建筑大跨度结构案例分析
大跨度建筑案例分析
2013年12月2日，国家大剧院壳体钢结构安装完成
·网壳结构
网壳是一种与平板网架类似的空间 杆件结构，系以杆件为基础，按照一 定规律组成网格，按壳体结构布置的 空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。 其传力特点是通过壳内两个方向的拉 力，压力或剪力逐点传力。此结构是 一种有广阔发展空间的空间构件。
建筑师利用金属网的通透性，使简单厚 重的建筑结构在视觉上形成为多维空间，轻 盈简捷又不失空间的纵深感站在壳体的公共 空间内，人们可以看到弧形的金属网从高处 垂下，将歌剧院与壳体公共空间分隔开来隐 隐透出淡黄色人们可以透过金属网看到歌剧 院环廊内人们活动的场景，若隐若现，朦胧 而神秘，激发人们的好奇、想象和思索。建 筑师充分利用了金属网的特点来提升室内的 装饰效果。
大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属板覆盖,前后两侧有 两个类 似三角形的渐开式玻璃幕墙切面,整个建筑漂浮于人造 水面之上。
国家大剧院壳体结构呈半椭球型。 由顶环梁，梁架，斜撑和环向连系 杆件组成。其中顶环梁呈椭圆形，长轴 长约60米，短轴长约38米，由环形钢架， 箱形梁，以及H型钢焊接而成。梁架呈 中心对称辐射状布置。 连杆沿水平环向布置，上下里外共 82道，并采用铸钢连接件或套筒连接件 连接。
·结语
国家大剧院是世界上最大的剧院拥有世界上最大的穹顶，是世界上最深的建筑，拥有亚洲最大的管 风琴。整体简洁而富有美感，但又不乏活力，仿佛里面有股生命力向外爆发。堪称建筑奇观，同时又彰 显出北京这个古老的城市的现代风貌与活力。城市建筑不再关乎审美或情感，而是对社会秩序的解释， 建筑也总是超越功能的，是建筑的形式给人们以经验，赋予城市以结构。
大跨度建筑分析
Analysis of Long Span Construction
大跨度建筑结构安全隐患排查总结
大跨度建筑结构安全隐患排查总结摘要：一、大跨度建筑结构简介二、安全隐患排查重要性三、排查方法与措施四、安全隐患案例分析五、整改与预防策略六、总结与建议正文：随着我国城市化进程的加速，大跨度建筑结构日益成为城市建设的重点。
这类结构具有空间利用率高、功能多样等优点，但同时也存在着安全隐患。
为了确保人民群众的生命财产安全，本文对大跨度建筑结构的安全隐患进行了排查总结，并提出相应的整改与预防策略。
一、大跨度建筑结构简介大跨度建筑结构是指跨度较大、形式复杂、承载力高的建筑结构。
这类结构在我国主要有钢筋混凝土结构、钢结构、预应力混凝土结构等。
由于其跨度大、形式复杂，施工难度较高，因此安全隐患也相对较多。
二、安全隐患排查重要性大跨度建筑结构的安全隐患排查是保障建筑物安全使用、预防事故发生的重要手段。
通过对建筑物进行定期排查，可以及时发现潜在的安全隐患，采取有效措施加以整改，确保人民群众的生命财产安全。
三、排查方法与措施1.查阅设计图纸和相关资料，了解建筑物的设计理念、施工工艺和验收标准。
2.现场勘查，观察建筑物的结构形式、构件连接、材料质量等，检查是否存在结构裂缝、材料老化、施工不当等问题。
3.采用无损检测、荷载试验等方法，对建筑物的结构性能进行评估。
4.分析气象、地质、周边环境等因素，评估建筑物所受的外部影响。
5.排查安全隐患，针对发现的问题，制定整改措施，明确整改责任人和整改期限。
四、安全隐患案例分析案例一：某钢结构大厦屋顶局部塌陷事故。
经排查，原因是施工过程中钢结构焊接质量不合格，导致承载力不足。
案例二：某混凝土桥梁裂缝事故。
经排查，原因是设计方案不合理，施工过程中材料不合格，导致结构受力性能下降。
五、整改与预防策略1.加强设计管理，优化设计方案，确保结构安全可靠。
2.提高施工质量，加强对施工现场的监督管理，严禁违章施工。
3.加强建筑材料的检测与验收，确保材料质量达到国家标准。
4.建立健全建筑物定期检查、维修和养护制度，及时发现并整改安全隐患。
大跨度建筑的混合空间结构案例分析
大跨度建筑的混合空间结构案例分析作者：张玥明来源：《砖瓦世界·下半月》2019年第04期摘; ;要：以大跨度建筑的混合空间结构为研究对象，从工程概况、结构体系两个方面分析当代国内案例，重点对大跨度建筑的混合空间结构的特点和组成要素进行分析。
为以后大跨度建筑设计理念和设计手法提供启发与参考，关键词：大跨度建筑;混合空间结构;拱-壳结构;悬索-拱结构一、概述混合空间结构，指的是将刚架结构、桁架结构、拱式结构、薄壁结构、网架结构、悬索结构和薄膜结构等不同形式的结构经过合理组合而形成的空间结构形式。
它充分发挥了各种结构及各种材料的特长，弥补了单一大跨结构受力、材料上的不足，使结构更广泛的适应于多种建筑功能并增大了建筑造型的灵活性。
一般来说，建筑形体轮廓由巨大的刚架、拱、悬索或斜拉结构作为巨型骨架而形成;屋盖造型则由骨架上布置的平板网架、网壳、桁架、悬索或薄膜结构形成。
通常，混合空间结构由刚架、桁架、拱、薄壁、网架、网壳、悬索、薄膜结构的两种或者三种结构单元组成。
在选择不同的组合方式时应满足建筑功能的需要、保持结构受力的均匀合理，充分发挥材料的特性、尽量采用预应力等先进的技术手段，改善结构受力性能、使整体结构刚柔并济，具有良好的整体稳定性、并保证施工简洁，造价合理的原则。
二、案例分析（一）武汉火车站1、工程概况武汉火车站是全国四大铁路网客运中心之一，也是第一个上部大型建筑与下部桥梁共同作用的新型结构火车站，实现了高速铁路，地铁，公路三者的无缝对接。
它的建筑面积为33.2万㎡，建筑高度为59.3m，建筑主体采用了拱-网壳结构。
2、结构体系武汉火车站由中央站房、南侧雨棚、北侧雨棚三部分组成。
武汉火车站中央站房的屋面支承结构由五榀主拱、半拱和斜立柱共同支撑，五榀主拱的基本间距为64.5m，最大主拱跨度甚至可达到116m。
主拱、半拱共同承担着楼面梁的支承任务，由于共用支撑结构，楼面结构与屋面结构有间接的联系;中央站房的屋盖采用网壳覆盖，其中上下弦采用圆管、腹杆两种形式。
大跨度场馆结构设计
大跨度场馆通常具有大面积的屋顶和 开放式空间，需要满足特殊的功能需 求和视觉效果。
结构设计的基本原则
01
安全性
确保结构在各种可能出现的荷载和 环境下都能保持稳定和安全。
适用性
考虑结构的可维护性和可扩展性， 以满足未来可能的需求变化。
03
02
经济性
在满足功能和安全的前提下，尽可 能降低结构成本。
后期评估
对建成后的结构进行性能评估， 确保满足设计要求。
03
大跨度场馆的主要结构形式
钢架结构
总结词
由钢柱和钢梁组成，具有较高的承载力和稳定性，适用于大型场馆和工业厂房。
详细描述
钢架结构采用钢材作为主要材料，通过焊接、螺栓连接等方式组装而成。其结 构形式简单、施工方便，能够满足大跨度、大空间的需求，同时具有较强的抗 震性能和耐久性。
总结词
由多个杆件按照一定规律组成的网格状结构，具有较高的承载力和稳定性。
详细描述
网架结构采用钢材作为主要材料，通过焊接或螺栓连接形成三维空间网格。其结构形式多样，可根据需求进行定 制，适用于不同规模和形式的场馆建设。网架结构的受力性能良好，能够承受较大的集中荷载和均布荷载，同时 具有较高的刚度和稳定性。
美观性
结构设计应与建筑美学相结合，创 造令人愉悦的视觉效果。
04
结构设计的流程与方法
方案设计
根据需求分析，制定多个设计 方案并进行比较。
施工图设计
根据详细设计结果，绘制施工 图纸并编制施工说明。
需求分析
明确结构设计的目标、要求和 限制条件。
详细设计
对选定的方案进行详细的计算 和分析，确定结构构件的尺寸 和材料。
02
优化设计包括结构形式、材料选择、节点连接方式等方面，以
结构仿生在大跨度建筑设计的应用
结构仿生在大跨度建筑设计的应用在社会经济高速发展的今天，随着科学技术的不断进步，建筑行业也迎接了崭新的春天。
其中大跨度建筑的创作进程尤为迅猛，已经出现了一系列的有影响力和代表性的作品，如北京为2022年夏季奥运会修建的主游泳馆———“水立方”，国家大剧院等等。
它们的设计想法和设计理念为当代大跨度建筑的创作带来了许多灵感和启示。
结构仿生具有生物体的美感与特性，它在建筑学中的合理应用，为许多的设计提供了不一样的视角。
但同时它也暴露一些问题，例如与传统建筑设计相比，仿生结构的建筑体系不够合理、材料耗损严重、造价昂贵等等。
应该怎样解决这些问题？下面就如何使结构仿生在大跨度建筑设计中得到更好的应用展开讨论。
如今，社会在蓬勃发展，人们早已不再满足于吃饱穿暖的阶段，对物质和审美的需求日渐高涨，建筑的意义不再只是单纯的遮风挡雨，同时还得兼具美观与实用价值。
因此，结构仿生在大跨度建筑设计中的重要性不言而喻。
本文首先从结构仿生和大跨度建筑设计两方面入手，通过查阅整理，对结构仿生的概念、结构仿生的发展和结构仿生的科学基础理论进行系统的研究，总结出结构仿生的方法和应用特征。
然后概括大跨度建筑的结构设计特点，结合相应的案例进行分析，最后得出结论，并就这一结论对结构仿生在大跨度建组设计中的应用提出改进意见。
1结构仿生1.1结构仿生的概念了解结构仿生的概念，首先要先了解仿生学的概念。
仿生学一词是由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc （‘具有……的性质’的意思）”构成的。
斯蒂尔在1960年提出仿生学概念，到1961年才开始得以使用。
他指出“某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科”。
结构仿生（BionicStructure）是通过研究生物肌体的构造，建造类似生物体或其中一部分的机械装置，通过结构相似实现功能相近。
结构仿生中分为，蜂巢结构、肌理结构、减粘降阻结构和骨架结构四种结构类型。
工程施工技术正面案例
工程施工技术正面案例随着我国经济的快速发展，建筑领域的需求也在不断增加，工程施工技术作为建筑领域的重要组成部分，扮演着重要的角色。
在工程施工技术的实践中，不断涌现出各类正面案例，这些案例不仅展示了工程施工技术的先进性和实用性，也为建筑行业的发展提供了有益的借鉴和参考。
本文将针对一些工程施工技术正面案例进行深入分析和探讨。
一、大跨度钢桁架施工技术大跨度钢桁架在建筑结构中应用广泛，其施工难度较大，而且需要具备较高的技术水平和丰富的施工经验。
通过科学合理的工程施工技术，可以有效地提高工程施工质量和效率，降低施工成本。
以某大型跨度钢桁架项目为例，该项目总长度超过300米，横跨一条江河，项目涉及到大量的钢结构制作、吊装、焊接等工作。
为了实现工程施工中的快速、安全、高效，团队采用了先进的钢构件预装预拼技术，提前将各种形状和尺寸的钢构件拼装在地面上，然后通过船只或卡车运输到施工现场，最后再进行组装和安装。
通过这种工程施工技术，不仅极大地缩短了施工周期，还大大减少了施工现场的施工难度和风险。
二、模块化建筑技术模块化建筑技术是近年来新兴的建筑施工技术，其核心理念是将建筑结构划分成多个功能性模块，在工厂内进行预制和组装，最后再运到施工现场进行安装。
相比传统的现场施工，模块化建筑技术具有施工速度快、质量稳定、精度高等优点。
以某高层建筑项目为例，项目总高度约300米，采用了模块化建筑技术，将整个建筑结构划分成多个模块，在工厂内进行预制和装配，然后通过吊车或塔吊运输到施工现场，最终再进行组装和安装。
通过这种工程施工技术，工程周期缩短了40%，施工质量得到了明显提升，同时还减少了施工现场的噪音和污染。
三、BIM技术在工程施工中的应用BIM(Building Information Modeling)技术是一种集成化的数字化设计和管理工具，可以模拟建筑物的结构、功能和运行情况。
在工程施工中引入BIM技术，可以实现对建筑物结构、安全、材料、设备等方面进行全面监控和管理，提高工程施工的效率和质量。
大跨度建筑案例分析
大跨度建筑案例分析大跨度建筑是指横跨较大距离的建筑结构，通常用于体育馆、会展中心、机场等大型场馆。
这类建筑在设计和施工过程中面临诸多挑战，但也展现了人类工程技术的辉煌成就。
本文将通过分析几个大跨度建筑的案例，探讨其设计特点、施工工艺和结构特色。
首先，我们来看看鸟巢——北京国家体育场。
作为2008年北京奥运会的主要场馆之一，鸟巢采用了钢结构和外部网架相结合的设计，实现了悬臂梁和双曲面网架的完美结合，形成了独特的外观。
其大跨度结构采用了大跨度钢梁和索网结构，通过精密计算和施工工艺，实现了整体结构的稳定和坚固。
鸟巢的设计不仅满足了大型体育赛事的需求，同时也成为了北京的标志性建筑，展现了中国工程技术的雄心和实力。
其次，我们来看看迪拜世界贸易中心。
这座高达828米的超高层建筑，拥有世界上最大的悬臂结构，其大跨度悬臂楼板采用了高强度混凝土和钢筋混凝土结构，通过精密设计和施工工艺，实现了超高层建筑的稳定和安全。
迪拜世界贸易中心的设计突破了传统高层建筑的限制，展现了人类工程技术的创新和突破，成为了迪拜的城市地标和世界建筑的奇迹。
最后，我们来看看上海中心大厦。
这座高度632米的摩天大楼，采用了超大跨度的钢结构框架和外挂式钢结构天桥，实现了大跨度建筑的稳定和安全。
上海中心大厦的设计和施工充分考虑了风荷载、地震作用等外部力学因素，通过先进的结构分析和仿真技术，实现了建筑结构的优化和精准控制。
其独特的外形和大跨度结构，成为了上海的城市名片和世界建筑的典范。
综上所述，大跨度建筑在设计和施工过程中需要充分考虑结构稳定性、外部力学因素和施工工艺等多方面因素，通过精密计算和先进技术，实现了大跨度建筑的稳定、安全和美观。
这些案例不仅展现了人类工程技术的辉煌成就，同时也为未来大跨度建筑的设计和施工提供了宝贵的经验和借鉴。
相信在不久的将来，会有更多更壮丽的大跨度建筑出现在世界各地，为人类的城市和生活增添更多的美丽和活力。
霍尔三维结构案例
霍尔三维结构案例霍尔三维结构是一种常见的空间结构形式，它在建筑中得到了广泛的应用。
本文将通过一个实际案例来介绍霍尔三维结构的设计和施工过程，以及其在建筑中的优势和特点。
案例背景。
某大型体育馆项目采用了霍尔三维结构，该体育馆设计跨度大、空间要求高，需要满足大型体育赛事和演出活动的需求。
为了实现空间的大跨度和灵活的使用功能，设计团队选择了霍尔三维结构作为体育馆的主要结构形式。
设计过程。
在进行霍尔三维结构的设计过程中，设计团队首先进行了详细的空间分析和结构需求分析。
根据体育馆的功能要求和空间布局，确定了霍尔三维结构的基本形式和节点布置。
同时，设计团队还进行了大量的结构计算和模拟分析，确保结构的稳定性和安全性。
在结构形式上，霍尔三维结构采用了双向曲面结构，通过双向张拉和曲面构件的组合，实现了大跨度空间的覆盖。
结构节点采用了特殊的连接方式，确保了结构的整体稳定性和刚度。
施工过程。
在进行霍尔三维结构的施工过程中，施工团队面临了诸多挑战。
首先是结构构件的加工和制作，由于曲面结构的特殊性，需要精准的加工和拼装。
其次是结构的吊装和安装，大跨度结构的吊装需要精密的施工计划和安全保障措施。
在施工过程中，施工团队采用了先进的施工技术和设备，确保了结构的精准安装和施工质量。
同时，施工团队还加强了安全管理和质量监控，确保了施工过程的安全和顺利进行。
优势和特点。
霍尔三维结构在体育馆项目中展现了诸多优势和特点。
首先是空间的灵活性和覆盖能力，霍尔三维结构能够实现大跨度空间的覆盖，满足了体育馆的功能要求。
其次是结构的美观性和艺术性，曲面结构形式赋予了体育馆独特的外观和空间感。
同时，霍尔三维结构还具有较好的结构性能和抗震性能，能够保障体育馆在各种外部荷载和环境条件下的安全运行。
此外，霍尔三维结构的施工周期相对较短，能够有效缩短工期，提高工程效率。
结语。
通过以上案例的介绍，我们可以看到霍尔三维结构在大型体育馆项目中的应用优势和特点。
它不仅能够满足大跨度空间的覆盖需求，还具有良好的结构性能和美观性。
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7.1悬索结构：北卡罗来纳州雷里
世界上第一座现代悬索结构是1953年建成体育馆 屋盖采用以两个斜放抛物线拱为边缘构件的马鞍 形正交索网，其平面尺寸92*97.该索网被公认为 第一个具有现代意义的大跨度索网屋盖结构
7.2：悬索结构：张家口通泰大桥
张家口通泰大桥是 世界上跨度最大的 下承式钢结构悬索 拱桥，也是国内第 一例主梁为下承式 钢结构悬索拱桥
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
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
1.1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
5.2：折板结构：烟台开发区客运站今 年开工 呈“L”形设计
建筑站体呈“L”形配置，由出入站大厅与候车大厅形 成两翼，环抱公交与长途客运停车场，对应绿建筑设 计手法，以折板屋顶型塑整体造型，象征汽车传运站 速度、便捷、先进的形象
6.1薄壳结构
薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。圆形圆顶结构是轴 对称结构，在轴对称荷载作用下，将只产生两种力：径向力和环向力。径向力为沿经线方向 的力，因其要平衡垂直向下荷载，所以必定为压力。环向力为沿纬线方向的力。圆形屋顶在 垂直荷载作用下，上部的圆顶部分将受压收缩，其直径将变小，而下部近支承部分直径将增 大，即上部将产生环向压力，而下部将产生环向拉力，中间将有一截面，为环向压力向环向 拉力转变的交界线，该处的环向力为 0 ，该截面称为“过渡缝”。
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
3.2：北京某大跨度钢结构桁架
钢结构桁架吊装工艺
钢管支撑架搭设
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。
通泰大桥主跨190米，双 向6车道，设计行车速度 60公里/小时，洪水频率百 年一遇，抗震烈度7度 全桥吊索共28根，吊索采用高强度镀锌钢丝成品索，双层PE保护层， 冷铸锚固体系。为保护吊索，除采用PE保护层外，在桥面以上2.5米高 度内设不锈钢管，在与主梁结合处设防水罩，上、下锚头采用防腐油脂 处理，并设置减震器，在索管内注入发泡材料，拱座基础采用钢筋混凝 土结构。
悉尼歌剧院
6.2:薄壳结构：黄石新体育馆
该体育馆造型 具有不规则、 多面、薄壳结 构的特点，是 全国第二座薄 壳结构设计建 筑——第一座 是广州歌剧院。 该体育馆的最 大跨度为111 米
6.3薄壳结构：广州歌剧院
广州歌剧院钢结构外壳采用 空间组合折板式三向斜交网 壳结构，钢结构总重约 10000吨，其中铸钢节点约 1100吨。整个结构为空间极 不规则壳体结构，结构相互 关系错综复杂，造型别具一 格，宛如置于平缓山丘上的 两块美丽的石头，静静地卧 在珠江之畔。其中，“大石 头”是1800座的大剧场及其 配套的设备用房、剧务用房、 演出用房、行政用房、录音 棚和艺术展览厅；“小石头” 则是400座的多功能剧场及配 套餐厅。两者皆为屋盖、幕 墙一体化的结构，整体外壳 最大长度约120米，高度43 米。
8.1膜结构：内蒙古达拉特旗第五中学 膜结构看台
8.2膜结构
9.1管桁结构：广州丫髻沙大桥主桥
大跨度桁架式钢管混凝土 拱桥的非线性稳定控制指 标，采用的竖转结构体系、 “变角度、变索力”的液 压同步提升技术和平转、 竖转相结合的施工控制技 术
9.2管桁结构：成灌快铁犀浦站
犀浦站采用高站台建 筑，为管桁结构加网 片结构，就是水立方 的建筑技术
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
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
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