大学体育中心设计调研报告二

1、青岛汽车东站奥迪4s店青岛体育学校黄岛石油大学体育馆 本学期的调研任务为大跨建筑，而汽车东站的本学期的调研任务为大跨建筑，而汽车东站的大厅从外观上很明显为桁架大跨结构，于是我们对大厅从外观上很明显为桁架大跨结构，于是我们对其进行了进一步的研究其进行了进一步的研究 进入车站的进入车站的大厅，其结构一目大厅，其结构一目了然，即横向主桁了然，即横向主桁架与纵向次桁架穿架与纵向次桁架穿插，共同支撑屋顶插，共同支撑屋顶重量，再将其传递重量，再将其传递给混凝土承重柱，给混凝土承重柱，最终传到地面。属最终传到地面。属于梁式结构体系于梁式结构体系 梁式结构体系一般采用简支桁架的形式，其上、梁式结构体系一般采用

2、简支桁架的形式，其上、下弦及腹杆仅承受拉力或压力，对支座也没有横下弦及腹杆仅承受拉力或压力，对支座也没有横推力。推力。 适用跨度：适用跨度：40 60m，更大的跨度由于耗钢，更大的跨度由于耗钢量量过大而不经济。过大而不经济。 重点是支撑系统的布置，对保证整个结构重点是支撑系统的布置，对保证整个结构体系的整体刚度是非常重要的。体系的整体刚度是非常重要的。 大跨度梁式结构，决定于跨度、屋面型式及大跨度梁式结构，决定于跨度、屋面型式及吊天棚结构的形式，常用的有梯形和拱形桁架。高吊天棚结构的形式，常用的有梯形和拱形桁架。高跨比一般为跨比一般为1/61/8。 混凝土承重混凝土承重柱顶部通过预埋螺柱顶部通

3、过预埋螺栓来实现混凝土与栓来实现混凝土与钢结构的连接钢结构的连接混凝土顶部主桁架与刚节点焊接，次混凝土顶部主桁架与刚节点焊接，次桁架先焊接到一钢结构节点再通过螺桁架先焊接到一钢结构节点再通过螺栓与混凝土顶部钢节点铰接。栓与混凝土顶部钢节点铰接。 在没有桁架连接的混凝土承重柱间，置有焊接钢架与其连在没有桁架连接的混凝土承重柱间，置有焊接钢架与其连接，并且钢架上有悬索结构承受拉力以缓解钢架荷载，同时增加接，并且钢架上有悬索结构承受拉力以缓解钢架荷载，同时增加了整个建筑的整体性。了整个建筑的整体性。 建筑西北角的两条桁架建筑西北角的两条桁架以为悬挑过长和支撑点过近，以为悬挑过长和支撑点过近，为增加其

4、稳定性，加设了两条为增加其稳定性，加设了两条焊接钢管支撑在桁架与混凝土焊接钢管支撑在桁架与混凝土承重柱间。承重柱间。 两条不同方向的主桁两条不同方向的主桁架间的连接，通过焊接到架间的连接，通过焊接到一钢片后再与另一桁架焊一钢片后再与另一桁架焊接接 车站悬索结构细部节点，钢车站悬索结构细部节点，钢索先与钢管连接，再与焊接的钢索先与钢管连接，再与焊接的钢片铰接片铰接 次桁架与主次桁架与主桁架间铰接方向不桁架间铰接方向不同，增加了建筑的同，增加了建筑的稳定性稳定性 桁架本桁架本身为通过钢管身为通过钢管间焊接而成的间焊接而成的钢结构钢结构 从顶视从顶视图看，在桁架图看，在桁架顶部开天窗以顶部开天窗以增

5、加了大跨建增加了大跨建筑的采光筑的采光u结构本身就给建筑造型结构本身就给建筑造型增添很多美感。增添很多美感。u大跨建筑中钢结构确实大跨建筑中钢结构确实比较普遍，但同时钢结构比较普遍，但同时钢结构也存在着耐久性较低的缺也存在着耐久性较低的缺点，需要较高的维护条件。点，需要较高的维护条件。u 大片的玻璃幕墙，在大片的玻璃幕墙，在设计之初，建筑之始具有较好设计之初，建筑之始具有较好的光泽度，但随着时间的迁移。的光泽度，但随着时间的迁移。节点分析结构分析采光分析结构分析结构分析 大跨建筑的结构体系由屋盖结构屋盖结构、支撑结构支撑结构和基础基础三部分组成。 屋盖结构屋盖结构是大跨建筑最重要的组成部分，它

6、既是建筑内部大空间得以实现的保证，也是构筑建筑内外形象的关键，是设计的重点。 奥迪4S店的屋面结构为应用多种结构技术的综合结构。从整体来看，由一榀榀类似桁架的结构组成，而桁架又是由铰接的钢索与弧形T字钢组成的拉杆拱形成。 支撑结构支撑结构为屋盖结构提供了必要的约束条件。通常简单的采用梁、柱、索，复杂的采用钢架、索桅等组合体系。奥迪4S店采用了钢立柱与一榀横向桁架为梁的体系作为支撑体系。奥迪4S店，力由几根主要立柱传给地面。节点分析节点分析采光分析采光分析顶部天窗采光。顶部天窗采光。 好处：节省电能，增加空间 通透感。 劣处：不易清洁。构造要求 高。侧向玻璃幕墙采光。侧向玻璃幕墙采光。 好处：光

7、线好，体量小，易 于对外展示。 劣处：需要经常清洁。青岛体育学校 石油大体育馆分为两部分，比赛馆和练习馆。（下图为练习馆）（比赛馆平时不开放，SO木有拍到室内照片） 练习馆分三层，主入口在2楼，次入口在一楼。 F1 篮球馆，跆拳道馆，乒乓球馆 F2 健美操馆 F3 羽毛球馆篮球馆篮球馆 大空间的视觉感觉 采光 灯光&窗帘? 篮筐设置。 除了常规场地外可 在周围墙上散点设 置。乒乓球馆乒乓球馆 层高要求低 大空间中可出现立柱 采光的要求。（右图摄于下 两点，室内已经采用灯光 照明而拉着窗帘。）羽毛球馆羽毛球馆 层高较高，且中间不可出 现柱子。 采光 空调系统附于屋面结构上 （右图中黑色管

8、道式空调 OR NOT ?） 室内七七八八室内七七八八杂物空间入口前导空间（聚集疏散空间）灯具直接布置于井字梁上主馆主馆比赛馆比赛馆主馆剖面图 主馆主馆内部为外廊包裹的专用比赛大空间。圆弧形外廊 结构&空间Company Logo大跨交通空间自然就需要一个容纳大量人候车、上下车、走动的大空间，那么这时候就不希望有柱子出现来阻碍交通，为这种大空间而服务的结构类型有：桁架、刚架、拱、壳体、折板、网架、网壳、悬索、膜等，以及它们的各种组合。桁架、刚架、拱、网架等比较传统、结实，也比较经济实用；而壳体、悬索、膜结构等造型多变，更为灵活自由，在今天的大跨交通建筑设计中，壳体、悬索、膜结构等越来越

9、受到建筑师的亲睐。Company Logo桁架结构在形式上也可以进行转变，达到功能和美观双面的要求。结构&空间膜结构与钢结构结合钢结构外面包裹ETFE，不仅创造了一个明亮，通风空间，而且，由于材料轻，结构也轻了。建筑的顶部开了很多洞，使得室内更加明亮，并起到一定的结构作用。 结构&空间Stadelhofen火车站 是卡拉特拉瓦的作品。位于瑞士苏黎世。他会让这些钢结构和混凝土展现出一种动态的美感。让内部的结构本身的造型来吸引住人。结构&空间Company Logo结构&空间Company Logo蓬皮杜艺术中心位于蓬皮杜艺术中心位于著名的巴黎市中心拉著名的巴黎市中

10、心拉丁区北侧，塞纳河右丁区北侧，塞纳河右岸岸 。整座建筑占地。整座建筑占地75007500平方米，建筑面平方米，建筑面积共积共1010万平方米，地万平方米，地上上6 6层。建筑前有近层。建筑前有近一公顷的广场。一公顷的广场。建筑外观分析建筑外观分析 钢结构梁，柱，桁架，拉杆等涂上各种颜色的管线都暴露在外立面。空调管路是蓝色、水管是绿色、电力管路是黄色而自动扶梯是红色。 内部打破传统 敞开大门因为通道和功能设施都在外面，内部空间庞大，没有柱子没有管道没有楼梯也没有墙。除了法律规定防火帘在必要时从天花板上降落，唯一有环绕的就是卫生间和办公室。参观者拥有无限的自由度。 每一层都有两个足球场那么大。蓬

11、皮杜文化艺术中心 材料运用和细部设计材料运用和细部设计由底层蜿蜒而上的是自动楼梯，由底层蜿蜒而上的是自动楼梯，水平的是各层走廊。水平的是各层走廊。通体采用金属架构，钢，自重轻，通体采用金属架构，钢，自重轻，抗震性好，施工快，美观。火灾时抗震性好，施工快，美观。火灾时有优越性。钢与玻璃精致且结合方有优越性。钢与玻璃精致且结合方式多样。式多样。桁架梁与柱子是套筒接头而桁架梁与柱子是套筒接头而不是传统的铆接和焊接。寻不是传统的铆接和焊接。寻求各层可能性的自由升降。求各层可能性的自由升降。u 一、拱券结构及穹隆结构 u 二、椼架结构与网架结构 u 三、壳体结构 u 四、悬索结构 u 五、膜结构u 六、

12、折板结构 一一 、拱券结构及穹隆结构、拱券结构及穹隆结构 拱券是一种建筑结构。简称拱，或券，又称券洞、法圈、法券。它除了竖向荷重时具有良好的承重特性外，还起着装饰美化的作用。拱券技术是罗马建筑最大的特色及成就。 穹隆结构也是一种古老的大跨度结构形式，早在公元前14世纪建造的阿托雷斯宝库所运用的就是一个直径为14.5米的叠涩穹隆。到了罗马时代，半球形的穹隆结半球形的穹隆结构构已被广泛地运用于各种类型的建筑。 古希腊露天剧场遗迹古希腊露天剧场遗迹双拱券双拱券半球形的半球形的穹隆结构穹隆结构大跨建筑结构造型二、二、 椼架结构与网架结构椼架结构与网架结构 桁架结构桁架结构由于自身具有一定的高度，而且上

13、弦一般又呈两坡后曲线的形式，所以只只适合担当作屋顶结构。适合担当作屋顶结构。 网架结构网架结构具有刚度大、变形小、应力分布均匀、能大幅度地减轻结构自重和节省材料等优点。可以用木材、钢筋混凝土或钢材来做，并且具有多种多样的形式，使用灵活方便，可适应于多种形式的建筑平面的要求。适应于多种形式的建筑平面的要求。 网架结构可分为单层平面网架、单层曲面网架、单层平板网架和双层穹隆网架等多种形式。 网架结构像框架结构一样，承重系统与非承重系统有明确的分工。网架结构体系下，室内空间常依照功能要求进行分隔，可以使封闭的，也可以是半封闭或开敞的。 由于网架结构多采用金属管材制造，能承受较大的纵向弯曲力，与一般钢

14、结构相比可节约大量钢材和降低施工费用。因此空间网架的结构形式，用于大跨度建筑具有很大的经济意义。 大跨建筑结构造型三三 、壳体结构（、壳体结构（shell structureshell structure） 壳体结构是由曲面形板曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。壳体结构具有很好的空间传力性能，能以较小的构件厚度较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构形成承载能力高、刚度大的承重结构，能覆盖或围护大跨度的空间而不需中间支柱，能兼承重结构和围护结构的双重作用，从而节约结构材料。 壳体结构的刚度，取决于它的合理形状，而不像其他结构形式需要加大结构断面，所以材料消耗量低；其静载也

15、不像其他结构形式那样随跨度增大而加大，所以其厚度可以做得很薄厚度可以做得很薄；该结构的承重和无盖合二为一，使其更加经济有效，且在建筑空间利用上越加充分。分单曲面壳和双曲面壳等多种类型。 壳体结构既可以单独使用又可以组合起来使用；既可以用来覆盖大面积空间，又可以用来覆盖中等面积的空间；既适合方形、矩形平面要求，又可以适应圆形平面、三角形平面，及至其他特殊形状平面的要求。 因为壳体结构属于高效能空间薄壁结构范畴，可以适应于力学要因为壳体结构属于高效能空间薄壁结构范畴，可以适应于力学要求的各种曲线形状，所以其承受弯曲及扭转的能力远比平面结构系求的各种曲线形状，所以其承受弯曲及扭转的能力远比平面结构系

16、统大。另外，因结构受力均匀，因而可充分发挥材料的材耗。统大。另外，因结构受力均匀，因而可充分发挥材料的材耗。 大跨建筑结构造型四四 、悬索结构（、悬索结构（cable-suspended structurecable-suspended structure ） 由柔性受拉索及边缘构件或支承塔架所组成的承重结构。索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。 单向悬索结构为了支承悬索并保持平衡，必须在索的两端设置立柱和斜向拉索，以分别承受悬索所给予的垂直压力和水平拉力。单向单向悬索悬索的稳定性很差，特别是在风力的作用下，容易产生振动和失稳。 为提高结构的稳定性和

17、抗风能力，还可以采用双层悬索或双向悬索双层悬索或双向悬索。双层悬索结构平面呈圆形，索分上下两层，下层索承受屋顶全部荷载，为承重索；上层索起稳定作用，为稳定索，上下两层索均张拉于内外两个圆环上而形成整体。 悬索结构除跨度大、自重轻、用料省外还具有平面形式多样（除可覆盖一般矩形平面外还可以覆盖圆形、椭圆、正方形、菱形乃至其他不规则平面的空间），使用灵活性大、范围广；由多变的曲面所形成的内部空间既宽大宏伟又富有运动感；主剖面呈下凹的曲面形式，曲率平缓，如处理得当既能顺应功能要求又可以大大节省空间和空调费用；形式变化多样，可以为建筑形体和立面处理提供新的可能性。 在大跨度结构建筑选型时，悬索结构由于悬

18、索结构由于没有繁琐支撑体系的屋盖结构选型没有繁琐支撑体系的屋盖结构选型，所以该种结构是较为理想的形式。大跨建筑结构造型 膜结构是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。与传统结构相比，其重量大大减轻，仅为一般屋盖重量的1/10-1/30。 大跨建筑结构造型五五 、膜结构、膜结构(membrane structurestructure )空气支承式空气支承式膜结构膜结构 整体张拉式整体张拉式膜结构膜结构 骨架支承式骨架支承式膜结

19、构膜结构 索系支承式索系支承式膜结构膜结构 空气支承膜结构，具有密闭的充气空间，并设置维持内压的充气装置，借助内压保持膜材的张力，形成设计要求的曲面该膜结构主要用在跨度较小的临时性建筑上。 可由桅杆等支承构件提供吊点，并在周边设置锚固点，通过预张拉而形成稳定的体系。这种膜结构主要由索和膜构成，两者共同起承重作用，通过支承点和锚固点形成整体。 由钢构件或其它刚性构件（如拱、刚架）作为承重骨架，在骨架上布置按设计要求张紧的膜材，后者主要起围护作用。 由空间索系作为主要承重结构，在索系上布置按设计要求张紧的膜材。这种膜结构主要由索、杆和膜构成，三者共同起承重作用。在通常所称的张拉整体结构中，如采用膜

20、材，即属于索系支承膜结构。另外，比较流行的索穹顶结构也属于此类。 如果按膜材及其相关构件的受力方式分可分为四种形式：如果按膜材及其相关构件的受力方式分可分为四种形式： 大跨建筑结构造型折板结构是由若干狭长的薄板以一定角度相交连成折线形的空间薄壁体系。 一般跨度不宜超过30米，适宜于长条形平面的屋盖，两端应有通长的墙或圈梁作为折板的支点. Company Logo大跨建筑结构造型篮球馆设计要点：（1）篮球的基本建筑平面尺寸为32m19m，净高根据实践为8-9m。（2）在结构选型上，多层练习馆楼盖宜采用井式楼盖，肋板式楼盖，以现浇为好，但注意楼板挠度取值较普通楼板挠取值低。若为多个球馆，每一个球馆

21、均宜单独设置，即一个篮球场为一个独立单元，使其互不干扰。观摩廊宜设在场地两侧或两端，宽在1.52.4m以内，距练习场地净高大于或等于2.2m，一般层高取3m，最下部栏杆的下口净高为2.75m，栏杆面高为1200。球场地板最好是用弹性好，不起尘的木质地板，练习馆照明设计应以自然采光为主，人工采光为辅，窗开启位置宜在场地面上3m以内和在楼板，屋面板下部3m以内（即开脚窗和顶窗），以免产生眩光，宜于两面采光。练习馆有相应的辅助用房，由于附属用房层高仅3m左右与练习场层高不一致，宜集中在一起以节约空间，多层练习馆安全出入口不应少于两个，楼梯不应少于两部，有条件可以设电梯。小球馆（兵乓球，羽毛球，网球，台球）兵乓球馆（1）练习场地一般为6m12m，建筑净高为3m，如果设多个球台，每个球台为避免相互间影响宜加2m高的隔断。（2）球台两