全张拉结构,先进大跨结构概念与实例简介PPT
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第四章-大跨建筑结构选型PPT课件
1）组成：壳面、支承环 2）几何尺寸 ① 跨度：可达100米，多用60米以下 ② 失高：f≥(1/8～1/4)跨度 ③ 壳板厚：现浇式≥40
装配式≥30 3）支承环：同筒壳边梁
.
29
7.3.3 双曲扁壳
1）组成：壳面、边缘构件 2）几何尺寸 ① 跨度：经济跨度30～60米 ② 失高：f≥(1/5～1/6)短边长度 ③ 壳板厚：跨度30～60米时，板厚50～100 3）边缘构件
1）体系构成
① 覆盖膜面
② 支撑结构
胞体仿生 → 建筑结构
2）薄膜材料
① 聚脂织物加聚氯乙烯涂层：适用于中小跨度的临时性建筑屋盖。
② 无机织物加聚四氟乙烯涂层：适用于大跨度永久性建筑屋盖。
3）结构类型
① 充气薄膜结构
② 悬挂薄膜结构
③ 骨架支撑薄膜结构
.
59
9.1.2 结构体系类型
1）充气薄膜结构
.
24
第四章 大跨度建筑结构选型----6 折板结构
6.2 折板结构的主要尺寸
1）折板类型 ①长折板：L/B>1，f≥(1/10～1/15)L ②短折板：L/B≤1，f≥1/8L 2）跨度：普通砼可达到21米，预应力砼可达到27米 3）一般尺寸：B=2～3米，f=0.5～1.2米，板厚≥B/40
L≥24米，B=1～2米，板厚25～45
4.2 桁架结构的型式
1）按材料：木、钢砼、钢、组合式
2）按外形：① 三角形 L≤18m，i=1/5～1/2
② 梯 形 L=18～36m，≤72m，f/L=1/6～1/8
③ 拱 形 L=18～36m，≤60m，f/L=1/6～1/8
④ 折线形
⑤ 平行弦
.
16
第四章 大跨度建筑结构选型----4 桁架结构
装配式≥30 3）支承环：同筒壳边梁
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7.3.3 双曲扁壳
1）组成：壳面、边缘构件 2）几何尺寸 ① 跨度：经济跨度30～60米 ② 失高：f≥(1/5～1/6)短边长度 ③ 壳板厚：跨度30～60米时，板厚50～100 3）边缘构件
1）体系构成
① 覆盖膜面
② 支撑结构
胞体仿生 → 建筑结构
2）薄膜材料
① 聚脂织物加聚氯乙烯涂层：适用于中小跨度的临时性建筑屋盖。
② 无机织物加聚四氟乙烯涂层：适用于大跨度永久性建筑屋盖。
3）结构类型
① 充气薄膜结构
② 悬挂薄膜结构
③ 骨架支撑薄膜结构
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9.1.2 结构体系类型
1）充气薄膜结构
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第四章 大跨度建筑结构选型----6 折板结构
6.2 折板结构的主要尺寸
1）折板类型 ①长折板：L/B>1，f≥(1/10～1/15)L ②短折板：L/B≤1，f≥1/8L 2）跨度：普通砼可达到21米，预应力砼可达到27米 3）一般尺寸：B=2～3米，f=0.5～1.2米，板厚≥B/40
L≥24米，B=1～2米，板厚25～45
4.2 桁架结构的型式
1）按材料：木、钢砼、钢、组合式
2）按外形：① 三角形 L≤18m，i=1/5～1/2
② 梯 形 L=18～36m，≤72m，f/L=1/6～1/8
③ 拱 形 L=18～36m，≤60m，f/L=1/6～1/8
④ 折线形
⑤ 平行弦
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第四章 大跨度建筑结构选型----4 桁架结构
全张拉结构,先进大跨结构概念与实例简介PPT
加拿大卡尔加里体育馆是北美冰球职业联赛卡尔加里 火焰队主场，于1983年竣工，曾举行过1988年冬季奥运 会的滑冰与冰球比赛项目。屋面结构 为鞍形索网结构。
（3）张拉膜结构
• 膜结构是以性能优良的织物为材料，利用柔性拉 索或刚性骨架将膜面绷紧，也可向膜内充气来支 承膜面，从而形成具有一定刚度并能覆盖较大空 间的结构体系。 • 膜结构可分为张拉膜结构和充气膜结构。 • 张拉膜结构是利用柔性钢索或刚性支承结构使膜 产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度来承受 自重与外荷载的结构。 • 张拉膜结构包括悬挂膜结构，索膜结构，骨架支 撑膜结构。
（4）索杆结构
• 索杆结构是由铰接二力杆和索单元构成的结构体系,多用 于点支式玻璃幕墙结构支承体系。 • 其中张拉整体结构（全张力结构）是索杆结构的一个特例, 它由连续的拉索与不连续的压杆组成的自平衡结构体系。 • 索穹顶结构是在吸收了大量张拉整体结构体系研究成果的 基础上发展起来。迄今为止应用与实际工程张拉整体体系 的是周边支承于受压环梁上的索弯顶结构。 • 从结构的观点看，索穹顶结构体系是一种受力合理，结构 效率高的结构体系。它由连续的拉索和不连续的压杆组成, 完全体现了Fuller关于“压杆的孤岛存在于拉杆的海洋中 的思想”。
2.张拉结构适应性（以膜结构为例） （1）场所适应性
膜结构在空间和平面布局上的高度灵活性,使其往往与 特定的自然或城市环境极其自然地融为一体。
（2）空间适应性
膜结构能提供灵活可变的空间形状，满足使用者功能需 求。
（3）形态适应性
膜通过张拉具有多种艺术形态，具有极强的个性与表 现力，符合使用者的审美要求。
对第二条特点
单层轴对称无预应力悬索屋面
单层马鞍面车辐式张拉结构
单层轴对称无预应力悬索结构是一种可变体系，平衡形式随荷载 分布形式而变。为使单层悬索体系屋盖具有必要的稳定性，一般采用 重屋盖。而单层辐射状式张拉结构形式，悬索始终保持较大的张紧力， 提高其稳定性，使轻型屋盖的运用有了可能性。
张拉整体结构 索杆张力结构 教学PPT课件
(5)张拉整体结构最大程度地利用了材料和截面的 特性，可以用尽量少的钢材建造大跨度建筑。
2、张拉整体结构的发展简史：
(1)1921年在莫斯科举行的一个展览会上，拉脱维 亚雕塑家Loganson展示了它在1920年完成的一 个平衡结构：由三根杆和七根索组成，并由第八 根非应力索控制，整个结构是可动的。该模型是 张拉整体体系的“雏形”，还不具有刚度，但这 个平衡结构与早期的三根杆和九根索组成的张拉 整体单元已经很接近了。
(3)张拉整体结构的最大力学特点，就是“张力集 成”，体系中的大部分单元处于连续的张拉状态， 而零星的受压单元就像“张力海洋中的孤岛”， 反映了大自然的连续拉、间断压的客观规律。
(4)张拉整体结构的刚度由受拉和受压单元之间的 平衡预应力提供，在施加预应力之前，结构几乎 没有刚度，并且初始预应力的大小对结构的外形 和结构的刚度起着决定性作用。
5、结构的非保守性：所谓非保守性是指结构系统 从初始状态开始加载后结构体系的刚度也随之改 变。但即使卸去外荷载，使荷载恢复到原来的水 平，结构体系也并不能完全恢复到原来的状态和 位置。结构体系的刚度变化是不可逆的，也意味 着结构的形态是不可逆的。
a)正四面体
b)正八面体
c)正六面体
复合型张拉整体单元
复合型张拉整体单元也具有对偶性。
3、张拉整体结构形态： 张拉整体单元通过各种组合形成张拉整体结构，但张拉 整体结构却不具备张拉整体单元的一些优秀特性。 Fuller提出了张拉整体体系的具体模型：是多面单层张 拉整体多面体（具有一层索），受限于压杆的拥挤。
第四篇 索杆张力结构
第三章 张拉整体结构
第一节 概述
1、Fuller关于张拉整体结构的思想 (1)“张拉整体”来源于“张拉”和“整体”的缩 合。富勒认为宇宙的运行是按照张拉整体的原理 进行的，即万有引力是一个平衡的张力网，而各 个星球是这个网中的一个个孤立点。
2、张拉整体结构的发展简史：
(1)1921年在莫斯科举行的一个展览会上，拉脱维 亚雕塑家Loganson展示了它在1920年完成的一 个平衡结构：由三根杆和七根索组成，并由第八 根非应力索控制，整个结构是可动的。该模型是 张拉整体体系的“雏形”，还不具有刚度，但这 个平衡结构与早期的三根杆和九根索组成的张拉 整体单元已经很接近了。
(3)张拉整体结构的最大力学特点，就是“张力集 成”，体系中的大部分单元处于连续的张拉状态， 而零星的受压单元就像“张力海洋中的孤岛”， 反映了大自然的连续拉、间断压的客观规律。
(4)张拉整体结构的刚度由受拉和受压单元之间的 平衡预应力提供，在施加预应力之前，结构几乎 没有刚度，并且初始预应力的大小对结构的外形 和结构的刚度起着决定性作用。
5、结构的非保守性：所谓非保守性是指结构系统 从初始状态开始加载后结构体系的刚度也随之改 变。但即使卸去外荷载，使荷载恢复到原来的水 平，结构体系也并不能完全恢复到原来的状态和 位置。结构体系的刚度变化是不可逆的，也意味 着结构的形态是不可逆的。
a)正四面体
b)正八面体
c)正六面体
复合型张拉整体单元
复合型张拉整体单元也具有对偶性。
3、张拉整体结构形态： 张拉整体单元通过各种组合形成张拉整体结构，但张拉 整体结构却不具备张拉整体单元的一些优秀特性。 Fuller提出了张拉整体体系的具体模型：是多面单层张 拉整体多面体（具有一层索），受限于压杆的拥挤。
第四篇 索杆张力结构
第三章 张拉整体结构
第一节 概述
1、Fuller关于张拉整体结构的思想 (1)“张拉整体”来源于“张拉”和“整体”的缩 合。富勒认为宇宙的运行是按照张拉整体的原理 进行的，即万有引力是一个平衡的张力网，而各 个星球是这个网中的一个个孤立点。
常用大跨度结构 PPT
网格壳体: 钢结构
国家大剧院
国家大剧院
网格壳体: 钢结构
软件Surface Evolver
薄壳结构及其造型
筒壳结构：长短筒壳
薄壳结构及其造型
Kimbell Museum
薄壳结构及其造型
双曲面壳体
自由壳体的构想
Hanging membranes by Heinz Isler
自由壳体的构想
薄壳施工
Indoor Tennis Center in Heimberg, Switzerland
薄壳施工
Indoor Tennis Center in Heimberg, Switzerland
薄壳施工
Indoor Tennis Center in Heimberg, Switzerland
薄 壳 结 构 及 其 造 型
薄壳结构及其造型
薄壳结构及其造型
薄壳结构及其造型
七、悬索结构及其造型
悬索结构及其造型
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
结构类型
——无铰拱、两铰拱、三铰拱 ——木、钢、钢筋混凝土 ——实腹、空腹。
一、拱结构及其造型
影响造型的因素
——矢高f（1/5-1/7 不小于1/10） ——平衡水平侧推力的方式 ——屋面材料的类型（如卷材防水f不大于1/8）
一、拱结构及其造型
一、拱结构及其造型
一、拱结构及其造型
沈阳奥体中心体育场： 采用空腹立体钢构的拱跨度达到360m。
四、网架结构及其造型
影响造型的因素
●网架形式 ●支座方式
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
四、网架结构及其造型
大跨度桥梁基本概念及设计流程PPT课件
•
斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；
• 主塔高度306米,列世界第一；
•
斜拉索的长度580米,列世界第一；
•
群桩基础平面尺寸113.75米 × 48.1米，列世界第一。
§1.2 大跨度桥梁建设现状与未来特大桥规工程
1.2.3 斜拉桥
上海长江大桥
万里长江第一门户桥
世界上最大的公轨合建斜拉桥
大桥全长16.5km，包括约10km的跨江 桥梁和6.5km的接线道路。
1957
§1.2 大跨度桥梁建设现状与未来特大桥规工程
武汉市待建成的几座长江大桥
1、沌口长江大桥
主跨760m；主桥宽46m，是长江上最宽的桥
是武汉市四环线跨越长江的节点工程，位于白沙洲长江大桥和军山长江大桥之 间，是武汉市长江上的第九座大桥
42
§1.2 大跨度桥梁建设现状与未来特大桥规工程
武汉市待建成的几座长江大桥 2、杨泗港长江大桥
常用名词
1.跨度 2.计算跨径 3.净跨径 4.总跨径
5.桥 长 6.桥下净空 7.桥梁建筑高度
§1.1 大跨度桥梁的基本概念与结构体系
1、跨度
2、计算跨径
也称跨径，常指计算跨径，用l 表示，是指桥梁两相邻 墩支座中心间的距离。
表示桥梁的跨越能力，对多跨桥，最大跨度称为主跨， 是表征桥梁技术水平的重要指标。
特大、大、中、小桥的跨径划分为：
注：单孔跨径Lｋ是指标准跨径
§1.1 大跨度桥梁的基本概念与结构体系
大跨度桥梁
✓顾名思义，跨度较大的桥梁即为大跨度桥梁； ✓单 跨 跨 径 大 于 40m 、 多 孔 跨 径 大 于 100m 的 桥
梁即为大跨度桥梁； ✓大跨度桥梁包括规模大（长桥）、跨度大两种
全张拉结构,先进大跨结构概念与实例简介PPT分解PPT共34页
全张拉结构,先进大跨结构概念与实例
简介PPT分解
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
Hale Waihona Puke 谢谢你的阅读❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
简介PPT分解
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
Hale Waihona Puke 谢谢你的阅读❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
最新大跨度结构基础知识教学课件
大跨度钢结构的应用及其主要特点
应用
公共建筑(剧院，展览馆，体育场馆，车站等) 专门用途的建筑 (飞机库，汽车库等) 生产性建筑(飞机制造厂装配车间，造船厂等)
主要特点 •跨度大
120m 160m(长春体育馆，网壳结构，1998)
主跨1385m (江阴长江大桥，悬索结构，1999)
•个性化(非大量建设项目，方案的极其个性化)
钢 筋 混 凝 土 屋 面 体 系
钢 檩 条 屋 面 体 系
网 格 数 跨 高 比 网 格 数
跨 高 比
两 向 正 交 正 放 ， 正 放 四 角 锥
正 放 抽 空 四 角 锥
(24 )+ 0 .2 L 2
1 01 4 (68 )+ 0 .0 7 L 2
(1 31 7)+ 0 .0 3 L 2
两 向 正 交 斜 放 ， 棋 盘 形 四 角 锥
网架和网壳结构(10)
a)正放四角锥斜置正放四角锥柱面网壳
e)抽空三角锥柱面网壳
双层柱面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系
a)：刚度大，杆件少，最常用 b)：适用于小跨度，轻屋面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种
•双曲面网壳
网架和网壳结构(13)
a) 正交正放类 d) 正交斜放设斜杆类
b) 正交斜放类 e) 正交斜放设斜杆类
c) 正交斜放设斜杆类
双曲面网壳的网格形式 1.正交正放类
a):单层时在方格内设斜杆 双层时组成四角锥体 2.正交斜放类 b):抗剪强度弱 c):第三方向局部设斜杆 d):全部方格内设双斜杆 e):第三方向全局设斜杆
斜 放 四 角 锥 ， 星 形 四 角 锥 (68 )+ 0 .0 8 L 2
应用
公共建筑(剧院，展览馆，体育场馆，车站等) 专门用途的建筑 (飞机库，汽车库等) 生产性建筑(飞机制造厂装配车间，造船厂等)
主要特点 •跨度大
120m 160m(长春体育馆，网壳结构，1998)
主跨1385m (江阴长江大桥，悬索结构，1999)
•个性化(非大量建设项目，方案的极其个性化)
钢 筋 混 凝 土 屋 面 体 系
钢 檩 条 屋 面 体 系
网 格 数 跨 高 比 网 格 数
跨 高 比
两 向 正 交 正 放 ， 正 放 四 角 锥
正 放 抽 空 四 角 锥
(24 )+ 0 .2 L 2
1 01 4 (68 )+ 0 .0 7 L 2
(1 31 7)+ 0 .0 3 L 2
两 向 正 交 斜 放 ， 棋 盘 形 四 角 锥
网架和网壳结构(10)
a)正放四角锥斜置正放四角锥柱面网壳
e)抽空三角锥柱面网壳
双层柱面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系
a)：刚度大，杆件少，最常用 b)：适用于小跨度，轻屋面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种
•双曲面网壳
网架和网壳结构(13)
a) 正交正放类 d) 正交斜放设斜杆类
b) 正交斜放类 e) 正交斜放设斜杆类
c) 正交斜放设斜杆类
双曲面网壳的网格形式 1.正交正放类
a):单层时在方格内设斜杆 双层时组成四角锥体 2.正交斜放类 b):抗剪强度弱 c):第三方向局部设斜杆 d):全部方格内设双斜杆 e):第三方向全局设斜杆
斜 放 四 角 锥 ， 星 形 四 角 锥 (68 )+ 0 .0 8 L 2
大跨度建筑构造案例ppt课件
桁架结构
1南京国际展览中心 2新加坡国际会展中心
1
2
受力特点：杆件之间的结合假定为铰结，外力作用 下，杆件内力是轴向力，分布均匀 优点：材料强度充分利用，减少材料耗量和结构自 重 缺点：刚度差 适用范围：体育馆。影剧院。展览馆、食堂、菜场、 商场等
网架结构
1上海体育馆 2佛山岭南明珠体育馆
大跨度建筑构造案例
拱结构
1伦敦水晶宫1851——1936 2东京tama大学图书馆
1
2
受力特点：内力变轴向压力，应力分布均匀 优点：跨越较大空间 缺点：会产生横向推力，建筑平面空间组合受约束 适用：商场、展览馆、体育馆、散装货仓等 形式：三铰拱、两铰拱、无铰拱
刚架结构
1斯特拉斯堡停车场 2展览厅门宫
1
悬挑结构
1无锡市体育场
受力特点：将梁板桁架等构件从支座处向外 作远距离的延伸 使用范围：多用于体院馆看台挑檐
1
其他结构
1上海浦东机场候机楼
组合网架结构 管桁结构
预应力网格结构 张弦梁结构
1
1
2
受力特点：有多根杆以一定规律通过节点组成的结 构 优点：整体性强、利于抗震、节省材料、结构高度 小有效利用空间、便于生产、形式多样 缺点：支座条件复杂 使用范围：大跨度公共建筑屋顶
悬索结构
1日本代代木体育馆 2慕尼黑奥林匹克体育馆
1
2
受力特点：索网只承受轴向拉力，无弯矩无剪力 优点：节省材料，减轻自重、建筑造型丰富、跨越 巨大空间不需中间支点、施工快捷 缺点：强风吸引下易丧失稳定性而破坏 适用范围：覆盖体育馆、大会堂、展览馆等建筑屋 顶
受力特点：梁柱刚性节点，外力作用下结构合理 优点：轻巧美观，跨度大，制作方便 缺点：刚度较差 适用范围：体育馆、礼堂、食堂、菜场等
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单层辐射状悬索结图
双层悬索结 构
双层悬索体系是由一系列下凹的承重索、上凸的稳定 索及两者之间的连系杆（拉杆或压杆）组成。双层悬索体 系中，两层索具有三种布置方式，凹向相背布置，凹面相 对布置，交叠布置（如下图所示）。
（2）索网结构
索网体系是由曲率相反的两组钢索相互正交做成的负 高斯曲率的曲面悬索结构，索网周边悬挂在边缘构件上。 下凹的承重索在下，上凸的稳定索在上，两组索在交点处 连接。预应力索网体系的空间形态丰富，最富变化。（如 下图所示）
法赫德国王国际体育场位于沙特阿拉伯首都利雅得。其 高耸桅杆顶部高处布置通风口已形成烟囱效应，热空气从高 处的通风口不断排出,室内形成的负压会使室外凉爽空气从低 处通风口不断进入，起到了良好的通风效果。
3.工程实例
（1）悬索结构
单层悬索结构
位于科威特 首都科威特城的 贾比尔· 艾哈迈德 国际体育场屋面 为马鞍形张拉单 层辐射状悬索结 构。这种类型的 单层悬索结构摆 脱了以往对重屋 面的依赖，可以 和膜材相等轻型 屋面配合，使屋 面显得轻盈通透。
La Plata体育馆外景图
La Plata体育馆内景图
实例2：位于阿根廷的La Plata体育馆是南美第一个由膜结构覆盖的体育馆， 也是南美第一个设计成半覆盖全封闭式的体育馆。其独特的双峰结构在整体 张拉屋盖体系应用领域标志着一大进步。整个屋面结构是通过钢索索头、立 柱、斜拉索、脊索共同受力，形成了整个体育馆独特的结构外形。
实例2：世纪莲花体育中心是佛山市的一座体育中心于2006年9月建成。 它的屋盖为膜结构屋盖，屋盖呈圆环型，外径310米，内径125米。内环由1 钢索组成的受拉环。外环是受压环，分上下两层，均为钢管混凝土组成。整 朵“莲花”由80根索，挂上80块每块面积近千平方米的膜拼成的。两块膜拼 成一个“花瓣”的话，这朵“莲花”一共有40片“花瓣”，其建筑艺术造型 宛如一朵洁白硕大的盛放莲花。
双层悬索结构
戈特利布· 戴姆勒体育场位于德国斯图加特。它最大的特 色是观众席的屋顶，屋顶由聚酯织物构成，精美的结构与花纹， 给人怀旧的感觉。屋顶结构为双层外构
实例1：慕尼黑奥林匹克体育场是1972年德国慕尼黑夏季奥运会 的主体育场，以颇具革命性的帐篷式屋顶结构闻名。其整个棚顶呈圆 锥形，由网索钢缆组成，每一网格为75×75厘米，网索屋顶镶嵌浅灰 棕色丙烯塑料玻璃，用氟丁橡胶卡将玻璃卡在铝框中，使覆盖部分内 光线充足且柔和。
（4）索杆结构
• 索杆结构是由铰接二力杆和索单元构成的结构体系,多用 于点支式玻璃幕墙结构支承体系。 • 其中张拉整体结构（全张力结构）是索杆结构的一个特例, 它由连续的拉索与不连续的压杆组成的自平衡结构体系。 • 索穹顶结构是在吸收了大量张拉整体结构体系研究成果的 基础上发展起来。迄今为止应用与实际工程张拉整体体系 的是周边支承于受压环梁上的索弯顶结构。 • 从结构的观点看，索穹顶结构体系是一种受力合理，结构 效率高的结构体系。它由连续的拉索和不连续的压杆组成, 完全体现了Fuller关于“压杆的孤岛存在于拉杆的海洋中 的思想”。
2.张拉结构适应性（以膜结构为例） （1）场所适应性
膜结构在空间和平面布局上的高度灵活性,使其往往与 特定的自然或城市环境极其自然地融为一体。
（2）空间适应性
膜结构能提供灵活可变的空间形状，满足使用者功能需 求。
（3）形态适应性
膜通过张拉具有多种艺术形态，具有极强的个性与表 现力，符合使用者的审美要求。
索穹顶结构
目前实际工程中的索弯顶有两种类型,根据设计者的名字命名为Geiger 型索穹顶和Levy型索穹顶（如a，b图所示）。Geiger型索弯顶结构较为简 单,施工难度低。它的几何形状类似于平面桁架,所以结构的平面内刚度较小。 同时由于该体系结构内部存在着机构,当荷载达到一定程度时,易出现整个结 构的分支点失稳的情况。Levy型索弯顶是美国工程是M.Levy等对Geiger型 索弯顶的改造，增加了结构的复杂性,使结构构成立体桁架形式,消除了内部 机构,几何稳定性明显提高。乔治亚弯顶和阿根廷的La Plata体育馆采用的 就是Levy型索穹顶。
1996年亚特兰大奥运会主场馆一乔治亚弯顶，覆盖193x240平 方米的椭圆形空间,而用钢量不到30kg/m。索穹顶为张拉组件， 外围环梁与其下立柱为边缘组件和支撑组件。
位于沙特阿拉伯首都利雅得法赫德国王国际体育场是 1989年世青赛的主赛场，也是后来沙特国家队的主场。索 与膜为张拉组件，内拉环，地锚与桅杆为边缘组件和支撑 组件。
实例2：位于于贵州省黔南州平塘县的大窝凼洼地在建的世界最大口径 射电望远镜（简称FAST）是约30个足球场大小的高灵敏度巨型射电望 远镜。FAST反射面全球面张拉索网体系。
（3）张拉膜结构
悬挂膜结构
奥林匹克体育 中心位于芜湖 市城南新区， 是芜湖市标志 性建筑。屋面 结构为悬挂膜 结构，结构轻 盈，新颖。
索膜结构
韩国釜山体育场外景图
韩国釜山体育场内景图 实例1：韩国釜山体育场是索膜屋顶建筑的代表。第14届亚运会的开幕式、 闭幕式、田径及部分足球比赛在此举行。屋顶结构为索膜体系，中间椭圆形 洞口尺寸为180m×152m，屋盖结构由上，下环形钢索连接在一起。整个屋 盖结构支撑在外圈四周钢筋混凝土斜柱及钢环梁上。
位于英国伦敦的千年穹千年穹直径320米，周圈大于1000米，有 12根穿出屋面高达100米的桅杆，屋盖采用圆球形的张力膜结构。膜 面支承在72根辐射状的钢索上，这些钢索则通过间距25米的斜拉吊索 与系索被桅杆所支撑，吊索与系索同时对桅杆起稳定作用。是迄今为 止单体面积最大的张拉膜结构，其覆盖面积大八万多平方米。
骨架支撑膜结构
济州世界杯体育场曾经作为2002年世界杯的其中一个 比赛场地。体育场馆的结构方式为桁架支撑式膜结构，采 用桁架作为支撑，膜材料作为覆盖材料。
索杆结构
索穹顶结构
实例1：汉城奥林匹克体操馆和击剑馆是世界上第一个索弯顶 结构建筑,是1988年汉城奥运会的主要比赛场馆,两者形状均为 圆形,结构在周向分为16榀。其中体操馆直径为120m。击剑馆 直径为93m。上图为汉城奥林匹克体操馆的外景图与内景图。
加拿大卡尔加里体育馆是北美冰球职业联赛卡尔加里 火焰队主场，于1983年竣工，曾举行过1988年冬季奥运 会的滑冰与冰球比赛项目。屋面结构 为鞍形索网结构。
（3）张拉膜结构
• 膜结构是以性能优良的织物为材料，利用柔性拉 索或刚性骨架将膜面绷紧，也可向膜内充气来支 承膜面，从而形成具有一定刚度并能覆盖较大空 间的结构体系。 • 膜结构可分为张拉膜结构和充气膜结构。 • 张拉膜结构是利用柔性钢索或刚性支承结构使膜 产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度来承受 自重与外荷载的结构。 • 张拉膜结构包括悬挂膜结构，索膜结构，骨架支 撑膜结构。
对第二条特点
单层轴对称无预应力悬索屋面
单层马鞍面车辐式张拉结构
单层轴对称无预应力悬索结构是一种可变体系，平衡形式随荷载 分布形式而变。为使单层悬索体系屋盖具有必要的稳定性，一般采用 重屋盖。而单层辐射状式张拉结构形式，悬索始终保持较大的张紧力， 提高其稳定性，使轻型屋盖的运用有了可能性。
第二章： 张拉结构特征
3.特点（全张拉结构）
(1)结构是由索和杆组成的自支撑体系, 结构中受拉 的索是赖以形成自支撑的单元。 (2)结构是由预应力提供刚度的, 预应力越大刚度也 越大。 (3)结构本身应力自平衡, 这样预应力才能为结构提 供刚度。 (4)与其他空间结构相比, 结构的几何形状对其力学 性能的影响较大。 (5) 在加载过程中, 结构逐步调节并重新分布结构的 刚度。如果单元结构中的某一根索发生松弛, 结构 仍能继续承受荷载。
1.含义
• 全张拉结构即张拉整体式结构：一组不连 续的受压构件与一套连续的受拉单元组成 的自支承、自应力的空间网格结构 。 • 至今还没出现符合严格意义上的全张拉结 构建筑。 • 张拉结构还在不断的发展过程中，有关张 拉结构的的界定和分类有较多的方式，许 多名称还并不统一。
2.组成
• 由三部分组成：张拉组件、边缘组件和支 撑组件。 • 起主要力学作用的拉力构件，这是与其他 结构体系相区别的主要特征。 • 边缘构件和支承结构是张拉结构赖以“生 存的基础”。
说明： 悬索结构，索网结构，膜结构和索-膜 结构，索杆结构等柔性体系均以张力来抵 抗外荷载的作用,可总称为张拉结构。其中 张拉整体结构（全张力结构）是索杆结构 的一个特例,它由连续的拉索与不连续的压 杆组成的自平衡结构体系。本PPT概念与特 点部分为全张拉结构相关，其它部分与张 拉结构相关。
第一章： 全张拉结构概念
1.结构形式
• 悬索结构，索网结构，膜结构和索-膜结构， 索杆结构等柔性体系均以张力来抵抗外荷 载的作用,可总称为张拉结构。
（1）悬索结构
单层悬索结构
对于施加预张力的单层悬索结构有单层辐射状悬索结 构。
单层辐射状悬索结构
单层辐射状式张拉结构形式，其外压环高低起伏，进 而形成了马鞍形的索系屋面，索系之间自平衡，存在初始 预应力态。这种类型的单层悬索结构摆脱了以往对重屋面 的依赖，可以和膜材相配合，使屋面显得轻盈通透。该结 构类型直到最近才在科威特的贾比尔·艾哈迈德体育场 （在工程实例中有介绍）得到应用。
（4）结构适应性
具有效能与经济，强度与稳定。简单与明确，轻与薄 等特点。这也是建筑和结构设计之间的结合点。
（5）生态适应性
膜结构能够自身的合理设计具有透光，通风功能，具 有降低能耗的效果。符合“绿色，环保”的建筑发展主题。
沙特阿拉伯吉达的阿卜杜勒阿齐兹国王机场地处沙漠 干旱炎热地带,约70%的阳光和热能被屋顶反射出去,只有 约10%进入到空间内部,在满足自然采光的同时,也能保持 屋顶覆盖下空间的凉爽。