大跨度建筑構(gòu)造課件

本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點

三大跨度建筑構(gòu)造本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點三大跨度建筑構(gòu)造本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點

本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點本單元內(nèi)容:三大跨度建筑構(gòu)造本單元內(nèi)容:三大跨度建1

學(xué)習(xí)的重點各類型大跨結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)原理和特征建筑造型與結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合。尺度的概念屋頂構(gòu)造及天窗學(xué)習(xí)的重點2

大跨度建筑構(gòu)造----概論界定：30M歷史——萬神廟——美國·底特律·韋恩縣體育館（WayneCountystadium）（266m，圓形鋼網(wǎng)殼）——上海體育館（110m，圓形鋼平板網(wǎng)架）——英國千年穹（365m，帳篷結(jié)構(gòu)）選擇結(jié)構(gòu)形式的意義——造型——空間利用的合理性——對內(nèi)部裝飾的影響大跨度建筑構(gòu)造----概論3

大跨度結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類平面結(jié)構(gòu)體系——桁架——剛架——拱——……（把結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身作為獨立的單元來考慮）空間結(jié)構(gòu)體系——網(wǎng)架——折板——薄殼——懸索——……（把結(jié)構(gòu)的所有組成構(gòu)件協(xié)同起來共同跨越空間，作為整體來考慮——整體作用大于單個作用之和，且多向受力比單向受力更發(fā)揮材料潛力，空間工作比平面工作更符合力的自然傳遞路線）大跨度結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類4

十種常用的大跨度結(jié)構(gòu)形式拱剛架桁架網(wǎng)架折板薄殼懸索帳篷薄膜充氣薄膜懸挑

十種常用的大跨度結(jié)構(gòu)形式5

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型影響造型的因素一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型影響造型的因素

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點6

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點——軸向受壓（無彎距、只要求材料的受壓性能好，可以很薄。相同截面高的拱與梁，由于前者的曲面作用，跨度相差n倍）——有橫向側(cè)推力一、拱結(jié)構(gòu)及其造型7

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型結(jié)構(gòu)類型——無鉸拱、兩鉸拱、三鉸拱——木、鋼、鋼筋混凝土——實腹、空腹一、拱結(jié)構(gòu)及其造型8

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型影響造型的因素——矢高f（1/5-1/7不小于1/10）——平衡水平側(cè)推力的方式——屋面材料的類型（如油氈f不小于1/8）實例一、拱結(jié)構(gòu)及其造型9

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型影響造型的因素二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型10

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型特點——剛結(jié)點（與排架結(jié)構(gòu)對比）：大大減少梁的跨中彎距——結(jié)構(gòu)斷面小，外形簡潔，可暴露結(jié)構(gòu)構(gòu)件——門型剛架中部向上微翹有利于綜合利用室內(nèi)空間，擴大凈空高度——適用于40m跨度以內(nèi)，動荷載不能太大（吊車≤10T，遠小于排架）二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型11

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型結(jié)構(gòu)類型——無鉸剛架、兩鉸剛架、三鉸剛架

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型12

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型13

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型

特點——格構(gòu)形，全部節(jié)點均為鉸接，每一桿件受力均為軸向力?！芰r考慮施于節(jié)點，可避免使桿件受彎。優(yōu)點——①省材②受力明確③自重輕，可跨越較大空間④便于安裝運輸缺點——結(jié)構(gòu)高度較大，需增強穩(wěn)定性三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型

14

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型類型按構(gòu)成●三角形結(jié)構(gòu)高度最低1/5-1/2≤18m●拱形受力最好1/6-1/818-36m60m（無斜腹桿）15-30m●梯形受力較好，制作方便1/6-1/818-36m72m按材料●鋼適宜36m以上跨度，自重輕●鋼筋混凝土適宜36m以下跨度●木——特殊環(huán)境（相對濕度大于75%或有腐蝕性介質(zhì)時）不宜鋼、木材料，只宜預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土材料。三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型15

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型16

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型實例實例三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型17

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型網(wǎng)架尺寸桿件斷面節(jié)點連接造型四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型18

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型特點桿件互相支撐，形成多向受力的空間結(jié)構(gòu)優(yōu)點●空間剛度好（多向受力，整體性好）●自重輕

跨度大（受力合理，節(jié)省材料）●桿件規(guī)格統(tǒng)一為有限的幾種，易于工廠化生產(chǎn)●有利于選型、適于各種屋面形狀四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型19

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型類型按外形平板、曲面按層數(shù)單層、雙層、多層按材料木、鋼、鋼筋混凝土四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型20

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型平板網(wǎng)架——構(gòu)造簡單：雙層平板，無側(cè)推力，只需簡單支座——可覆蓋各種形式平面●交叉桁架體系（兩向或三向；正放與斜放）●角錐體系（三角錐、四角錐、六角錐）四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型21

22

23

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型尺寸●網(wǎng)格高度（高跨比）見表4-1約1/15●網(wǎng)格尺寸采用鋼筋混凝土屋面板時≯3m×3m桿件斷面與節(jié)點連接四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型24

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型影響造型的因素●網(wǎng)架形式●支座方式四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型25

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型26

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型27

五、折板結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型造型實例五、折板結(jié)構(gòu)及其造型28

五、折板結(jié)構(gòu)及其造型特點L2/L1≤1短折板L2≤12米L2/L1≥1長折板f長折板=（1/10~1/15）L1——薄、省材；預(yù)制裝配（裝配整體式）；構(gòu)造簡單五、折板結(jié)構(gòu)及其造型29

五、折板結(jié)構(gòu)及其造型類型——斷面——外形五、折板結(jié)構(gòu)及其造型30

31

32

33

六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型34

六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型特點曲面內(nèi)軸向力；薄、輕、省、跨大、造型豐富；費工費時類型筒殼、球殼、扁殼、鞍形殼六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型35

36

37

薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型38

薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型39薄殼結(jié)構(gòu)及其造型

薄殼結(jié)構(gòu)及其造型40

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型41

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型特點分工明確——索網(wǎng)：鋼索，只受力——邊緣構(gòu)件：梁、桁架、拱等——支承結(jié)構(gòu)造型新穎、跨度大、施工簡便七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型42

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型類型●單層單曲面●雙層單曲面輪輻式鞍形七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型43

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型類型●單層單曲面●雙層單曲面輪輻式鞍形七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型44七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型45七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型46七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型47

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型48

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型49

八、帳篷薄膜結(jié)構(gòu)及其造型特點撐桿+篷面

實例八、帳篷薄膜結(jié)構(gòu)及其造型50

九、充氣薄膜結(jié)構(gòu)及其造型類型氣承式氣肋式

實例九、充氣薄膜結(jié)構(gòu)及其造型51

十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型要點考慮傾覆力矩；出挑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式多樣實例十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型52十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型53十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型54

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造大跨度屋頂設(shè)計要求：——結(jié)構(gòu)輕；水流路線長應(yīng)保證防排水；保溫隔熱等熱工要求……屋頂構(gòu)造組成——承重結(jié)構(gòu)、基層、防水層——有檁方案、無檁方案防水材料——橡膠卷材——涂膜——金屬瓦屋面——彩色壓型鋼板屋面大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造55大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造56大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造57

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造金屬瓦屋面——構(gòu)造層次：檁條、木望板、干鋪油氈（一層）、瓦材（防腐處理）——屋面劃分：瓦材尺寸不宜超過2m——細(xì)部構(gòu)造：拼縫、泛水、天溝、檐口等大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造58

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造金屬瓦屋面拼縫構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造59

60

61

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造彩色壓型鋼板屋面——材料形式大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造62

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造彩色壓型鋼板屋面——材料形式大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造63

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造彩色壓型鋼板屋面——構(gòu)造層次與細(xì)部構(gòu)造：波高以35mm為界，縱向接縫搭接長度不小于100mm大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造64

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的形式及設(shè)計要求中庭的消防安全設(shè)計中庭天窗構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造65

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的形式及設(shè)計要求（一）中庭的基本形式（二）中庭的設(shè)計要求1．節(jié)能要求2．采光要求·庭院本身的比例——長、寬、高之間的比例關(guān)系（中庭的室形指數(shù)）·側(cè)面反射（虛實與色彩）3．氣候控制要求

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造66

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造節(jié)能要求大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造67

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的室形指數(shù)大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造68

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的消防安全設(shè)計1、中庭的防火措施可參照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045)對高層建筑中庭防火措施的規(guī)定:(1)房間與中庭回廊的門應(yīng)設(shè)自動關(guān)閉的乙級防火門；(2)與中庭相連的過廳通道外，應(yīng)設(shè)防火大門或防火卷簾門分隔；(3)中庭每層回廊應(yīng)設(shè)有自動滅火系統(tǒng)，其噴頭間距不小于2m，不大于3.8m，中庭高度超過8m時，還應(yīng)增水幕設(shè)備；(4)中庭每層回廊應(yīng)設(shè)火災(zāi)自動報警設(shè)備；(5)應(yīng)按規(guī)定設(shè)排煙設(shè)施:①凈空高度小于12m的室內(nèi)中庭可采用自然排煙措施，其可開啟的平開窗或高側(cè)窗的面積不小于中庭面積的50%。②不具備自然排煙條件及凈空高度超過12m的室內(nèi)中庭設(shè)置機械排煙設(shè)施。此外，還要在中庭頂棚、走道、周圍房間等部位設(shè)有煙感探測器。同時還要采取隔離措施，保證周圍房間的煙火不竄入中庭空間。2、必須使中庭空間能有效地排煙。中庭的機械排煙途徑可以有兩種：——通過中庭排煙或?qū)煆闹型ネ獠颗懦?。大跨度建筑?gòu)造--中庭天窗構(gòu)造69大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造70

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗構(gòu)造中庭圍護結(jié)構(gòu)有時也可以采用在大跨度建筑中發(fā)展起來的織物篷幕結(jié)構(gòu)——充氣結(jié)構(gòu)與張拉結(jié)構(gòu)?？椢锏耐腹庑暂^差，在較強的天空亮度下半透明性的織物可以使中庭產(chǎn)生少量的擴散光照度；織物可以具有良好的反射性能，一般白色界面的織物白天可以反射掉約百分之七十的日光熱量，具有整體建筑節(jié)能的特點，同時夜間照明比較經(jīng)濟。在織物圍護的中庭中，應(yīng)避免弧面的聲反射聚焦給室內(nèi)使用帶來的影響，在造型設(shè)計和構(gòu)造處理中減少不良的聲學(xué)效果。在中庭采光處理中，最常用的是金屬骨架玻璃采光天窗的方式。大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造71

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造材料的選擇：采光天窗主要由骨架、透光材料、連接件、膠結(jié)密封材料組成。天窗透光材料的選擇：安全要求、透光性能、耐久性、熱穩(wěn)定性、抗沖擊性能。在需要防眩光處理的天窗中，也可以選擇具有漫反射功能的透光材料來避免眩光的產(chǎn)生。大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造材料的選擇：72

73

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗形式的選擇按進光的形式不同——玻璃頂、側(cè)天窗。選擇形式的依據(jù)：自然條件：緯度、日照、避免室內(nèi)過熱……技術(shù)條件：中庭的規(guī)模、屋頂結(jié)構(gòu)型式、建筑造型要求……常見天窗形式:1.棱錐形天窗2.斜坡式天窗3.拱形天窗4.圓穹形天窗5.鋸齒形天窗6.其他形式的天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗形式的選擇74

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造1.棱錐形天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造1.棱錐形天窗75

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造2.斜坡式天窗玻璃面的坡度一般為15°----30°，坡長一般在15m以內(nèi)大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造2.斜坡式天窗玻璃面76

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造3.拱形天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造3.拱形天窗77

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造4.圓穹形天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造4.圓穹形天窗78

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造5.鋸齒形天窗炎熱地區(qū)有一定優(yōu)勢大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造5.鋸齒形天窗炎79

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式）大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形80

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式）

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式81

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式）

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式82

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗構(gòu)造著重介紹頂部進光的玻璃頂，設(shè)計要求如下：1.安全性能——較高的承載力、足夠的強度、連接牢固可靠2.防止天窗冷凝水對室內(nèi)的影響——設(shè)置排水槽，排水槽要保證必要的排水坡度，排水路徑不能過長3.天窗應(yīng)有良好的防水性能——足夠的排水坡度、排水路線短捷暢通、接縫嚴(yán)密4.防止眩光對室內(nèi)的影響——采用具有漫反射性能的透光材料、加設(shè)折光構(gòu)件5.滿足建筑安全防護要求——高層建筑中庭的玻璃屋頂，采用金屬承重構(gòu)件時，應(yīng)設(shè)自動滅火設(shè)備保護或噴涂防火材料，使其耐火極限達到1小時的要求。頂棚應(yīng)設(shè)有煙感探測器，并應(yīng)符合中庭排煙設(shè)計的要求。6.防雷要求大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造83

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造相關(guān)構(gòu)造：1、玻璃頂?shù)某兄亟Y(jié)構(gòu)——結(jié)構(gòu)斷面應(yīng)盡可能設(shè)計得小些，以免遮擋天窗光線?！话氵x用金屬結(jié)構(gòu)，常用的結(jié)構(gòu)型式有梁結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)、架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等?！兄亟Y(jié)構(gòu)有的可以兼做天窗骨架?！B接螺栓、螺絲應(yīng)采用不銹鋼材料。大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造84

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造常見造型玻璃頂?shù)墓羌懿贾脠D：大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造85

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造相關(guān)構(gòu)造：2、玻璃的安裝a采光罩——直接將采光罩安裝在玻璃屋頂?shù)某兄亟Y(jié)構(gòu)上即可b玻璃頂——由若干玻璃拼接而成，所以必須設(shè)置骨架。大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造86

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造各種金屬骨架斷面形式及其與玻璃連接的構(gòu)造詳圖大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造各種金屬骨架斷面87

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造相關(guān)構(gòu)造：3.天窗的排水處理大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造88

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造相關(guān)構(gòu)造：4.其它a附設(shè)防護網(wǎng)b側(cè)壁百葉窗通風(fēng)c天窗設(shè)置部分可開啟扇d嚴(yán)寒地區(qū)設(shè)置雙層采光天窗（提高保溫性能，并且可以減少冷凝水的產(chǎn)生）大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造89玻璃頂實例

玻璃頂實例

90玻璃頂實例

玻璃頂實例

91玻璃頂實例

玻璃頂實例

92玻璃頂實例

玻璃頂實例

93

思考題請課后考察建筑城規(guī)學(xué)院多功能廳屋頂，請繪出：1、二層平面圖，平面布置，兩道尺寸。2、屋頂平面圖，兩道尺寸，排水系統(tǒng)。3、剖面圖，示意網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及屋面構(gòu)造。4、大樣圖，表示屋頂細(xì)部構(gòu)造層次及做法。思考題94

萬神廟穹頂直徑達43.3米。頂端高度也是43.3米。它中央開一個直徑8.9米的圓洞。結(jié)構(gòu)為混凝土澆筑，為了減輕自重，厚墻上開有壁龕，龕上有暗券承重，龕內(nèi)置放神像。神像外部造形簡潔，內(nèi)部空間在圓形洞口射入的光線映影之下寵偉壯觀，富有神秘感。萬神廟95

上海體育館

是國內(nèi)大型的體育館之一，一九七五年建成使用。主館呈圓形，高33米，屋頂網(wǎng)架跨度直徑110米，可容納觀眾18000人。

上海體育館

是國內(nèi)大型的體育館之一，一九七五年建成使96

英國千年穹

整個建筑采用帳篷結(jié)構(gòu)，12根100米高的鋼桅桿直刺蒼穹，張拉著直徑365米，周長大于1000米的穹面鋼索網(wǎng)。光是鋼索網(wǎng)就用了長達43英里的鋼纜。室內(nèi)最高處為50多米，容積約為240萬立方米。屋面材料表面積10萬平方米，材料僅為1毫米厚的膜狀材料，卻堅韌無比。同時它有卓越的透光性，可充分利用自然光。英國千年穹整個建筑采用帳篷結(jié)構(gòu)，12根97

日本關(guān)西機場日本關(guān)西機場

日本關(guān)西機場日本關(guān)西機場98日本大館樹海圓拱日本大館樹海圓拱99日本秋葉臺文化體育館日本秋葉臺文化體育館100

日本東京穹頂以棒球等體育運動的觀看為目的，膜屋頂是用空氣的壓力所支撐的，并由繩索來補強的結(jié)構(gòu)，膜屋頂平面是邊長為180米的正方形，空氣膜結(jié)構(gòu)有加壓送風(fēng)系統(tǒng)，室內(nèi)壓力比外部氣壓高300Pa，保持增壓狀態(tài)。日本東京穹頂101

諾丁漢大學(xué)JUBILEE校園諾丁漢大學(xué)JUBILEE校園102

JUBILEE校園建筑中庭JUBILEE校園建筑中庭103

本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點

三大跨度建筑構(gòu)造本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點三大跨度建筑構(gòu)造本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點

本單元內(nèi)容:主要的大跨結(jié)構(gòu)類型及造型特點屋頂?shù)臉?gòu)造處理要點天窗設(shè)計要點本單元內(nèi)容:三大跨度建筑構(gòu)造本單元內(nèi)容:三大跨度建104

學(xué)習(xí)的重點各類型大跨結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)原理和特征建筑造型與結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合。尺度的概念屋頂構(gòu)造及天窗學(xué)習(xí)的重點105

大跨度建筑構(gòu)造----概論界定：30M歷史——萬神廟——美國·底特律·韋恩縣體育館（WayneCountystadium）（266m，圓形鋼網(wǎng)殼）——上海體育館（110m，圓形鋼平板網(wǎng)架）——英國千年穹（365m，帳篷結(jié)構(gòu)）選擇結(jié)構(gòu)形式的意義——造型——空間利用的合理性——對內(nèi)部裝飾的影響大跨度建筑構(gòu)造----概論106

大跨度結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類平面結(jié)構(gòu)體系——桁架——剛架——拱——……（把結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身作為獨立的單元來考慮）空間結(jié)構(gòu)體系——網(wǎng)架——折板——薄殼——懸索——……（把結(jié)構(gòu)的所有組成構(gòu)件協(xié)同起來共同跨越空間，作為整體來考慮——整體作用大于單個作用之和，且多向受力比單向受力更發(fā)揮材料潛力，空間工作比平面工作更符合力的自然傳遞路線）大跨度結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類107

十種常用的大跨度結(jié)構(gòu)形式拱剛架桁架網(wǎng)架折板薄殼懸索帳篷薄膜充氣薄膜懸挑

十種常用的大跨度結(jié)構(gòu)形式108

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型影響造型的因素一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型影響造型的因素

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點109

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型特點——軸向受壓（無彎距、只要求材料的受壓性能好，可以很薄。相同截面高的拱與梁，由于前者的曲面作用，跨度相差n倍）——有橫向側(cè)推力一、拱結(jié)構(gòu)及其造型110

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型結(jié)構(gòu)類型——無鉸拱、兩鉸拱、三鉸拱——木、鋼、鋼筋混凝土——實腹、空腹一、拱結(jié)構(gòu)及其造型111

一、拱結(jié)構(gòu)及其造型影響造型的因素——矢高f（1/5-1/7不小于1/10）——平衡水平側(cè)推力的方式——屋面材料的類型（如油氈f不小于1/8）實例一、拱結(jié)構(gòu)及其造型112

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型影響造型的因素二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型113

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型特點——剛結(jié)點（與排架結(jié)構(gòu)對比）：大大減少梁的跨中彎距——結(jié)構(gòu)斷面小，外形簡潔，可暴露結(jié)構(gòu)構(gòu)件——門型剛架中部向上微翹有利于綜合利用室內(nèi)空間，擴大凈空高度——適用于40m跨度以內(nèi)，動荷載不能太大（吊車≤10T，遠小于排架）二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型114

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型結(jié)構(gòu)類型——無鉸剛架、兩鉸剛架、三鉸剛架

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型115

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型

二、剛架結(jié)構(gòu)及其造型116

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型

特點——格構(gòu)形，全部節(jié)點均為鉸接，每一桿件受力均為軸向力?！芰r考慮施于節(jié)點，可避免使桿件受彎。優(yōu)點——①省材②受力明確③自重輕，可跨越較大空間④便于安裝運輸缺點——結(jié)構(gòu)高度較大，需增強穩(wěn)定性三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型

117

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型類型按構(gòu)成●三角形結(jié)構(gòu)高度最低1/5-1/2≤18m●拱形受力最好1/6-1/818-36m60m（無斜腹桿）15-30m●梯形受力較好，制作方便1/6-1/818-36m72m按材料●鋼適宜36m以上跨度，自重輕●鋼筋混凝土適宜36m以下跨度●木——特殊環(huán)境（相對濕度大于75%或有腐蝕性介質(zhì)時）不宜鋼、木材料，只宜預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土材料。三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型118

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型119

三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型實例實例三、桁架結(jié)構(gòu)及其造型120

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型網(wǎng)架尺寸桿件斷面節(jié)點連接造型四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型121

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型特點桿件互相支撐，形成多向受力的空間結(jié)構(gòu)優(yōu)點●空間剛度好（多向受力，整體性好）●自重輕

跨度大（受力合理，節(jié)省材料）●桿件規(guī)格統(tǒng)一為有限的幾種，易于工廠化生產(chǎn)●有利于選型、適于各種屋面形狀四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型122

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型類型按外形平板、曲面按層數(shù)單層、雙層、多層按材料木、鋼、鋼筋混凝土四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型123

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型平板網(wǎng)架——構(gòu)造簡單：雙層平板，無側(cè)推力，只需簡單支座——可覆蓋各種形式平面●交叉桁架體系（兩向或三向；正放與斜放）●角錐體系（三角錐、四角錐、六角錐）四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型124

125

126

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型尺寸●網(wǎng)格高度（高跨比）見表4-1約1/15●網(wǎng)格尺寸采用鋼筋混凝土屋面板時≯3m×3m桿件斷面與節(jié)點連接四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型127

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型影響造型的因素●網(wǎng)架形式●支座方式四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型128

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型129

四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其造型130

五、折板結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型造型實例五、折板結(jié)構(gòu)及其造型131

五、折板結(jié)構(gòu)及其造型特點L2/L1≤1短折板L2≤12米L2/L1≥1長折板f長折板=（1/10~1/15）L1——薄、省材；預(yù)制裝配（裝配整體式）；構(gòu)造簡單五、折板結(jié)構(gòu)及其造型132

五、折板結(jié)構(gòu)及其造型類型——斷面——外形五、折板結(jié)構(gòu)及其造型133

134

135

136

六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型137

六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型特點曲面內(nèi)軸向力；薄、輕、省、跨大、造型豐富；費工費時類型筒殼、球殼、扁殼、鞍形殼六、薄殼結(jié)構(gòu)及其造型138

139

140

薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型141

薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型薄殼結(jié)構(gòu)及其造型142薄殼結(jié)構(gòu)及其造型

薄殼結(jié)構(gòu)及其造型143

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型特點結(jié)構(gòu)類型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型144

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型特點分工明確——索網(wǎng)：鋼索，只受力——邊緣構(gòu)件：梁、桁架、拱等——支承結(jié)構(gòu)造型新穎、跨度大、施工簡便七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型145

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型類型●單層單曲面●雙層單曲面輪輻式鞍形七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型146

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型類型●單層單曲面●雙層單曲面輪輻式鞍形七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型147七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型148七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型149七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型150

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型151

七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型七、懸索結(jié)構(gòu)及其造型152

八、帳篷薄膜結(jié)構(gòu)及其造型特點撐桿+篷面

實例八、帳篷薄膜結(jié)構(gòu)及其造型153

九、充氣薄膜結(jié)構(gòu)及其造型類型氣承式氣肋式

實例九、充氣薄膜結(jié)構(gòu)及其造型154

十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型要點考慮傾覆力矩；出挑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式多樣實例十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型155十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型156十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型十、懸挑結(jié)構(gòu)及其造型157

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造大跨度屋頂設(shè)計要求：——結(jié)構(gòu)輕；水流路線長應(yīng)保證防排水；保溫隔熱等熱工要求……屋頂構(gòu)造組成——承重結(jié)構(gòu)、基層、防水層——有檁方案、無檁方案防水材料——橡膠卷材——涂膜——金屬瓦屋面——彩色壓型鋼板屋面大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造158大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造159大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造160

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造金屬瓦屋面——構(gòu)造層次：檁條、木望板、干鋪油氈（一層）、瓦材（防腐處理）——屋面劃分：瓦材尺寸不宜超過2m——細(xì)部構(gòu)造：拼縫、泛水、天溝、檐口等大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造161

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造金屬瓦屋面拼縫構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造162

163

164

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造彩色壓型鋼板屋面——材料形式大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造165

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造彩色壓型鋼板屋面——材料形式大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造166

大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造彩色壓型鋼板屋面——構(gòu)造層次與細(xì)部構(gòu)造：波高以35mm為界，縱向接縫搭接長度不小于100mm大跨度建筑構(gòu)造--屋頂構(gòu)造167

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的形式及設(shè)計要求中庭的消防安全設(shè)計中庭天窗構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造168

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的形式及設(shè)計要求（一）中庭的基本形式（二）中庭的設(shè)計要求1．節(jié)能要求2．采光要求·庭院本身的比例——長、寬、高之間的比例關(guān)系（中庭的室形指數(shù)）·側(cè)面反射（虛實與色彩）3．氣候控制要求

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造169

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造節(jié)能要求大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造170

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的室形指數(shù)大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造171

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭的消防安全設(shè)計1、中庭的防火措施可參照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045)對高層建筑中庭防火措施的規(guī)定:(1)房間與中庭回廊的門應(yīng)設(shè)自動關(guān)閉的乙級防火門；(2)與中庭相連的過廳通道外，應(yīng)設(shè)防火大門或防火卷簾門分隔；(3)中庭每層回廊應(yīng)設(shè)有自動滅火系統(tǒng)，其噴頭間距不小于2m，不大于3.8m，中庭高度超過8m時，還應(yīng)增水幕設(shè)備；(4)中庭每層回廊應(yīng)設(shè)火災(zāi)自動報警設(shè)備；(5)應(yīng)按規(guī)定設(shè)排煙設(shè)施:①凈空高度小于12m的室內(nèi)中庭可采用自然排煙措施，其可開啟的平開窗或高側(cè)窗的面積不小于中庭面積的50%。②不具備自然排煙條件及凈空高度超過12m的室內(nèi)中庭設(shè)置機械排煙設(shè)施。此外，還要在中庭頂棚、走道、周圍房間等部位設(shè)有煙感探測器。同時還要采取隔離措施，保證周圍房間的煙火不竄入中庭空間。2、必須使中庭空間能有效地排煙。中庭的機械排煙途徑可以有兩種：——通過中庭排煙或?qū)煆闹型ネ獠颗懦?。大跨度建筑?gòu)造--中庭天窗構(gòu)造172大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造173

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗構(gòu)造中庭圍護結(jié)構(gòu)有時也可以采用在大跨度建筑中發(fā)展起來的織物篷幕結(jié)構(gòu)——充氣結(jié)構(gòu)與張拉結(jié)構(gòu)?？椢锏耐腹庑暂^差，在較強的天空亮度下半透明性的織物可以使中庭產(chǎn)生少量的擴散光照度；織物可以具有良好的反射性能，一般白色界面的織物白天可以反射掉約百分之七十的日光熱量，具有整體建筑節(jié)能的特點，同時夜間照明比較經(jīng)濟。在織物圍護的中庭中，應(yīng)避免弧面的聲反射聚焦給室內(nèi)使用帶來的影響，在造型設(shè)計和構(gòu)造處理中減少不良的聲學(xué)效果。在中庭采光處理中，最常用的是金屬骨架玻璃采光天窗的方式。大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造174

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造材料的選擇：采光天窗主要由骨架、透光材料、連接件、膠結(jié)密封材料組成。天窗透光材料的選擇：安全要求、透光性能、耐久性、熱穩(wěn)定性、抗沖擊性能。在需要防眩光處理的天窗中，也可以選擇具有漫反射功能的透光材料來避免眩光的產(chǎn)生。大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造材料的選擇：175

176

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗形式的選擇按進光的形式不同——玻璃頂、側(cè)天窗。選擇形式的依據(jù)：自然條件：緯度、日照、避免室內(nèi)過熱……技術(shù)條件：中庭的規(guī)模、屋頂結(jié)構(gòu)型式、建筑造型要求……常見天窗形式:1.棱錐形天窗2.斜坡式天窗3.拱形天窗4.圓穹形天窗5.鋸齒形天窗6.其他形式的天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗形式的選擇177

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造1.棱錐形天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造1.棱錐形天窗178

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造2.斜坡式天窗玻璃面的坡度一般為15°----30°，坡長一般在15m以內(nèi)大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造2.斜坡式天窗玻璃面179

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造3.拱形天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造3.拱形天窗180

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造4.圓穹形天窗大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造4.圓穹形天窗181

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造5.鋸齒形天窗炎熱地區(qū)有一定優(yōu)勢大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造5.鋸齒形天窗炎182

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式）大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形183

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式）

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式184

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式）

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造6.其他形式的天窗（組合形式185

大跨度建筑構(gòu)造--中庭天窗構(gòu)造中庭天窗構(gòu)造著重介紹頂部進光的玻璃頂，設(shè)計要求如下：1.安全性能——較高的承載力、足夠的強度、連接牢固可靠2.防止天窗冷凝水對室內(nèi)的影響——設(shè)置排水槽，排水槽要保證必要的排水坡度，排水路徑不能過長3.天窗應(yīng)有良好的防水性能——足夠的排水坡度、排水路線短捷暢通、接縫嚴(yán)密4.防止眩光對室內(nèi)的影響——采