí)，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/2312:12:5312:12:5323December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來(lái)秋。。。12:12:53下下午12:12下午12:12:5312月-229、楊柳散和和風(fēng)，青山山澹吾慮。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、閱讀一切切好書如同同和過(guò)去最最杰出的人人談話。12:12:5312:12:5312:1212/23/202212:12:53PM11、越越是是沒(méi)沒(méi)有有本本領(lǐng)領(lǐng)的的就就越越加加自自命命不不凡凡。。12月月-2212:12:5312:12Dec-2223-Dec-2212、越是無(wú)能的的人，越喜歡歡挑剔別人的的錯(cuò)兒。12:12:5312:12:531