大跨度建筑案例分析

大跨度建筑结构形式与建筑造型

实例分析

建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。

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。

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。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，倾斜的横梁使建筑的屋顶形成折线形，建筑外轮廓富于变化。

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，因而应用非常广泛。一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑，也可用于工业建筑，但刚架结构的刚度较差，当吊车起重量超过100KN时不宜采用。

大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析

建筑城规学院 建筑101班 程辛阳 2010051118

随着科技水平的进步与建筑技术的不断发展，现今建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度能达到150m以上的超大规模建筑已非个别；并且它们结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。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中。

一．大跨度建筑常见结构形式

1、拱结构

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。

2、刚架结构

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。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，倾斜的横梁使建筑的屋顶形成折线形，建筑外轮廓富于变化。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，因而应用非常广泛。一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑，也可用于工业建筑，但刚架结构的刚度较差，当吊车起重量超过100KN 时不宜采用。

例析大跨度建筑的幕墙设计

概念

大跨度建筑：跨度在30m以上

民用建筑：影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑

工业建筑：飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房

大跨度建筑的主要设计元素

基本功能：机场航站楼、体育建筑等

基本尺度：外轮廓尺寸（长度、宽度、高度）、空间跨度

建筑形态：二维/线性三维/非线性三维

结构体系：桁架、网架、刚架、膜结构

外壳材料：金属屋面板、玻璃幕墙、金属幕墙

大跨度建筑幕墙特点

尺度超大/体量水平展开/无标准层/高度变化/层高突变/垂直或倾斜/二维或三维或组合/线性或非线性/单元式或非单元式/遮阳通风排烟

新白云国际机场T2航站楼 幕墙设计

T2航站楼设计目标年为2020年

年旅客量为4500万人次

总建筑面积 68万m²

建筑高度约 44.60 m

我国近期最大的单体建筑之一

国内在建的规模最大的航站楼

幕墙概况：

总面积约10万平方米 四区域：主楼、东指廊、西指廊、北指廊

主楼幕墙：南北两部分

· 南面幕墙为主楼正立面，总面宽约430米，

最大高度36米，最小高度约12米

· 北面幕墙面宽约430米，最大高度约14米，

最小高度约7米。

指廊幕墙：总展開面宽约3556米，最大

高度约18米，最小高度约3.5米。

幕墙的主要形式

航站楼的立面形象主要构成部分

选择合适的幕墙体系非常重要

· 支撑方式：点支式，框式、全玻式

· 二次结构：构件式、拉索式

· 点式幕墙：爪接式、板夹式

· 框式幕墙：明框式、隐框式、横明竖隐、

横隐竖明

T1 航站楼玻璃幕墙形式——拉索结构点支式玻璃幕墙

玻璃板块尺寸：3000×1500mm

二次结构：钢桁架结构为主受力体系

+ 横向鱼腹式拉索桁架抗风体系

+ 竖向拉索竖向承重体系

→ 可靠的幕墙结构体系

特色：横向鱼腹式拉索桁架

· 鱼腹式索桁架避免结构沉重感 · 合理的受力特性和极高的结构效率

· 索结构中的拉索很细，压杆短而少

大跨度混凝土楼盖的舒适度实例分析

摘要]人行走的频率在1Hz~3Hz，为避免人行引起共振，所以规范规定楼盖竖向振动频率不宜小于3Hz。而本案为某钢筋混凝土框架-剪力墙结构，混凝土楼盖最大跨度24m，楼盖最大悬挑跨度10m，存在竖向竖向振动频率小于3Hz的情况，因此通过动力时程分析补充计算，对结构施加人行激励，从而得出结构楼盖体系仍可满足振动舒适度的要求的结论。

[关键词] 人行激励；大跨度；大悬挑；舒适度

中图分类号：TU398 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

地上5层（其中2、3层设夹层），总建筑面积29460平方米，其中首层建筑面积为7622m2（室外覆土区结构面积3500不计入），二层以上面积为22595m2；架空层面积为1087.5m2，建筑檐口高度34.2米，建筑屋顶高度36.2米。

主入口位于东侧二层，次入口位于西侧首层；建筑首层包括学术报告厅、会议培训、技术用房及共享廊道；建筑2至5层为图书馆主要阅览空间，包括借阅阅览（包含传统阅览、电子阅览及专业阅览）、藏书库、展览展示、学术培训、书院、咨询服务、行政办公、设备用房等功能。

2 结构方案

结构对称设置四个角筒、8片剪力墙、12颗大矩形落地柱，柱跨24米，正是给建筑提供一个四平八稳的立体空间，结构上抗震性能也很好，大跨度柱网给建筑布置剧场式观景盒子创造了非常自由的空间。屋顶为双向垂直交叉大跨度钢结构桁架。

其中三层的混凝土楼盖大悬挑跨度9.3m，悬挑梁采用变截面800x2200（根部）/1200（端部）并施加预应力以严格控制其挠度。大跨度梁跨度24m，采用薄腹梁减轻大跨、大悬挑范围的结构自重，薄腹梁截面250~300x1200~1800。

3 舒适度分析