大跨度空间结构的主要形式及特点

简述大跨度空间结构的主要形式及特点摘要：大跨度空间结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志。

其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。

形态各异的空间结构在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车间等建筑中得到了广泛的应用。

关键词：大跨度空间结构形式特点1网架结构由多根杆件按照某种规律的儿何图形通过节点连接起来的空间结构称之为网格结构，其中双层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架。

它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。

1.1网架结构的形式(1)平而桁架系组成的网架结构。

主要有：两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。

(2)四角锥体组成的网架结构。

主要有：正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。

(3)三角锥组成的网架结构。

主要有：三角锥网架、抽空三角锥网架（分1型和11型）、蜂窝形三角锥网架等型式。

(4)六角锥体组成的网架结构。

主要形式有：正六角锥网架。

1.2网架结构的主要特点空间工作，传力途径简捷；重量轻、刚度大、抗震性能好；施工安装简便；网架杆件和节点便于定型化、商品化、可在工丨中成批生产，有利于提高生产效率；网架的平而布置灵活，屋盖平整，有利于吊顶、安装管道和设备；网架的建筑造型轻巧、美观、大方，便于建筑处理和装饰。

2网壳结构曲而形网格结构称为网壳结构，有单层网壳和双层网壳之分。

网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。

2.1网壳结构的形式主要有球而网壳、双曲而网壳、圆柱而网壳、双曲抛物而网壳等。

2.2网壳结构主要特点兼有杆系结构和薄壳结构的主要特性，杆件比较单一，受力比较合理；结构的刚度大、跨越能力大；可以用小型构件组装成大型空间，小型构件和连接节点可以在工）预制;安装简便，不需大型机具设备，综合经济指标较好；造型丰富多彩，不论是建筑平而还是空间曲而外形，都可根据创作要求任意选取。

建筑结构大跨度结构大跨度结构是指横跨较长的距离，一般大于50米的建筑结构。

大跨度结构在现代建筑中得到了广泛应用，不仅可以提供更大的空间，还能够提高建筑的整体美观性、功能性和可持续性。

本文将介绍大跨度结构的定义、分类、应用以及在设计中的考虑因素等内容。

一、大跨度结构的定义大跨度结构是指横跨较长的距离的建筑结构。

它们通常用于一些需要较大空间的场所，如会展中心、机场终端楼、体育馆等。

大跨度结构的建造需要考虑跨度、荷载、材料和施工等因素。

跨度越大，结构的自重越大，所需的材料和施工难度也越大。

因此，在设计大跨度结构时需要进行充分的工程计算和结构分析，以确保结构的稳定性和安全性。

二、大跨度结构的分类根据结构的形式和功能，大跨度结构可以分为以下几种类型：1.單元系統結構：单元系统结构是一种由标准化部件组成的结构体系，其主要特点是模块化。

这种结构适用于大型工业厂房、仓库等场所。

常见的单元系统结构包括钢桁架结构和桁架梁结构。

2.点支撑结构：点支撑结构是一种通过柱子或支撑点将荷载传递到地面的结构。

它适用于要求大空间的建筑，如机场终端楼、体育场馆等。

点支撑结构常见的形式有网壳结构和空间桁架结构。

3.地铁结构：地铁结构主要用于地铁车站和地下通道等场所，其特点是地下结构、强度高和防水性能好。

地铁结构主要由混凝土和钢材构成，以提供足够的强度和稳定性。

4.悬索桥结构：悬索桥结构主要由悬索和桥塔组成，适用于跨越较长距离的桥梁。

悬索桥结构具有较好的承载能力和抗震能力，广泛用于桥梁工程中。

三、大跨度结构的应用大跨度结构在现代建筑中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：1.会展中心：会展中心是大跨度结构的代表之一，其特点是空间大、无柱和灵活布局。

通过合理的结构设计和使用大跨度结构，可以提供更大的展示面积和灵活的空间分配。

2.机场终端楼：机场终端楼一般需要提供较大的空间，以应对大量旅客的需求。

大跨度结构可以提供无柱的空间，不仅能够提供较大的空间容量，还能使旅客获得更好的使用体验。

大跨度空间结构的主要形式及特点大跨度建筑通常是指跨度在30米以上的建筑，我国现行钢结构规范则规定跨度在60米以上结构为大跨度结构。

大跨度空间结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志。

其结构形式主要包括拱结构、刚架结构、桁架结构、网架结构、折板结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等空间结构及各类组合空间结构。

形态各异的空间结构在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车间等建筑中得到了广泛的应用。

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。

某种新的结构一丹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。

上面所提到的空间结构也可以分成：一实体结构类——薄壳结构、折板结构；二网格结构——网架结构、网壳结构；三张力结构——悬架结构、薄膜结构；四其他新型大跨度空间结构——可展开折叠式结构、开合屋顶、张拉整体结构、张弦结构、整体张拉预应拱架结构。

下面我就各空间结构作分析。

1拱结构1.1定义与特点拱结构是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线形构件。

拱结构由拱圈及其支座组成。

拱是古代大跨度建筑的主要结构形式。

由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的弯矩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，比同样的梁结构断面小，能承受较大空间。

但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了维持结构的稳定性，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后墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。

这样就会使建筑的平面空间组合受到约束。

1.2拱结构形式拱结构应用广泛，形式多种多样。

按建造的材料分类，有砖石砌体拱结构、钢筋混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木拱结构等；按结构组成与支承方式分类，有无铰拱、两铰拱和三铰拱，无拉力杆拱和有拉杆拱；按拱轴的形式分类，常见的有半圆拱和抛物线拱；按拱身截面分类，有实腹式和格构式、等截面和变截面等。

大跨度空间结构是目前发展最快的结构类型。

大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展战况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。

而大跨度结构的表现形式是多种多样的。

大跨度空间结构；拱券结构及穹隆结构；椼架结构与网架结构；壳体结构；悬索结构；膜结构一、拱券结构及穹隆结构从迄今还保存着的古希腊宏大的露天剧场遗迹来看，人类大约在两千多年前，就有扩大室内空间的要求。

古代建筑室内空间的扩大是和拱结构的演变发展紧密联系着的，从建筑历史发展的观点来看，一切拱结构-包括各种形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的变化和发展，都可以说是人类为了谋求更大室内空间的产物。

券拱技术是罗马建筑最大的特色及成就，它对欧洲建筑做出了巨大的贡献，影响之大无与伦比。

罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式和风格以及某些建筑的功能和规模等等都是同券拱结构有密切联系。

拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力，为保持稳定，这种结构必须要有坚实、宽厚的支座。

例如以筒形拱来形成空间，反映在平面上必须有两条互相平行的厚实的侧墙，拱的跨度越大，支承它的墙则越厚。

很明显，这必然会影响空间组合的灵活性。

为了克服这种局限，在长期的实践中人们又在单向筒形拱的基础上，创造出一种双向交叉的筒形拱。

而之后为了建筑的发展热门又创造出了穹隆结构穹隆结构也是一种古老的大跨度结构形式，早在公元前14世纪建造的阿托雷斯宝库所运用的就是一个直径为14.5米的叠涩穹隆。

到了罗马时代，半球形的穹隆结构已被广泛地运用于各种类型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神庙。

神殿的直径为43.3米，其上部覆盖的是一个由混凝土做成的穹隆结构。

在大跨度结构中，结构的支点越分散，对于平面布局和空间组合的约束性就越强；反之，结构的支承点越集中，其灵活性就越大。

从罗马时代的筒形拱衍变成高直式的尖拱拱肋结构；从半球形的穹隆结构发展成带有帆拱的穹隆结构，都表明由于支承点的相对集中而给空间组合带来极大的灵活性。