大跨度建筑的其它型式
水利与建筑工程学院土木系
一、张拉整体体系和索穹顶
张拉整体体系是由一组连续的受拉索和一组不连续的受压 构件组成的自支承、自应力的空间铰接网格结构。 特点：自支承，预应力提供刚度，自平衡，恒定应力态。 但设计、施工难度大，对刚性屋面使用有限制。
张拉整体体系的形式：基本单元连接形成各种相应的张拉 索网。 结构的刚度依靠对拉索与 压杆施加预应力来实现，预应 通过拉索与压杆的不 力的大小对于结构的外形和刚 同形成各种形态，索的拉 度起决定作用，没有预应力， 力经过一系列受压杆而改 就没有结构形体和结构刚度。 变方向，使拉索与压杆相 预应力通过拉索和压杆内在的 互交织实现平衡。 拉伸、压缩提供。
张拉整体体系的形式：
正四面体及其组合
正五面体及其组合
正六面体及其组合
正七面体及其组合
三棱柱体集成单元
四棱柱体集成单元
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
利用上述 单元，可 以连接形 成各种张 拉索网： 索网由于 压杆的撑 开而拉紧， 既保证了 稳定性， 又得到所 期望的形 状。
张拉索 网结构 或张拉 索壳结 构的形 式：球 壳、扁 球壳、 筒壳、 旋转双 曲面壳
索穹顶结构的工程应用
（1）汉城奥运会的索穹顶结构
由中心受拉环、径向受拉索、受压立柱、环向受压索和 斜张拉索组成
（2）亚特兰大奥运会的张拉穹顶结构
由联方索网、三根环索、竖向压杆及中央桁架组成
二、弦支空间骨架结构
将单层网壳与索穹顶结构相结合，利用索穹顶结构的预应 力部分提高单层网壳部分的稳定性，同时降低单层网壳结构对 于支座的边界约束要求。 由于单层网壳结构的杆件较多，不满足空旷的要求，将索 穹顶结构柔性的上弦索用刚性骨架结构代替，形成上部骨架与 弦支体系相结合的新受力体系。
上部骨架为空间结构，例如交叉桁架、网壳、交叉梁系等。 下部为弦支体系，也为空间结构，包括环索、斜索、压杆等。 实际应用有：弦支空间梁系结构（张弦梁结构）、弦支网 架结构、弦支网壳结构、弦支空间桁架结构等。
三、斜拉结构
利用斜拉索可以组成各种斜拉结构。
四、混合空间结构
是刚架结构、桁架结构、拱式结构、薄壳结构、网架结构、 悬索结构等的合理组合而成。
料性能得到充分发挥；
4、建筑造型活泼明快、易于变化。
五、多面体空间刚架结构
1、多面体空间结构的几何图形学基础 将三维空间细分为若干个小部分，每个部分的体积相等但 要保证接触面积最小，这些细小的部分是什么形状？ “无限等体积肥皂泡阵列几何图学”理论。 Weaire-Phelan多面体组合被认为是三维空间最理想的构成。 两种不同的单元体，一种为 14 面体 =2 个面六边形 +12 个面为 五边形。
混合空间结构组成的基本原则：
1、满足建筑功能需要； 2、结构受力均匀合理，充分发挥材料性能； 3、结构刚柔相济，具有良好的稳定性； 4、尽量采用预应力等先进技术手段，改善结 构的受力，使结构更加轻巧； 5、施工简便，造价低廉。
混合空间结构的应用实例：
1、刚架-索混合空间结构； 2、拱-网架混合空间结构； 3、拱-悬索混合结构； 4、悬索-拱-交叉索网混合空间结构。
刚架-索混合空间结构；
拱-网架混合空间结构；
拱 悬 索 混 合 结 构；
悬索-拱-交叉索网混合空间结构
混合空间结构的特点：
1、受力性能、建筑造型、综合经济指标等具有优
势；
2、以刚架、拱、悬索或斜拉桥架形成巨型骨架结
构作为网架、悬索等屋盖的支座，可以有效地
减小跨度，提高刚度，从而降低造价；
3、巨型结构的尺寸大，增加了结构的稳定性，材
2、结构构成特点和工作性能 高度重复，节点汇交杆件少。 构成简单，重复性高，结构内部多面体单元只有4种杆长、3种 不同节点，每个节点的汇交杆件仅为4根。节点采用刚接，杆件为 空间梁单元，同时受弯、剪、拉(压）、扭的复合作用，故称为空间 刚架结构。
3、“水立方”多面体空间刚架结构的生成 首先生成比“水立方”建筑大的改良的Weaire-Phelan多 面体列阵——旋转——切割。 4、“水立方”多面体空间刚架结构设计