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黄埔 体育场
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（3）杂交结构体系 将几种不同类型的结构体系组合成为一种新的结构体系。 杂交体系按照其组合方式的不同可分为以下三类： •第一类为刚性结构体系之间的组合，如组合网架、组 合网壳、拱支网壳等；
特点和优点： （1）钢砼平板或带肋板代替上弦杆，是板系、梁系、杆系 共同受力的组合结构 （2）充分发挥2种材料的不同优势 （3）承重与围护结构合二为一（屋盖不需要另设屋面板）。 （4）刚度大。与同等钢网架相比，竖向刚度增加30%-50%。 （5）节省用钢量。与同等钢网架相比，用钢量节省15%25% （6）更适合作为楼盖结构 （跨度大，室内柱子少； 楼层自重小；水平地震作用下降）
II+I
II+III+IV 立体桁架 拉索预应力网架 （壳） IV 悬索-桁架结构 张拉整体结 构 IV+II I III III+IV
表 1 空 间 结 构 分 类
III
杆 单 元
张弦立体桁架 组合网架 悬索结构
IV
索 单 元
拉索网架 索穹顶结构 气承式膜结构
V
V
膜 单 元
骨架支承膜结 构 张拉膜结构
加拿大卡尔加里滑冰馆1983年建成
第1章 绪论
悬挂在两个塔柱上的 两条中央悬索及分列 两侧的两片鞍形索网 是屋盖结构的主要组 成部分。高耸的塔柱 、下垂的主悬索和流 畅的两片鞍形曲面组 成了雄伟别致的建筑 物
日本东京代代木体育馆 鞍形索网
（5）薄膜结构
第1章 绪论
造型独特新颖，象一只待飞的飞行器 。体育场看台主体结构采用钢筋混凝 土斜向框架。看台上空设一大型轻质 罩蓬，采用膜结构设计。其外缘水平 投影呈近似椭圆形，轮廓尺寸 236m×209m，内环尺寸 205m×143m，罩蓬覆盖面积约 25000m2。罩蓬由44座伞型膜结构单 元连接而成，各伞形膜结构单元由膜
构。立体桁架结构是在网架、网壳结构的基础上发展起来的
，与网架、网壳结构相比具有独特的优越性和实用性。该结 构省去一些纵向弦杆和球节点，并具有简明的结构传力方式 ，可满足各种不同的建筑形式的要求，尤其是构筑圆拱和任 意曲线形状更有优势。
（a）南京会展中心
（b）沈阳奥体中心
第1章 绪论 （2）柔性空间结构 柔性空间结构体系是指由柔性构件构成，如钢索、薄膜 等，通过施加预应力而形成的具有一定刚度的空间结构体系。 结构的形体由体系内部的预应力来决定。包括悬索结构、膜 结构和张拉整体结构等。
四、大跨度空间结构的发展
圣彼得大教堂
古代空间结构
罗马万神庙
当代空间结构的发展
（1）薄壳结构
北京火车站 悉尼歌剧院
屋面采用钢筋混凝土薄壳结构
第1章 绪论
（2）网架结构
首都体育馆，矩形平板网架, 1967， 122×99×6m，平行弦桁架，用钢量 65kg/m2；
第1章
绪论
上 海 体 育 馆
1973，圆形平面，110m×6m，平行弦桁架，用钢量47kg/m2，
单元形 式 薄壳结构 I 板壳 单元 带肋薄壳 悬挂薄壳 单层网壳 II 折板结构 带肋折板 I+IV 空腹网架
结构形式 波纹拱结构 I+II 空腹网壳 树状结构 II I
梁单 元
组合网壳
局部双层网壳 张弦梁结构 网架结构
空腹夹层板
II+III 拱支网壳 双层网壳 斜拉网架（ 壳） III+I+II 索网结构 索桁结构 IV+III+V 气肋式膜结 构 V+II(或 III) V+III+IV
第1章 绪论
2、按单元划分
将组成空间结构的基本单元归纳为五种，即板壳单元、
梁单元、杆单元、索单元和膜单元。一种单元或多种单元 集合便构成各种各样具体形式的空间结构，见图表1。如网 壳结构中，单层网壳由梁单元组成，而双层网壳由杆单元 组成，这样单双层网壳分属于两种不同的结构。另外，这
种划分对尚未出现的新结构形式留有较大空间。
《空间网架结构》
河北科技大学 建筑工程学院 刘卫然
本课程的学习及考试要求： 1、期末考试50% 2、平时上课情况20% 3、大作业30%
教材： 《大跨度空间结构设计》 主编：孙建琴 科学出版社 2009
第 1章
一、空间结构的概念
绪论
凡是建筑结构的形体成三维空间性状，在荷载作用 下具有三维受力特性、呈立体工作状态的结构称为空间
（4）形式多样化，造型美观。空间结构的形式丰富多彩，千
变万化，个性鲜明，为建筑师的自由建筑创作提供了广阔的
想象空间。——目前大跨度结构的建造和所采用的技术已成 为衡量一个国家建筑水平的重要标志，许多宏伟而富有特色 的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名的人文景观。 成为 标志性建筑； （5）有较大的跨越能力，为建筑物提供较大的空间。 （6）建筑、结构和使用功能的统一。
绪论
（1）刚度好，抗震性能好。由于空间结构具有三维受力特性，
内力均匀，对集中荷载的分散性较强，所以能很好的承受不对 称荷载或较大的集中荷载，整体刚度大。 （2）自重轻，经济性好。目前大部分空间结构都采用 钢材、膜材等制作，轻质高强材料的运用使结构自重大 大减轻。 （3）便于工业化生产。空间结构的构件通常在工厂中制 作，在工地上可以很快地安装起来。
2008 奥运会老山自行车赛馆 位于北京石景山区老山街，结
构跨度149.536m，矢高
14.69m，矢跨比约为1/10．网 壳支承于倾斜人字形钢柱及柱
顶环形桁架之上，柱顶支承跨
度为133.06m．网格尺寸约4m ，网壳厚度2.8m，为跨度的
1/47.5，屋盖以金属屋面板为
老山自行车馆采用双层球面网壳结构
、桅杆、前脊索、后脊索及谷索组成来自1997建成的威海体育中心
。膜面采用聚氯乙烯涂层的聚酯纤维 膜材，外加PVDF面层，其特点为白色
、自重轻、经济性好、自洁性好、耐
久性好、有一定透明度。
上 海 八 万 人 体 育 场
1997年建成的马鞍形看台挑蓬，采用悬挑钢桁架覆以伞形膜材, 马鞍形屋盖平 面投影尺寸为288.4m×274.4m。由64榀径向悬挑桁架和环向次桁架组成的空间结 构作为骨架，最大悬挑长度73.5m。屋面共有57个由8根拉索和一根立柱覆以膜材组 成的伞状单体，膜的覆盖面积2.89万平方米，是中国的第一个大跨度膜结构,虽然其 技术与材料主要还依靠国外,但对中国膜结构的发展必然将起重大推动作用。
第1章 绪论
图
空间网壳圆屋顶
（a）网架结构
平板网架屋盖
（b）网壳结构 图1.2 空间结构
高次超静定，三向受力，非线性，大变形。
第1章 绪论
平面结构：梁、屋架、框架、刚架、拱；
单向受力，计算理论成熟；
单层厂房
桁架桥 Truss Bridge
拱桥 Arch Bridge
第 1章
二、大跨度空间结构的特点
起。中间的拱是半圆形的，其他各拱的矢高
随着拱脚愈来愈近而愈来愈高。两端各有宽 10m的开口作为出入口。
“鸟巢”
我国为2008年奥运会修
建的国家体育场游泳中心
，是国内首次采用膜结构 建设的国际上面积最大、
浙江黄龙体育场
Huanglong Stadium, Zhejiang
墨尼黑机场机库
Airport Hangar, Munich
德国某多功能厅屋盖结构
Europahalle, Karlsruhe Germany
日本北九州穴生健身房
A Gymnasium of Japan
北京朝阳体育馆的组合悬索结构 The Chaoyang Gymnasium, Beijing
这样万人级的体育馆仍是大跨度网架结构中的佼佼者。
153+153m×90 m，采用三层斜 放四角锥网架， 焊接球节点平板 网架，其跨度规 模之大，在国际 上是数一数二的 ，这是我国在钢
结构方面的又一
大殊荣。机场的 钢结构屋盖由于 建筑上的要求比 较高，更是绚丽 多彩。
首都机场四机位机库
天津市体育馆
焊接,成为能承受轴向力与弯
日本名古屋单层网壳
矩的刚性节点
（4）悬索结构
北京工人体育馆
D=94m , 1961
直径94m的车辐式双曲 面双层悬索，主要由双
层索、中心钢环（承受
拉索作用下产生的环向 拉力）和周边的混凝土
环梁（承受轴压力）三
部分组成。
浙江省人民体育馆
1967年建成的， 椭圆平面马鞍形 双曲抛物面正交 索网结构，长径 80m，短径60m。
佛山世纪莲新颖 轻巧的张拉膜结构 形式象一朵盛开的 莲花，是佛山市的 标志性建筑。
青岛颐中体育场我国第 一个自行设计和安装、 采用整体张拉式索膜结 构体育场工程 。
美国馆
世界上第一个大跨度的气承
富士馆
以16个轮胎状的半圆形筒体组成50m直径
式膜结构。
的圆顶，每个筒体直径为4m，长78m，这一
布置使房屋两个顶端向前突出7m，管子上每 隔4m有一根50cm宽的水平带把它们环箍在一
主体结构采用由中央圆柱面与两端半 圆球面组成的双层网壳，其轮廓尺寸 为86.2m×191.2m，支承在下部三角 形框架上，覆盖了200m速滑跑道。
黑龙江滑冰馆,L=86m 双层悬索, 1996
第1章 绪论
吉林省滑冰馆双层悬索, 59m×77m ，1986
为举办第六届冬运会省滑冰馆建筑面积为8622平方米，拥有观众坐席2600 个，是可供冰球、花样滑冰、短道速度滑冰训练和比赛的国际性标准场地。 2007亚冬会冰球比赛将在吉林省滑冰馆举行。场内设有运动员、裁判员休息室 、官员室、仲裁室、医疗急救室、兴奋剂检测室。音响、灯光、电子计时系统 采用世界先进设备。