• 特点
杆件互相支撑，形成多向受力的空间结构
• 优点
（多向受力，整体性好） ●自重轻 跨度大 （受力合理，节省材料） ●杆件规格统一为有限的几种，易于工厂化生产 ●有利于选型、适于各种屋面形状
●空间刚度好
——网架结构的类型
• 类型
• 按外形 • 按层数 • 按材料 平板、曲面 单层、双层、多层 木、钢、钢筋混凝土
见表4-1 约1/15 采用钢筋混凝土屋面板时 ≯3m×3m
• 杆件断面与节点连接
——网架结构的造型要素
• 影响造型的因素
●网架形式 ●支座方式
——网架结构实例
——网架结构实例
2.5 折板结构及其造型
• • • • 特点 结构类型 造型 实例
——折板结构的特点
• 特点
L2/L1≤1 短折板 L2≤12米 L2/L1≥1 长折板 f长折板=（1/10~1/15）L1 ——薄、省材；预制装配（装配整体式）；构造简单
——结构轻；水流路线长应保证 防排水；保温隔热等热工要 求……
• 防水材料
——橡胶卷材 ——涂膜 ——金属瓦屋面 ——彩色压型钢板屋 面
• 屋顶构造组成
——承重结构、基层、防水层 ——有檩方案、无檩方案
——屋顶构造组成：有檩方案与无檩方案
3.2 橡胶卷材屋面构造
3.3
金属瓦屋面构造
1）基本内容
3．气候控制要求
——中庭的节能要求
——中庭的室形指数
2） 中庭的消防安全设计
· 中庭的防火措施 可参照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045)对高层建筑中 庭防火措施的规定: (1)房间与中庭回廊的门应设自动关闭的乙级防火门； (2)与中庭相连的过厅通道外，应设防火大门或防火卷帘门分隔； (3)中庭每层回廊应设有自动灭火系统，其喷头间距不小于2m，不大于 3.8m，中庭高度超过8m时，还应增水幕设备； (4)中庭每层回廊应设火灾自动报警设备； (5)应按规定设排烟设施: ①净空高度小于12m的室内中庭可采用自然排烟措施，其可开启 的平开窗或高侧窗的面积不小于中庭面积的50%。 ②不具备自然排烟条件及净空高度超过12m的室内中庭设置机械 排烟设施。此外，还要在中庭顶棚、走道、周围房间等部位设有 烟感探测器。同时还要采取隔离措施，保证周围房间的烟火不窜 入中庭空间。 · 必须使中庭空间能有效地排烟 中庭的机械排烟途径可以有两种： ——通过中庭排烟或将烟从中庭外部排出。
a. 玻璃顶的承重结构
——结构断面应尽可能设计得小些，以免遮挡天窗光线。 ——一般选用金属结构，常用的结构型式有梁结构、拱结构、 架结 构、网架结构等。 ——承重结构有的可以兼做天窗骨架。 ——连接螺栓、螺丝应采用不锈钢材料。
……常见玻璃顶的骨架布置图
b. 玻璃的安装
·采光罩——直接将采光罩安装在玻璃屋顶的承重结构上即可 ·玻璃顶——由若干玻璃拼接而成，所以必须设置骨架。
c. 金属骨架与玻璃的连接构造
各种金属骨架断面形式及其与玻璃连接的构造详图
d. 天窗的排水处理
e. 其它构造
其它
·附设防护网 · 侧壁百叶窗通风 · 天窗设置部分可开启扇 · 严寒地区设置双层采光天窗（提高保温性能，并且可以 减少冷凝水的产生）
——玻璃顶实例
——玻璃顶实例
——玻璃顶实例
——玻璃顶实例
•
——刚架结构的结构类型
• 结构类型
——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
•
——刚架结构的结构类型
• 结构类型
——无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
•
——桁架结构的特点
• 特点
——格构形，全部节点均为铰接，每一杆件受力均为轴向力。 ——受力时考虑施于节点，可避免使杆件受弯。
优点
——①省材②受力明确③自重轻，可跨越较大空间④便于安装运输
1）单层单曲面悬索

悬索类型
●单层单曲面 ●双层单曲面 轮辐式 鞍形
2）双层单曲面悬索——轮辐式悬索
• 类型
单层单曲面 双层单曲面
●轮辐式
鞍形
2）双层单曲面悬索——鞍形悬索
• 类型
单层单曲面 双层单曲面 轮辐式 ●鞍形
——悬索结构的造型实例
——悬索结构的造型实例
——悬索结构的造型实例
——悬索结构的造型实例
——折板结构的类型
• 类型
——断面 ——外形
—— 折 板 结 构 造 型 实 例
—— 折 板 结 构 造 型 实 例
2.6 薄壳结构及其造型
• 特点 • 结构类型
——薄壳结构的特点与类型
• 特点
曲面内轴向力；薄、轻、省、跨大、造型丰富；费工费时
• 类型
筒壳、球壳、扁壳、鞍形壳
—— 薄 壳 结 构 造 型 实 例
——造型
——空间利用的合理性 ——对内部装饰的影响
• 历史
——万神庙 ——美国· 底特律· 韦恩县体育馆 （Wayne County stadium ） （266m，圆形钢网壳） ——上海体育馆 （110m，圆形钢平板网架） ——英国千年穹 （365m，帐篷结构）
1.2
大跨度结构形式可分为两大类
• 空间结构体系
—— 薄 壳 结 构 造 型 实 例
——薄壳结构造型实例
——薄壳结构造型实例
——薄壳结构造型实例
2.7 悬索结构及其造型
• 特点 • 结构类型
——悬索结构的特点
• 特点
分工明确——索网：钢索，只受力 ——边缘构件：梁、桁架、拱等 ——支承结构 造型新颖、跨度大、施工简便
——悬索结构的类型
大跨度建筑构造
本单元内容: • 主要的大跨结构类型及造型特点 • 屋顶的构造处理要点 • 天窗设计要点 •
学习的重点
• • • • 各类型大跨结构的基本力学原理和特征 建筑造型与结构的有机结合。 尺度的概念 屋顶构造及天窗
1. 概论
1.1 大跨度建筑的概念
• 界定：30M • 选择结构形式的意义
4. 防止眩光对室内的影响
——采用具有漫反射性能的透光材料、加设折光构件
5. 满足建筑安全防护要求
——高层建筑中庭的玻璃屋顶，采用金属承重构件时，应设自动灭火设备保护或 喷涂防火材料，使其耐火极限达到1小时的要求。顶棚应设有烟感探测器，并 应符合中庭排烟设计的要求。
6. 防雷要求
——中庭天窗的相关构造
缺点
——结构高度较大，需增强稳定性
——桁架结构的类型
• 类型
• 按构成
●三角形 ●拱形 结构高度最低 受力最好 （无斜腹杆） ●梯形 1/5-1/2 ≤18m 1/6-1/8 18-36m 60m 15-30m 72m
受力较好 ，制作方便 1/6-1/8 18-36m
• 按材料
●钢
●钢筋混凝土 ●木 ——特殊环境（相对湿度大于75%或有腐蚀性介质时）不
……组合式天窗实例
——中庭天窗构造要点
着重介绍顶部进光的玻璃顶，设计要求如下：
1. 安全性能
——较高的承载力、足够的强度、连接牢固可靠
2. 防止天窗冷凝水对室内的影响
——设置排水槽，排水槽要保证必要的排水坡度，排水路径不能过长
3. 天窗应有良好的防水性能
——足够的排水坡度、排水路线短捷畅通、接缝严密
2
十种常用的大跨度结构形式
• 拱
• 刚架
• 桁架 • 网架 • 折板 • •
• 薄壳 • 悬索 • 帐篷薄膜
• 充气薄膜
• 悬挑
2.1 拱结构及其造型
• 特点 • 结构类型 • 影响造型的因素
——拱结构的特点
特点
——轴向受压（无弯距、只要求材料的受压性能好，可以很薄。 相同 截面高的拱与梁，由于前者的曲面作用，跨度相差n倍） ——有横向侧推力
——中庭排烟要求
3） 中庭天窗构造 • 中庭围护结构有时也可以采用在大跨度建筑中 发展起来的织物篷幕结构——充气结构与张拉 结构。织物的透光性较差，在较强的天空亮度 下半透明性的织物可以使中庭产生少量的扩散 光照度；织物可以具有良好的反射性能，一般 白色界面的织物白天可以反射掉约百分之七十 的日光热量，具有整体建筑节能的特点，同时 夜间照明比较经济。在织物围护的中庭中，应 避免弧面的声反射聚焦给室内使用带来的影响， 在造型设计和构造处理中减少不良的声学效果。 在中庭采光处理中，最常用的是金属骨 架玻璃采光天窗的方式。
思考题
请课后考察建筑城规学院多功能厅屋顶，绘出：
1、二层平面图，平面布置，两道尺寸。 2、屋顶平面图，两道尺寸，排水系统。 3、剖面图，示意网架结构及屋面构造。
4、大样图，表示屋顶细部构造层次及做法。
大跨度建筑实例：
万神庙
穹顶直径达43.3米。顶 端高度也是43.3米。它中央 开一个直径8.9米的圆洞。结 构为混凝土浇筑，为了减轻 自重，厚墙上开有壁龛，龛 上有暗券承重，龛内置放神 像。神像外部造形简洁，内 部空间在圆形洞口射入的光 线映影之下宠伟壮观，富有 神秘感。
3） 彩板构造细部构造： 波高以35mm为界，纵向接缝搭接长度不小于100mm
4）彩板屋面细部构造实例
3.5 • • •
中庭天窗构造
中庭的形式及设计要求 中庭的消防安全设计 中庭天窗构造
•
1）中庭的形式及设计要求
· 中庭的基本形式 · 中庭的设计要求 1．节能要求 2．采光要求 · 庭院本身的比例——长、宽、高之间的比例关系（中庭的室形指数） · 侧面反射（虚实与色彩）
——刚架结构的特点
• 特点
——刚结点（与排架结构对比）：大大减少梁的跨中弯距 ——结构断面小，外形简洁，可暴露结构构件 ——门型刚架中部向上微翘有利于综合利用室内空间，扩大净空高度
——适用于40m跨度以内，动荷载不能太大（吊车≤10T，远小于排架）
•