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大跨度建筑结构形式与造型案例拱结构钢架结构桁架结构网格结构折板结构薄壳结构悬索结构膜结构管桁结构张弦梁结构西南民族大学建筑学西南民族大学建筑学2010级黄黄伟201031209123.大跨度建筑结构形式与造型案例拱结构西南民族大学建筑学201011.1拱结构上海卢浦大桥上海卢浦大桥是当今世界第一钢结构拱桥，是世界上跨度最大的拱形桥。它也是世界上首座完全采用焊接工艺连接的大型拱桥（除合拢接口采用栓接外），现场焊接焊缝总长度达4万多米，接近上海市内环高架路的总长度。卢浦大桥像澳大利亚悉尼的海湾大桥一样具有旅游观光的功能.1.1拱结构上海卢浦大桥.21.2园拱屋顶结构：天津西站金属金属编织编织状的屋面，跨度状的屋面，跨度114米，施工人米，施工人员员先在空中先在空中10米高架米高架层层上分上分组进组进行屋面拼接，然后再整体提升到行屋面拼接，然后再整体提升到50米，米，即站房的主体即站房的主体结结构构整个屋顶长度是386.15米，重量接近7万吨。在拱顶拼接完后，采取液压千斤顶群提升，整体提起来，再与两侧进行拼接，最终形成整个的拱结构.1.2园拱屋顶结构：天津西站金属编织状的屋面，跨度114米，32.1刚架结构.2.1刚架结构.42.2门式刚架结构门式刚架是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。近年来本公司研究人员结合工程设计对门式刚架结构受力性能、结构体系布置、节点变形性能、吊车梁优化设计和结构抗震性能等进行了系统研究，部分研究成果已为国家相关规范所采用。本公司开发的杆系结构分析设计软件BSSAP含有门式刚架结构设计模块，已成功用于百余项门式刚架结构工程设计。本公司受施工单位委托完成的数十项门式刚架结构工程优化设计，优化后经济效益均十分显著，既为建设商节约了大笔资金，也为施工单位赢得了利润空间.2.2门式刚架结构门式刚架是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构53.1桁架结构：浦东国际机场张弦桁架结构上海浦东国际机场T2航站楼结构为复杂大跨混合结构,采用NosaCAD2005有限元程序建立其结构分析模型。模型主要由非线性杆单元组成,包括梁、柱和二力杆单元,梁、柱采用三段变刚度杆模型,以受弯为主的梁单元截面弯矩-曲率关系采用二折线和三折线模型,柱和二力杆截面采用纤维模型.3.1桁架结构：浦东国际机场张弦桁架结构上海浦东国际机场T263.2：北京某大跨度钢结构桁架 301与304屋面整体长度为100.8米，宽度为42m，由H型钢桁架组成的屋面体系，最高点为27.50m，用钢总重量约为950吨横向主桁架下端支撑在两根横向主桁架下端支撑在两根劲劲性性柱上，两端与柱上，两端与纵纵向主桁架采用向主桁架采用刚刚性性连连接。桁架自身弦杆和腹杆采接。桁架自身弦杆和腹杆采用用焊焊接的形式接的形式。钢结构桁架吊装工艺钢管支撑架搭设.3.2：北京某大跨度钢结构桁架 301与304屋面整体长度为74.1网格结构：上海宝耘石化设备有限公司三角形网格钢网壳有良好的强度、刚度、稳定性。在相同安全度情况下，其用钢量比四边形网格网壳节约50%以上。在相同用钢量情况下，其承载力比四边形网格网壳高50%以上。两向正交网格钢网壳（双向子午线网格钢网壳.4.1网格结构：上海宝耘石化设备有限公司三角形网格钢网壳有良84.2网格结构观测台.4.2网格结构观测台.95.1折板结构：内蒙古大草原上的一座丰碑成吉思汗博物馆折板网格折板网格结结构由双构由双层层正交正放网格正交正放网格结结构构成，厚度构构成，厚度为为2.5m，采用，采用焊焊接空心球接空心球节节点。管桁架与折板网格桁架之点。管桁架与折板网格桁架之间间的的连连接接单单元，与管桁架相元，与管桁架相连连一端采用相一端采用相贯贯焊焊形式，另一端形式，另一端为焊为焊接空心球接空心球节节点点屋盖采用管桁架+焊接球节点网架组成的折板壳结构。由呈辐射布置的11对管桁架构成的支撑结构体系+11对桁架梁之间的多面体折板网格结构体系组合而成.5.1折板结构：内蒙古大草原上的一座丰碑成吉思汗博物馆折板105.2：折板结构：烟台开发区客运站今年开工 呈“L”形设计建筑站体呈建筑站体呈“L”形配置，由出入站大形配置，由出入站大厅厅与候与候车车大大厅厅形成形成两翼，两翼，环环抱公交与抱公交与长长途客运停途客运停车场车场，对应绿对应绿建筑建筑设计设计手手法，以折板屋法，以折板屋顶顶型塑整体造型，象征汽型塑整体造型，象征汽车传车传运站速度、运站速度、便捷、先便捷、先进进的形象的形象.5.2：折板结构：烟台开发区客运站今年开工 呈“L”形设计建116.1薄壳结构薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。圆形圆顶结构是轴对称结构，在轴对称荷载作用下，将只产生两种力：径向力和环向力。径向力为沿经线方向的力，因其要平衡垂直向下荷载，所以必定为压力。环向力为沿纬线方向的力。圆形屋顶在垂直荷载作用下，上部的圆顶部分将受压收缩，其直径将变小，而下部近支承部分直径将增大，即上部将产生环向压力，而下部将产生环向拉力，中间将有一截面，为环向压力向环向拉力转变的交界线，该处的环向力为 0，该截面称为“过渡缝”。悉尼歌剧院.6.1薄壳结构薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳126.2:薄壳结构：黄石新体育馆该该体育体育馆馆造型造型具有不具有不规则规则、多面、薄壳多面、薄壳结结构的特点，是构的特点，是全国第二座薄全国第二座薄壳壳结结构构设计设计建建筑筑第一座第一座是广州歌是广州歌剧剧院。院。该该体育体育馆馆的最的最大跨度大跨度为为111米米.6.2:薄壳结构：黄石新体育馆该体育馆造型具有不规则、多面、136.3薄壳结构：广州歌剧院广州歌剧院钢结构外壳采用空间组合折板式三向斜交网壳结构，钢结构总重约10000吨，其中铸钢节点约1100吨。整个结构为空间极不规则壳体结构，结构相互关系错综复杂，造型别具一格，宛如置于平缓山丘上的两块美丽的石头，静静地卧在珠江之畔。其中，“大石头”是1800座的大剧场及其配套的设备用房、剧务用房、演出用房、行政用房、录音棚和艺术展览厅；“小石头”则是400座的多功能剧场及配套餐厅。两者皆为屋盖、幕墙一体化的结构，整体外壳最大长度约120米，高度43米。.6.3薄壳结构：广州歌剧院广州歌剧院钢结构外壳采用空间组合折147.1悬索结构：北卡罗来纳州雷里世界上第一座现代悬索结构是1953年建成体育馆屋盖采用以两个斜放抛物线拱为边缘构件的马鞍形正交索网，其平面尺寸92*97.该索网被公认为第一个具有现代意义的大跨度索网屋盖结构.7.1悬索结构：北卡罗来纳州雷里世界上第一座现代悬索结构是1157.2：悬索结构：张家口通泰大桥张张家口通泰大家口通泰大桥桥是是世界上跨度最大的世界上跨度最大的下承式下承式钢结钢结构构悬悬索索拱拱桥桥，也是国内第，也是国内第一例主梁一例主梁为为下承式下承式钢结钢结构构悬悬索拱索拱桥桥通泰大桥主跨190米，双向6车道，设计行车速度60公里/小时，洪水频率百年一遇，抗震烈度7度全桥吊索共28根，吊索采用高强度镀锌钢丝成品索，双层PE保护层，冷铸锚固体系。为保护吊索，除采用PE保护层外，在桥面以上2.5米高度内设不锈钢管，在与主梁结合处设防水罩，上、下锚头采用防腐油脂处理，并设置减震器，在索管内注入发泡材料，拱座基础采用钢筋混凝土结构。.7.2：悬索结构：张家口通泰大桥张家口通泰大桥是世界上跨度最168.1膜结构：内蒙古达拉特旗第五中学膜结构看台.8.1膜结构：内蒙古达拉特旗第五中学膜结构看台.178.2膜结构.8.2膜结构.189.1管桁结构：广州丫髻沙大桥主桥大跨度桁架式大跨度桁架式钢钢管混凝土管混凝土拱拱桥桥的非的非线线性性稳稳定控制指定控制指标标，采用的，采用的竖转结竖转结构体系、构体系、“变变角度、角度、变变索力索力”的液的液压压同步提升技同步提升技术术和平和平转转、竖竖转转相相结结合的施工控制技合的施工控制技术术.9.1管桁结构：广州丫髻沙大桥主桥大跨度桁架式钢管混凝土拱桥199.2管桁结构：成灌快铁犀浦站犀浦站采用高站台建犀浦站采用高站台建筑，筑，为为管桁管桁结结构加网构加网片片结结构，就是水立方构，就是水立方的建筑技的建筑技术术.9.2管桁结构：成灌快铁犀浦站犀浦站采用高站台建筑，为管桁结2010.1张弦梁结构：延安车站雨棚安安车车站站台雨棚站站台雨棚张张弦梁弦梁钢结钢结构跨度构跨度54米，共米，共60榀，截至榀，截至11月月16日，日，已成功吊装已成功吊装14榀。榀。.10.1张弦梁结构：延安车站雨棚安车站站台雨棚张弦梁钢结构跨2110.2张弦梁结构：张弦梁采光顶随着国民随着国民经济经济的快速的快速发发展，展，大型公共民用建筑的大量大型公共民用建筑的大量兴兴建，建筑物的跨度越来越大，建，建筑物的跨度越来越大，通通过门过门窗、幕窗、幕墙墙玻璃玻璃进进入室入室内的光内的光线线越来越不能越来越不能满满足室足室内采光的需要。在大跨度屋内采光的需要。在大跨度屋盖上，大面盖上，大面积设积设置玻璃采光置玻璃采光顶进顶进行室内采光，遇到不少行室内采光，遇到不少技技术问题术问题，其中最，其中最为为重要的重要的是是结结构支撑体系。常构支撑体系。常规规的桁的桁架、网架、网壳等与玻璃配架、网架、网壳等与玻璃配合合时时，往往，往往显显得杆件比得杆件比较较粗粗笨和凌乱。因此，研究开笨和凌乱。因此，研究开发发能与玻璃能与玻璃协调协调配合的配合的现现代代张张拉拉结结构，充分利用构，充分利用钢钢材的抗材的抗拉拉强强度，从而做到杆件度，从而做到杆件纤细纤细、结结构通透和造型美构通透和造型美观观，这这成成为为解决玻璃采光解决玻璃采光顶顶支撑支撑结结构构时时的一个重要的一个重要课题课题。.10.2张弦梁结构：张弦梁采光顶随着国民经济的快速发展，大型22
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