建筑結(jié)構(gòu)選型期末大作業(yè)(完整版)

1、目錄第1章 混合結(jié)構(gòu)體系 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系概述1.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況1.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析 第2章 框架結(jié)構(gòu)體系2.1 框架結(jié)構(gòu)體系概述2.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況2.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第3章 剪力墻結(jié)構(gòu)體系3.1 剪力墻結(jié)構(gòu)體系概述3.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況3.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第4章 門式剛架結(jié)構(gòu)體系4.1門式剛架結(jié)構(gòu)體系概述4.2實(shí)例工程項(xiàng)目概況4.3實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第5章 桁架結(jié)構(gòu)體系5.1 桁架結(jié)構(gòu)體系概述5.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況5.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第6章 拱結(jié)構(gòu)體系6.1 拱結(jié)構(gòu)體系

2、概述6.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況6.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第7章 薄殼結(jié)構(gòu)體系7.1 薄殼結(jié)構(gòu)體系概述7.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況7.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第8章 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系8.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系概述8.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況8.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第9章 懸索結(jié)構(gòu)體系9.1 懸索結(jié)構(gòu)體系概述9.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況9.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第10章 薄膜結(jié)構(gòu)體系10.1 薄膜結(jié)構(gòu)體系概述10.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況10.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第11章 充氣結(jié)構(gòu)體系11.1 充氣結(jié)構(gòu)體系概述11.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況11.3

3、 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析第1章 混合結(jié)構(gòu)體系 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系概述混合結(jié)構(gòu)是指由砌體作為豎向承重結(jié)構(gòu)（墻體），由其他材料(一般為鋼筋混凝土或木結(jié)構(gòu)）構(gòu)成水平向承重結(jié)構(gòu)（樓蓋）所組成的房屋結(jié)構(gòu)。單層或多層混合結(jié)構(gòu)房屋承重墻的布置方式有四種方案：縱墻承重系統(tǒng)，橫墻承重系統(tǒng)，縱橫墻承重體系，內(nèi)框架承重體系。樓屋面大梁放在縱墻壁柱上，樓板及屋面板放置在大梁上，形成縱墻承重體系。由于橫墻是非承重墻，因而可以任意設(shè)置或連續(xù)多開(kāi)間不設(shè)置，從而給建筑上提供了靈活空間。與橫墻承重體系相比，縱墻承重體系墻少，自重輕，剛度較差，抗震性能也較差，且樓屋面需加大梁而增加用料，故高烈度地震區(qū)不太適合，一般

4、多用于公共建筑及中小型工業(yè)廠房。橫墻承擔(dān)樓，屋面?zhèn)鱽?lái)的荷載，因此不能隨意拆除，空間布置沒(méi)有縱墻承重體系那樣靈活，但剛度大，抗震性能較好。橫墻承重體系墻體多，自重大，樓面材料較節(jié)省，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便的優(yōu)點(diǎn)，多用于小面積居住建筑和小開(kāi)間辦公樓中。除縱墻承擔(dān)樓面大梁傳來(lái)的荷載外，橫墻也承擔(dān)了樓，屋面?zhèn)鱽?lái)的部分荷載，其開(kāi)間比橫墻承重體系大，但空間布置不如縱墻承重體系靈活，剛度和抗震性能也介于兩者之間，墻體材料，自重，樓面材料用量也介于兩者之間，多用于教學(xué)樓和辦公樓中。在倉(cāng)庫(kù)，商場(chǎng)及一些工業(yè)建筑中，或在希望空間能任意分割的民用建筑中，可將內(nèi)部墻體全部用內(nèi)柱框架代替。這種內(nèi)框架承重體系在空間布局上具

5、有很大的靈活性，中間柱的存在減輕了縱墻的負(fù)擔(dān)；但中間柱下基礎(chǔ)的沉降量與縱墻基礎(chǔ)的沉降量有可能差別較大，將引起主梁彎矩的變化，這在軟土地基上是不利的。在結(jié)構(gòu)布置中，應(yīng)優(yōu)先選用橫墻承重或縱橫墻承重的方案。1.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況麻省理工學(xué)院貝克公寓 1946年，阿爾托接受委托在臨近查爾斯河繁華的海岸線的地方設(shè)計(jì)一棟學(xué)生宿舍樓。他希望使宿舍盡可能多的房間面向太陽(yáng)和河流，而不是面向聚集的車流，所以解決這一問(wèn)題的方案就是把宿舍樓設(shè)計(jì)成蜿蜒曲折的形式，形成一種傾斜著流動(dòng)的風(fēng)景。西面主要是一些次要的空間，例如公用房間、走廊以及位于大廳一層入口處以扇形方式向外發(fā)散的樓梯。為了避免走廊的光線昏暗，他將小賣部和自

6、助餐廳的高度降低了一些。宿舍的表面用的是粗糙的紅色石磚，而低矮的餐廳部分使用的是灰色大理石。西面是一個(gè)常青藤纏繞的藤架和一座大型露天花園。這座有著紅色石磚墻、外形蜿蜒曲折的宿舍樓，跟其他建筑相比是那么與眾不同，從而成為一座標(biāo)志性建筑。這種北歐浪漫主義的建筑手法使得當(dāng)時(shí)的國(guó)際先鋒派大為震驚。同時(shí)這種理性主義原則下的反理性形式，體現(xiàn)了阿爾托對(duì)現(xiàn)代主義獨(dú)裁專斷的否定。希契柯克稱它有“表現(xiàn)主義”傾向。因當(dāng)時(shí)建筑材料仍受管制，只好用磚砌承重墻，高七層，平面作彎來(lái)彎去的蛇形，這樣就可使宿舍每人都能看窗外的查里斯河風(fēng)景，同時(shí)，曲線布置也可以沖散一般宿舍特有的單調(diào)冷漠氣氛。1.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布

7、置分析磚墻既是承重結(jié)構(gòu)，又是圍護(hù)結(jié)構(gòu)。墻體、基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用磚砌體結(jié)構(gòu)，樓蓋、屋蓋等水平承重構(gòu)件采用裝配式或現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。建筑平面靈活，使用方便，結(jié)構(gòu)構(gòu)件巧妙轉(zhuǎn)化為精致的裝飾。第2章 框架結(jié)構(gòu)體系2.1 框架結(jié)構(gòu)體系概述框架結(jié)構(gòu)一般由豎直的柱和水平橫梁所組成，梁柱交結(jié)處一般為剛性連接?？蚣芙Y(jié)構(gòu)一般都是受到豎直荷載和水平荷載的共同作用。其主要特點(diǎn)是：布局靈活，不靠墻承重，使用方便，可以獲得相對(duì)較大的使用空間；但抗側(cè)剛度小，側(cè)移大，抗震和抗風(fēng)能力較差，對(duì)于支座不均勻沉降比較敏感?？蚣芙Y(jié)構(gòu)按框架構(gòu)件組成可以劃分為梁板式結(jié)構(gòu)和無(wú)梁式結(jié)構(gòu)；按框架的施工方法可以劃分為現(xiàn)澆整體式框架、裝配式框架

8、、半現(xiàn)澆框架和裝配整體式框架；按承重結(jié)構(gòu)可以劃分為純框架和內(nèi)框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)適用于民用住宅、辦公樓、旅館、飯店、醫(yī)院、大型商業(yè)建筑等，亦可用于工業(yè)車間等建筑。2.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況 廣州合景金融大廈廣州合景金融大廈位于廣州市天河區(qū)珠江新城J1-6地塊，主樓地上41層，屋頂標(biāo)高為178m（未計(jì)向上延伸至198m的外墻構(gòu)架）；地下室5層，埋深22.16m?？偨ㄖ娣e為108000m2，其中地下28660m2。五層以下為商業(yè)用途，五層以上均為辦公用途。地下五層為停車庫(kù)及設(shè)備用房，其中地下四五層兼作五級(jí)人防地下室。2.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析廣州合景金融大廈采用圓鋼管混凝土框架-鋼支撐框

9、架結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)方案控制原則：剛度、強(qiáng)度，舒適度、延性滿足規(guī)范要求。小震作用下，主、次結(jié)構(gòu)均要求處于彈性階段，滿足小震不壞的目標(biāo)；中震作用下，主體結(jié)構(gòu)墓本處于彈性狀態(tài)，無(wú)損壞或損壞程度小，次結(jié)構(gòu)有一定程度損傷，但損傷程度為可修復(fù)，修復(fù)時(shí)不會(huì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成很大影響；大震作用下，地震能量主要依靠次要構(gòu)件耗散，少數(shù)抗側(cè)力構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸，整體結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，結(jié)構(gòu)整體仍具有一定的抗側(cè)剛度，可繼續(xù)工作。通過(guò)設(shè)置部分偏心支撐，在支撐與柱之間或支撐與支撐之間形成耗能梁段。在大震作用下通過(guò)耗能梁段的彈塑性變形耗能，保證支撐不屈曲。高出屋面的幕墻采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，并設(shè)置部分粘彈性消能阻尼器，以起到減

10、少風(fēng)振和在地震作用下耗能的作用。廣州合景金融大廈框架柱采用圓鋼管混凝土：柱、支撐體系采用跨層、形矩形鋼管支撐，層內(nèi)人字形及V字形熱軋或焊接正放H型鋼支撐，框架梁采用烘軋或焊接H型鋼與閉口型或縮口型壓型鋼板組合樓板的組合形式。利用鋼支撐作為主要抗側(cè)力構(gòu)件，鋼框架土要承擔(dān)豎向荷栽。鋼柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)，鋼支撐與鋼骨連接點(diǎn)均采用剛性連接，主次梁節(jié)點(diǎn)為鉸接。第3章 剪力墻結(jié)構(gòu)體系3.1 剪力墻結(jié)構(gòu)體系概述剪力墻結(jié)構(gòu)，是利用建筑物的外墻和永久性內(nèi)隔墻的位置布置混凝土承重墻的結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是：抗側(cè)剛度大，側(cè)移小，抗震性能好；室內(nèi)墻面平整，結(jié)構(gòu)自重大，平面布置不靈活，不容易形成大空間。剪力墻結(jié)構(gòu)常用于高層住宅和

11、旅游建筑中。3.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況廣州白天鵝賓館廣州白天鵝賓館是中國(guó)內(nèi)地第一家五星級(jí)大酒店。酒店于1983年開(kāi)業(yè)，2000年重新裝修，樓高28層，共有客房總數(shù)842間套。廣州白天鵝賓館是“世界一流酒店組織”之首家中國(guó)成員，是今日廣州豪華酒店佼佼者，矗立于珠江河畔歷史悠久的沙面島。2010年廣東省第三次文物普查，廣州白天鵝賓館將被認(rèn)定為文物。3.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析廣州白天鵝賓館主樓采用剪力墻大阪系統(tǒng)，主樓地下室采用鋼筋混凝土防滲墻結(jié)構(gòu)。橫向剪力墻和縱向剪力墻共同承重，側(cè)剛度更強(qiáng)，側(cè)移更小，從而保證了抗震性能。第4章 門式剛架結(jié)構(gòu)體系4.1門式剛架結(jié)構(gòu)體系概述門式鋼架也稱單層

12、鋼架，門式鋼架為梁柱合一的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力小于排架結(jié)構(gòu)，梁柱截面高度小，造型輕巧，內(nèi)部?jī)艨蛰^大，故被廣泛應(yīng)用于中小型廠房，體育館，禮堂，食堂等中小跨度的建筑中。4.2實(shí)例工程項(xiàng)目概況 國(guó)家體育場(chǎng)（鳥巢）國(guó)家體育場(chǎng)俗稱鳥巢，位于北京奧林匹克公園中心區(qū)南部，為2008年第29屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的主體育場(chǎng)。工程總占地面積21公頃，建筑面積258,000。場(chǎng)內(nèi)觀眾坐席約為91000個(gè)，其中臨時(shí)坐席約11000個(gè)。 國(guó)家體育場(chǎng)工程為特級(jí)體育建筑，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限100年，耐火等級(jí)為一級(jí),抗震設(shè)防烈度8度,地下工程防水等級(jí)1級(jí)。工程主體建筑呈空間馬鞍橢圓形，南北長(zhǎng)333米、東西寬294米的，高69米。鋼結(jié)構(gòu)

13、總用鋼量為4.2萬(wàn)噸，混凝土看臺(tái)分為上、中、下三層，。鋼結(jié)構(gòu)與混凝土看臺(tái)上部完全脫開(kāi)，互不相連，形式上呈相互圍合，基礎(chǔ)則坐在一個(gè)相連的基礎(chǔ)底板上。國(guó)家體育場(chǎng)屋頂鋼結(jié)構(gòu)上覆蓋了雙層膜結(jié)構(gòu)，即固定于鋼結(jié)構(gòu)上弦之間的透明的上層ETFE膜和固定于鋼結(jié)構(gòu)下弦之下及內(nèi)環(huán)側(cè)壁的半透明的下層PTFE聲學(xué)吊頂。 國(guó)家體育場(chǎng)，被譽(yù)為“第四代體育館”的偉大建筑，見(jiàn)證的不僅僅是人類21世紀(jì)在建筑與人居環(huán)境領(lǐng)域的不懈追求，也見(jiàn)證著中國(guó)這個(gè)東方文明古國(guó)不斷走向開(kāi)放的歷史進(jìn)程。其設(shè)計(jì)新穎，配套設(shè)施完備，象征意義深遠(yuǎn)。4.3實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析“鳥巢”外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，主體鋼結(jié)

14、構(gòu)形成整體的巨型空間馬鞍形鋼桁架編織式“鳥巢”結(jié)構(gòu)?？磁_(tái)混凝土結(jié)構(gòu)為地下1層，地上7層的鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。鋼架結(jié)構(gòu)是指梁柱之間為剛性連接的結(jié)構(gòu)。在豎向荷載作用下，由于柱對(duì)梁的約束作用減小了梁跨中的彎矩和撓度。在水平荷載作用下，由于梁對(duì)柱子的約束作用減少了柱內(nèi)的彎矩和側(cè)向變?yōu)?。鋼架結(jié)構(gòu)的承載力的剛度很大。第5章 桁架結(jié)構(gòu)體系5.1 桁架結(jié)構(gòu)體系概述 桁架結(jié)構(gòu)是由直桿在端部相互連接而成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)受力合理，計(jì)算簡(jiǎn)單，施工方便，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)支座沒(méi)有橫向推力；但結(jié)構(gòu)高度大，平面桁架的側(cè)向剛度小，為了保證桁架平面外的穩(wěn)定性，通常需要設(shè)置支撐系統(tǒng)。 桁架結(jié)構(gòu)按外形不同可

15、分為三角形屋架、梯形屋架、拋物線屋架、折線形屋架、平行弦屋架；按腹桿布置不同可分為三角形腹桿系、帶豎桿的三角形腹桿系、半斜腹桿系、組合腹系；按其幾何組成方式可分為簡(jiǎn)單桁架、聯(lián)合桁架和復(fù)雜桁架按是否存在水平推力可分為無(wú)推力的梁式桁架和有推力的拱式桁架；按材料的不同可分為木屋架、鋼-木組合屋架、鋼屋架、輕型鋼屋架、鋼筋混凝土屋架和鋼-混凝土組合屋架。桁架結(jié)構(gòu)在民用建筑、工業(yè)建筑、公共建筑、娛樂(lè)設(shè)施、施工設(shè)備、公路橋梁等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。5.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況天津奧林匹克中心體育場(chǎng)天津奧林匹克中心體育場(chǎng)為2008年北京奧運(yùn)會(huì)足球賽場(chǎng)。體育場(chǎng)位于天津中心市區(qū)西南部。體育場(chǎng)建筑面積15.8萬(wàn)m2，共由6層

16、組成，總高53m，可同時(shí)容納6萬(wàn)名觀眾，可滿足國(guó)際足球和田徑比賽的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)思為：屋頂桁架選用V字形平行弦桁架，懸挑結(jié)構(gòu)，以表現(xiàn)體育場(chǎng)地的動(dòng)感與輕快。該體育場(chǎng)成為天津市重大體育活動(dòng)的中心場(chǎng)地和標(biāo)志性建筑。5.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析天津奧林匹克體育中心體育場(chǎng)基礎(chǔ)為高強(qiáng)混凝土預(yù)應(yīng)力管樁，主體為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋頂桁架選用V字形平行弦桁架，懸挑結(jié)構(gòu)。主桁架最大跨度117m，主、環(huán)桁架均為平面管桁架結(jié)構(gòu)形式，桁架最大安裝高度達(dá)53m，整個(gè)鋼屋蓋由主桁架、子桁架、二道環(huán)形桁架及水平、垂直支撐、檁條組成，總用鋼量約13000t。主桁架上口定位采用柱帽桿固定于看臺(tái)柱頂支座上，下口

17、定位采用落地形式。第6章 拱結(jié)構(gòu)體系6.1 拱結(jié)構(gòu)體系概述拱結(jié)構(gòu)是以受軸向壓力為主的結(jié)構(gòu)，是使構(gòu)件擺脫彎曲變形的一種突破性發(fā)展。拱結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是產(chǎn)生水平力，而且與跨度有關(guān)系，跨度越大，其水平力越大。按支撐方式分類，拱可分為三鉸拱、二鉸拱和無(wú)鉸拱。拱在建筑中應(yīng)用廣泛，如橋、屋頂、窗洞、門洞、水壩、體育館等大量采用拱結(jié)構(gòu)。6.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況俄羅斯風(fēng)景橋風(fēng)景橋是俄羅斯首都莫斯科克雷拉茨科耶區(qū)橫跨莫斯科河的一座公路斜拉橋，全長(zhǎng)1460m，其中主橋長(zhǎng)409.50m，寬37m；跨河鋼拱橋塔高105m，拱跨182m，斜拉索78根，拱頂下部建有圓形觀景臺(tái)和餐廳；橋面至水面高30m。風(fēng)景橋于2007

18、年12月建成通車。這座橋的獨(dú)特之處在于構(gòu)思的巧妙。為了避免道路與附近的地鐵、公園、抽水站等公共設(shè)施的干擾，在地形地物受限的情況下，充分利用了河道上的空間，將橋梁架設(shè)在河道中心線上，在平面上橋梁與河流重疊。6.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析俄羅斯風(fēng)景橋利用剛架拱橫向布置巧妙地將橋墩基礎(chǔ)設(shè)置在兩岸岸邊，這樣既能保證橋墩的生根，又能使橋下河流暢通無(wú)阻，真是巧奪天工的設(shè)計(jì)。風(fēng)景橋還有一個(gè)特點(diǎn)就是它的斜拉索體系。橋梁主跨為等截面的鋼箱梁，鋼箱梁被由剛架拱上的斜拉索牽引支撐，梁塔（剛架拱）完全分離，形成全浮懸狀態(tài)，在78根拉索下組成了空間曲線索面的對(duì)稱性斜拉橋。這種體系如果單就主梁的全浮懸狀態(tài)來(lái)說(shuō)

19、，其抗震能力是很高的，當(dāng)然，全橋的抗震水平還依賴于作為斜拉橋的主塔-剛架拱的穩(wěn)定能力。 看似兩個(gè)毫無(wú)搭界的單一結(jié)構(gòu)，一個(gè)是拱結(jié)構(gòu)，一個(gè)是梁結(jié)構(gòu)，它們通過(guò)斜拉索的連接使風(fēng)景橋形成了一座獨(dú)特的斜拉橋，這種由簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式的橋梁很值得我們橋梁工程師學(xué)習(xí)與借鑒?？紤]觀光的需要，橋梁主跨正上方利用剛架拱的支撐設(shè)置了類似于太空艙的圓形旋轉(zhuǎn)餐廳。這成為風(fēng)景橋一個(gè)建筑特點(diǎn)。第7章 薄殼結(jié)構(gòu)體系7.1 薄殼結(jié)構(gòu)體系概述薄壁結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)的厚度遠(yuǎn)較長(zhǎng)度和寬度小，一般由金屬或鋼筋混凝土制成，并布置成空間受力體系。鋼筋混凝土大跨度空間薄壁結(jié)構(gòu)主要有兩種類型：由曲面形薄板構(gòu)成的薄殼結(jié)構(gòu)；由平板構(gòu)成的折板，

20、雁形板，幕結(jié)構(gòu)。7.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況悉尼歌劇院悉尼歌劇院，Sydney Opera House ，位于澳大利亞新南威爾士州的首府悉尼市貝尼朗岬角。這座綜合性的藝術(shù)中心，在現(xiàn)代建筑史上被認(rèn)為是巨型雕塑式的典型作品，也是澳大利亞的象征性標(biāo)志。 悉尼歌劇院不僅是悉尼藝術(shù)文化的殿堂，更是悉尼的靈魂，清晨、黃昏或星空，不論徒步緩行或出海遨游，悉尼歌劇院隨時(shí)為游客展現(xiàn)不同多樣的迷人風(fēng)采。 悉尼歌劇院的外型猶如即將乘風(fēng)出海的白色風(fēng)帆，與周圍景色相映成趣。悉尼歌劇院是從20世紀(jì)50年代開(kāi)始構(gòu)思興建，1955年起公開(kāi)徵求世界各地的設(shè)計(jì)作品，至1956年共有32個(gè)國(guó)家233個(gè)作品參選，後來(lái)丹麥建筑師約恩

21、83;伍重的設(shè)計(jì)屏雀中選，共耗時(shí)16年、斥資1200萬(wàn)澳幣完成建造，為了籌措經(jīng)費(fèi)，除了募集基金外，澳洲政府還曾于1959年發(fā)行悉尼歌劇院彩券。 每年在悉尼歌劇院舉行的表演大約3000場(chǎng)，約二百萬(wàn)觀眾前往共襄盛舉，是全界最大的表演藝術(shù)中心之一。歌劇院白色屋頂是由一百多萬(wàn)片瑞典陶瓦鋪成，并經(jīng)過(guò)特殊處理，因此不怕海風(fēng)的侵襲，屋頂下方就是悉尼歌劇院的兩大表演場(chǎng)所音樂(lè)廳和歌劇院。音樂(lè)廳是悉尼歌劇院最大的廳堂，共可容納2679名觀眾，通常用于舉辦交響樂(lè)、室內(nèi)樂(lè)、歌劇、舞蹈、合唱、流行樂(lè)、爵士樂(lè)等多種表演。此音樂(lè)廳最特別之處，就是位于音樂(lè)廳正前方，由澳洲藝術(shù)家Ronald Sharp所設(shè)計(jì)建造的大管風(fēng)琴，號(hào)

22、稱是全世界最大的機(jī)械木連桿風(fēng)琴，由10,500個(gè)風(fēng)管組成，此外，整個(gè)音樂(lè)廳建材使用均為澳洲木材，忠實(shí)呈現(xiàn)澳洲自有的風(fēng)格。7.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析悉尼歌劇院的外觀為三組巨大的殼片，聳立在南北長(zhǎng)186米、東西最寬處為97米的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基座上。第一組殼片在地段西側(cè),四對(duì)殼片成串排列,三對(duì)朝北,一對(duì)朝南,內(nèi)部是大音樂(lè)廳。第二組在地段東側(cè)，與第一組大致平行,形式相同而規(guī)模略歌劇廳。第三組在它們的西南方，規(guī)模最小，由兩對(duì)殼片組成,里面是餐廳。其他房間都巧妙地布置在基座內(nèi)。整個(gè)建筑群的入口在南端,有寬97米的大臺(tái)階。車輛入口和停車場(chǎng)設(shè)在大臺(tái)階下面。其強(qiáng)度高，剛度大，用料省，自重輕

23、，覆蓋大面積；曲面多樣活，造型多變，曲線優(yōu)美，表現(xiàn)力強(qiáng)。薄殼結(jié)構(gòu)是一種薄得不至于產(chǎn)生明顯彎曲應(yīng)力，但厚度可以承受軸力和剪力的形抵抗結(jié)構(gòu)形抵抗結(jié)構(gòu)即將材料造成一定的形狀從而獲得一定強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)（薄紙卷起即可抗彎），獲得此種能力靠的不是用料的增加、而是適當(dāng)?shù)男问健５?章 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系8.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系概述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)形式，它是由許多桿件按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架都是雙層結(jié)構(gòu)，可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，空間造型美觀，便于建筑造型處理和裝飾、裝修，能適應(yīng)不同跨度、不同平面形狀、不同支撐條件、不同功能需要的建筑物。特別是在大、中跨度的層蓋結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)架結(jié)

24、構(gòu)更顯示出其優(yōu)越性，被大量應(yīng)用于大型體育建筑、公共建筑、工業(yè)建筑中。8.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況上海體育館上海體育館，也稱上海大舞臺(tái)，坐落在上海西南地區(qū)，著名的華亭賓館對(duì)面，1975年建成使用。館內(nèi)可容納觀眾18000人。1999年經(jīng)改建，新增1250m2的雙層舞臺(tái)，設(shè)施先進(jìn)，是目前國(guó)內(nèi)首家劇院式的體育館?？沙薪痈黝愇乃囇莩?、大型體育比賽、集會(huì)、大型展覽等等，觀眾容量仍可保持在12000人左右。8.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析上海體育館主館呈圓形，高33米，屋頂網(wǎng)架跨度直徑110米，采用平板型三向網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格尺寸為跨度的1/8。第9章 懸索結(jié)構(gòu)體系9.1 懸索結(jié)構(gòu)體系概述懸索結(jié)構(gòu)由受拉

25、索、邊緣構(gòu)件和下部支撐構(gòu)建所組成。它以一系列受拉的索作為主要承重構(gòu)件。其主要特點(diǎn)是，索只能拉，使鋼材的強(qiáng)度得到充分利用；施工方便，適用性強(qiáng)，建筑造型優(yōu)美，適用于大跨度結(jié)構(gòu)，通過(guò)構(gòu)建的合理布置，能實(shí)現(xiàn)荷載的合理傳遞，抗風(fēng)能力是設(shè)計(jì)時(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)組成方法和受力特點(diǎn)，可分為單層懸索體系、預(yù)應(yīng)力雙層懸索體系、預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)等。懸索結(jié)構(gòu)主要用于飛機(jī)庫(kù)、體育館、展覽館、雜技場(chǎng)等大跨度公共建筑和某些大跨度工業(yè)廠房中。9.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況國(guó)家體育館國(guó)家體育館位于北京奧林匹克公園中心區(qū)（B區(qū)），是北京2008年奧運(yùn)會(huì)三大主場(chǎng)館之一。它主要由比賽館和熱身館組成，其中比賽館可容納觀眾約1.8萬(wàn)人，總建筑面積

26、約為80890m2。地下1層，地上4層。體育館屋蓋平面投影為兩個(gè)矩形，縱向長(zhǎng)195.5m，橫向?qū)?14m，屋蓋分別覆蓋比賽館和熱身館，其中比賽館尺寸為114m×144.5m，熱身館尺寸為51m×63m。體育館屋面呈南高北低的波浪形曲線，結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)標(biāo)高為42.454m。 9.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析國(guó)家體育館鋼屋蓋采用新型的“雙向張弦大跨度空間結(jié)構(gòu)”，是國(guó)內(nèi)最大的雙向張弦超大跨空間結(jié)構(gòu)。鋼屋蓋上層為正交正放的平面桁架（橫向18榀，縱向14榀），網(wǎng)格間距為8.5m，結(jié)構(gòu)高度為1.5183.973m。其中上弦、腹桿采用無(wú)縫圓鋼管，節(jié)點(diǎn)為焊接球，下弦采用矩形管，鑄鋼節(jié)

27、點(diǎn)連接，桁架材質(zhì)為Q345C鋼。鋼屋蓋下層為鋼撐桿及雙向預(yù)應(yīng)力空間張拉索網(wǎng)，橫向14榀，縱向8榀帶索，橫向?yàn)殡p索，縱向?yàn)閱嗡?，鋼索采用擠包雙護(hù)層大節(jié)距扭絞型纜索，強(qiáng)度等級(jí)1670MPa，109×5367×5；撐桿為219×12的鋼管。 第10章 薄膜結(jié)構(gòu)體系10.1 薄膜結(jié)構(gòu)體系概述膜結(jié)構(gòu)也叫織物結(jié)構(gòu)，是20世紀(jì)種業(yè)發(fā)展起來(lái)的一種全新的建筑結(jié)構(gòu)形式，用多種高強(qiáng)薄膜材料及輔助結(jié)構(gòu)通過(guò)一定的方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力，并形成應(yīng)力控制下的某種空間形態(tài)，作為覆蓋結(jié)構(gòu)或建筑物主體，而且有足夠的剛度以抵御外部荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式。其特點(diǎn)如下：自重輕，造型優(yōu)美，富有時(shí)

28、代氣息，減少能源消耗，施工速度快，經(jīng)濟(jì)效益明顯，使用安全可靠，容易做成可拆卸結(jié)構(gòu)，易于運(yùn)輸，使用范圍廣，受氣候影響小。膜結(jié)構(gòu)可分為充氣式膜結(jié)構(gòu)、張拉式膜結(jié)構(gòu)和骨架式膜結(jié)構(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)外已修建了各種膜結(jié)構(gòu)建筑。如，大型體育設(shè)施、娛樂(lè)中心、展覽館、音樂(lè)廳、候車廳和大型集會(huì)場(chǎng)所、超級(jí)市場(chǎng)及酒店的中廳、飛機(jī)庫(kù)、停車場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、建筑小品等。10.2 實(shí)例工程項(xiàng)目概況英國(guó)倫敦的千年穹頂 千年穹頂（Millennium Dome）位于倫敦東部泰晤士河畔的格林威治半島上，是英國(guó)政府為迎接21世紀(jì)而興建的標(biāo)志性建筑。這個(gè)工程原先只考慮建成臨時(shí)性的，后經(jīng)研究，這項(xiàng)工程不論是從周圍市區(qū)的復(fù)興，或是建筑交通基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)

29、期投資來(lái)說(shuō)都具有很大價(jià)值，1997年英國(guó)工黨政府上臺(tái)后，決定建成一個(gè)占地73公頃、總造價(jià)達(dá)12.5億美元的大型綜合性展覽建筑。其中包括一系列展示與演出的場(chǎng)地，以及購(gòu)物商場(chǎng)、餐廳、酒吧等，在1999年12月31日揭幕。10.3 實(shí)例工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置分析千年穹頂直徑320m，周圈大于1000m，有12根穿出屋面高達(dá)100m的桅桿，屋蓋采用圓球形的張力膜結(jié)構(gòu)。膜面支承在72根輻射狀的鋼索上，其截面為2×32，這些鋼索則通過(guò)間距25m的斜拉吊索與系索為桅桿所支撐，吊索與拉索同時(shí)對(duì)桅桿起穩(wěn)定作用。膜結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是要避免雨雪所形成的坑洼，千年穹頂?shù)拇蟛糠治菝娑急容^平坦，因此膜面的支承結(jié)構(gòu)必須面對(duì)清除這些難點(diǎn)，將周圍的索抬高于膜面，使雨水能流到排水管。輻射向索在周圈與懸鏈索相連并固定在24個(gè)錨固點(diǎn)上，頂部則與12根48鋼索組成的拉環(huán)連接，拉環(huán)直徑為30m，中設(shè)天窗供穹頂通風(fēng)用。桅桿為梭型鋼管格構(gòu)柱，桅桿沿直徑200m的圓周設(shè)置，支承在由四根桿組成的四角錐形底座上。一些細(xì)鋼索從高10m的底座引出，因而不妨礙展出。千年穹頂?shù)哪げ脑炔捎靡?/p>