大跨度建筑结构形式与造型案例

大跨度建筑结构形式与造型案例拱结构钢架结构桁架结构网格结构折板结构薄壳结构悬索结构膜结构管桁结构张弦梁结构西南民族大学建筑学2010级黄伟2010312091231.1拱结构上海卢浦大桥上海卢浦大桥是当今世界第一钢结构拱桥，是世界上跨度最大的拱形桥。它也是世界上首座完全采用焊接工艺连接的大型拱桥（除合拢接口采用栓接外），现场焊接焊缝总长度达4万多米，接近上海市内环高架路的总长度。卢浦大桥像澳大利亚悉尼的海湾大桥一样具有旅游观光的功能1.2园拱屋顶结构：天津西站金属编织状的屋面，跨度114米，施工人员先在空中10米高架层上分组进行屋面拼接，然后再整体提升到50米，即站房的主体结构整个屋顶长度是386.15米，重量接近7万吨。在拱顶拼接完后，采取液压千斤顶群提升，整体提起来，再与两侧进行拼接，最终形成整个的拱结构2.1刚架结构2.2门式刚架结构门式刚架是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。近年来本公司研究人员结合工程设计对门式刚架结构受力性能、结构体系布置、节点变形性能、吊车梁优化设计和结构抗震性能等进行了系统研究，部分研究成果已为国家相关规范所采用。本公司开发的杆系结构分析设计软件BSSAP含有门式刚架结构设计模块，已成功用于百余项门式刚架结构工程设计。本公司受施工单位委托完成的数十项门式刚架结构工程优化设计，优化后经济效益均十分显著，既为建设商节约了大笔资金，也为施工单位赢得了利润空间3.1桁架结构：浦东国际机场张弦桁架结构上海浦东国际机场T2航站楼结构为复杂大跨混合结构,采用NosaCAD2005有限元程序建立其结构分析模型。模型主要由非线性杆单元组成,包括梁、柱和二力杆单元,梁、柱采用三段变刚度杆模型,以受弯为主的梁单元截面弯矩-曲率关系采用二折线和三折线模型,柱和二力杆截面采用纤维模型3.2：北京某大跨度钢结构桁架301与304屋面整体长度为100.8米，宽度为42m，由H型钢桁架组成的屋面体系，最高点为27.50m，用钢总重量约为950吨横向主桁架下端支撑在两根劲性柱上，两端与纵向主桁架采用刚性连接。桁架自身弦杆和腹杆采用焊接的形式。钢结构桁架吊装工艺钢管支撑架搭设4.1网格结构：上海宝耘石化设备有限公司三角形网格钢网壳有良好的强度、刚度、稳定性。在相同安全度情况下，其用钢量比四边形网格网壳节约50%以上。在相同用钢量情况下，其承载力比四边形网格网壳高50%以上。两向正交网格钢网壳（双向子午线网格钢网壳4.2网格结构观测台5.1折板结构：内蒙古大草原上的一座丰碑—成吉思汗博物馆折板网格结构由双层正交正放网格结构构成，厚度为2.5m，采用焊接空心球节点。管桁架与折板网格桁架之间的连接单元，与管桁架相连一端采用相贯焊形式，另一端为焊接空心球节点屋盖采用管桁架+焊接球节点网架组成的折板壳结构。由呈辐射布置的11对管桁架构成的支撑结构体系+11对桁架梁之间的多面体折板网格结构体系组合而成5.2：折折板结结构：：烟台台开发发区客客运站站今年年开工工呈呈“L”形形设计计建筑站站体呈呈“L”形形配置置，由由出入入站大大厅与与候车车大厅厅形成成两翼翼，环环抱公公交与与长途途客运运停车车场，，对应应绿建建筑设设计手手法，，以折折板屋屋顶型型塑整整体造造型，，象征征汽车车传运运站速速度、、便捷捷、先先进的的形象象6.1薄壳壳结构构薄壳结结构常常用的的形状状为圆圆顶、、筒壳壳、折折板、、双曲曲扁壳壳和双双曲抛抛物面面壳等等。圆圆形圆圆顶结结构是是轴对对称结结构，，在轴轴对称称荷载载作用用下，，将只只产生生两种种力：：径向向力和和环向向力。。径向向力为为沿经经线方方向的的力，，因其其要平平衡垂垂直向向下荷荷载，，所以以必定定为压压力。。环向向力为为沿纬纬线方方向的的力。。圆形形屋顶顶在垂垂直荷荷载作作用下下，上上部的的圆顶顶部分分将受受压收收缩，，其直直径将将变小小，而而下部部近支支承部部分直直径将将增大大，即即上部部将产产生环环向压压力，，而下下部将将产生生环向向拉力力，中中间将将有一一截面面，为为环向向压力力向环环向拉拉力转转变的的交界界线，，该处处的环环向力力为0，，该该截面面称为为“过过渡缝缝”。。悉尼歌剧院6.2:薄壳壳结构：黄石石新体育馆该体育馆造型型具有不规则则、多面、薄薄壳结构的特特点，是全国国第二座薄壳壳结构设计建建筑——第一一座是广州歌歌剧院。该体体育馆的最大大跨度为111米6.3薄壳结结构：广州歌歌剧院广州歌剧院钢钢结构外壳采采用空间组合合折板式三向向斜交网壳结结构，钢结构构总重约10000吨，，其中铸钢节节点约1100吨。整个个结构为空间间极不规则壳壳体结构，结结构相互关系系错综复杂，，造型别具一一格，宛如置置于平缓山丘丘上的两块美美丽的石头，，静静地卧在在珠江之畔。。其中，“大大石头”是1800座的的大剧场及其其配套的设备备用房、剧务务用房、演出出用房、行政政用房、录音音棚和艺术展展览厅；“小小石头”则是是400座的的多功能剧场场及配套餐厅厅。两者皆为为屋盖、幕墙墙一体化的结结构，整体外外壳最大长度度约120米米，高度43米。7.1悬索结结构：北卡罗罗来纳州雷里里世界上第一座座现代悬索结结构是1953年建成体体育馆屋盖采采用以两个斜斜放抛物线拱拱为边缘构件件的马鞍形正正交索网，其其平面尺寸92*97.该索网被公公认为第一个个具有现代意意义的大跨度度索网屋盖结结构7.2：悬索索结构：张家家口通泰大桥桥张家口通泰大大桥是世界上上跨度最大的的下承式钢结结构悬索拱桥桥，也是国内内第一例主梁梁为下承式钢钢结构悬索拱拱桥通泰大桥主跨跨190米，，双向6车道道，设计行车车速度60公公里/小时，，洪水频率百百年一遇，抗抗震烈度7度度全桥吊索共28根，吊索索采用高强度度镀锌钢丝成成品索，双层层PE保护层层，冷铸锚固固体系。为保保护吊索，除除采用PE保保护层外，在在桥面以上2.5米高度度内设不锈钢钢管，在与主主梁结合处设设防水罩，上上、下锚头采采用防腐油脂脂处理，并设设置减震器，，在索管内注注入发泡材料料，拱座基础础采用钢筋混混凝土结构。。8.1膜结构构：内蒙古达达拉特旗第五五中学膜结构构看台8.2膜结构构9.1管桁结结构：广州丫丫髻沙大桥主主桥大跨度桁架式式钢管混凝土土拱桥的非线线性稳定控制制指标，采用用的竖转结构构体系、“变变角度、变索索力”的液压压同步提升技技术和平转、、竖转相结合合的施工控制制技术9.2管桁结结构：成灌快快铁犀浦站犀浦站采用高高站台建筑，，为管桁结构构加网片结构构，就是水立立方的建筑技技术10.1张弦弦梁结构：延延安车站雨棚棚安车站站台雨雨棚张弦梁钢钢结构跨度54米，共60榀，截至至11月16日，已成功功吊装14榀榀。10.2张弦弦梁结构：张张弦梁采光顶顶随着国民经济济的快速发展展，大型公共共民用建筑的的大量兴建，，建筑物的跨跨度越来越大大，通过门窗窗、幕墙玻璃璃进入室内的的光线越来越越不能满足室室内采光的需需要。在大跨跨度屋盖上，，大面积设置置玻璃采光顶顶进行室内采采光，遇到不不少技术问题题，其中最为为重