建築構造作業
學號：20110511
班級：建築111
建築的三個最基本要素包括強度、適用和美觀。適用是指該建築的實用功能，即建築可提供的空間要滿足建築的使用要求，這是建築最基本的特性；美觀是建築物能使那些接觸它的人產生一種美學享受，這種效果可能是由一種或多種原因產生，其中也包括了建築形成的象徵意義，形狀、花紋和色彩的美學特徵；強度是建築的最基本特徵，它關係到建築物儲存的完整性和作為乙個物體在自然界的生存能力，滿足「強度」所需要的建築物部分是結構，結構是建築物的基礎，沒有結構就沒有建築物，也不存在適用，更不可能有美觀。
大跨空間結構是目前發展最快的結構型別。為了滿足社會生活和居住的需要，人們需要更大的覆蓋空間，如大型的集會場、體育館、飛機庫等、跨度要求很大，達幾百公尺或者更大，這是就需要大跨度結構。大跨度建築通常指跨度在30公尺以上的建築。
大跨度建築及作為其核心的空間結構技術的發展狀況是代表乙個國家建築科技水平的重要標誌之一。而大跨度結構的表現形式是多種多樣的。
對於建築師及工程師們而言，大跨度建築提供了一種既方便又經濟的覆蓋大面積空間的方法，尤其在大跨度建築中，結構選型是制約建築空間形式的造型的重要因素。大跨空間結構的型別和形式十分豐富多彩，習慣上分為如下這些型別：鋼架、桁架結構、拱結構、殼體結構、折板結構、網架結構、網殼結構、懸索結構、張弦梁結構和索－膜結構。
大跨度建築通常是指跨度在30m以上的建築，我國現行鋼結構規範則規定跨度60m以上結構為大跨度結構。主要用於民用建築的影劇院、體育場館、展覽館、大會堂、航空港以及其他大型公共建築。在工業建築中則主要用於飛機裝配車間、飛機庫和其他大跨度廠房。
大跨度建築在古代羅馬已經出現，如公元120到124年建成的羅馬萬神廟，成圓形平面，穹頂直徑達43.5m，用天然混凝土澆築而成，是羅馬穹頂技術的光輝典範。
羅馬萬神廟
雖然大跨度建築在古代羅馬已經出現，但是大跨度建築真正得到迅速發展還是在19世紀後半葉以後，特別是第二次世界大戰後的最近幾十年中。大跨建築迅速發展的原因一方面是由於社會發展使建築功能越來越複雜，需要建造高大的建築空間來滿足群眾集會、舉辦大型的文藝體育表演、舉辦盛大的各種博覽會等；另一方面則是新材料、新結構、新技術的出現，促進了大跨度建築的進步。一是需要，二是可能，兩者相輔相成，相互促進，缺一不可。
19世紀後半葉以來，鋼結構和鋼筋混凝土結構在建築上的廣泛應用，使大跨建築有了很快的發展，特別是近幾十年來新品種的鋼材和水泥在強度方面有了很大的提高，各種輕質高強材料、新型化學材料、高效能防水材料、高效能絕熱材料的出現為建造各種新型的大跨度結構和各種造型新穎的大跨度建築創造了更有利的物質技術條件。
大跨度建築常用結構形式；大跨度常用建築結構根據結構形式，受力構件排列組合不同可分平面平面機構體系和空間結構體系兩大類，共有八種。它們是：平面結構體系有拱、剛架以及桁架。
空間結構體系有網架、折板（薄殼）、懸索、膜結構以及混合結構。
拱是古代大跨度建築的主要結構形式。由於拱成曲面形狀，在外力作用下，拱內的彎矩可以降到最小限度，主要內力變為軸向壓力，且應力分布均勻，能充分利用材料的強度，比同樣跨度的梁結構斷面小，故拱能跨越較大的空間。
但是拱結構在承受荷載後將產生橫向推力，為了保持結構的穩定性，必須設定寬厚堅固的拱腳支座抵抗橫推力。常見方式是在拱的兩側作兩道厚牆來支承拱，牆厚隨拱跨增大而加厚。很明顯，這會使建築的平面空間組合受到約束。
拱的內力主要是軸向壓力，結構材料應選用抗壓性能好的材料。古代建築的拱主要採用磚石材料，近代建築中，多採用鋼筋混凝土拱，有的採用鋼衍架拱，跨度可達百公尺以上。拱結構所形成的巨大空間常常用來建造商場、展覽館、體育館、散裝貨倉等建築。
拱結構按組成和支座方式不同分為三鉸拱，兩鉸拱和無鉸拱三種。
拱結構的造型主要取決於矢高大小和平衡拱推力的方式。拱的矢高對建築的外輪廓形象影響最大。矢高小的拱，外形起伏變化小，成扁平狀，結構占用的空間小，但水平推力和拱身軸力都偏大。
而矢高大的拱，外形起伏變化強烈，產生的水平推力和軸向力都較小，但是拱身材料耗費量多，拱下形成的內部空間大，拱曲面坡度很陡。
因為拱是一種有水平推力的結構，因此解決水平推力的方式不同，建築的外形也會明顯的不同。因此解決拱產生水平推力的方式在很大程度上決定了拱結構大跨度建築的建築造型。
剛架是橫樑和柱以整體連線方式構成的一種門形結構。由於樑和柱是剛性結點，在豎向荷載作用下，柱對梁有約束作用，因而能減少梁的跨中彎矩。同樣，在水平荷載作用下，梁對柱也有約束作用，能減少柱內的彎矩。
剛架結構比屋架和柱組成的排架結構輕巧，可以節省鋼材和水泥。由於大多數剛架的橫樑是向上傾斜的，不但受力合理，且結構下部的空間增大，對某些要求高大空間的建築特別有利。同時，傾斜的橫樑使建築的屋頂形成折線形，建築外輪廓富於變化。
由於剛架結構受力合理，輕巧美觀，能跨越較大的跨度，製作又很方便，因而應用非常廣泛。一般用於體育館、禮堂、食堂、菜場等大空間的民用建築，也可用於工業建築，但剛架結構的剛度較差，當吊車起重量超過100kn時不宜採用。
鋼製剛架結構的玻璃暖房
鋼架按結構組成和構造方式的不同，分為無鉸鋼架、兩鉸鋼架和三鉸鋼架。無鉸鋼架、兩鉸鋼架是超靜定結構，結構剛度較大，但當地基條件較差，發生不均勻沉降時，結構將產生附加內力。三鉸鋼架則屬於靜定結構，在地基產生不均勻沉降時，結構不會引起附加內力，但其剛度不如前兩者好。
一般來說，三鉸鋼架多用於跨度較小的建築，兩鉸和無鉸鋼架可用於跨度較大的建築。
鋼架結構常用鋼筋混凝土建造，為了節約材料和減輕結構自重，通常將鋼架做成斷面形式，柱樑相交處彎矩最大，斷面增大，鉸接點處彎矩為零，斷面最小，所以鋼架的立柱斷面呈上大下小。根據建築造型需要，立柱可做成裡直外斜，或外直裡斜。鋼架多採用預製裝配，用這些構件可組成單跨、多跨、高低跨、懸挑跨等各式各樣的建築外形。
屋脊一般在跨度正中間，形成對稱式鋼架，也可偏於一邊，構成不對稱式鋼架。
某一鋼架結構車站,椼架是由桿件組成的一種格構式結構體系。桿件與桿件的結合假定為鉸結，所以在外力作用下桿件內力為軸向力（拉力或壓力），而且分布均勻，故椼架結構比梁結構受力合理。椼架的桿件內力是軸向力，而梁的內力主要是彎矩，且分布不均勻，梁的斷面大小常以最大彎矩處的斷面尺寸為整個梁的斷面大小，因此梁的材料強度未得到充分利用。
椼架內力分布均勻，材料強度能充分利用，減少材料耗量和結構自重，使結構跨度增大。所以椼架結構式大跨度建築常用的一種結構形式，主要用於體育館、影劇院、展覽館、食堂、菜場、商場等公共建築。
為了使椼架的規格統一，有利於工業化施工，建築的平面形式宜採用矩形或方形。桁架一般用木材、鋼材、鋼筋混凝土建造。桁架形式分為三角形、梯形、拱形、無腹桿式和三鉸拱式等各種形式。
三角形桁架可用鋼、木或鋼筋混凝土製作。當跨度不超過18公尺時，構件內利較小，比較經濟，僅適用於跨度不大於18公尺的建築。梯形桁架可用鋼或鋼筋混凝土製作。
常用跨度為18到36公尺，桁架矢高與跨度之比一般為1/8到1/6。梯形桁架的端部增大，降低了結構的穩定性，增加了材料用量。拱形桁架的外形呈拋物線，與上弦的壓力線重合，桿件內力均勻，比梯形桁架材料耗量少。
無腹杆桁架的上弦為拋物線形，猶如拱，主要承受軸向壓力，豎桿和下弦受拉力，結構用料經濟，由於無腹杆，結構造型簡潔，便於製作，在桁架之間鋪管道和進行檢修工作均很方便，特別用於在桁架下弦有較多吊重的建築。
桁架選型考慮的因素是：綜合考慮建築的功能要求、跨度和何在大小、材料**和施工條件等因素。當跨度在36公尺以上時，為了減輕結構自重，宜選擇鋼桁架；跨度在36公尺以下時，一般可選用鋼筋混凝土桁架，有條件時最好選用預應力混凝土桁架；當桁架所處的環境相對濕度大於75%或有腐蝕性介質時，不宜選用木桁架和鋼桁架，而應選用預應力混凝土桁架。
桁架結構在大跨度建築中多用做屋頂的承重結構，根據建築的功能要求、材料**和經濟的合理性，可設計成單坡、雙坡、單跨、多跨等不同的外觀和形狀。
網格是一種由很多桿件以一定規律組成的網狀結構。它具有下列優點：桿件之間互相起支撐作用，形成多向受力的空間結構，故其整體性強、穩定性好、空間剛度大，有利於抗震；當荷載作用於網架各節點上時，桿件主要承受軸向力，故能充分發揮材料的強度，節省材料；網架結構高度小，可以有效的利用空間；結構的桿件規格統一，有利於工廠化生產；網架形式多樣，可創造豐富多彩的建築形式。
網架結構主要用來建造大跨度公共建築的屋頂，適用於多種平面形狀，如圓形、方形、三角形、多邊形等各種平面建築。
網格結構,網格結構按其外形分為平板網格結構和曲面網格結構兩類，前者稱為網架，後者稱為網殼，通常採用金屬材料製作。網架一般都是雙層的，也可做成多層的；網殼可以是單層的，也可以是雙層的。網架自身不產生推力，支座為簡支，構造比較簡單，可以適用於各種形狀的建築平面，所以應用廣泛。
網殼多數是有推力的結構，支座條件較複雜，但外形豐富，建築造型多變。
網架結構
網架和網殼結構的建築造型：網格結構的建築造型主要受兩個因素的影響：一是結構的形式，二是結構的支撐方式。
平面網架的屋頂一般是平屋頂，但是建築的平面形式可以多樣化。網殼的外形多變，如拱形網架的建築外形呈拱曲面，但平面形式往往比較單一，多為矩形平面，穹形網殼的外形呈半球形或拋物面形等，平面則為圓形或其它形狀。
網架及網殼的支承方式對建築造型是乙個很重要的影響因素。網架和網殼的下部支承或為牆、或為柱、或懸挑、或封閉、或開敞。應根據建築的功能要求、跨度大小、受力情況、藝術構思等因素確定。
當跨度不大時，網架可支承在四周圈樑上，圈樑則由牆或柱支承。這種支承方式對網架尺寸的劃分比較自由，網架手裡均勻，門窗開設位置不受限制，建築立面不受限制，建築立面處理靈活。
當跨度大時，網架宜直接支承與四周的立柱上。這種支承方式傳力直接，受力均勻，但柱網柱網尺寸要與網架的網格尺寸相一致，使網架節點正好處於柱頂位置。
大跨度建築結構形式與建築造型例項分析
建築構造作業 大跨度建築通常是指跨度在30m以上的建築，我國現行鋼結構規範則規定跨度60m以上結構為大跨度結構。主要用於民用建築的影劇院 體育場館 展覽館 大會堂 航空港以及其他大型公共建築。在工業建築中則主要用於飛機裝配車間 飛機庫和其他大跨度廠房。大跨度建築在古代羅馬已經出現，如公元120到12...
建築結構形式分析
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大跨度建築結構型別探析
摘要 文章分析了大跨度空間結構的結構型別。關鍵詞 大跨度 空間 結構 1 椼架結構與網架結構 椼架也是一種大跨度結構。椼架結構雖然可以跨越較大的空間，但是由於它自身具有一定的高度，而且上弦一般又呈兩坡後曲線的形式，所以只適合擔當作屋頂結構。網架結構也是一種新型大跨度空間結構。它具有剛度大 變形小 應...