大跨度建筑结构

大跨度建筑结构

1单层刚架

刚架是以横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。

1.1受力特点：梁柱合一的刚架仍是横向受弯为主的结构，但梁柱刚接的相互约束减少了梁跨中与柱内弯矩，内力虽然有轴力，但以弯矩为主，这是其承荷传力的基本特性。刚架结构比屋架和柱组成的排架结构轻巧，可以节省钢材和水泥。由于大多数刚架的横梁是向上倾斜的，不但受力合理，且结构下部的空间增大，对某些要求高大空间的建筑特别有利。同时，倾斜的横梁使建筑屋顶形成折线形，建筑外轮廓富裕变化。

由于刚架结构受力合理，轻巧美观，能跨越较大的跨度，制作又很方便，因此应用非常广泛。但刚架结构的刚度较差，不宜用于吊车起吊重量超过100KN的厂房等建筑。

1.2刚架结构的类型

刚架按结构组成的构造方式不同，分为无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架。无铰刚架和两铰刚架是超静定结构，结构刚度较大，但当地基条件较差，发生不均匀沉降时，结构产生附加内力。三铰刚架则属于静定结构，在地基产生不均匀沉降时，结构不会引起附加内力，但刚度不如前两种好。一般来说，三铰刚架多用于跨度较小的建筑，前两者用于较大的建筑。

刚架按材料不同分为胶合木刚架、钢刚架和混凝土刚架。胶合木刚架是利用短薄板的板材拼接而成，不受原木尺寸及缺陷的限制，具有较好的防腐和耐燃的性能。轻钢门式刚架适用范围:用于跨度为9一36m，柱距为6m，柱高为4.5一9m，不设吊车或设有起重量较轻吊车的单层工业厂房或公共建筑:设置桥式吊车时起重量不宜大于20t、设置悬挂吊车时起重量不宜大于3t。钢筋混凝土刚架一般适用于跨度小于18m，高度小于10m的无吊车和吊车荷载小于100KN的建筑中，最大跨度可达30m。钢筋混泥土刚架构件截面一般为矩形，以便于叠层预制。为省掉不必要的混泥土可做成空心界面、工字形截面或空腹式。

刚架按建筑体形分有平顶、坡顶、拱、单跨与多跨。

1.3刚架结构的建筑造型

刚架结构常用钢筋混泥土建造，为了节约材料和减轻结构的自重，通常将刚架做成断面形式，柱梁相交处弯矩最大，断面增大，较接点处弯矩为零，断面最斜或外直内斜。刚架多采用预制装配，构件呈“Y”形和“厂”形，用这些构件可组成单跨、多跨、高低跨、悬挑跨等各种形式的建筑外形。屋脊一般在跨度正中间，形成对称式刚架，也可偏于一边，构成不对称式刚架。

1.4刚架结构建筑实例

杭州黄龙洞游泳馆。它采用港及混凝土刚架结构，主跨为不对称刚架，屋脊靠左移，使跳水台处有足够的高度，主跨右侧带有一悬挑跨，用作休息和其他辅助房间。

2桁架结构

桁架结构是由杆件组成的一种格构式体系。

2.1 桁架结构受力特点及优缺点

杆件与杆件的连接假定为铰接，在外力作用下的杆件内力为轴向力，而梁的内力主要是弯矩，且分布不均匀，梁的断面大小常一最大弯矩处的断面尺寸为整个梁的断面大小，，因此梁的材料强度利用不够充分。桁架内力分布均匀，材料强度能充分利用，减少材料耗量和结构自重，使结构跨度增大。其计算简单、施工方便、自重较轻、适应性强。

2.2桁架结构形式及结构体系

桁架按屋架外形分为三角形、梯形、拱形、无斜腹杆式和三铰拱式等各种形式。按材料可分为木屋架、钢屋架、钢-木组合屋架、轻型钢屋架、钢筋混泥土屋架、预应力混凝土屋架等按受力特点及材料性能不同分为桥式屋架、无斜腹杆屋架、刚接桁架、平行弦屋架立体桁架等。

另外由平面桁架组成的桁架结构体系也在现在民用建筑中运用的越来越广泛。这里主要用于住宅旅馆，所以仅仅做个简单的介绍。交错桁架结构的基本组成是柱子、平面桁架和楼面板。柱子布置在房屋的外围，中问无柱。桁架的高度与层高相同，长度与房屋宽度相同。桁架两端支承于外围柱子上，桁架在相邻柱列上为上、下层交错布置，楼面板一端搁置在桁架的上弦，另一端搁置在相邻桁架的下弦。桁架或支撑均包在分户墙中。交错桁架结构体系自问世以来，主要用于15 ～25 层的旅馆、汽车旅馆和住宅，直到1985 年交错桁架结构体系建筑才开始超过30 层。1986 年，在美国新泽西州大西洋城建造了43 层的国际旅游饭店，从而把交错桁架结构体系应用到100m以上的高层建筑领域。

2.3桁架建筑结构的建筑造型

桁架结构在大跨度建筑中多用于屋顶的承重结构，根据建筑的功能要求、材料供应和经济合理，可设计成单坡、双坡、单坡、多跨等不同的外形。

2.4桁架结构建筑实例

北京体育馆（1955）采用三铰拱刚桁架结构。可容纳6000，跨度56m。桁架暴露于比赛大厅，桁架顶部设有天窗，以利于采光和通风。重庆体育馆（1956）三层砖木结构，面积一万平方米，可容5000人（因年代久远今已基本停止使用）。矩形平面，大部分座位席布置在球场两侧，视线良好，缩短了拱形钢桁架跨度。桁架间距6m，槽钢檩条，木屋面板。

3拱结构

拱结构是一种受力极为合理的形态作用结构形式。与弯剪结构体系相比，拱结构具有跨度大、承载力高、截面薄、变形小的优点，因此应用在建筑中，节省了更多的建筑材料。自古以来，拱承载着建筑与结构的双重角色。

3.1受力特点

拱是杆轴线为曲线并且在竖向荷载下会产生水平反力的结构，这种水平反力又称为推力。拱以支座的水平推力和截面内轴向压力的水平分力所构成的力矩平衡结构的整体性弯矩，且在弯矩最大处的跨中，这种平衡力矩也达到最大，从根本上避免了构件中产生较大弯矩的可能性。同时，又以截面内轴向压力的竖向分力平衡了结构的整体剪力。由于推力的存在，拱的弯矩要比跨度、荷载相同的梁的弯矩小得多，并且主要承受压力。拱的优点为主要产生压力，是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展，它为抗压性能好的材料提供了一种理想的结构形式。

3.2拱的结构类型

拱根据其轴线的几何形态可划分为圆形、椭圆形、抛物线、悬链线等几种基本形式；以及变曲率曲线、三角形、梯形、多角形等其他的扩展形式。据拱截面的平面内外的刚度差异，拱可分为实心拱与格构拱。实心拱以其独特的曲线形式实现了弯矩向轴力的转化，截面形式主要有工字形、圆管、T 形、矩形、平板（筒拱或拱壳）以及组合形式。其中，钢拱最常见的形式为工字型截面，通常可直接采用焊接工字钢或者圆钢管焊接而成，其平面外刚度较小，一般适用于较小跨度的钢拱屋架。格构拱则通过运用与应力形式一致的曲线的同时，运用格构的方式将内部应力转化为腹杆的轴力，实现了构件内部的应力集中传递，为木材、钢等高强度的材料提供了最高效的结构形式。格构拱的截面形式多样，常见的有箱型或圆钢焊接成的三角形（正、倒）格构拱，梯形（正、倒）格构拱，矩形格构拱以及正方形格构拱等

等。格构拱本身具有较好的空间刚度，一般适用于较大跨度的拱形屋架，目前在大跨建筑以及桥梁中应用较多。根据截面变化，拱又可分为等截面拱和变截面拱，其界面变化趋势的确定往往根据应力的变化以及造型的需要两方面来控制。江西省体育馆（1990）的主承重落地拱在拱脚处分叉处理，丰富造型的同时，也解决了拱的稳定问题；沈阳奥体中心主体育场（2007）的两铰格构拱，则从中间向两端截面逐渐变小，最后收为一点。

3.3拱结构的建筑造型

拱结构的造型主要取决于矢高的大小和平衡拱推力的方法。拱的矢高对建筑外形轮廓形象影响最大。矢高小的拱，外形起伏变化小，结构占用的空间小，但水平推力相反。矢高大的则相反。根据解决水平推力方式的不同外形也显然不同，通常有一下几种处理方式：（1）由拉杆承受拱推力。(2)由框架结构承受拱推力的建筑造型（3）由基础承受拱推力的建筑造型。

3.4拱结构建筑实例

南京奥体中心主体育场（2005）钢屋盖结构中的倾斜 45°的拱，跨度为360m ，斜拱的采用首先满足了建筑方案新奇的要求。位于旧金山的摩斯康会议中心（1980）8对90m 跨度的钢筋覆盖一个面积为90mx240m 的无柱地下空间。为了使屋顶以后可以承受0.9m 高填土的附加荷载，在各拱的一个端头9cm 的空隙然后用巨大的后张压力推拱顶，向内移动9cm 以消除空隙，样又迫使拱提升10cm 。另外拱结构也运用于桥梁中。

4薄壳结构

壳，是一种曲面构件，主要承受各种作用产生的中面内的力。

4.1受力特点

薄壳结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳

和双曲抛物面壳等，材料大都采用钢筋和混凝土。壳体能充分利用材料强度，同时又能将承重与围护两种功能融合为一。实际工程中还可利用对空间曲面的切削与组合，形成造型奇特新颖且能适应各种平面的建筑，但较为费工和费模板。其力学特点主要是三个方面：双向直接传力——强度大；极大空间刚度——空间大；屋面承重合一—1983

1995

—板架合一。

4.2薄壳结构类型

1．柱面薄壳：是单向有曲率的薄壳，由壳身、侧边缘构件和横隔组成。

2．圆顶薄壳：是正高斯曲率的旋转曲面壳，由壳面与支座环组成，壳面厚度做得

很薄，一般为曲率半径的1/600，跨度可以很大。支座环对圆顶壳起箍的作用，并通过

它将整个薄壳搁置在支承构件上。

3．双曲扁壳（微弯平板）：一抛物线沿另一正交的抛物线平移形成的曲面，其顶

点处矢高与底面短边边长之比不应超过1/5。双曲扁壳由壳身及周边四个横隔组成，横

隔为带拉杆的拱或变高度的梁。适用于覆盖跨度为20～50米的方形或矩形平面（其长

短边之比不宜超过2）的建筑物。

4．双曲抛物面壳：一竖向抛物线（母线）沿另一凸向与之相反的抛物线（导

线）平行移动所形成的曲面。此种曲面与水平面截交的曲线为双曲线，故称为双曲抛

物面壳。工程中常见的各种扭壳也为其中一种类型，因薄壳结构容易制作，稳定性好，

容易适应建筑功能和造型需要，所以应用较为广泛。

4.3薄壳结构的建筑造型

薄壳接哦股的建筑造型是以各种几何曲面图为基本特征，基本形式为圆筒形、圆

球形、双曲面抛物型。他与传统的梁、板。架一类结构相比，在造型上独具特色，容

易给人以新奇感，突出建筑物的个性。

4.4薄壳结构建筑实例

世界最大的薄壳结构——法国巴黎国家工业与技术陈列大厅屋顶（1959）。三角形平面:边长219m双层波形RC拱壳。法国格勒诺布尔冰球馆（1968），该馆屋顶以四片筒形的外沿切割成尖形叶。壳体相交的谷像劲肋一样增强了壳体强度，整个壳顶支承在四个柱墩上。

5折板结构

折板结构是以一定倾斜角度整体组合相连的一种薄板体系。

5.1受力特点

折板就是由这些斜板所组成的。这些基本斜板可以假定为相互依靠的薄腹深梁纵向跨越在两个端点支座之间。这些深梁的强度随着板的斜度及其投影高度而增加。如果斜度太小，板作为整体就失去它的有效性。在典型条件中，以简支梁来类推也足够准确，可以实验证明。但是，折板端部的板或是不对称的折板就不能按简支梁考虑。在这种情况下，邻接的基本板的两个边的变形趋势不同，但是这种对向的趋势被板脊和板谷的连续性所抵制。典型空间结构的安全度比按平面弯曲设计的结构优越，这才真正发挥了作用。

3.横向加劲板的作用

折板结构的工作原理可以分为下面三部分:

（1）横向同多跨连续简支梁的弯矩图类似。这样还能充分发挥钢筋混凝土的材料性能，受力较好。，折板的作用象一个带褶的连续钢筋混凝土板，横跨在一列一高一低的支点上。这里假定那些就是板的支点，是因为上面的板脊和下面的板谷的折角具有加劲作用。横向折板的弯矩图是对称的，有支座负弯矩和跨中正弯矩，

（2）.纵向，平行于折线的板所起的作用。折线板脊和板谷作为支座，承当纵连续折板传来的荷载，这些荷载分解为分力，分力的大小有基本斜板的斜度来确定，折板就是由这些斜板所组成的。（3）.横向加劲板的作用加劲板的作用是将折板在支座处牢固地结合在一起，假如折角被压扁，板的高度将降低，结构将破坏。最简单而又可靠的加劲板是一个连续的完全封住的折板端部的膜板，这种膜板有效地保持折板的形状不变。

5.2薄板结构类型

折板结构大体可以分为五类。

（1）单折板、平行折板平行折板是折板结构最简单的形式，一般可以分为以下三类:折板下加隔板、折板上加隔板、板下加刚架。（2）相反连接隔板，这种隔板又可分为六种形式：脊对脊对折、脊对谷对折、中央部位纵剖面相反弯折、脊对脊弯折、脊对谷弯折、交互弯折（3）锥形折板（4）角锥形折板，包括弯折三角形面得来结构和由角锥变化得来的折板结构。另外还有

折板的组合结构：组合成刚架、组合成拱、相互贯穿的折板面组成的结构体系

5.3折板结构的建筑造型

折板结构能够发展成为各种结构造型最重要的因素是折板的性能折板的高度、斜度和跨

度之间的关系决定结构的刚度和强度，个别折板的比例加劲件的形式和边缘处理方式，以上

三者是用以表现折板作用的重要因素。正确地运用它们就可以取得真正的结构造型。折板结

构的支承点可以放在高点，也可以放在低点，如果折板在低点支承，可用拉杆取代加劲件，

折板边适当加厚的地方用拉杆，或者用象具有两个刚硬倒刺的宽箭头形式，这是隔膜与拉杆

之间的折中形式。

5.4折板结构的建筑实例

比尔斯费尔登发电站的折板，把边缘处理成干净利落的波形方式没有加劲构件，也没有

用拉杆遮盖薄板，非常轻巧美观。引用边缘构件的主要理由就是为了阻止折板的横向张开，

这个问题有另一种解决手法。即用叉形柱在顶部交接形成一列固定点，从而制止了折板的任

何侧向位移。巴西圣保罗会堂是另一个用折板结构建造的著名建筑折扇折板从会堂中心向四

周呈放射布置成圆，巧妙地运用切割手法形成一圈三角形的外墙，结构形式与建筑造型完美

统一。

6网架结构

它是将杆件按一定规律布置，通过节点连接而成的一种空间杆系结构。

6.1受力特点

网架杆件主要承受轴力作用，杆件截面尺寸相对较小，这些空间交汇的杆件又互为支撑，将

受力杆件与支承系统有机地结合起来，因而用料经济。由于结构组合规律性强，杆和节点形

状、尺寸相同，便于工厂化生产和工地安装。网架结构一般是高次超静定结构，具有较高安

全储备，能较好的承受集中荷载、动力荷载和非对称荷载，抗震性能好。网架结构能够适应

不同跨度、不同支承条件的公共建筑和工业厂房的要求，也能适应不同建筑平面及其组合。

网架结构最大的优势体现在大中跨度的屋盖结构，这时采用网架比采用门式刚架及钢屋架更

经济合理。网架结构是由很多杆件从两个方向或几个方向有规律的组成的高次超静定空间结

构。它改变了一般平面桁架受力体系，能承受来自各个方向的荷载。

6.2网架结构类别

其外形可以为平板状，即网架，也可以呈曲面状，即网壳，其中尤以网架在国内外应用最

为广泛。按结构组成可分为双层网架和三层网架。双层网架由上、下弦杆和腹杆组成；而三

层网架由上、下弦杆再加中间一层弦杆以及腹杆组成。一般多采用双层网架。按照支承情况

的不同，平板网架有单跨和多跨之分。按照网架结构形式不同，平板网架有交叉桁架体系和

空间桁架体系两大类。

6.3建筑造型

网架的支承方式对建筑造型是一个很重要的影响因素。其下部支承或为墙、或为柱、或

悬挑、或封闭、或开敞。应根据建筑功能要求、跨度大小、受力情况、艺术构思等因素确定。

6.4网架结构建筑实例

武汉体育中心游泳馆（2007）位于汉阳沌口开发区武汉体育场的东南角，总建筑面积为

2.68万平方米，为一座拥有3209个座位的综合性室内游泳和跳水馆，游泳馆屋顶是一个具

有近椭圆形平面的正放四角锥双层网架结构，周边多点支撑，采用焊接空心球结点，楼面微

拱，表面附有“V”型防眩采光天窗。游泳馆屋顶网架结构具有跨度较大、体形较复杂的特

点;服役环境较为恶劣(雪、潮湿);其上的作用荷载复杂，结构又是较柔结构体系，由于游泳馆屋顶中部有“V”型的防眩天窗，在在大雪纷飞的季节里，极易造成积雪，而这种积雪会造成网架结构因超载造成的损伤，甚至引起结构的倒塌，因此建立网架结构安全预警系统是十分必要的。

7悬索结构

由柔性受拉索及边缘构件或支承塔架所组成的承重结构。

7.1受力特点

悬索结构是一种受力比较合理的建筑结构形式，将悬索结构与简支梁两者的受力情况进行对比，就可以看出这种合理性。如图I所示，简支梁在竖向荷载作用下，上纤维压应力的合力与下纤维拉应力的合力组成了截面的内力矩，合力间的距离即为内力臂，它总在截面高度的范围内，因此要提高梁的承载能力，就意味着要增加梁的高度。但在悬索结构中，钢索在自重下就自然形成了垂度，由索中拉力与支承水平力间的距离构成的内力臂，总在钢索截面范围以外，增加垂度也就加大了力臂，从而可以有效地减少索中拉力和钢索截面面积。

7.2悬索结构主要形式

(1)单层悬索结构，由一系列按一定规律布置的单根悬索组成，悬索两端锚挂在稳固的支承结构上。包括单曲面单层悬索结构和双曲面单层悬索结构。(2)双层悬索结构，解决悬索屋盖稳定性问题更有效的办法就是采用双层索系，与单层悬索结构一样，双层悬索结构也分为单曲面双层悬索结构和双曲面双层悬索结构。包括单曲面双层悬索结构和双曲面双层悬索结构。(3)索网结构，索网结构通常是由两组相互正交、曲率相反的钢索直接交叉组成的，这种索网形成由正、负高斯曲率构成的双曲抛物面，所以也常被称之为鞍形索网。两组钢索中，下凹者为承重索(主索)，上凸者为稳定索(副索)，两组钢索在交点处相互连接。

7.3建筑造型

悬索结构由于索网布置灵活，便于建筑造型，能适应多种多样的平面形状和外形轮廓，因而能较自由地满足各种建筑功能和表达形式的要求，使建筑与结构可以得到较完善的结合。这也是建筑师们乐于采用这种结构形式的重要原因。

7.4悬索结构建筑实例

中国现代悬索结构之发展始于50年代后期和80年代。北京的工人体育馆和杭州的浙江人民体育馆是当时的两个代表作。北京工人体育馆建成于1961年，其屋盖为圆形平面，直径94m，采用车辐式双层悬索体系，由截面为2m X2m的钢筋混凝土圈梁、中央钢环，以及辐射布置的两端分别锚定于圈梁和中央钢环的上索和下索组成。中央钢环直径16m，高11m，由钢板和型钢焊成，承受由于索力作用而产生的环向拉力，并在上、下索之间起撑杆的作用。浙江人民体育馆建成于1967年，其屋盖为椭圆平面，长径80m，短径60m。采用双曲抛物面正交索网结构；长径方向主索垂度4．4m，短径方向副索拱度2，6m。

世界上最早的现代悬索屋盖是美国于1953年建成的Releigh体育馆，采用以两个斜放的抛物线拱为边缘构件的鞍形正交索网。我国悬索结构的发展停顿了较长一段时间，一直到1980年才建成成都城北体育馆。它的直径为61m的圆形屋盖也是采用车辐式双层悬索结构，但作了一些改进：所有的索在中央环处不切断，而是沿环的切线穿越过去，铺在圈梁的对侧位置上。这样不仅节省了一半悬索锚具，而且中央环不再承受环向拉力，而仅起上、下索之间撑杆的作用，从而节省了相当数量的钢材。

8薄膜结构

薄膜结构是以高强度柔韧薄膜材料为屋顶,与支撑及张拉体系相结合,形成具有一定刚度的空间结构形状,从而承受一定外载荷的一种空间结构形式。

8.1薄膜结构特点

其力学特性好，特氟隆类FGT-600型膜材,其3cm条宽的经向抗拉强度达到4 550N,而其厚度仅0·61mm,它的撕裂强度达到335N;F1002T型膜材,在PVC类膜材中属中等强度,5cm 条宽的经向抗拉强度为4 200N,厚度也仅0·8mm,其撕裂强度达到550N。这表明,目前的优质膜材,其拉伸强度已接近或达到钢材的强度;薄膜还有优良的光学、热学特性，膜材是半透明的织物,对自然光有反射、吸收和透射能力,其透光率随类型不同而异,可达4%~18%。膜材耐高温,特氟隆在100~120℃下仍能保持性能不变;低到-30℃时,PVC膜不会变脆。薄膜有良好的不燃、阻燃性和自洁性特氟隆膜材是由PTFE涂层和玻璃纤维复合而成。众所周知,玻璃纤维除了高强度外,就是其极高的不燃性,PTFE俗称“塑料王”,有极稳定的化学性能,耐腐蚀、抗脏污、膜表面对钢的摩擦系数低达0·04;PVC膜材表面还涂有PVDF(聚偏二氟乙烯)薄膜,使抗腐蚀及抗污能力大大增强。膜建筑表面,经雨水冲刷,即能自洁。良好的工艺性能膜材强度高,厚度小、重量轻,一般厚度仅0·5 ~ 1mm,单位重量约为0·5 ~ 1·5kg/m2,这大约是传统覆盖材料重量的1/30。这样的屋顶材料,减少了对墙、柱等支承构件及基础的要求,一般,膜结构的骨架和支承体系大都为轻钢结构,其加工、制作、安装均较

8.2薄膜结构形式构、

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，膜结构按结构可分为：骨格式膜结构、张拉式膜结充气式膜结构。

8.3建筑造型

骨架式膜结构，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。张拉式膜结构，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。充气式膜结构，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。

8.4膜结构建筑实例

1970年日本大阪万国博览会上的美国馆和富士馆均采用了膜结构建筑。1996年,第26届奥运会在美国亚特兰大举行,其椭圆形主会场平面尺寸为235m×186m,总面积达43 710m2,全部由膜顶覆盖,人们称之为乔治亚穹顶。1997年,上海举行的全国第八届运动会主场(图5),可容纳8万名观众,其看台为膜顶蓬,今年5月建成的天津保税区区门标,主体部分为膜结构,长沙世界之窗剧场则全为膜结构,这些工程将膜结构建筑展现在国人面前。1981年建成的沙特阿拉伯吉达国际航空港,是80年代膜结构建筑的代表作之一,其膜面积达42 750m2,由10组共21个锥体组成,每个锥体平面尺寸达45m×45m。1993年,美国新丹佛国际机场落成,其候机大厅、登机楼等均由膜顶覆盖,面积达35 000m2,整个建筑由17个单元体构成,柱跨115m,长度为305m;屋顶采用双层膜结构,外膜用特氟隆,内膜用聚酯纤维涂覆聚氯乙烯复合材料,外膜单位重量 1 185g/m2,内膜重265g/m2,这样轻型的屋顶材料和大跨度结构,是其它材料很难做到的。

9组合空间结构

不同的结构单元或不同的材料组合而成的一种空间结构。

9.1结构特点

它利用不同型式的结构受力性能不同，或利用不同材料的强度性能不同，使各种结构充分发挥各自特长。组合空间结构不仅传力合理、技术先进、而且可以综合各种建筑结构优势。

9.2结构组合方式

组合空间结构是由刚架、桁架、拱、壳体、网架、悬索、薄膜等结构中的两种或三种结构单元组合成一种新的结构。如悬索桁架结构，张拉索穹顶结构，拱网架结构，刚架索结构悬索拱交叉索等。

9.3结构组合实例

安徽省体育馆（1989）建筑面积19200m，建筑平面呈不等边六边形，纵向长84m，横向最宽处69m。根据建筑体型的特点，为配合建筑造型的需要，经分析比较，选用了“索一析架”组合结构体系屋盖方案。这是一种横向加劲单曲单层索系结构，通过搁置在索上并与它正交的钢析架采用特殊的方法施加预应力，以增强体系刚度保证屋盖的稳定。众所周知，大跨度结构中悬挂结构由于其受力合理，充分利用材料强度，因而耗钢量低，造价低廉，施工方便，特别是索网结构更是在悬挂结构中被广泛应用的一种形式。2002年韩日世界杯的釜山体育场罩棚结构这类结构是受索弯顶的启发而演变来的，文献[8]将这类结构称为轮辐式结构体系，可将它归为索弯顶结构范畴，被命名为大跨度环形空腹索桁结构体系。

索弯顶结构是近几年发展起来的大跨空间体系.由于跨度可超过200m，特别适用于建造体育竞赛场馆、宇航建筑及人工小区.索育顶的概念来自张拉整体体系。1986年，美国工程师D·H·Geiger运用张拉整体体系的概念，开发出一种实用的大跨度空间结构体系—索弯顶，并成功地为汉城设计研究出直径分别为120m和90m的奥运会体操馆和击剑馆，这是张拉整体结构首次在建筑中的成功应用。.这一新结构型式的出现引起了国际空间结构学术及工程界的极大关注。