大跨度建筑结构形式与建筑造型分析

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。

建筑构造作业——大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑，我国现行钢结构规范则规定跨度60m以上结构为大跨度结构。

主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。

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。

大跨度建筑在古代罗马已经出现，如公元120到124年建成的罗马万神庙，成圆形平面，穹顶直径达43.5m，用天然混凝土浇筑而成，是罗马穹顶技术的光辉典范。

罗马万神庙虽然大跨度建筑在古代罗马已经出现，但是大跨度建筑真正得到迅速发展还是在19世纪后半叶以后，特别是第二次世界大战后的最近几十年中。

大跨建筑迅速发展的原因一方面是由于社会发展使建筑功能越来越复杂，需要建造高大的建筑空间来满足群众集会、举办大型的文艺体育表演、举办盛大的各种博览会等；另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现，促进了大跨度建筑的进步。

一是需要，二是可能，两者相辅相成，相互促进，缺一不可。

19世纪后半叶以来，钢结构和钢筋混凝土结构在建筑上的广泛应用，使大跨建筑有了很快的发展，特别是近几十年来新品种的钢材和水泥在强度方面有了很大的提高，各种轻质高强材料、新型化学材料、高效能防水材料、高效能绝热材料的出现为建造各种新型的大跨度结构和各种造型新颖的大跨度建筑创造了更有利的物质技术条件。

大跨度建筑常用结构形式；大跨度常用建筑结构根据结构形式，受力构件排列组合不同可分平面平面机构体系和空间结构体系两大类，共有八种。

它们是：平面结构体系有拱、刚架以及桁（héng）架。

空间结构体系有网架、折板（薄壳）、悬索、膜结构以及混合结构。

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。

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。

第三章大跨度建筑构造1龙江（Loongle）浙江林学院园林学院2009年秋概述大跨度建筑——大百科全书中关于大跨度建筑的定时是：跨度在30米以上的建筑，主要有民用建筑影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港等。

最早的大跨度建筑可以追溯到古罗马的万神庙，公元120~124年建成‘圆形平面，穹顶直径达到43.3米，用天然混凝土浇筑而成。

大跨度建筑常用结构形式☐大跨度常用建筑结构根据结构形式，受力构件排列组合不同可分平面平面机构体系和空间结构体系两大类，共八种。

它们是：☐平面结构体系有拱、刚架以及桁（héng）架。

☐空间结构体系有网架、折板（薄壳）、悬索、膜结构以及混合结构。

☐拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力；☐拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩；☐拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大。

1 拱及拱券结构特点早期罗马人在建筑中使用的拱券拱券在早期建筑中的应用拱券美国蒙哥马里体育馆用平行拱支承屋面覆盖圆形平面墨西哥马达莱纳体育中心体育宫用四道相交的拱支承屋面覆盖接近正方形的平面两片刚性拱支撑屋面索网两片交叉拱作为索网边缘构件在体育建筑中的拱2 刚架结构刚架结构特征、优缺点和适用范围:☐刚架是横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。

由于梁和柱是刚性节点，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。

☐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。

刚架结构跨度尺寸☐跨度①实腹式：50～60米②格构式两铰刚架：60～120米③格构式无铰刚架：120～150米④折线弓形刚架：40～50米高15～20米☐断面①实腹式梁高h=(1/12～1/20)L设预应力拉杆h=(1/30～1/40)L②折线弓形刚架梁高、柱宽(1/15～1/25)L钢制刚架结构的玻璃暖房钢制刚架结构的飞机库某室内体育馆的木构刚架及天窗某刚架结构车站桁架结构3☐桁架是由杆件组成的一种格构式结构体系。

试析大跨度的建筑结构特点与建筑造型摘要：随着经济的告诉发展，机构表现也变的多样化，本文在这样的背景下阐述了大跨度建筑结构的特点，已及进一步阐述了大跨度建筑结构表现的内在要求，在建筑行业之中，大跨度建筑的发展越来越重要。

它被广泛的运用到民用建筑与工业建筑中关键词：大跨度;建筑结构;结构特点与造型一、引言结构表现不仅能将设计手法转化为真实的建筑，还能够进行具有艺术性的结构形态的创造。

所以，结构表现实际上是贯穿于建筑设计的整个过程的。

而从建构的角度来说，建筑的艺术性和技术性是要保持融合的。

所以，尽管利用计算机能够进行任何结构体系的分析，却无法完成对建筑的结构表现的分析，进而不利于设计者进行建筑的创作。

因此，本文从建构角度，对当前流行的大跨度建筑的结构表现问题进行了讨论。

二、大跨度建筑结构的类型及特点根据建筑的不同需求。

大跨度建筑结构有所不同，目前主要运用网架结构、壳体结构、膜结构、悬索结构这四种，下面我们来分别了解一下它们的特点：2.1网架结构网架结构是一种新型的大跨度建筑结构。

它可以用多种建筑材料进行构建，包括木材、钢材、混凝土等。

网架结构不仅刚度很大、不易变形，而且各方面的承载力较均匀、自重也非常轻，正是因为网架结构有着许多优点。

使得它的形式具有多样性，用起来也相当灵活，适用的形式较多。

可以满足建筑大空间的需求，被广泛的与用到公共建筑和工业建筑中。

对于大跨度建筑来说。

其网架结构要满足它的承重能力。

要具备合理的承重系统。

在承受荷载方面要有合理的分工，明确不承受荷载的空间，将它们与承重系统分开进行设计。

在网架结构之中。

在进行室内空间进行划分时，主要依据空间的功能性，对空间形式不做具体要求，可封闭亦可开放。

对于网架结构来说。

它又可以分为单层平面网架、单层曲面网架、空间平板网架等结构形式，对于这几种主要的结构形式来做简单的介绍：①单层平面网架。

这种网架结构是由正方形的网格构成的，其放置方式比较灵活，即可正放亦可斜放，适用于一些方形的大型平面建筑。

大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析作业一、引言大跨度建筑是指横跨一定距离的建筑结构，通常用于体育馆、机场、展览馆等场所。

大跨度建筑的结构形式和建筑造型直接影响着其整体的设计风格和功能性。

本文将通过分析几个实际案例，来探讨大跨度建筑的结构形式和建筑造型。

二、实例分析1.鸟巢体育馆鸟巢是2024年北京奥运会的主要场馆之一，该建筑由于其独特的设计和大跨度的结构形式而备受瞩目。

鸟巢采用了网格状的结构形式，结构支撑系统以大量的钢材和钢索构成，形成了像鸟巢一样的外观。

这种结构形式使得鸟巢能够跨越大距离，同时又能够承受复杂的力学负荷。

建筑造型方面，鸟巢采用了流线型的造型，形象生动地展现了建筑的力学特点和灵活性。

2.在野外博物馆在野外博物馆是位于美国亚利桑那州的一个知名景点，该建筑展示了独特的结构形式和建筑造型。

在野外博物馆的结构形式采用了大跨度的钢结构，构建了一个拱形天篷状的建筑。

这种结构形式使得建筑可以跨越大距离，同时又能够保持建筑的稳定性和坚固性。

建筑造型方面，该建筑外观简洁大方，与周围的自然环境相融合，给人一种和谐、自然的感觉。

3.埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔是法国巴黎的一座标志性建筑，以其独特的结构形式和建筑造型而闻名于世。

该建筑采用了大跨度的钢结构，通过各种大小不同的钢材构成。

这种结构形式使得建筑能够跨越大距离，同时又能够承载大风荷载和重力负荷。

建筑造型方面，埃菲尔铁塔外观造型美观，线条流畅，给人一种轻盈、优雅的感觉。

三、结论通过上述实例的分析可以看出，大跨度建筑的结构形式和建筑造型是相互关联的。

合理的结构形式可以支撑大跨度建筑的功能和安全性，而独特的建筑造型则能够突出建筑的设计风格和艺术性。

在大跨度建筑的设计中，需要考虑结构形式和建筑造型的协调性，以达到功能与美观的统一未来，随着科学技术的进步和建筑设计理念的不断发展，大跨度建筑的结构形式和建筑造型将会更加多样化和创新化。

我们可以期待更多独特的大跨度建筑出现，为人们创造更好的空间体验和艺术享受。

大跨度建筑构造总结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。

大跨度建筑的主要类型及各自特点一．拱结构及其建筑造型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。

实例1：沈阳奥体中心体育场可容纳6万人，其南北看台顶部设置了一对平行投影为梭形的360m 跨的钢拱结构，在东西两端采用平行弦桁架将南北网壳进行局部连接，屋顶钢结构总重量约11000t, 总建筑面积140000m2。

其外形宛如希腊神话胜利女神手中的水晶皇冠。

二．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。

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。

大跨度结构在建筑设计中的应用分析建筑设计是一门综合性极强的学科，既要考虑实用性，还要考虑美学效果，而大跨度结构的应用则可以提升建筑的视觉效果和空间感，同时也为建筑的实用性提供了更多的可能性。

本文将探讨大跨度结构在建筑设计中的应用分析。

一、大跨度结构的定义大跨度结构是指宽度在25米以上的单跨或连续构件，其使用可以使建筑物获得较大的空间自由度，更为适合大型建筑。

在工程设计中，大跨度结构的采用可以降低建筑支撑结构的体量、减小建筑物的自重、提升建筑的空间利用率，同时也可以增强建筑的整体感。

二、大跨度结构在建筑设计中的应用1. 建筑轻量化在传统的建筑结构中，建筑的轻量化主要是通过采用轻质材料、新型建筑构件和减小截面尺寸等来实现。

而大跨度结构的应用则可以从根本上降低建筑结构的体量，并且能够达到更好的轻量化效果。

例如钢结构、空间网壳等大跨度结构，可以大幅减少建筑结构的体积从而达到轻量化的目的。

2. 建筑美学效果的提升大跨度结构的运用可以在建筑的外形、造型上进行创新，增强建筑的视觉效果。

例如近年来广泛应用的钢架结构，由于其说明性强，材料轻盈，整体造型具有时尚感和现代感，因此受到设计师和业主的广泛青睐。

此外，空间壳体结构与网架结构也能够带来非常具有观赏性的美学效果。

3. 建筑空间设计的拓展大跨度结构在建筑设计中的还可以大幅度拓展建筑的空间设计，增加建筑的空间自由度。

例如，空间网壳可以带来更加通透的空间感，空旷而富有未来感的大厅，同时也能够催生更多创新的空间布局方案，例如在使用钢结构的建筑中，可以较为灵活地通过变化的悬挑长度和悬挑高度创造出各种不同的空间。

三、大跨度结构的优势与不足优势：大跨度结构可以降低和优化建筑的结构体量，提高建筑的空间利用率，在不同的建筑类型中具有较高的灵活性，在美学效果上也非常独特。

不足：大跨度结构通常需要实现较高的技术水平和技术成熟度，因此具有较高的成本，制作难度大。

此外，由于大跨度结构的底部支承点较少，弯曲、挤压和剪切效应等所产生的力量会较大，需要采用钢材、混凝土等高强度材料，加大材料成本和施工难度。

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。

大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析1.大跨度建筑的发展大跨度建筑在人类的发展中一直在发展，这象征着人类对结构的探索欲和对于技术的不断先进追求。

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，近年来，由于现代技术的支撑和新型材料的加盟，网架、网壳、管桁结构等大跨空间钢结构获得了广泛应用。

然而，要保证大跨空间钢结构得以健康发展，还必须加快一系列空间结构行业标准的制定，加强钢结构企业资质认证与管理，提升大跨空间钢结构的设计、制作、安装水平。

结构新材料的应用进一步推动了大跨空间钢结构的发展。

在普通碳素钢获得大量应用的同时，不锈钢、铝合金、膜材也在许多大跨度建筑中获得了应用。

国际上已有许多专业生产公司建成了较多的铝合金结构。

我国天津大学、同济大学、上海现代设计集团、中国建筑科学研究院等已开始进行基础性研究和工程实践，积极进行产品研制、开发。

不锈钢材料(含铬量>12%的铁基耐蚀合金)是随着对装饰与防腐要求的提高而在空间结构中获得应用的，它集装饰、受力、防腐于一体的特点倍受青睐。

鉴于目前不锈钢材料的价格远高于普通钢材，近年来一些单位已研制成功在普通碳素钢管基础上外包不锈钢皮而形成的复合技术，开发出不锈钢复合钢管网架，并进行了一些工程实践。

既保持了不锈钢与普通碳素钢的优点，又大幅度降低造价，取得了较好的技术经济效果。

计算技术的进步为大跨空间钢结构的发展也创造了有利条件。

近年来计算技术有了长足的进步，许多单位研制开发了商品化专用设计程序，它们都是建立在理论研究与大量工程实践的基础上而推向市场的。

它们一般都具有完善的前后处理功能，可在微机上进行复杂的空间网格结构设计。

有的软件除用于空间网格结构外，也可用于索、杆、梁体系的设计分析。

这些程序的推出为大跨空间钢结构设计提供了有效手段，也为大跨空间钢结构的推广应用创造了有利条件。