大跨建筑结构(大跨平面结构)

大跨建筑结构设计要点1. 引言大跨建筑是指跨度较大的建筑结构，通常用于场馆、机场、桥梁等重要工程。

大跨建筑结构设计要点涉及材料选择、结构布局、抗震设计等方面，本文将从这些方面介绍大跨建筑结构设计的要点。

2. 材料选择2.1 结构材料对于大跨建筑来说，结构材料的选择至关重要。

常见的结构材料包括钢材、混凝土和木材。

具体的选择需要考虑建筑的功能、负荷要求、耐久性和成本等因素。

钢材通常用于跨度较大、承载能力要求高的部位，混凝土用于提供更好的耐久性和抗震性能，木材则常用于轻型结构和装饰。

2.2 外墙材料外墙材料的选择需要考虑建筑的整体风格和环境要求。

常见的外墙材料包括玻璃、金属板、石材等。

玻璃材料可用于增加建筑的透明度和光亮感，金属板常用于现代风格的建筑，石材则常用于提供建筑的稳定感和质感。

3. 结构布局大跨建筑的结构布局需要考虑建筑的跨度、高度、稳定性和空间利用率等因素。

3.1 平面布局在平面布局上，大跨建筑可以采用单室或多室结构。

单室结构适用于跨度较大、建筑内部空间需求较大的场所，多室结构则适用于灵活分区、功能需求复杂的场所。

3.2 立面布局在立面布局上，大跨建筑可以采用平直或曲线形状。

平直形状适用于现代简约风格的建筑，曲线形状则适用于提供建筑的流畅感和美感。

4. 抗震设计大跨建筑需要进行有效的抗震设计，以确保建筑在地震等自然灾害中的安全性。

4.1 建筑地基合理的地基设计是抗震设计的基础。

在大跨建筑中，通常需要采用深基坑和深基桩等方式来提供足够的支撑和稳定性。

4.2 结构体系合理的结构体系可以提高建筑的整体稳定性。

对于大跨建筑，常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构和桁架结构等。

其中，桁架结构通常用于跨度较大的建筑，剪力墙结构则适用于提高建筑的抗震能力。

4.3 防震装置大跨建筑还可以采用防震装置来提高抗震能力。

常见的防震装置包括减震器和承载控制装置等。

5. 结论大跨建筑的结构设计要点包括材料选择、结构布局和抗震设计等方面。

大跨度建筑结构1单层刚架刚架是以横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。

1.1受力特点：梁柱合一的刚架仍是横向受弯为主的结构，但梁柱刚接的相互约束减少了梁跨中与柱内弯矩，内力虽然有轴力，但以弯矩为主，这是其承荷传力的基本特性。

刚架结构比屋架和柱组成的排架结构轻巧，可以节省钢材和水泥。

由于大多数刚架的横梁是向上倾斜的，不但受力合理，且结构下部的空间增大，对某些要求高大空间的建筑特别有利。

同时，倾斜的横梁使建筑屋顶形成折线形，建筑外轮廓富裕变化。

由于刚架结构受力合理，轻巧美观，能跨越较大的跨度，制作又很方便，因此应用非常广泛。

但刚架结构的刚度较差，不宜用于吊车起吊重量超过100KN的厂房等建筑。

1.2刚架结构的类型刚架按结构组成的构造方式不同，分为无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架。

无铰刚架和两铰刚架是超静定结构，结构刚度较大，但当地基条件较差，发生不均匀沉降时，结构产生附加内力。

三铰刚架则属于静定结构，在地基产生不均匀沉降时，结构不会引起附加内力，但刚度不如前两种好。

一般来说，三铰刚架多用于跨度较小的建筑，前两者用于较大的建筑。

刚架按材料不同分为胶合木刚架、钢刚架和混凝土刚架。

胶合木刚架是利用短薄板的板材拼接而成，不受原木尺寸及缺陷的限制，具有较好的防腐和耐燃的性能。

轻钢门式刚架适用范围:用于跨度为9一36m，柱距为6m，柱高为4.5一9m，不设吊车或设有起重量较轻吊车的单层工业厂房或公共建筑:设置桥式吊车时起重量不宜大于20t、设置悬挂吊车时起重量不宜大于3t。

钢筋混凝土刚架一般适用于跨度小于18m，高度小于10m的无吊车和吊车荷载小于100KN的建筑中，最大跨度可达30m。

钢筋混泥土刚架构件截面一般为矩形，以便于叠层预制。

为省掉不必要的混泥土可做成空心界面、工字形截面或空腹式。

刚架按建筑体形分有平顶、坡顶、拱、单跨与多跨。

1.3刚架结构的建筑造型刚架结构常用钢筋混泥土建造，为了节约材料和减轻结构的自重，通常将刚架做成断面形式，柱梁相交处弯矩最大，断面增大，较接点处弯矩为零，断面最斜或外直内斜。

房屋建筑学大跨度建筑构造大跨度建筑结构型式与建筑造型大跨度建筑结构型式与建筑造型结构是房屋的骨架，是形成建筑内部空间和外部形式的物质基础，结构是在特定的材料和施工技术条件下运用力学原理创造出来的。

某种新的结构一旦产生并在工程实践中反复出现时，便会逐渐形成一种崭新的建筑形式。

可见结构技术是影响建筑的重要因素，在大跨度建筑中尤其如此。

通过上述例子说明，在建筑设计中，选择结构型式不仅是结构工程师的工作，也是建筑师的职责，现代建筑的特点是建筑艺术与建筑技术的高度统一。

建筑师只有对各种结构形式的基本力学特征和适用范围有深入的了解才能自由地进行创作，把结构型式与建筑造型融为一体。

现就大跨度建筑常见的各种结构型式及其建筑造型作介绍。

一、拱结构及其建筑造型拱结构及其建筑造型(一)拱的受力特点、优缺点和适用范围拱是古代大跨度建筑的主要结构型式。

由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的变矩值可以降低到最小限度，主要内力变为轴向压力，且应力分布均匀，能充分利用材料的强度，比同样跨度的梁结构断面小，故拱能跨越较大的空间。

但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保持结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。

常见的方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。

很明显，这会使建筑的平面空间组合受到约束。

拱的内力主要是轴向压力，结构材料应选用抗压性能好的材料。

古代建筑的拱主要采用砖石材料，近代建筑中，多采用钢筋混凝土拱，有的采用钢桁架拱，跨度可达百米以上。

拱结构所形成的巨大空间常常用来建筑商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。

(二)拱的型式拱结构按组成和支座方式不同分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。

(三)拱结构的建筑造型拱结构的造型主要取决于矢高大小和平衡拱推力的方式。

拱的矢高对建筑的外部轮廓形象影响最大。

矢高小的拱，外形起伏变化小，呈扁平状，结构占用的空间小，但水平推力和拱身轴力都偏大。

而矢高大的拱，外形起伏变化强烈，产生的水平推力和轴向力都较小，但拱身材料耗费量多，拱下形成的内部空间大，拱曲面坡度很陡，当采用油毡屋面时，容易出现沥青流淌和油毡滑移现象。

大跨度房屋结构摘要：随着经济的发展，大跨度结构在公共建筑中的应用越来越广泛。

关键词：大跨度;实腹式框架;格构式框架Abstract: with the development of economy, big span structure in the public buildings used more widely.Keywords: big span; Solid-web framework; Of lattice frame大跨度房屋结构常用于公共建筑。

公共建筑如大会堂，影剧院，展览馆，音乐厅，体育馆，加盖体育场，市场，火车站，航空港等，受使用要求和建筑造型要求所制约，具有大的跨度。

它们是为了满足人类社会文化生活不断丰富的需求而产生的。

大跨度房屋结构也用于工业建筑。

特别是航空工业和造船工业中，更多地采用大跨度结构如飞机制造厂的总装配车间，飞机库，造船厂的船体结构车间等等。

这些建筑采用大跨度结构是受装配机器（如船舶，飞机）的大型尺寸或工艺过程要求所决定的。

大跨度建筑物的用途，其使用条件以及对其建筑造型方面要求的差异性，决定了采用结构方案的多样性------梁式的，框架式的，拱式的，空间式的以及悬挂-悬索式的。

梁氏及框架式体系，较常用于矩形平面的大跨建筑无盖；拱式体系具有建筑造型方面的优点，跨度在80m和更大时，这种体系比较经济；呈网格或实腹薄壳及褶板，平板网架结构，穹顶或篷盖状的空间体系，用钢量最为经济，多用于圆形或矩形的房屋平面。

悬挂结构体系中主要承重构件是用高强材料制作的受拉索缆（钢绞线，高强钢丝束等），轻巧是它的最大优点。

这种结构体系制造和安装都比较简单。

大跨度屋盖主要具有矩形平面。

但是公共建筑如影剧院，音乐厅，体育馆，展览馆等，除了矩形平面，也可能具有圆形或椭圆形平面。

采用普通矩形以外的平面，使屋盖结构的构成复杂化，这不便于使用定型结构构件。

大跨建筑物一般不属于大量建设项目，其建筑及结构方案极具个性，当然，这也在一定程度上限制了结构的定型化及工业化。

常见大跨度建筑的结构形式结构类型：有拱、刚架以及桁架、折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。

拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。

由于拱成曲面形状，在外力作用下，拱内的弯矩可以降到最小限度，主要内力变为轴向压力，且应力分布均匀，能充分利用材料的强度，比同样跨度的梁结构断面小，故拱能跨越较大的空间但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保持结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。

常见方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。

很明显，这会使建筑的平面空间组合受到约束。

拱的内力主要是轴向压力，结构材料应选用抗压性能好的材料。

古代建筑的拱主要采用砖石材料，近代建筑中，多采用钢筋混凝土拱，有的采用钢衍架拱，跨度可达百米以上。

拱结构所形成的巨大空间常常用来建造商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。

刚架是由梁和柱组成的结构，各杆件主要受弯,刚架的结点主要是刚结点，也可以有部分铰结点或组合结点。

全部是钢材焊接的结构，一般用于超高层的办公大楼，或大型的会场和展厅。

桁架是一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。

桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。

桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。

常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。

折叠折板屋顶结构一种由许多块钢筋混凝土板连接成波折形的整体薄壁折板屋顶结构。

这种折板也可作为垂直构件的墙体或其他承重构件使用。

折板屋顶结构组合形式有单坡和多坡，单跨和多跨，平行折板和复式折板等,能适应不同建筑平面的需要。

常用的截面形状有V形和梯形，板厚一般为5~10厘米,最薄的预制预应力板的厚度为3厘米。

跨度为6~40米，波折宽度一般不大于12米,现浇折板波折的倾角不大于30°;坡度大时须采用双面模板或喷射法施工。

(一)大跨建筑概况：大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑，主要用于民用建筑的影剧院、体育场、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。

（1）大跨建筑的相关类型1.拱结构及其建筑造型拱结构及其建筑造型但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保持结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。

常见方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。

拱的内力主要是轴向压力，结构材料应选用抗压性能好的材料。

古代建筑的拱主要采用砖石材料，近代建筑中，多采用钢筋混凝土拱，有的采用钢衍架拱，跨度可达百米以上。

2.刚架结构及其建筑造型刚架结构及其建筑造型刚架是横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。

由于梁和柱是刚性结点，在竖向荷载作用下柱对梁有约束作用，因而能减少梁的跨中弯矩。

同样，在水平荷载作用下，梁对柱也有约束作用，能减少柱内的弯矩。

3.椼架结构及其建筑造型椼架是由杆件组成的一种格构式结构体系。

杆件与杆件的结合假定为铰结，所以在外力作用下杆件内力为轴向力（拉力或压力），而且分布均匀，故椼架结构比梁结构受力合理。

4.网架结构及其建筑造型网架结构及其建筑造型网架是一种由很多杆件以一定规律组成的网状结构。

它具有下列优点：杆件之间互相起支撑作用，形成多向受力的空间结构，故其整体性强、稳定性好、空间刚度大，有利于抗震；当荷载作用于网架各节点上时，杆件主要承受轴向力，故能充分发挥材料的强度，节省材料；网架结构高度小，可以有效的利用空间；结构的杆件规格统一，有利于工厂化生产；网架形式多样，可创造丰富多彩的建筑形式。

5.折板结构及其建筑造型折板结构及其建筑造型折板结构是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系。

折板结构通常用钢筋混凝土建造，也可用钢丝网水泥建造。

6.薄壳结构及其建筑造型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，呈空间受力状态，主要承受曲向内的轴内力，而弯矩和扭矩很小，所以混凝土强度能得到充分利用。