我国规范,跨度60m以上为大跨度。大多为公建,比如体育馆、影剧院、展览馆、大会堂、飞机库、仓库等。
大跨度结构分两大类平面体系大跨度空间结构和空间结构体系。
单层钢架
直线杆件,横梁折线形门式钢架受力更好,跨度达76m。
拱式结构
拱是一种有推力的结构,它的主要内力是轴向压力。跨度为40~60m。
适用于体育馆、展览馆、散装仓库等建筑。
简支梁
没找到房屋的图片,原理是一样的。
屋盖承重构件采用屋面大梁,施工技术要求不高,适应性强,跨度在18m以下。
屋架
屋架由杆件组成,在节点荷载的作用下,杆件只产生轴向力,所有杆件只受拉力和压力。
混凝土屋架的跨度已达60m以上,钢屋架70m以上。
该结构用于高大空旷的单层建筑,如工业厂房、飞机库、影剧院观众厅等。
网架结构
网架结构是高次超静定结构体系,整体性强,稳定性好,空间刚度大,抗震性能好。
杆件主要承受轴向力。
单层网架适用于30m以下跨度,多层网架跨度可大于100m。
可用作体育馆、 影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。
50年代后期上海同济大学曾建造了装配整体式钢筋混凝土单层联方网架壳形结构建筑,大厅部分净跨度为40米,外跨度54米。上海文化广场的改建设计采用钢结构球节点平板型网架,1970年建成。1976年建成的美国新奥尔良市体育馆,圆形平面直径达207.3米,是当今世界上最大的钢网架结构建筑。
美国新奥尔良市体育馆
薄壳结构
薄壳结构是指用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成的薄板结构。壳体形式有旋转曲面、平移曲面、直纹曲面三种。
呈空间受力状态,主要承受曲面内的轴向力。
适用于较大跨度的建筑物。
适用于会堂、场馆等建筑。
许多建筑物屋顶都运用了薄壳结构的原理。世界比较著名的薄壳建筑有悉尼歌剧院、美国在40年代建造的兰伯特圣路易市航空港候机室、新德里莲花教堂、国家大剧院等。
兰伯特圣路易市航空港候机室
新德里莲花教堂
国家大剧院
折板结构
一种由许多块钢筋混凝土板连接成波折形的整体薄壁折板屋顶结构。折板结构类似于筒壳薄壁空间体系,由边梁、横隔、薄板组成。
跨度不宜超过30米。我国常用为预应力混凝土V形折板,具有制作简单、安装方便与节省材料等优点,最大跨度可达27米。
可用作车间、仓库、车站、商店、学校、住宅、亭廊、体育场看台等工业与民用建筑的屋盖。此外,折板还可用作外墙、基础及挡土墙。
悬索结构
由钢索网、边缘构件和下部支承构件三部分组成的大跨度屋顶结构。该结构材料用量大,结构复杂,施工困难,造价很高。
只承受轴向拉力,既无弯矩也无剪力。
跨度60~100m,最大超过160m。
主要用于体育馆、展览馆、机场。
1961年建成的北京工人体育馆,直径为94米。
北京工人体育馆
国际上较早的悬索结构是1953~1954年建成的美国罗利市的牲畜馆,它是一个双曲马鞍形悬索结构。
美国罗利市牲畜馆
1958~1962年E.沙里宁设计建造的美国华盛顿杜勒斯国际机场候机楼是有名的实例。候机楼宽45.6米,长182.5米,上下两层,屋顶每隔3米有一对直径 2.5厘米的钢索悬挂在前后两排的柱顶上。在悬索结构上部铺设预制钢筋混凝土板构成屋面,建筑造型轻盈明快。
美国华盛顿杜勒斯国际机场候机楼