大跨度建筑結構形式與造型案例

1、大跨度建筑結構形式與造型案例拱結構鋼架結構桁架結構網(wǎng)格結構折板結構薄殼結構懸索結構膜結構管桁結構張弦梁結構西南民族大學建筑學2010級黃偉2010312091231.1拱結構上海盧浦大橋上海盧浦大橋是當今世界第一鋼結構拱橋，是世界上跨度最大的拱形橋。它也是世界上首座完全采用焊接工藝連接的大型拱橋（除合攏接口采用栓接外），現(xiàn)場焊接焊縫總長度達4萬多米，接近上海市內(nèi)環(huán)高架路的總長度。盧浦大橋像澳大利亞悉尼的海灣大橋一樣具有旅游觀光的功能1.2園拱屋頂結構：天津西站金屬編織狀的屋面，跨度114米，施工人員先在空中10米高架層上分組進行屋面拼接，然后再整體提升到50米，即站房的主體結構整個屋頂長度是3

2、86.15米，重量接近7萬噸。在拱頂拼接完后，采取液壓千斤頂群提升，整體提起來，再與兩側進行拼接，最終形成整個的拱結構2.1剛架結構2.2門式剛架結構門式剛架是目前國內(nèi)應用最為廣泛的輕型鋼結構。近年來本公司研究人員結合工程設計對門式剛架結構受力性能、結構體系布置、節(jié)點變形性能、吊車梁優(yōu)化設計和結構抗震性能等進行了系統(tǒng)研究，部分研究成果已為國家相關規(guī)范所采用。本公司開發(fā)的桿系結構分析設計軟件BSSAP含有門式剛架結構設計模塊，已成功用于百余項門式剛架結構工程設計。本公司受施工單位委托完成的數(shù)十項門式剛架結構工程優(yōu)化設計，優(yōu)化后經(jīng)濟效益均十分顯著，既為建設商節(jié)約了大筆資金，也為施工單位贏得了利潤空

3、間3.1桁架結構：浦東國際機場張弦桁架結構上海浦東國際機場T2航站樓結構為復雜大跨混合結構,采用NosaCAD2005有限元程序建立其結構分析模型。模型主要由非線性桿單元組成,包括梁、柱和二力桿單元,梁、柱采用三段變剛度桿模型,以受彎為主的梁單元截面彎矩-曲率關系采用二折線和三折線模型,柱和二力桿截面采用纖維模型3.2：北京某大跨度鋼結構桁架 301與304屋面整體長度為100.8米，寬度為42m，由H型鋼桁架組成的屋面體系，最高點為27.50m，用鋼總重量約為950噸橫向主桁架下端支撐在兩根勁性柱上，兩端與縱向主桁架采用剛性連接。桁架自身弦桿和腹桿采用焊接的形式。鋼結構桁架吊裝工藝鋼管支撐架

4、搭設4.1網(wǎng)格結構：上海寶耘石化設備有限公司三角形網(wǎng)格鋼網(wǎng)殼有良好的強度、剛度、穩(wěn)定性。在相同安全度情況下，其用鋼量比四邊形網(wǎng)格網(wǎng)殼節(jié)約50%以上。在相同用鋼量情況下，其承載力比四邊形網(wǎng)格網(wǎng)殼高50%以上。兩向正交網(wǎng)格鋼網(wǎng)殼（雙向子午線網(wǎng)格鋼網(wǎng)殼4.2網(wǎng)格結構觀測臺5.1折板結構：內(nèi)蒙古大草原上的一座豐碑成吉思汗博物館折板網(wǎng)格結構由雙層正交正放網(wǎng)格結構構成，厚度為2.5m，采用焊接空心球節(jié)點。管桁架與折板網(wǎng)格桁架之間的連接單元，與管桁架相連一端采用相貫焊形式，另一端為焊接空心球節(jié)點屋蓋采用管桁架+焊接球節(jié)點網(wǎng)架組成的折板殼結構。由呈輻射布置的11對管桁架構成的支撐結構體系+11對桁架梁之間的多

5、面體折板網(wǎng)格結構體系組合而成5.2：折板結構：煙臺開發(fā)區(qū)客運站今年開工 呈“L”形設計建筑站體呈“L”形配置，由出入站大廳與候車大廳形成兩翼，環(huán)抱公交與長途客運停車場，對應綠建筑設計手法，以折板屋頂型塑整體造型，象征汽車傳運站速度、便捷、先進的形象6.1薄殼結構薄殼結構常用的形狀為圓頂、筒殼、折板、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼等。圓形圓頂結構是軸對稱結構，在軸對稱荷載作用下，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，其直徑將變小，而下部近支承部分直徑將增大，即上部將產(chǎn)生環(huán)

6、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)向拉力轉變的交界線，該處的環(huán)向力為 0 ，該截面稱為“過渡縫”。悉尼歌劇院6.2:薄殼結構：黃石新體育館該體育館造型具有不規(guī)則、多面、薄殼結構的特點，是全國第二座薄殼結構設計建筑第一座是廣州歌劇院。該體育館的最大跨度為111米6.3薄殼結構：廣州歌劇院廣州歌劇院鋼結構外殼采用空間組合折板式三向斜交網(wǎng)殼結構，鋼結構總重約10000噸，其中鑄鋼節(jié)點約1100噸。整個結構為空間極不規(guī)則殼體結構，結構相互關系錯綜復雜，造型別具一格，宛如置于平緩山丘上的兩塊美麗的石頭，靜靜地臥在珠江之畔。其中，“大石頭”是1800座的大劇場及其配套的設備用房、

7、劇務用房、演出用房、行政用房、錄音棚和藝術展覽廳；“小石頭”則是400座的多功能劇場及配套餐廳。兩者皆為屋蓋、幕墻一體化的結構，整體外殼最大長度約120米，高度43米。7.1懸索結構：北卡羅來納州雷里世界上第一座現(xiàn)代懸索結構是1953年建成體育館屋蓋采用以兩個斜放拋物線拱為邊緣構件的馬鞍形正交索網(wǎng)，其平面尺寸92*97.該索網(wǎng)被公認為第一個具有現(xiàn)代意義的大跨度索網(wǎng)屋蓋結構7.2：懸索結構：張家口通泰大橋張家口通泰大橋是世界上跨度最大的下承式鋼結構懸索拱橋，也是國內(nèi)第一例主梁為下承式鋼結構懸索拱橋通泰大橋主跨190米，雙向6車道，設計行車速度60公里/小時，洪水頻率百年一遇，抗震烈度7度全橋吊索

8、共28根，吊索采用高強度鍍鋅鋼絲成品索，雙層PE保護層，冷鑄錨固體系。為保護吊索，除采用PE保護層外，在橋面以上2.5米高度內(nèi)設不銹鋼管，在與主梁結合處設防水罩，上、下錨頭采用防腐油脂處理，并設置減震器，在索管內(nèi)注入發(fā)泡材料，拱座基礎采用鋼筋混凝土結構。 8.1膜結構：內(nèi)蒙古達拉特旗第五中學膜結構看臺8.2膜結構9.1管桁結構：廣州丫髻沙大橋主橋大跨度桁架式鋼管混凝土拱橋的非線性穩(wěn)定控制指標，采用的豎轉結構體系、“變角度、變索力”的液壓同步提升技術和平轉、豎轉相結合的施工控制技術9.2管桁結構：成灌快鐵犀浦站犀浦站采用高站臺建筑，為管桁結構加網(wǎng)片結構，就是水立方的建筑技術10.1張弦梁結構：延安車站雨棚安車站站臺雨棚張弦梁鋼結構跨度54米，共60榀，截至11月16日，已成功吊裝14榀。10.2張弦梁結構：張弦梁采光頂隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，大型公共民用建筑的大量興建，建筑物的跨度越來越大，通過門窗、幕墻玻璃進入室內(nèi)的光線越來越不能滿足室內(nèi)采光的需要。在大跨度屋蓋上，大面積設置玻璃采光頂進行室內(nèi)采光，