桁架 建筑结构体系

国 际 会 议 厅
观 海 厅
厦门国际会展中心屋盖采用双向空间钢桁架结构。 桁架下弦标高为10.55米，桁架高度H=4.0米，钢桁架 沿纵向间距为27米，沿横向间距为9米，均支承在钢 筋砼柱柱顶，由于该区屋面为屋顶花园，屋盖承重结 构选用钢桁架,并且正交桁架高度相等,弦杆为刚接,在 纵向垂直支撑、系杆的保证作用下形成空间桁架结构 体系。
桁架的基本受力特点：
最常采用的是平面桁架，在横向荷载作用下其受 力实质是格构式的梁。桁架与实腹梁相比较，其特点 是以弦杆代替翼缘和以腹杆代替腹板，
桁架与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板， 并且杆件主要承受轴心力，从而常能节省钢材和减轻 结构自重。这使桁架特别适用于跨度或高度较大的结 构。此外桁架还便于按照不同的使用要求制成各种需 要的外形。
纵向为两榀主桁架和两榀次桁架，
在每榀主桁架下各设三个由电梯 井筒壁形成的薄壁柱，作为整个
屋架结构的支座，次桁架仅起到
保证屋盖整体性的作用。
造型分析：
大剧院向天空展开的屋顶如神来之笔，承接来自宇宙和人类的恩泽 与智慧，以纯洁、美丽、富于诗意的体貌和精神，热烈地拥抱蓝天， 拥抱世界文化之精华。其建筑风格新颖别致， 融汇了东西方的文化韵 味。白色弧形拱顶和具有光感的玻璃幕墙有机结合，在灯光的烘托下， 宛如一个水晶般的宫殿。 上海大剧院采用国际先进的点式拉索玻璃幕 墙，减小构件尺寸，使整个剧院建筑清澈透明，充满活力和梦幻色彩。
香港中国银行大厦为巨 型桁架体系，主体结构为八 榀巨型桁架，其中四榀沿正 方形平面的周边布置，另四 榀沿对角线方向布置。平面 为52m×52m，四角为型钢 配筋的大型钢筋混凝土 立柱， 底部最大截面4.8m×4.1m， 直接落地深入基础，向上逐 渐减小截面。正方形平面中 心外的立柱由顶层向下通到 第25层结束，支承在金字塔 形的空间桁架中心。
桁架体系分析
桁架:一种由杆件彼此在两端用铰链连接而 成的结构。桁架结构杆件主要承受拉力或 压力，可以充分发挥材料的作用，节约材 料，减轻结构重量。
桁架结构优缺点和适用范围：
桁架是由杆件组成的一种格构式结构体系。 在外力作用下，杆件内力为轴向力（拉力或压 力），而且分布均匀，故桁架结构比梁结构受力 合理。 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。 桁架是大跨度结构建筑常用的一种结构形式，主 要用于体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场、 商场等公共建筑。
香港中国银行大厦
中银大厦是中银香港总部， 位于香港中西区金钟花园道1 号。大厦楼高70层，另地库停 车场4层；楼高315米，加顶上 两杆的高度(约50多米)共有 367.4米。中银大厦建成时是 香港最高的建筑物，也是世界 第五高建筑物。
结构分析：
香港中国银行大 厦，由贝律铭建筑师 事务所设计，1990年 完工。结构采用4角12 层高的巨形钢柱支撑， 室内无一根柱子。
伸臂梁式桁架
悬臂梁式桁架
拱式桁架
桁架实例：
北京西站过街天桥
桁架梁桥是用 桁架作为主要 承重结构的梁 式桥，简称桁 梁桥。 桁梁桥 一般是由两片 主桁架和纵向 联结系及横向 联结系组成空 间结构。
厦门国际 会展中心
厦门国际会展中心位 于厦门岛东南海岸， 会展中心占地47万平 方米，总建筑面积34 万平方米，展览区主 楼长432米，高42.6 米， 。主体建筑如欲 腾飞的大鹏，又如即 将启航的巨轮。
桁架一般用木材、钢材、钢筋混凝土建造。
桁架形式分为三角形、梯形、拱形、无斜腹 杆式和三铰拱式等形式。
桁架选型考虑的因素是:综合考虑建筑的功能 要求、跨度和荷载大小。 当建筑跨度在36m以上时，为减轻结构自重， 宜选择钢桁架；跨度在36m以下时，一般可 选用钢筋混凝土桁架，有条件是最好选用预 应力混凝土桁架；当所处环境相对湿度大于 75 %或有腐蚀性介质是，不宜选用木桁架。
反拱的月牙形屋盖内有两层，局部为三层，作为设备层和观光餐厅 等，既是覆盖整个大剧院下部结构的屋顶，又是上部屋顶结构的承重 结构，发挥双重功能。屋盖结构复杂，内力较大，采用刚接桁架结构 较为合理，以保证屋盖结构的整体刚度和承载能力。
月牙形屋架采用无斜腹杆屋架，既可满足建筑对钢屋盖内部纵向交
通的要求，又使杆件总数减少，节点构造简便。受力性能好，具有很 大的抗扭刚度和双向抗弯刚度，整体稳定性墙，可省去大量支撑。
按桁架几何组成方式分类：
简单桁架 联合桁架（由几个简单桁架按几何不变体系 的简单组成规则联合组成） 复杂桁架（不同于前两种的其它静定桁架）
联合桁架
复杂桁架
按所受水平推力分类：
无推力的梁式桁架（与相应的实体梁结构 比较，掏空率大，上下弦杆联合抗弯，腹杆 主要抗剪，受力合理，用材经济） 有推力的拱式桁架（拱圈与拱上结构联为 一体，整体性好，便于施工，跨越能力强， 节省钢材料）
按其外形分类
按腹杆布置不同分类
桁架分类
按桁架几何组成方式分类 按所受水平推力分类
按其外形分类：
普通钢桁架按其外形可分为三角形、梯形及平 行弦三种。
按腹杆布置不同分பைடு நூலகம்：
三角形腹杆系（即华伦式桁架） 带竖杆的三角形腹杆系 半斜杆腹系（如K式桁架） 组合腹系（亦称再分式桁架）
K式桁架
再分式桁架
上海大剧院
工程概况：
位于上海市中心人民广场西北侧。工程用地面积21644m2，占地面积11530 m2，总建筑面积62800 m2，地下两层，地上6层，高度为40m。法国建筑师中 标。
方案中最引人注目的是呈反拱的月牙形屋盖，纵向长100.4m，横向宽94m，
纵向悬挑26m，横向悬挑30.9m，反拱圆弧半径R=93m，拱高11.5m。 屋盖体系采用交叉刚接钢桁架结构。
反拱设计分析：
从设计的出发点来说，首先在营造外观的气势上，起 到了一定的作用，延伸了建筑向上的高度以及横向的广 度。同时，带弧线的拱顶使主体方正的建筑具有了较强 的视觉冲击力，就是说拱顶使整个建筑具有了自身的视 觉个性.其次，向上反翘的拱顶不是摆设，是出于实际的 考虑。 拱顶设计更具有技术和功能上的优势。众所周知，剧 院建筑对声学效果有很高的要求，对噪声隔绝、固体传 声等严格控制，上海大剧院的拱顶由六根柱子支撑，与 混凝土结构的主体相对脱离，中间留有空隙，因此设计 将机房设备安置于此处，和一般将机房设备置于地下不 同。这样处理的好处，除了能够有效利用建筑面积，更 能够避免地下震动对主体观众厅的噪声影响，架空的钢 结构的顶部可以有效延缓噪声到达建筑主体的时间，从 而减弱固体传声的影响。 1800个座位的规模在当时乃至 现在都是一个较大的数字。
大剧院钢屋盖既是覆盖整个大剧院下部结 构（包括观众厅、主舞台、侧台等）的屋顶， 又是一承重结构，别具一格地发挥着双重功能。 为了达到建筑与结构的完美统一，结合本工程 的建筑特点，采用了巨型框架这一新型结构体 系，它具有侧向刚度较大，给建筑提供大开间 和大高度室内空间，能满足建筑多功能要求等 特点。六个钢筋混凝土电梯筒体作为主框架柱， 承担着上部结构全部的竖向荷载、风载及地震 荷载，两榀纵向主桁架及十二榀横向月牙形桁 架形成主框架梁，承担着全部钢屋盖的竖向荷 载，并将这传至电梯筒体，钢屋盖内部三层楼 面结构组成巨型结构的次框架部分。
上海大剧 院向上反翘的 拱顶是最引人 注目的设计亮 点。关于这个 拱顶，有人说 体现了中国建 筑屋顶的韵味， 具有浓郁的民 族风情。有人 认为上翘的形 象犹如一位张 开双臂的歌唱 家。也有人认 为它像一个聚 宝盆，象征吸 收天地之灵气 精华。
平面布局：
建筑平面采用中国建 筑的传统布局手法，环 绕的观众厅和舞台组成 “井”字形划分。前部 布置宽畅、华丽的大厅， 后部为表演及专业技术 活动场地，大剧院包含 1800座大剧场，600座 及300座中、小剧场， 可进行歌剧、芭蕾、交 响乐等各种演出。
会展中心包括一 号、二号展馆及 配套四星级会展 商务酒店，是集 展览、会议、酒 店、餐饮、旅游、 广告、仓储为一 体的大型现代化 展览馆。场地周 边风景秀丽，交 通便捷。
区位分析：
展览空间分布图：
1800人海峡厅 厦门国际会议中心 剖析图
海峡会议 厅楼层平面 图
室内展示：
多 功 能 厅 轻 型 展 厅
巨型桁架平面 内还设置若干吊杆， 将楼层荷载通过巨 型桁架斜杆传给角 柱。使角柱承担几 乎全部全力荷载， 增强了巨型桁架的 抗倾覆能力。
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