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1、1,当代建筑设计语汇解析,建筑材料与构造,2,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,六.折板结构及其建筑造型,折板是以一定倾斜度整体连接的一种薄板体系，一般采用钢筋混凝土或钢丝网水泥建造。 （一）受力特点、优缺点和适用范围 1. 受力特点 折板结构由折板和横隔建组成，在波长方向，折板的波峰和波谷处可理解为钢筋混凝土连续板的支点，在跨度方向折板可理解为梁。其强度随折板矢高的增加而增加。横隔构件的作用是连接折板的支座。,3,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑
2、造型,六.折板结构及其建筑造型,（一）受力特点、优缺点和适用范围 2. 优缺点 折板呈空间受力结构，力学性能良好，结构厚度薄，省材料，但施工较为 困难，防水问题不易解决。 3 .适用范围 适于建造大跨度建筑的屋顶或建筑外墙。由于其缺点，现较少采用，更多为其他结构构造形式取代。流行年代为60-70年代。,V型折板的制作：采用预应力钢丝配筋浇筑成平板形式，然后再折成v形，板厚很小，一般为3.5-5cm。,4,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,六.折板结构及其建筑造型,（二）折板的结构形式和尺寸 1.结构形式 （1）按波长数
3、目分 单波、多波折板 （2）按结构跨度分 单跨、多跨 （3）按结构断面分 三角形、梯形 （4）按折板形状分 平行折板、扇形折板 （5）按跨度与波长的关系分 跨度与波长比大于1时为长折板，小于1时为短折板。,6,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,7,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,8,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,七.薄壳结构及其建筑造型,薄壳结构是用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成的薄板结构 （一）受力特点、优缺点和适用范围 1 .受力
4、特点 薄壳结构成空间受力，主要承受曲面内的轴向力，由于是空间受力，钢筋混凝土材料强度得到充分利用，一般薄壳的厚度仅为跨度的几百分之一 2.优缺点 自重轻、省材料、跨度大、外形多样，但形体复杂、结构计算复杂，现浇施工费工费时。,9,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,七.薄壳结构及其建筑造型,（二）薄壳结构的形式 常用的薄壳结构有四种形式：筒壳、圆筒壳、双曲扁壳、鞍形壳等 1. 筒壳 （1）筒壳的构成 筒壳是单曲面薄壳结构，由壳面、边梁、横隔构件组成。 （2）筒壳结构的分类 筒壳两横隔构件之间的距离为筒壳的跨度（L1） 筒
5、壳两边梁之间的距离为筒壳的波长（L2）， 当L1/L21时称为长壳 当L1/L21时称为短壳 短壳结构较长壳结构受力性能好 设筒壳的矢高为f,应使fL1/15- L1/10,10,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,七.薄壳结构及其建筑造型,（二）薄壳结构的形式,2 .圆顶壳 圆顶壳是半球形薄壳结构，由壳面和支承环两部分组成。 由于支承环对壳体起约束的作用，壳体边缘会产生局部弯矩，因此壳面边缘支承环附近往往较厚。 圆顶壳的下部支撑结构可以是墙、柱、边拱等。,3. 双曲扁壳 双曲扁壳是矢高与边长之比小于1/5的圆形壳体结构
6、，四边呈抛物线形，由双向弯曲的壳面和四边的横隔构件组成。,11,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,七.薄壳结构及其建筑造型,（二）薄壳结构的形式,4. 双曲抛物面壳 双曲抛物面壳是马鞍形薄壳结构，由壳面和边缘构件组成。从双曲抛物面壳上取一部分进行组合，则可以形成各种形式的扭壳结构。,12,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,七.薄壳结构及其建筑造型,（三）薄壳结构的建筑造型 薄壳结构的建筑造型以几何曲面形为基本特征，基本形式为圆筒形、圆球形、双曲
7、抛物面形、及其各种组合的形式，建筑造型别具特色。,13,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,泉餐厅,建筑跨度30m，薄壳根部厚12cm 端部厚4cm,14,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,15,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,16,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,17,第四章 大跨度空间结构
8、建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,18,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（一）受力特点、优缺点和适用范围 1. 受力特点 悬索结构由索网、边缘构件和下部支承结构三部分组成。索网只承受轴向拉力，不受弯矩也不受剪力；索网边缘构件，可采用梁、桁架、拱等结构形式，承受压力和弯矩；下部支承结构通常采用柱结构，是受压构件。,2. 优缺点 充分发挥材料的力学性能，比普通钢结构节省钢材50%，减轻结构自重。建筑外形具有特色，适合于方形、矩形、椭圆形等不同
9、的建筑平面形式。另外，在大跨度建筑中悬索结构的施工最为方便。 但在强风作用下容易丧失稳定性而破坏。 3. 适用范围 适用于跨度在60-150M范围内的大跨度建筑，如体育馆、会堂、展览馆等建筑。,19,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二）悬索结构的形式 悬索结构按外形分为：单曲面悬索和双曲线面悬索， 按索网的布置方式分为：单层悬索和双层悬索 1. 单层单曲面悬索结构 由一系列相互平行的拉索组成的悬索结构。单层单曲面悬索的结构简单，但抗震抗风性能较差。为解决这一问题，通常采用重屋盖（装配式预应
10、力钢筋混凝土屋面板）。拉索的拉力决定于跨中的垂度，一般取垂度为跨度的1/50-1/20。适合于矩形平面。,2 . 单曲面双层悬索结构 由多片平行的索网组成，每片索网由曲率相反的承重索和稳定所构成，其间用圆钢或拉索联系，因此也被称为拉索桁架。此种结构具有较好的抗风荷载性能，可采用轻型屋面。一般，上索的垂度取跨度的1/20-1/7，下索的拱度取跨度的1/25-1/20。适合于矩形平面。,20,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二）悬索结构的形式,3 .双曲面单层悬索结构 拉索按辐射状布置，屋面形
11、成旋转曲面。拉索的一端锚固在受压的外环梁上，另一端锚固在中心的受拉环上或立柱上。此种体系需采用重屋盖。多用于圆形建筑平面.,21,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二）悬索结构的形式,4. 双曲面双层悬索结构 拉索按辐射状布置，由承重索和稳定索共同构成。屋面呈上凹、下凹或交叉形，屋面刚度大，抗风、抗震性能较好，可采用轻型屋面。多用于圆形建筑平面。,22,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二
12、）悬索结构的形式,5. 双曲面交叉悬索结构 由两组曲率相反的拉索交叉组成，其中下凹的一组为承重索，上凸的一组为稳定索。曲面呈双曲抛物面，因此也成为鞍形悬索。其边缘构件可采用双曲环梁和斜向边拱等形式。鞍形悬索屋面刚度大，可采用轻型屋面，适用于各种形状的建筑平面，如圆形、椭圆形、菱形等。 （三）悬索结构的建筑造型 由于悬索不承受压力，因此建筑造型往往呈凹曲面。由于边缘构件的变化，索网曲面形式多样，建筑造型丰富多彩。,23,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二）悬索结构的形式,24,第四章 大跨度
13、空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二）悬索结构的形式,25,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二）悬索结构的形式,26,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,八.悬索结构及其建筑造型,（二）悬索结构的形式,27,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,PMMA有机
14、玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）,28,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,九 .张拉膜结构及其建筑造型 张拉膜结构是利用骨架、索网将各种现代薄膜材料绷紧形成建筑空间的一种结构。 作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现，至今已有四十多年的历史，特别是到了七十年代以后，膜结构的应用得到了迅速发展。膜结构重量只是传统建筑的三十分之一,造型自由轻巧、制作简易、安装快捷，阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐 。因而使它在世界各地受到广泛应用。,29,第四章
15、大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,九 .张拉膜结构及其建筑造型 张拉膜结构是利用骨架、索网将各种现代薄膜材料绷紧形成建筑空间的一种结构。 （一）分类 1.骨架式膜结构 以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后，在其上方张拉膜材的构造形 式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制， 且经济效益高等特点，广泛适用于任何大，小规模的空间。 2.张拉式膜结构 以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安 定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外，也是最能展现膜结 构精神的构造形式。 近年来，大型跨距空
16、间也多采用以钢索与压缩材构成 钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求高，结构性能强，且具丰 富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。,30,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,九 .张拉膜结构及其建筑造型 张拉膜结构是利用骨架、索网将各种现代薄膜材料绷紧形成建筑空间的一种结构。 （二）受力特点、优缺点和适用范围 1 .受力特点 薄膜结构绷紧后承受拉力，且续保持受拉状态才能保证结构的稳定性。 2. 优缺点 薄膜结构轻巧、构造简单、安装快速、 便于拆迁、外形多变。但抗风能力差，容易失去稳定性。 3 .适用范围 适于建设临时性建筑和体育馆、展览馆等永久性建筑，适于各种形状的建筑平面。,31,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第四章 大跨度空间结构建筑构造概述,第二节大跨度建筑的结构形式与建筑造型,（三）张拉膜建筑设计的要点 1.薄膜材料的选择 轻质、高强、耐温差、防火性好、具有一定透明度的材料。通常选用合成纤维、玻璃纤维或金属纤维织物。一般采用聚酯纤维基布或P
