第三章大跨度建筑构造1.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 本节重点 各种结构的概念、特点及类型 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 双曲抛物面壳（马鞍形壳）:由壳面和边缘构件组成，外形象马鞍。 受力特点：倒悬的曲面如同受拉的索网，向上拱起的曲面如同拱结构，拉压相互作用，提高了壳体的稳定性和刚度，使壳面可以做的很薄。 （三）薄壳结构的建筑造型 圆筒形、圆球形、双曲抛物面形等 造型新颖，外观独特、新奇 马鞍形网壳——旅专体育馆 法国思恩中心新水塔：上部为一容量达3000m3的水塔，下部为一2500m2的市场。水塔由一圈向内凹进的筒壳围成圆锥形，塔身支承在一根中心柱上，壳的外围由向外凸的肋箍住，承受环向张力。这组建筑在造型上的创新主要体现在把壳体看作竖向跨越的元件，并收缩成一锥形。 美国加拉哈西多功能大厅：该厅屋顶由一钢筋混凝土拱悬吊两组筒壳组成，竖向的拱与横向的筒壳形成对比，而且拱使筒壳跨度缩短一半。筒壳的波长外大里小，构成扇形效果。鲜明的个性表现在拱与壳两种结构形式的巧妙组合和筒壳的波长变化上。 法国格勒诺布尔冰球馆：该馆屋顶以四片筒形薄壳呈十字形正交覆盖于一方形平面上空，四片筒壳的外沿切割成尖叶形。壳体相交的谷像加劲肋一样增强了壳体强度，整个壳顶支承在四个柱墩上。 美国未来航空港设计方案：该航空港的屋顶由两套筒壳组成，一套是呈放射状布置的锥形筒壳，另一套是呈环状的筒壳与锥形筒壳相交.共同组成屋顶结构体系。其结构刚度主要来自两套相交的谷。建筑造型上的鲜明特征表现在两套壳体的巧妙“相贯”上。 巴黎国家工业与技术中心陈列馆 陈列馆平面为三角形，壳顶高出地面48米；屋顶是当时世界上跨度最大的壳体。总建筑面积达90000平方米。上层壳体内表面用水泥木丝板作为隔热层。壳体采用分段预制是双层双曲薄壳，双曲薄壳之间用预应力钢筋混凝土联结。两层壳体总厚度只有12厘米。 美国麻省理工学院礼堂 墨西哥霍奇米洛科餐厅 美国纽约TWA环球航空公司候机楼 新加坡滨海艺术中心 新加坡滨海艺术中心 新加坡滨海艺术中心 七、悬索结构及其建筑造型 （一)悬索结构的受力特点、优缺点和适用范围 悬索结构由索网、边缘构件和下部支承结构三部分组成。 优点：节省材料，减轻结构自重；建筑造型适合于不同的平面形式；跨越巨大的空间而不需要在中间加支点；施工更方便更快速。 缺点：在强风吸引力的作用下容易丧失稳定而破坏。 适用范围：体育馆、大会堂、展览馆 （二）悬索结构形式 1、单层单曲面悬索结构 2、双层单曲面悬索结构 3、双曲面轮辐式悬索结构 4、双曲面鞍形悬索结构 （三）悬索结构的建筑造型 悬索只能受拉不能受压，外形大多呈凹曲面 构件组成 钢索网 钢筋混凝土边缘构件 北京工人体育馆：该馆为圆形平面，比赛厅直径94m，容纳观众1.5万人，外围为环形框架。大厅屋顶采用轮辐式悬索结构。悬索沿径向辐射状布置。上索承受屋面荷载并起稳定作用。下索为整个屋顶的承重索。上下索各144根，索的两端分别与内外环相连，为了便于在外环上锚固和尽量减少对外环断面的削弱，上下索在平面内各错开半个间隔。钢筋混凝土外环支承在环形框架的48根柱上，外环承受悬索的拉力后产生环向压力。内环为钢结构圆筒，直径16m，内环主要受环向拉力。 美国汉普敦体育馆：该馆为多功能用途，可容纳1.1万观众。圆形平面，直径98m，馆高30m。该馆为两层预制框架结构，看台下沿周边有48根矩形断面柱，看台以上为48根折板柱，上部用175cm×75cm现浇钢筋混凝土圈梁连接起来。外立面构件之间嵌镶古铜色玻璃。屋顶为轮辐式悬索结构，它与北京工人体育馆不同之处是承重索与稳定索在外环上左右上下交叉相错布置，减少了内外环高差，缩小了大厅体积。建筑造型的特征表现在外环改用折板，索网改成上下左右交叉布置。 八、膜结构及其建筑造型 （一）膜结构的受力特点、优缺点和适用范围 膜结构是以性能优良的柔软织物为膜面材料，由空气压力支承膜面、或用柔性钢索或刚性骨架网索将膜材绷紧形成建筑空间的一种结构。 优点：重量轻、跨度大、施工方便、透光性和自沽性较好、建筑造型自由丰富 缺点：隔声效果较差、耐久性不够好(膜材的使用寿命一般为15～20年)、膜面抵抗局部荷载能力较弱等。 （二）膜结构的分类 1、张拉膜结构 张拉膜结构是由膜材、拉索、支柱共同作用构成的。 蒙特利尔博览会德国馆：该馆采用张拉薄膜结构，它的8根撑杆全部设在建筑物内部。沿建筑物四周把悬挂在撑杆上的索网与篷布紧绷于基地上，形成一个自由灵活