大跨度建筑结构表现的建构研究.docx

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1、大跨度建筑结构表现的建构研究一、本文概述大跨度建筑结构表现的建构研究这篇文章旨在深入探讨大跨度建筑结构的特性、设计原则、施工方法以及在实际工程中的应用表现。大跨度建筑作为现代建筑技术的重要体现，其结构形式的多样性和创新性不仅推动了建筑美学的发展，也极大地丰富了建筑功能的实现。本文将从理论分析和实证研究两个层面出发，全面解析大跨度建筑结构的建构过程，以期为相关领域的学术研究和工程实践提供有益的参考和借鉴。在理论层面，本文将系统梳理大跨度建筑结构的类型、特点及其设计理论，分析其在不同荷载条件下的受力性能，以及结构稳定性、经济性等方面的考量。同时，还将探讨新型材料、先进施工工艺和计算机技术在大跨度建

2、筑结构设计中的应用，以及它们对提升结构性能、优化设计方案的重要作用。在实证层面，本文将选取若干具有代表性的大跨度建筑案例，深入剖析其结构设计、施工过程和运营表现，总结其成功经验与潜在问题。通过案例分析，旨在揭示大跨度建筑结构在实际工程中的性能表现，以及设计、施工、维护等环节中可能面临的挑战和解决方案。析和实证支持，以期推动该领域的技术进步和创新发展。二、大跨度建筑结构的类型与特点大跨度建筑结构是现代建筑技术的重要体现，广泛应用于体育场馆、会展中心、交通枢纽等公共设施中。其结构类型多样，各具特色，主要包括悬索结构、拱结构、桁架结构和网壳结构等。悬索结构以其优美的形态和高效的受力性能而著称。它通过

3、钢索或钢缆作为主要承重构件，依靠预应力和外部荷载的平衡来维持稳定。悬索结构的跨度可以达到数百米，如著名的悉尼歌剧院，其屋顶就采用了悬索结构设计，既轻盈又稳固。拱结构则是通过拱形构件将荷载传递到支撑点上，利用拱形结构的抗压性能来实现大跨度的覆盖。拱结构的形态多样，可以是圆弧拱、抛物线拱等，广泛应用于桥梁和建筑屋顶的设计中。例如，中国的赵州桥就是一座典型的石拱桥，历经千年仍坚固如初。桁架结构是由一系列直杆通过节点连接而成的空间结构，具有轻盈、刚度和稳定性强的特点。桁架结构常用于大型场馆的屋盖和桥梁的建设中，如北京国家体育馆“鸟巢”就采用了复杂的桁架结构设计，实现了大跨度与空间造型的完美结合。网壳结

4、构则是一种由杆件和节点组成的空间网格结构，具有优良的受力性能和造型灵活性。网壳结构能够适应各种复杂的形状和尺寸要求，常用于大型体育场馆、展览中心等建筑。如上海世博会中国馆就采用了网壳结构设计，展现出独特的东方韵味。这些大跨度建筑结构类型各具特点，但共同之处在于它们都能够在满足建筑功能需求的实现建筑美学的追求。它们不仅为我们的生活提供了宽敞舒适的空间环境，也体现了人类智慧和创造力的结晶。随着科技的不断进步和材料科学的日益发展，大跨度建筑结构将不断突破技术极限，创造出更多令人惊叹的建筑奇迹。三、大跨度建筑结构的建构技术与材料大跨度建筑结构的实现离不开先进的建构技术和高性能的材料。随着科技的进步，越

5、来越多的创新技术被应用于大跨度建筑结构的建造中，使得建筑设计的可能性大大增加。在大跨度建筑结构的建构技术方面，预应力技术、悬索技术、拱形结构以及空间网格结构等是常用的几种技术。预应力技术通过预加应力来平衡外部荷载，提高结构的承载能力。悬索技术则利用高强度缆索承受拉力，实现大跨度的覆盖。拱形结构以其独特的受力特性，能够有效地分散并抵抗外部压力。而空间网格结构则通过多个节点和杆件的组合，形成稳定的空间结构体系，具有良好的抗震性能和承载能力。材料的性能直接影响大跨度建筑结构的性能。目前，高性能混凝土、钢材、碳纤维复合材料等是常用的建筑材料。高性能混凝土具有较高的抗压强度和耐久性，适用于各种复杂的建筑

6、结构。钢材则以其高强度、轻质和良好的塑性，广泛应用于大跨度建筑结构中。碳纤维复合材料则以其极高的比强度和比刚度，成为近年来大跨度建筑结构中备受关注的材料。随着可持续发展理念的深入人心，环保型材料在大跨度建筑结构中的应用也越来越广泛。例如，自修复混凝土、相变材料等，这些材料不仅具有优良的力学性能，还能在一定程度上减少能源消耗和环境污染。大跨度建筑结构的建构技术和材料的发展，不仅推动了建筑技术的进步，也为建筑设计提供了更多的可能性。未来，随着科技的不断发展，我们有理由相信，大跨度建筑结构的建构技术和材料将会更加先进、多样和环保。四、大跨度建筑结构的表现力分析大跨度建筑结构的表现力，是指其在设计、施

7、工以及使用过程中所展现出的独特魅力和视觉冲击力。这种表现力不仅体现在建筑外观的震撼力上，更体现在其结构性能、空间塑造、材料运用以及环保节能等多个方面。大跨度建筑的结构性能是其表现力的核心。这些建筑往往采用先进的结构设计理念和高科技材料，如预应力混凝土、钢结构和张拉膜结构等，使建筑在承受巨大荷载的同时，展现出优雅轻盈的姿态。例如，体育场的鸟巢结构，通过复杂的钢结构体系，实现了建筑功能与美学的高度统一。大跨度建筑在空间塑造上具有极高的表现力。通过巧妙的结构设计，大跨度建筑能够创造出丰富多变的空间形态，满足不同的功能需求。例如，音乐厅的屋顶设计，通过大跨度的悬索结构，实现了室内空间的完美划分，为观众

8、提供了无与伦比的视听享受。大跨度建筑在材料运用上也表现出极高的创新力。设计师们常常将新型材料与传统材料相结合，创造出既符合力学要求又具有独特美感的建筑作品。例如，火车站的屋顶采用了新型的ETFE膜材料，既保证了建筑的防水性能，又赋予了建筑轻盈飘逸的外观。大跨度建筑在环保节能方面也表现出积极的探索精神。通过采用先进的节能技术、绿色建筑材料以及可再生能源等措施，大跨度建筑在满足使用功能的也尽可能地降低对环境的影响。例如，体育中心的设计就充分考虑了自然采光和通风的需求，通过巧妙的结构设计，实现了建筑的绿色节能目标。大跨度建筑结构的表现力是多方面的，它既是设计师们对力学原理和结构技术的深入探索，也是他

9、们对空间形态、材料运用以及环保理念的独特表达。这些建筑作品不仅为人们提供了实用舒适的空间环境，更成为了城市景观中的一道道亮丽风景线。五、大跨度建筑结构的安全性与耐久性大跨度建筑结构的设计与建造，不仅要求其美学与功能上的卓越表现，更关键的是要保障其安全性与耐久性。这两点是大跨度建筑能否长期、稳定地服务于社会，满足人们需求的关键要素。安全性是大跨度建筑结构设计中的首要考虑因素。设计师们必须精确计算结构的承载能力、稳定性以及抵抗各种自然灾害（如风、雨、地震等）的能力。通过使用先进的计算模型、材料和施工技术，可以确保结构在各种极端条件下都能保持其完整性和稳定性。定期的安全检查和维护也是必不可少的，这可

10、以及时发现并修复可能存在的安全隐患，从而确保结构的安全运行。耐久性同样是大跨度建筑结构设计中不可忽视的一环。由于大跨度建筑往往承载着重要的社会功能，因此其使用寿命往往要求长达几十年甚至上百年。这就要求设计师在材料选择、结构设计以及施工工艺等方面都要考虑到长期的耐久性。例如，选择耐腐蚀、抗老化的高性能材料，设计合理的结构细节以避免应力集中和疲劳破坏，采用成熟的施工工艺以确保结构的施工质量等。大跨度建筑结构的安全性与耐久性是其设计、建造和运营过程中的核心问题。只有通过科学的设计、严格的施工和细致的维护，才能确保大跨度建筑结构能够长期、稳定地服务于社会，为人们的生产和生活提供安全、可靠的保障。六、大

11、跨度建筑结构的未来发展趋势随着科技的进步和建筑理念的创新，大跨度建筑结构的发展呈现出多元化、智能化和可持续性的趋势。在未来，大跨度建筑结构的设计与建造将更加注重结构性能的优化、材料使用的创新以及环保节能的需求。结构性能优化：未来的大跨度建筑将更加注重结构的优化设计，追求更高的空间利用效率和更强的承载能力。通过先进的计算模拟技术和优化算法，可以实现结构形态的多样化，提高结构的整体性能和稳定性。材料使用创新：随着新材料技术的不断发展，未来的大跨度建筑将采用更加轻质、高强度的材料，如碳纤维、高强钢等。这些新型材料的应用将减轻结构自重，提高抗震性能，并推动大跨度建筑向更加轻盈、美观的方向发展。环保节能

12、需求：面对日益严重的环境问题，未来的大跨度建筑将更加注重环保和节能。通过采用绿色建筑材料、优化建筑设计和利用可再生能源等手段，实现建筑的低碳、零碳甚至负碳排放，为可持续发展做出贡献。智能化技术应用：随着智能化技术的快速发展，未来的大跨度建筑将实现更加智能化的设计、施工和管理。通过引入物联网、大数据、人工智能等技术，可以实现对建筑全过程的智能监控和管理，提高建筑的安全性、舒适性和便利性。未来的大跨度建筑结构将在结构性能优化、材料使用创新、环保节能需求和智能化技术应用等方面取得更大的突破和发展。这些趋势将推动大跨度建筑结构不断向更高、更远的目标迈进，为人类创造更加美好、宜居的建筑环境。七、结论本文

13、研究了大跨度建筑结构的建构表现，旨在探讨其设计、施工和使用中的关键问题，并为未来的建筑设计提供指导。通过综合研究和分析，我们得出以下大跨度建筑结构的表现与其设计密切相关。合理的设计方案不仅能够满足建筑的功能需求，还能够有效地提高结构的稳定性和耐久性。因此，设计师在进行大跨度建筑设计时，需要充分考虑结构受力特点、材料性能和施工工艺等因素，以确保结构的合理性和可靠性。大跨度建筑结构的施工是一个复杂的过程，需要严格遵守施工规范和操作规程。在施工过程中，应加强对结构变形的监测和控制，及时发现和处理潜在的安全隐患。同时，施工单位应加强与设计、监理等单位的沟通协调，确保施工过程的顺利进行。大跨度建筑结构在

14、使用过程中会受到多种因素的影响，如荷载变化、温度效应、材料老化等。这些因素可能导致结构性能的退化甚至失效。因此，对大跨度建筑结构进行定期的检测和维护至关重要。通过及时发现和处理结构损伤和缺陷，可以延长结构的使用寿命并确保其安全性。大跨度建筑结构的建构表现是一个综合性的问题，涉及设计、施工和使用等多个方面。通过合理的设计、规范的施工和有效的维护管理，可以确保大跨度建筑结构的安全性和稳定性，推动建筑行业的可持续发展。未来，随着科技的不断进步和新型材料的研发应用，大跨度建筑结构的建构表现将有望得到进一步提升和优化。九、致谢随着这篇大跨度建筑结构表现的建构研究论文的完成，我深感每一个字句背后都凝聚了无

15、数的心血与智慧。在此，我要向所有在论文撰写过程中给予我帮助和支持的人表示最诚挚的感谢。我要感谢我的导师，他的严谨治学态度和深厚的学术造诣对我产生了深远的影响。在论文的选题、框架构建、研究方法以及撰写过程中，导师都给予了我耐心的指导和宝贵的建议。正是他的悉心指导,使我的研究工作得以顺利进行，也让我在学术道路上不断成长。同时，我要感谢实验室的同学们，他们在数据收集、模型建立以及论文修改等方面给予了我无私的帮助。我们共同讨论、相互启发，使得研究工作得以顺利进行。他们的陪伴与支持，让这段学术旅程充满了温暖与力量。我还要感谢参考文献中的各位学者，他们的研究成果为我的论文提供了重要的理论支撑和灵感来源。在

16、此，我要向他们表示敬意和感谢。我要感谢我的家人和朋友，他们一直是我最坚实的后盾。在我遇到困难时，他们总是给予我最大的鼓励和支持，让我能够勇往直前。正是他们的陪伴与关爱，让我在面对挑战时充满信心。在此，我再次向所有给予我帮助和支持的人表示衷心的感谢。他们的支持与鼓励是我前行的动力，也是我未来学术道路上最宝贵的财曷O参考资料：随着社会的发展和技术的进步，木结构建筑在许多领域得到了广泛应用。尤其在现代大跨度建筑领域，木结构建筑的表现越来越引人注目。本文将围绕现代大跨度木结构建筑的建构进行研究，旨在深入探讨其重要性、难度和挑战，并通过案例分析提出相应的方法和过程,最后总结研究结果和未来研究方向。现代大

17、跨度木结构建筑是指跨度在30米以上的木结构建筑。随着人们对建筑功能和造型的要求不断提高，大跨度建筑已成为公共建筑、会展设施和交通运输设施等领域的重要选择。而木结构建筑在大跨度建筑中的表现尤为突出，具有自重轻、强度高、环保等优点，有助于实现大跨度、大空间的需求。设计与构造难度：现代大跨度木结构建筑的设计与构造具有一定的难度。在满足大跨度的同时，需要充分考虑结构的合理性和安全性,避免出现因跨度过大而产生的弯曲、变形等问题。大跨度木结构建筑对构件的尺寸和形状要求较高，需要借助先进的计算机辅助设计软件进行优化设计。施工难度：现代大跨度木结构建筑的施工难度较大。由于跨度较大，构件的吊装和固定需要借助先进

18、的机械设备和施工工艺。同时.,大跨度木结构建筑的构件数量较多，需要充分协调施工进度，确保施工质量和安全。材料与能源消耗：现代大跨度木结构建筑虽然具有环保优点，但在材料和能源消耗方面仍面临一定的挑战。如何降低材料消耗、提高材料利用率和节能降耗，是现代大跨度木结构建筑可持续发展的重要课题。挪威森林教堂是现代大跨度木结构建筑的代表之一，其设计巧妙地利用了木材的力学性能，实现了大跨度的教堂穹顶结构。穹顶采用悬索结构体系，由两层反向弯曲的胶合板和蒙皮组成，具有一定的柔韧性，能够适应地震等自然灾害的影响。同时，教堂采用嵌入式墙体设计，提高了建筑的保温性能和整体稳定性。该案例的优点在于其设计巧妙地解决了大跨

19、度建筑的结构难题，展现了木材的潜力。然而，其缺点在于施工难度较大，对构件的形状和尺寸精度要求较高。该案例没有充分考虑可持续发展的要求，例如材料利用率和节能降耗等方面仍有待提高。日本福岛核电站避难所采用了现代大跨度木结构建筑的设计方案，旨在为核电站工作人员提供一个安全、可靠的避难场所。避难所的跨度达到20米，采用钢框架与木格栅相结合的结构体系，具有较高的承载力和抗震性能。同时.，该建筑采用重型履带式起重机进行吊装，实现了快速、精确的施工。该案例的优点在于其采用了先进的设计和施工工艺，实现了大跨度建筑的结构需求。然而，其缺点在于成本较高，对机械设备的依赖程度较大。该案例没有充分考虑可持续发展的要求

20、，例如材料利用率和节能降耗等方面仍有待提高。计算机辅助设计：借助先进的计算机辅助设计软件，如AutoCAD.ReVit等，进行建筑结构的概念设计、详细设计和施工图设计。这些软件能够提高设计效率，减少误差和冲突，从而实现优化设计。随着人们对环保和可持续发展的日益，现代大跨度木建筑以其独特的结构和表现手法，成为建筑领域中的一股清流。本文将探讨现代大跨度木建筑的结构形式、表现手法和案例分析，并展望其未来发展。现代大跨度木建筑的结构形式多种多样，其中较为常见的包括网状结构、框架结构、悬索结构等。网状结构是一种由梁和柱组成的结构形式，具有较好的承载能力,可以适应较大的跨度。网状结构在木建筑中通常与防火、

21、防腐等措施结合使用，以确保建筑的使用寿命和安全性。框架结构是一种由梁、柱和板等部件组成的结构形式，具有较高的强度和刚度。在木建筑中，框架结构的零部件一般采用标准化和模块化的设计，以提高施工效率。悬索结构是一种由悬索和吊杆组成的结构形式，具有较大的跨度和自重较轻的特点。在木建筑中，悬索结构通常与其它结构形式结合使用，以实现更大跨度的跨越。现代大跨度木建筑的表现手法和材料选择也至关重要。木材作为一种环保、可持续的材料，在现代大跨度木建筑中得到了广泛应用。通过选择不同种类的木材，如橡木、松木、胡桃木等，可以呈现出不同的纹理和色泽，从而增强建筑的表现力。木材的加工方式也会影响建筑的表现效果，如采用镂空

22、、雕刻、染色等工艺，可以使木建筑更具艺术感和观赏性。在灯光和色彩方面，可以通过运用LED灯、光纤灯等照明设备，以及采用多种色彩搭配，突出建筑的结构和氛围，使整个建筑显得更加生动、立体。以某展览中心为例，该建筑采用悬索结构形式，以实现对大空间的覆盖。悬索结构的跨度较大，使得展览中心具有宽敞的空间感。同时，选用经过特殊处理的木材作为建筑材料，以其耐用性和环保性，确保建筑的长久使用。在表现手法上，展览中心运用了染色和雕刻工艺，使木材表面呈现出丰富多彩的色彩和图案，突显出建筑的艺术气息。通过巧妙布置的灯光，强调了建筑的结构和线条，增添了展览中心的立体感和层次感。再以某文化活动中心为例，该建筑采用框架结

23、构形式，具有较高的强度和刚度。框架结构的零部件采用标准化设计，使得施工效率得到提高。在材料方面，文化活动中心选择了经过防腐处理的松木，以保证建筑的耐久性。通过运用镂空和雕刻工艺，使得松木框架与玻璃幕墙相结合，创造出通透而富有艺术感的室内空间。在灯光设计上，运用了光纤灯和LED灯等多种照明设备，突显出建筑的结构美和现代感。现代大跨度木建筑以其独特的结构和表现手法，在现代建筑领域中具有重要的应用价值。不同的结构形式和材料选择可以呈现出不同的建筑风格和特色。现代大跨度木建筑在环保、节能和文化传承等方面也具有积极意义。随着科技的进步和社会的发展，现代大跨度木建筑将会在更多领域得到广泛应用，并为我们创造

24、更加美好的生活环境。大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑（混凝土），2003版钢结构规范1条规定跨度60m以上的结构为大跨度结构。主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。在工业建筑中则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。大跨度建筑结构包括网架结构、网壳结构、悬索结构、桁架结构、膜结构、薄壳结构等基本空间结构及各类组合空间结构。在一些建筑中，由于功能的要求，必须是大空间而且中间不容许立柱，如体育馆、影剧院、展览馆、大会堂、候机、候车、候船大厅等公共建筑和工业建筑的厂房、飞机库和其他大型仓库等。大跨度建筑的屋盖结构主要有：门式刚架、薄腹梁、折板

25、、桁架、拱、壳体、网架、悬索和薄膜结构等形式。大跨度建筑在古代罗马已经出现，如公元120124年建成的罗马万神庙，呈圆形平面，穹顶直径达43.3m,用天然混凝土浇筑而成,是罗马穹顶技术的光辉典范。在万神庙之前，罗马最大的穹顶是公元1世纪阿维奴斯地方的一所浴场的穹顶，直径大约38m。然而大跨度建筑真正得到迅速发展还是在19世纪后半叶以后，特别是第二次世界大战后的几十年中。例如1889年为巴黎世界博览会建造的机械馆,跨度达到115m,采用三较拱钢结构；又如1912T913年在波兰布雷斯劳建成的百年大厅直径为65m,采用钢筋混凝土肋穹顶结构。目前世界上跨度最大的建筑是美国底特律的韦恩县体育馆，圆形平

26、面，直径达266m,为钢网壳结构。我国大跨度建筑是在解放后才迅速发展起来的，20世纪70年代建成的上海体育馆，圆形平面，直径IlOn1,钢平板网架结构。我国目前以钢索及膜材做成的结构最大跨度已达到320mo大跨度建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能愈来愈复杂，需要建造高大的建筑空间来满足群众集会、举行大型的文艺体育表演、举办盛大的各种博览会等；另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现，促进了大跨度建筑的进步。一是需要，二是可能，两者相辅相成，相互促进，缺一不可。例如在古希腊古罗马时代就出现了规模宏大的容纳几万人的大剧场和大角斗场，但当时的材料和结构技术条件却无法建造能覆盖上百米跨度

27、的屋顶结构，结果只能建成露天的大剧场和露天的大角斗场。19世纪后半期以来，钢结构和钢筋混凝土结构在建筑上的广泛应用，使大跨度建筑有了很快的发展，特别是近几十年来新品种的钢材和水泥在强度方面有了很大的提高，各种轻质高强材料、新型化学材料、高效能防水材料、高效能绝热材料的出现，为建造各种新型的大跨度结构和各种造型新颖的大跨度建筑创造了更有利的物质技术条件。大跨度建筑发展的历史比起传统建筑毕竟是短暂的，它们大多为公共建筑，人流集中，占地面积大，结构跨度大，从总体规划、个体设计到构造技术都提出了许多新的研究课题，需要建筑工作者去探究。从迄今还保存着的古希腊宏大的露天剧场遗迹来看，人类大约在两千多年前，

28、就有扩大室内空间的要求。古代建筑室内空间的扩大是和拱结构的演变发展紧密联系着的，从建筑历史发展的观点来看，一切拱结构-包括各种形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的变化和发展，都可以说是人类为了谋求更大室内空间的产物。券拱技术是罗马建筑最大的特色及成就，它对欧洲建筑做出了巨大的贡献，影响之大无与伦比。罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式和风格以及某些建筑的功能和规模等等都是同券拱结构有密切联系。拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力，为保持稳定，这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。例如以筒形拱来形成空间，反映在平面上必须有两条互相平行的厚实的侧墙，拱的跨度越大，支承它的墙则越厚。很

29、明显，这必然会影响空间组合的灵活性。为了克服这种局限，在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上，创造出一种双向交叉的筒形拱。而之后为了建筑的发展热门又创造出T穹隆结构穹隆结构也是一种古老的大跨度结构形式，早在公元前14世纪建造的阿托雷斯宝库所运用的就是一个直径为5米的叠涩穹隆。到了罗马时代，半球形的穹隆结构已被广泛地运用于各种类型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神庙。神殿的直径为3米，其上部覆盖的是一个由混凝土做成的穹隆结构。在大跨度结构中，结构的支点越分散，对于平面布局和空间组合的约束性就越强；反之，结构的支承点越集中，其灵活性就越大。从罗马时代的筒形拱衍变成高直式的尖拱拱肋结构；从半球形的穹

30、隆结构发展成带有帆拱的穹隆结构，都表明由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。桁架也是一种大跨度结构。在古代，虽然也有用木材做成各种形式的构架作为屋顶结构的，但是符合力学原理的新型桁架的出现却是现代的事。桁架结构虽然可以跨越较大的空间，但是由于它自身具有一定的高度，而且上弦一般又呈两坡后曲线的形式，所以只适合担当作屋顶结构。网架结构也是一种新型大跨度空间结构。它具有刚度大、变形小、应力分布均匀、能大幅度地减轻结构自重和节省材料等优点。网架结构可以用木材、钢筋混凝土或钢材来做，并且具有多种多样的形式，使用灵活方便，可适应于多种形式的建筑平面的要求。国内外许多大跨度公共建筑或工业建筑均普

31、遍地采用这种新型的大跨度空间结构来覆盖巨大的空间。网架结构可分为单层平面网架、单层曲面网架、单层平板网架和双层穹隆网架等多种形式。单层平面网架多由两组互相正交的正方形网格组成，可以正方，也可以斜放。这种网架比较适合于正方形或接近于正方形的巨型平面建筑。如果把单层平面网架改变为曲面-拱或穹隆网架，或可以进一步提高结构的刚度并减小构件所承受的弯曲力。从而增大结构的跨度。网架结构像框架结构一样，承重系统与非承重系统有明确的分工,即支承建筑空间的骨架是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔断，是不承受荷载的。在网架结构体系下，室内空间常依照功能要求进行分隔，可以使封闭的，也可以是半封闭或开敞的。

32、当今，空间平板网架结构在我国已有较大发展，而由于网架结构多采用金属管材制造，能承受较大的纵向弯曲力，与一般钢结构相比，可节约大量钢材和降低施工费用（根据有关资料统计，节约钢材约35%,降低施工费用约25%,甚至在某些情况下，耗钢量接近于普通钢筋混凝土梁中的钢筋数量）。因此，空间网架的结构形式，用于大跨度建筑具有很大的经济意义。另外，由于空间平板网架具有很大的刚度，所以结构高度不大，这对于大跨度空间造型的创作，具有无比的优越性。一般而言，用轻质高强材料做成的结构，若按强度计算，其剖面尺寸可以大大地减小，但是这种结构在荷载的作用下，却容易因变形而失去稳定并最后导致破坏。而壳体结构正是由于合理的外形

33、，不仅内部应力分配既合理又均匀，同时又可以保持极好的稳定性，所以壳体结构尽管厚度极小却可以覆盖很大的空间。壳体结构的刚度，取决于它的合理形状，而不像其他结构形式需要加大结构断面，所以材料消耗量低；其静载也不像其他结构形式那样随跨度增大而加大，所以其厚度可以做得很薄；该结构的承重和无盖合二为一，使其更加经济有效，且在建筑空间利用上越加充分。壳体结构按其受力情况不同可以分为折板、单曲面壳和双曲面壳等多种类型。在实际应用中，壳体结构的形式更是丰富多彩的。例如悉尼歌剧院，其外观为三组巨大的壳片，耸立在一南北长186米、东西最宽处为97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。而壳体结构既可以单独使用又可以组合起

34、来使用；既可以用来覆盖大面积空间，又可以用来覆盖中等面积的空间；既适合方形、矩形平面要求，又可以适应圆形平面、三角形平面，及至其他特殊形状平面的要求。因为壳体结构属于高效能空间薄壁结构范畴，可以适应于力学要求的各种曲线形状，所以其承受弯曲及扭转的能力远比平面结构系统大。另外，因结构受力均匀，因而可充分发挥材料的材耗，所以壳体结构体系非常适用于大跨度的各类建筑。由于钢的强度很高，很小的截面就能够承受很大的拉力，因而在本世纪初就开始用钢索来悬吊屋顶结构。悬索在均匀荷载作用下必然下垂而呈悬链曲线的形式，索的两端不仅会产生垂直向下的压力，而且还会产生向内的水平拉力。单向悬索结构为了支承悬索并保持平衡,

35、必须在索的两端设置立柱和斜向拉索，以分别承受悬索所给予的垂直压力和水平拉力。单向悬索的稳定性很差，特别是在风力的作用下，容易产生振动和失稳。为了提高结构的稳定性和抗风能力，还可以采用双层悬索或双向悬索。双层悬索结构平面呈圆形，索分上下两层，下层索承受屋顶全部荷载，为承重索；上层索起稳定作用，为稳定索，上下两层索均张拉于内外两个圆环上而形成整体。这种形式的悬索结构承重索与稳定索具有相反的弯曲方向，这两种索交织成索网，经过预张拉后形成整体，具有良好的稳定性和抗风能力。悬索结构除跨度大、自重轻、用料省外还具有平面形式多样（除可覆盖一般矩形平面外还可以覆盖圆形、椭圆、正方形、菱形乃至其他不规则平面的空

36、间），使用的灵活性大、范围广；由多变的曲面所形成的内部空间既宽大宏伟又富有运动感；主剖面呈下凹的曲面形式,曲率平缓，如处理得当既能顺应功能要求又可以大大节省空间和空调费用；形式变化多样，可以为建筑形体和立面处理提供新的可能性。在大跨度结构建筑选型时，悬索结构由于没有繁琐支撑体系的屋盖结构选型，所以该种结构是较为理想的形式。在荷载作用下，悬索结构体系能承受巨大的拉力，因此要求设置能承受较大压力的构件与之相平衡。膜结构是空间结构中最新发展起来的一种类型，它以性能优良的织物为材料，或是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，或是利用柔性钢索或刚性骨架将膜面绷紧，从而形成具有一定刚度并能覆盖大跨度结构体系。膜

37、结构既能承重又能起围护作用，与传统结构相比，其重量却大大减轻，仅为一般屋盖重量的l10-l30o（1）空气膜结构-跨度大时可用气承式，就是在建筑物内部空间注以空气，屋面的拱度一般都较低，以减小气压，大跨度时往往在建筑物的对角线方向布置交叉的钢索，对膜面起加劲作用。而气胀式空气膜结构则是将膜材做成周围密封的圆形双层，充气后形成飞碟状；或将膜材作成半圆形圆筒，充气后如同半个轮胎，以此为单元组合成各种屋盖。该膜结构主要用在跨度较小的临时性建筑上。（2）悬挂膜结构-一般采用独立的桅杆或拱作为支承结构将钢索与膜材悬挂起来，然后利用钢索向膜面施加张力将其绷紧，这样就形成了具有一定刚度的屋盖。（3）骨架支撑膜结构-这是以钢骨架代替了空气膜结构中的空气作为膜的支撑结构，骨架可按建筑要求选用拱、网壳之类的结构，然后在骨架上敷设膜材并绷紧，适用于平面为方形、圆形或矩形的建筑物。（4）复合膜结构-这是膜结构中新的结构体系，由钢索、膜材及少量受压的杆件组成，由于主要用于圆形平面，称“索穹顶”。这个体系包括连续的拉索和单独的压杆，在荷载作用下，力从中心受拉环或桁架通过放射状的径向脊索、谷索、环向拉索、斜拉索传向周围的受压环梁。扇形的膜面从中心环向外环方向展开。通过对钢索施加拉力而绷紧，固定在压杆与接合处的节点上。该结构适用于大跨度的圆形或椭圆形建筑。