大跨度結構建築

橫向跨越60米以上空間的各類結構形式的建築。大跨度結構多用於民用建築中的影劇院、體育館、展覽館、大會堂、航空港候機大廳及其他大型公共建築，工業建築中的大跨度廠房、飛機裝配車間和大型倉庫等。

基本介紹

• 中文名：大跨度結構建築
• 規格標準：橫向跨度大於60米
• 學科分類：建築學
• 套用範圍：建設工程

結構類型

有折板結構、殼體結構、網架結構、懸索結構、充氣結構、篷帳張力結構等。

折板屋頂結構

一種由許多塊鋼筋混凝土板連線成波折形的整體薄壁折板屋頂結構。這種折板也可作為垂直構件的牆體或其他承重構件使用。折板屋頂結構組合形式有單坡和多坡，單跨和多跨，平行折板和複式折板等,能適應不同建築平面的需要。常用的截面形狀有V形和梯形，板厚一般為5～10厘米,最薄的預製預應力板的厚度為3厘米。跨度為6～40米，波折寬度一般不大於12米,現澆折板波折的傾角不大於30°；坡度大時須採用雙面模板或噴射法施工。折板可分為有邊梁和無邊梁兩種。無邊梁折板由若干等厚度的平板和橫隔板組成,V形折板是無邊梁折板的一種常見形式。有邊梁折板由板、邊梁、橫隔板等組成，一般為現澆，如1958年建成的巴黎聯合國教科文組織總部大廈會議廳的屋頂，是義大利P.L.奈爾維設計施工的。他按照應力變化的規律,將折板截面由兩端向跨中逐漸增大，使大廳屋頂的外形富有韻律感。

大跨度結構建築

殼體屋頂結構

用鋼筋混凝土建造的大空間殼體屋頂結構。殼體形式有圓筒形、球形扁殼，劈錐形扁殼和各種單曲、雙曲拋物面、扭曲面等形式。美國在40年代建造的蘭伯特聖路易市航空港候機室，由三組厚11.5厘米的現澆鋼筋混凝土殼體組成，每組是兩個圓柱形曲面殼體正交，並切割成八角形平面狀，相接處設定採光帶。兩個圓柱形曲面相交線作成突出於曲面上的交叉拱，既增加了殼體強度,又把荷載傳至支座。支座為鉸結點,殼體邊緣加厚，有加勁肋，向上捲起，使殼體交叉拱的建築造型簡潔別致。德國學者U.F.瓦爾德和F.迪欣格爾等對殼體結構理論作出貢獻。奈爾維設計的1950年建造的都靈展覽館是波形裝配式薄殼屋頂建築。殼體結構可以減輕自重，節約鋼材、水泥，而且造型新穎流暢。

網架屋頂結構

使用比較普遍的一種大跨度屋頂結構。這種結構整體性強，穩定性好，空間剛度大，防震性能好。網構架高度較小，能利用較小桿形構件拼裝成大跨度的建築，有效地利用建築空間。適合工業化生產的大跨度網架結構，外形可分為平板型網架和殼形網架兩類，能適應圓形、方形、多邊形等多種平面形狀。平板型網架多為雙層，殼形網架有單層和雙層之分，並有單曲線、雙曲線等屋頂形式。

50年代後期上海同濟大學曾建造了裝配整體式鋼筋混凝土單層聯方網架殼形結構建築，大廳部分淨跨度為40米，外跨度54米。上海文化廣場的改建設計採用鋼結構球節點平板型網架，1970年建成。1976年建成的美國紐奧良市體育館，圓形平面直徑達207.3米,是當今世界上最大的鋼網架結構建築。

懸索屋頂結構

由鋼索網、邊緣構件和下部支承構件三部分組成的大跨度屋頂結構，如1961年建成的北京工人體育館,直徑為94米。國際上較早的懸索結構是1953～1954年建成的美國羅利市的牲畜館，它是一個雙曲馬鞍形懸索結構。1958～1962年E.沙里寧設計建造的美國華盛頓杜勒斯國際機場候機樓是有名的實例。候機樓寬45.6米，長182.5米，上下兩層，屋頂每隔3米有一對直徑 2.5厘米的鋼索懸掛在前後兩排的柱頂上。在懸索結構上部鋪設預製鋼筋混凝土板構成屋面，建築造型輕盈明快。

充氣屋頂結構

用尼龍薄膜、人造纖維表面敷塗料等作材料，通過充氣構築成的大跨度屋頂結構。這種結構安裝、拆裝都很方便。

篷帳張力屋頂結構

近20多年來，在懸索結構基礎上新發展起來的一種大跨度屋頂結構，主要是利用撐桿或撐架、拉索、篷布或薄膜和拉固點，組成各種形狀的篷帳結構（見薄膜建築）。

歷史沿革

古代羅馬已有大跨度拱頂（見古羅馬建築）。近代大跨度結構建築至19世紀末已有較大成就。如1889年巴黎世界博覽會的機械館,是用三鉸拱式的鋼結構,跨度達115米。20世紀初,金屬材料的進步和鋼筋混凝土技術的發展，促使大跨度建築出現很多新的結構形式。如1912～1913年在波蘭布雷斯勞建成的百年大廳，採用鋼筋混凝土穹窿頂,直徑達65米,覆蓋面積5300平方米。第二次世界大戰後，大跨度建築又有新的發展，以歐洲國家、美國和墨西哥發展最快。這個時期的大跨度建築廣泛地套用各種高強輕質材料（如合金鋼、特種玻璃）和化學合成材料，減輕了大跨度結構的自重，使新穎的空間結構不斷出現，覆蓋面積日益擴大。