高校体育馆设计结构调研报告
(2)四角锥体组成的网架结构。主要有:正放四角 锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、 棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型 网架等型式。 • (3)三角锥组成的网架结构。主要有:三角锥网 架、抽空三角锥网架(分Ⅰ型和Ⅱ型)、蜂窝形三 角锥网架等型式。 • (4)六角锥体组成的网架结构。主要形式有:正 六角锥网架。 • 1.2网架结构的主要特点 • 空间工作,传力途径简捷;重量轻、刚度大、抗震 性能好;施工安装简便;网架杆件和节点便于定型 化、商品化、可在工厂中成批生产,有利于提高生 产效率;网架的平面布置灵活,屋盖平整,有利于 吊顶、安装管道和设备;网架的建筑造型轻巧、美 观、大方,便于建筑处理和装饰
北京首都体育馆
网架结构不仅实 现了利用较小规格的 杆件束建造大跨度结 构,而且结构占用空 间较小,更能有效利 用空间。它的整体性 好,稳定性好,空间 刚度大,能有效承受 非对称荷载、集中荷 载和动荷载,并具有 较好的抗震性能
2网壳结构 曲面形网格结构称 为网壳结构,有单 层网壳和双层网壳 之分。网壳的用材 主要有钢网壳、木 网壳、钢筋混凝土 网壳等。 2.1网壳结构的形式 主要有球面网壳、 双曲面网壳、圆柱 面网壳、双曲抛物 面网壳等。
3.2膜结构主要特点:自重轻、跨度大;
建筑造型自由丰富;施工方便;具有良好 的经济性和较高的安全性;透光性和自结 性好;耐久性较差。
膜结构体系由膜面、边索和脊索、谷索、 支承结构、锚固系统,以及各部分之间的连 接节点等组成,见右下示意图
膜结构按支承条件分类为:柔性支承结构体
系、刚性支承结构体系、混合支承结构体系 ,结构示意图见下图
2.按构造分类
• (1)独立基础(单独基础)。 • 1)柱下单独基础。单独基础是柱子基础的主要类型。 • 2)墙下单独基础。墙下单独基础是当上层土质松软,而在不深处有较好 土层时,为了节约基础材料和减少开挖土方量而采用的一种基础形式。
• (1)板式基础 板式钢筋混凝土基础采用C15或者C20混凝土及1,2级钢筋 。垫层用C7.5~C10混凝土或三合土,灰土。一般用于基础上部荷载较小 ,地基容许承载力较大的独立基础和条形基础。 • 基础尺寸及配筋形式按计算确定。基础荷载的偏心距不大时,独立基 础的地面常为方形,偏心距大时则为矩形
2.按构造分类
• (1)独立基础(单独基础)。 • 1)柱下单独基础。单独基础是柱子基础的主要类型。 • 2)墙下单独基础。墙下单独基础是当上层土质松软,而在不深处有较好 土层时,为了节约基础材料和减少开挖土方量而采用的一种基础形式。
2.张拉式膜结构(Tension Suspension Structure)
以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中 导入张力以达安 定的形式。除了可实践具创意,创新且美 观的造型外,也是最能展现膜结 构精神的构造形式. 近年 来,大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来 支撑上部膜材的形式。因施工精度要求]高,结构性能强, 且具丰 富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。
网壳结构(网壳结构出现早于平板网架结构) 郑州体育馆圆形钢屋盖是规模较大的球面网壳。
悬索结构
北京工人体育馆,建成后一直是北京地区举行大型活动的重要 浙江人民体育馆,其屋顶为椭圆平面,长径80m,短径60m,采 场所,建筑面积约 4万平方米,地下一层,地上四层,整体形 用双曲抛物面正交索网结构。 式为圆形,顶棚为辐轮式悬索结构,跨度达到96米,堪称该结 构的经典范例。
2)柔性基础。在混凝土基础底部配置受力钢筋,利用钢筋受拉,这样基
础可以承受弯矩,也就不受刚性角的限制。所以钢筋混凝土基础也称为 柔性基础。 · 钢筋混凝土基础断面可做成梯形,最薄处高度不小于200mm;也可做成 阶梯形,每踏步高300-500mm。通常情况下,钢筋混凝土基础下面设有 C7.5或C10素混凝土垫层,厚度lOOmm左右;无垫层时,钢筋保护层 为75mm,以保护受力钢筋不受锈蚀。
3.充气式膜结构(Pneumatic Structure)
充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送 风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压 力差,以抵抗外力,因利用气压来支 撑,及钢索作为辅助 材,无需任何梁,柱支撑,可得更大的空间,施工快捷, 经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运 行及机器维护费用的成本上较高。
2)柔性基础。在混凝土基础底部配置受力钢筋,利用钢筋受拉,这样基
础可以承受弯矩,也就不受刚性角的限制。所以钢筋混凝土基础也称为 柔性基础。 · 钢筋混凝土基础断面可做成梯形,最薄处高度不小于200mm;也可做成 阶梯形,每踏步高300-500mm。通常情况下,钢筋混凝土基础下面设有 C7.5或C10素混凝土垫层,厚度lOOmm左右;无垫层时,钢筋保护层 为75mm,以保护受力钢筋不受锈蚀。
薄壳结构:建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构(学术上把满足 t/R≤1/20的壳体定义为薄壳)。 5.1薄壳结构的形式 薄壳结构按曲面形成可分为旋转壳与移动壳;按建造材料分为钢 筋混凝土薄壳、砖薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳等。 5.2薄壳结构的特点 壳体结构具有十分良好的承载性能,能以很小的厚度承受相当大 的荷载。壳体结构的强度和刚度主要是利用了其几何形状的合理 性,以材料直接受压来代替弯曲内力,从而充分发挥材料的潜力 。因此壳体结构是一种强度高、刚度大、材料省的即经济又合理 的结构形式。
4悬索结构 悬索结构是以能受拉的索作为基本承重构件,并将索按照一定 规律布置所构成的一类结构体系,悬索屋盖结构通常由悬索系 统,屋面系统和支撑系统三部分构成。用于悬索结构的钢索大 多采用由高强钢丝组成的平行钢丝束,钢绞线或钢缆绳等,也 可采用圆钢、型钢、带钢或钢板等材料。 4.1悬索结构形式按索的布置方向和层数分为:单向单层悬索 结构;辐射式单层悬索结构;双向单层悬索结构;单向双层预 应力悬索结构;辐射式预应力悬索结构;双向双层预应力悬索 结构;预应力索网结构等。
平面呈矩形。建筑物东西长122.2米,南北长107米,建筑
面积4万平方米。比赛大厅屋盖净跨112×99米,屋盖结构 为平板型双向空间钢网架网架结构是由很多杆件通过节点 ,按照一定规律组成的网状空间杆系结构。网架结构根据 外形可分为平板网架和曲面网架。通常情况下,平板网架 简称为网架;曲面网架简称为网壳。且网架结构组合有规 律,大量节点和杆件的形状、尺寸相同,并且杆件和节点 规格较少,便于生产,产品质量高,现场拼装容易,可提 高施工速度。
膜结构和索-膜结构 张拉整体结构是空间领域的一种新型的机构体系,她具有构造 合理、自重小、跨越空间的能力强的特点。美国亚特兰大奥运 会主体育馆采用的张拉结构,平面为240m*193m的椭圆形。
混合结构 混合结构(杂交空间结构)可以使刚性结构体系之间的组合如 ,如拱与网格结构组合形成的拱支网架结构、拱支网壳结构等 ;柔性结构体系之间的组合,如悬索与薄膜组合而成的索膜结 构等;柔性结构体系与刚性结构体系之间的组合。
4.2悬索结构的特点 悬索结构的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作 用,结构中不出现弯距和剪力效应,可充分利用钢材的强度; 悬索结构形式多样,布置灵活,并能适应多种建筑平面;由于 钢索的自重很小,屋盖结构较轻,安装不需要大型起重设备, 但悬索结构的分析设计理论与常规结构相比,比较复杂,限制 了它的广泛应用(吉林省速滑馆)
膜结构按结构可分为:骨格式膜结构、张拉
式膜结构、充气式膜结构。详细见下图
膜结构建筑形式从结构上分可分为:骨架式膜结构,张 拉式膜结构,充气式膜结构3种形式
1.骨架式膜结构(Frame Supported Structure)
以钢构或是集成材构成的屋顶骨架,在其上方张 拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶 造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等 特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
• 大跨空间结构的类型和形式十分丰富多彩,习惯上 分为如下类型: • 刚性结构 • 柔性结构 • 混合结构
刚性结构
1、钢筋混凝土薄壳结构和折板结构;
钢筋混凝土薄壳结构在50年代后期和60年代前期在我国有 所发展,但因为施工比较费时费事,目前应用较少 2、平板网架结构; 3、网壳结构; 平板网架和网壳结构还包括一些未能单独归类的特殊 形式,如折板式网架结构、多平面型网架结构、多层 多跨框架式网架结构等,总称为空间网格结构。这类 结构近年来在我国发展很快、持续不衰。
3、膜结构:薄膜结构也称为织物结构,是20世纪中叶发
展起来的一种新型大跨度空间结构形式。它以性能优良的柔 软织物为材料,由膜内空气压力支承膜面,或利用柔性钢索 或刚性支承结构使膜产生一定的预张力,从而形成具有一定 刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
3.1膜结构的主要形式:主要有空气支承
膜结构;张拉式膜结构;骨架支承膜结构 等形式。
柔性结构
1、悬索结构
2、膜结构和索-膜结构; 当膜结跨度较大时,需用索加强,可称为索-膜结构; 悬索结构、膜结构和索-膜结构等柔性体系均以张力来 抵抗外荷载的作用,总称为张力结构。
混合结构
· 通常是柔性构件和刚性构件的联合应用,也称为“杂
交结构”。
体育馆结构形式具体使用范例
平板网架结构 首都体育馆采用斜放正交网架; 上海万人体育馆采用圆形平面三向网架
屋顶及外围护结构结构形式及使用范例
• 1网架结构 • 由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点 连接起来的空间结构称之为网格结构,其中双 层或多层平板形网格结构称为网架结构或网架 。它通常是采用钢管或型钢材料制作而成。 • 1.1网架结构的形式 • (1)平面桁架系组成的网架结构。主要有:两 向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正 交斜放网架、三向网架等型式。
除以上几种空间结构外,尚有组合网架结构、预应力网格结构、 江南大学体育馆体育馆总建筑面积15000平方米,内场面积为长 管桁结构、张弦梁结构、点连接玻璃幕墙支承结构、索穹顶结构 54米宽39米,可容纳的观众席位有4085座。具备篮球、排球、 等几种常用空间结构,都有自身的特点和实用范围。比如点连接 手球、网球、羽毛球、乒乓球、台球和健身等大型活动场地。 式玻璃幕墙支承结构能利用玻璃的透明特性追求建筑物内外空间 的沟通和融合,人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃面板的整 个结构系统,使这种结构系统不仅起到支承作用,而且具有很强 的结构表现功能;索穹顶结构则完全体现了fuller关于“压杆的 孤岛存在于拉杆的海洋中”的思想,是由连续的拉索和不连续的 压杆组成的一各受力合理、结构效率极高的结构体系。