大跨度建筑結構表現(xiàn)的建構研究

大跨度建筑結構表現(xiàn)的建構研究一、本文概述《大跨度建筑結構表現(xiàn)的建構研究》這篇文章旨在深入探討大跨度建筑結構的特性、設計原則、施工方法以及在實際工程中的應用表現(xiàn)。大跨度建筑作為現(xiàn)代建筑技術的重要體現(xiàn)，其結構形式的多樣性和創(chuàng)新性不僅推動了建筑美學的發(fā)展，也極大地豐富了建筑功能的實現(xiàn)。本文將從理論分析和實證研究兩個層面出發(fā)，全面解析大跨度建筑結構的建構過程，以期為相關領域的學術研究和工程實踐提供有益的參考和借鑒。在理論層面，本文將系統(tǒng)梳理大跨度建筑結構的類型、特點及其設計理論，分析其在不同荷載條件下的受力性能，以及結構穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等方面的考量。同時，還將探討新型材料、先進施工工藝和計算機技術在大跨度建筑結構設計中的應用，以及它們對提升結構性能、優(yōu)化設計方案的重要作用。在實證層面，本文將選取若干具有代表性的大跨度建筑案例，深入剖析其結構設計、施工過程和運營表現(xiàn)，總結其成功經(jīng)驗與潛在問題。通過案例分析，旨在揭示大跨度建筑結構在實際工程中的性能表現(xiàn)，以及設計、施工、維護等環(huán)節(jié)中可能面臨的挑戰(zhàn)和解決方案。本文力求為大跨度建筑結構的建構研究提供全面、系統(tǒng)的理論分析和實證支持，以期推動該領域的技術進步和創(chuàng)新發(fā)展。二、大跨度建筑結構的類型與特點大跨度建筑結構是現(xiàn)代建筑技術的重要體現(xiàn)，廣泛應用于體育場館、會展中心、交通樞紐等公共設施中。其結構類型多樣，各具特色，主要包括懸索結構、拱結構、桁架結構和網(wǎng)殼結構等。懸索結構以其優(yōu)美的形態(tài)和高效的受力性能而著稱。它通過鋼索或鋼纜作為主要承重構件，依靠預應力和外部荷載的平衡來維持穩(wěn)定。懸索結構的跨度可以達到數(shù)百米，如著名的悉尼歌劇院，其屋頂就采用了懸索結構設計，既輕盈又穩(wěn)固。拱結構則是通過拱形構件將荷載傳遞到支撐點上，利用拱形結構的抗壓性能來實現(xiàn)大跨度的覆蓋。拱結構的形態(tài)多樣，可以是圓弧拱、拋物線拱等，廣泛應用于橋梁和建筑屋頂?shù)脑O計中。例如，中國的趙州橋就是一座典型的石拱橋，歷經(jīng)千年仍堅固如初。桁架結構是由一系列直桿通過節(jié)點連接而成的空間結構，具有輕盈、剛度和穩(wěn)定性強的特點。桁架結構常用于大型場館的屋蓋和橋梁的建設中，如北京國家體育館“鳥巢”就采用了復雜的桁架結構設計，實現(xiàn)了大跨度與空間造型的完美結合。網(wǎng)殼結構則是一種由桿件和節(jié)點組成的空間網(wǎng)格結構，具有優(yōu)良的受力性能和造型靈活性。網(wǎng)殼結構能夠適應各種復雜的形狀和尺寸要求，常用于大型體育場館、展覽中心等建筑。如上海世博會中國館就采用了網(wǎng)殼結構設計，展現(xiàn)出獨特的東方韻味。這些大跨度建筑結構類型各具特點，但共同之處在于它們都能夠在滿足建筑功能需求的實現(xiàn)建筑美學的追求。它們不僅為我們的生活提供了寬敞舒適的空間環(huán)境，也體現(xiàn)了人類智慧和創(chuàng)造力的結晶。隨著科技的不斷進步和材料科學的日益發(fā)展，大跨度建筑結構將不斷突破技術極限，創(chuàng)造出更多令人驚嘆的建筑奇跡。三、大跨度建筑結構的建構技術與材料大跨度建筑結構的實現(xiàn)離不開先進的建構技術和高性能的材料。隨著科技的進步，越來越多的創(chuàng)新技術被應用于大跨度建筑結構的建造中，使得建筑設計的可能性大大增加。在大跨度建筑結構的建構技術方面，預應力技術、懸索技術、拱形結構以及空間網(wǎng)格結構等是常用的幾種技術。預應力技術通過預加應力來平衡外部荷載，提高結構的承載能力。懸索技術則利用高強度纜索承受拉力，實現(xiàn)大跨度的覆蓋。拱形結構以其獨特的受力特性，能夠有效地分散并抵抗外部壓力。而空間網(wǎng)格結構則通過多個節(jié)點和桿件的組合，形成穩(wěn)定的空間結構體系，具有良好的抗震性能和承載能力。材料的性能直接影響大跨度建筑結構的性能。目前，高性能混凝土、鋼材、碳纖維復合材料等是常用的建筑材料。高性能混凝土具有較高的抗壓強度和耐久性，適用于各種復雜的建筑結構。鋼材則以其高強度、輕質(zhì)和良好的塑性，廣泛應用于大跨度建筑結構中。碳纖維復合材料則以其極高的比強度和比剛度，成為近年來大跨度建筑結構中備受關注的材料。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心，環(huán)保型材料在大跨度建筑結構中的應用也越來越廣泛。例如，自修復混凝土、相變材料等，這些材料不僅具有優(yōu)良的力學性能，還能在一定程度上減少能源消耗和環(huán)境污染。大跨度建筑結構的建構技術和材料的發(fā)展，不僅推動了建筑技術的進步，也為建筑設計提供了更多的可能性。未來，隨著科技的不斷發(fā)展，我們有理由相信，大跨度建筑結構的建構技術和材料將會更加先進、多樣和環(huán)保。四、大跨度建筑結構的表現(xiàn)力分析大跨度建筑結構的表現(xiàn)力，是指其在設計、施工以及使用過程中所展現(xiàn)出的獨特魅力和視覺沖擊力。這種表現(xiàn)力不僅體現(xiàn)在建筑外觀的震撼力上，更體現(xiàn)在其結構性能、空間塑造、材料運用以及環(huán)保節(jié)能等多個方面。大跨度建筑的結構性能是其表現(xiàn)力的核心。這些建筑往往采用先進的結構設計理念和高科技材料，如預應力混凝土、鋼結構和張拉膜結構等，使建筑在承受巨大荷載的同時，展現(xiàn)出優(yōu)雅輕盈的姿態(tài)。例如，體育場的鳥巢結構，通過復雜的鋼結構體系，實現(xiàn)了建筑功能與美學的高度統(tǒng)一。大跨度建筑在空間塑造上具有極高的表現(xiàn)力。通過巧妙的結構設計，大跨度建筑能夠創(chuàng)造出豐富多變的空間形態(tài)，滿足不同的功能需求。例如，音樂廳的屋頂設計，通過大跨度的懸索結構，實現(xiàn)了室內(nèi)空間的完美劃分，為觀眾提供了無與倫比的視聽享受。大跨度建筑在材料運用上也表現(xiàn)出極高的創(chuàng)新力。設計師們常常將新型材料與傳統(tǒng)材料相結合，創(chuàng)造出既符合力學要求又具有獨特美感的建筑作品。例如，火車站的屋頂采用了新型的ETFE膜材料，既保證了建筑的防水性能，又賦予了建筑輕盈飄逸的外觀。大跨度建筑在環(huán)保節(jié)能方面也表現(xiàn)出積極的探索精神。通過采用先進的節(jié)能技術、綠色建筑材料以及可再生能源等措施，大跨度建筑在滿足使用功能的也盡可能地降低對環(huán)境的影響。例如，體育中心的設計就充分考慮了自然采光和通風的需求，通過巧妙的結構設計，實現(xiàn)了建筑的綠色節(jié)能目標。大跨度建筑結構的表現(xiàn)力是多方面的，它既是設計師們對力學原理和結構技術的深入探索，也是他們對空間形態(tài)、材料運用以及環(huán)保理念的獨特表達。這些建筑作品不僅為人們提供了實用舒適的空間環(huán)境，更成為了城市景觀中的一道道亮麗風景線。五、大跨度建筑結構的安全性與耐久性大跨度建筑結構的設計與建造，不僅要求其美學與功能上的卓越表現(xiàn)，更關鍵的是要保障其安全性與耐久性。這兩點是大跨度建筑能否長期、穩(wěn)定地服務于社會，滿足人們需求的關鍵要素。安全性是大跨度建筑結構設計中的首要考慮因素。設計師們必須精確計算結構的承載能力、穩(wěn)定性以及抵抗各種自然災害（如風、雨、地震等）的能力。通過使用先進的計算模型、材料和施工技術，可以確保結構在各種極端條件下都能保持其完整性和穩(wěn)定性。定期的安全檢查和維護也是必不可少的，這可以及時發(fā)現(xiàn)并修復可能存在的安全隱患，從而確保結構的安全運行。耐久性同樣是大跨度建筑結構設計中不可忽視的一環(huán)。由于大跨度建筑往往承載著重要的社會功能，因此其使用壽命往往要求長達幾十年甚至上百年。這就要求設計師在材料選擇、結構設計以及施工工藝等方面都要考慮到長期的耐久性。例如，選擇耐腐蝕、抗老化的高性能材料，設計合理的結構細節(jié)以避免應力集中和疲勞破壞，采用成熟的施工工藝以確保結構的施工質(zhì)量等。大跨度建筑結構的安全性與耐久性是其設計、建造和運營過程中的核心問題。只有通過科學的設計、嚴格的施工和細致的維護，才能確保大跨度建筑結構能夠長期、穩(wěn)定地服務于社會，為人們的生產(chǎn)和生活提供安全、可靠的保障。六、大跨度建筑結構的未來發(fā)展趨勢隨著科技的進步和建筑理念的創(chuàng)新，大跨度建筑結構的發(fā)展呈現(xiàn)出多元化、智能化和可持續(xù)性的趨勢。在未來，大跨度建筑結構的設計與建造將更加注重結構性能的優(yōu)化、材料使用的創(chuàng)新以及環(huán)保節(jié)能的需求。結構性能優(yōu)化：未來的大跨度建筑將更加注重結構的優(yōu)化設計，追求更高的空間利用效率和更強的承載能力。通過先進的計算模擬技術和優(yōu)化算法，可以實現(xiàn)結構形態(tài)的多樣化，提高結構的整體性能和穩(wěn)定性。材料使用創(chuàng)新：隨著新材料技術的不斷發(fā)展，未來的大跨度建筑將采用更加輕質(zhì)、高強度的材料，如碳纖維、高強鋼等。這些新型材料的應用將減輕結構自重，提高抗震性能，并推動大跨度建筑向更加輕盈、美觀的方向發(fā)展。環(huán)保節(jié)能需求：面對日益嚴重的環(huán)境問題，未來的大跨度建筑將更加注重環(huán)保和節(jié)能。通過采用綠色建筑材料、優(yōu)化建筑設計和利用可再生能源等手段，實現(xiàn)建筑的低碳、零碳甚至負碳排放，為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。智能化技術應用：隨著智能化技術的快速發(fā)展，未來的大跨度建筑將實現(xiàn)更加智能化的設計、施工和管理。通過引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，可以實現(xiàn)對建筑全過程的智能監(jiān)控和管理，提高建筑的安全性、舒適性和便利性。未來的大跨度建筑結構將在結構性能優(yōu)化、材料使用創(chuàng)新、環(huán)保節(jié)能需求和智能化技術應用等方面取得更大的突破和發(fā)展。這些趨勢將推動大跨度建筑結構不斷向更高、更遠的目標邁進，為人類創(chuàng)造更加美好、宜居的建筑環(huán)境。七、結論本文研究了大跨度建筑結構的建構表現(xiàn)，旨在探討其設計、施工和使用中的關鍵問題，并為未來的建筑設計提供指導。通過綜合研究和分析，我們得出以下大跨度建筑結構的表現(xiàn)與其設計密切相關。合理的設計方案不僅能夠滿足建筑的功能需求，還能夠有效地提高結構的穩(wěn)定性和耐久性。因此，設計師在進行大跨度建筑設計時，需要充分考慮結構受力特點、材料性能和施工工藝等因素，以確保結構的合理性和可靠性。大跨度建筑結構的施工是一個復雜的過程，需要嚴格遵守施工規(guī)范和操作規(guī)程。在施工過程中，應加強對結構變形的監(jiān)測和控制，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患。同時，施工單位應加強與設計、監(jiān)理等單位的溝通協(xié)調(diào)，確保施工過程的順利進行。大跨度建筑結構在使用過程中會受到多種因素的影響，如荷載變化、溫度效應、材料老化等。這些因素可能導致結構性能的退化甚至失效。因此，對大跨度建筑結構進行定期的檢測和維護至關重要。通過及時發(fā)現(xiàn)和處理結構損傷和缺陷，可以延長結構的使用壽命并確保其安全性。大跨度建筑結構的建構表現(xiàn)是一個綜合性的問題，涉及設計、施工和使用等多個方面。通過合理的設計、規(guī)范的施工和有效的維護管理，可以確保大跨度建筑結構的安全性和穩(wěn)定性，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。未來，隨著科技的不斷進步和新型材料的研發(fā)應用，大跨度建筑結構的建構表現(xiàn)將有望得到進一步提升和優(yōu)化。九、致謝隨著這篇《大跨度建筑結構表現(xiàn)的建構研究》論文的完成，我深感每一個字句背后都凝聚了無數(shù)的心血與智慧。在此，我要向所有在論文撰寫過程中給予我?guī)椭椭С值娜吮硎咀钫\摯的感謝。我要感謝我的導師，他的嚴謹治學態(tài)度和深厚的學術造詣對我產(chǎn)生了深遠的影響。在論文的選題、框架構建、研究方法以及撰寫過程中，導師都給予了我耐心的指導和寶貴的建議。正是他的悉心指導，使我的研究工作得以順利進行，也讓我在學術道路上不斷成長。同時，我要感謝實驗室的同學們，他們在數(shù)據(jù)收集、模型建立以及論文修改等方面給予了我無私的幫助。我們共同討論、相互啟發(fā)，使得研究工作得以順利進行。他們的陪伴與支持，讓這段學術旅程充滿了溫暖與力量。我還要感謝參考文獻中的各位學者，他們的研究成果為我的論文提供了重要的理論支撐和靈感來源。在此，我要向他們表示敬意和感謝。我要感謝我的家人和朋友，他們一直是我最堅實的后盾。在我遇到困難時，他們總是給予我最大的鼓勵和支持，讓我能夠勇往直前。正是他們的陪伴與關愛，讓我在面對挑戰(zhàn)時充滿信心。在此，我再次向所有給予我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x。他們的支持與鼓勵是我前行的動力，也是我未來學術道路上最寶貴的財富。參考資料：隨著社會的發(fā)展和技術的進步，木結構建筑在許多領域得到了廣泛應用。尤其在現(xiàn)代大跨度建筑領域，木結構建筑的表現(xiàn)越來越引人注目。本文將圍繞現(xiàn)代大跨度木結構建筑的建構進行研究，旨在深入探討其重要性、難度和挑戰(zhàn)，并通過案例分析提出相應的方法和過程，最后總結研究結果和未來研究方向?，F(xiàn)代大跨度木結構建筑是指跨度在30米以上的木結構建筑。隨著人們對建筑功能和造型的要求不斷提高，大跨度建筑已成為公共建筑、會展設施和交通運輸設施等領域的重要選擇。而木結構建筑在大跨度建筑中的表現(xiàn)尤為突出，具有自重輕、強度高、環(huán)保等優(yōu)點，有助于實現(xiàn)大跨度、大空間的需求。設計與構造難度：現(xiàn)代大跨度木結構建筑的設計與構造具有一定的難度。在滿足大跨度的同時，需要充分考慮結構的合理性和安全性，避免出現(xiàn)因跨度過大而產(chǎn)生的彎曲、變形等問題。大跨度木結構建筑對構件的尺寸和形狀要求較高，需要借助先進的計算機輔助設計軟件進行優(yōu)化設計。施工難度：現(xiàn)代大跨度木結構建筑的施工難度較大。由于跨度較大，構件的吊裝和固定需要借助先進的機械設備和施工工藝。同時，大跨度木結構建筑的構件數(shù)量較多，需要充分協(xié)調(diào)施工進度，確保施工質(zhì)量和安全。材料與能源消耗：現(xiàn)代大跨度木結構建筑雖然具有環(huán)保優(yōu)點，但在材料和能源消耗方面仍面臨一定的挑戰(zhàn)。如何降低材料消耗、提高材料利用率和節(jié)能降耗，是現(xiàn)代大跨度木結構建筑可持續(xù)發(fā)展的重要課題。挪威森林教堂是現(xiàn)代大跨度木結構建筑的代表之一，其設計巧妙地利用了木材的力學性能，實現(xiàn)了大跨度的教堂穹頂結構。穹頂采用懸索結構體系，由兩層反向彎曲的膠合板和蒙皮組成，具有一定的柔韌性，能夠適應地震等自然災害的影響。同時，教堂采用嵌入式墻體設計，提高了建筑的保溫性能和整體穩(wěn)定性。該案例的優(yōu)點在于其設計巧妙地解決了大跨度建筑的結構難題，展現(xiàn)了木材的潛力。然而，其缺點在于施工難度較大，對構件的形狀和尺寸精度要求較高。該案例沒有充分考慮可持續(xù)發(fā)展的要求，例如材料利用率和節(jié)能降耗等方面仍有待提高。日本福島核電站避難所采用了現(xiàn)代大跨度木結構建筑的設計方案，旨在為核電站工作人員提供一個安全、可靠的避難場所。避難所的跨度達到20米，采用鋼框架與木格柵相結合的結構體系，具有較高的承載力和抗震性能。同時，該建筑采用重型履帶式起重機進行吊裝，實現(xiàn)了快速、精確的施工。該案例的優(yōu)點在于其采用了先進的設計和施工工藝，實現(xiàn)了大跨度建筑的結構需求。然而，其缺點在于成本較高，對機械設備的依賴程度較大。該案例沒有充分考慮可持續(xù)發(fā)展的要求，例如材料利用率和節(jié)能降耗等方面仍有待提高。計算機輔助設計：借助先進的計算機輔助設計軟件，如AutoCAD、Revit等，進行建筑結構的概念設計、詳細設計和施工圖設計。這些軟件能夠提高設計效率，減少誤差和沖突，從而實現(xiàn)優(yōu)化設計。隨著人們對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的日益，現(xiàn)代大跨度木建筑以其獨特的結構和表現(xiàn)手法，成為建筑領域中的一股清流。本文將探討現(xiàn)代大跨度木建筑的結構形式、表現(xiàn)手法和案例分析，并展望其未來發(fā)展。現(xiàn)代大跨度木建筑的結構形式多種多樣，其中較為常見的包括網(wǎng)狀結構、框架結構、懸索結構等。網(wǎng)狀結構是一種由梁和柱組成的結構形式，具有較好的承載能力，可以適應較大的跨度。網(wǎng)狀結構在木建筑中通常與防火、防腐等措施結合使用，以確保建筑的使用壽命和安全性?？蚣芙Y構是一種由梁、柱和板等部件組成的結構形式，具有較高的強度和剛度。在木建筑中，框架結構的零部件一般采用標準化和模塊化的設計，以提高施工效率。懸索結構是一種由懸索和吊桿組成的結構形式，具有較大的跨度和自重較輕的特點。在木建筑中，懸索結構通常與其它結構形式結合使用，以實現(xiàn)更大跨度的跨越?，F(xiàn)代大跨度木建筑的表現(xiàn)手法和材料選擇也至關重要。木材作為一種環(huán)保、可持續(xù)的材料，在現(xiàn)代大跨度木建筑中得到了廣泛應用。通過選擇不同種類的木材，如橡木、松木、胡桃木等，可以呈現(xiàn)出不同的紋理和色澤，從而增強建筑的表現(xiàn)力。木材的加工方式也會影響建筑的表現(xiàn)效果，如采用鏤空、雕刻、染色等工藝，可以使木建筑更具藝術感和觀賞性。在燈光和色彩方面，可以通過運用LED燈、光纖燈等照明設備，以及采用多種色彩搭配，突出建筑的結構和氛圍，使整個建筑顯得更加生動、立體。以某展覽中心為例，該建筑采用懸索結構形式，以實現(xiàn)對大空間的覆蓋。懸索結構的跨度較大，使得展覽中心具有寬敞的空間感。同時，選用經(jīng)過特殊處理的木材作為建筑材料，以其耐用性和環(huán)保性，確保建筑的長久使用。在表現(xiàn)手法上，展覽中心運用了染色和雕刻工藝，使木材表面呈現(xiàn)出豐富多彩的色彩和圖案，突顯出建筑的藝術氣息。通過巧妙布置的燈光，強調(diào)了建筑的結構和線條，增添了展覽中心的立體感和層次感。再以某文化活動中心為例，該建筑采用框架結構形式，具有較高的強度和剛度。框架結構的零部件采用標準化設計，使得施工效率得到提高。在材料方面，文化活動中心選擇了經(jīng)過防腐處理的松木，以保證建筑的耐久性。通過運用鏤空和雕刻工藝，使得松木框架與玻璃幕墻相結合，創(chuàng)造出通透而富有藝術感的室內(nèi)空間。在燈光設計上，運用了光纖燈和LED燈等多種照明設備，突顯出建筑的結構美和現(xiàn)代感。現(xiàn)代大跨度木建筑以其獨特的結構和表現(xiàn)手法，在現(xiàn)代建筑領域中具有重要的應用價值。不同的結構形式和材料選擇可以呈現(xiàn)出不同的建筑風格和特色?，F(xiàn)代大跨度木建筑在環(huán)保、節(jié)能和文化傳承等方面也具有積極意義。隨著科技的進步和社會的發(fā)展，現(xiàn)代大跨度木建筑將會在更多領域得到廣泛應用，并為我們創(chuàng)造更加美好的生活環(huán)境。大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑（混凝土），2003版鋼結構規(guī)范1條規(guī)定跨度60m以上的結構為大跨度結構。主要用于民用建筑的影劇院、體育場館、展覽館、大會堂、航空港以及其他大型公共建筑。在工業(yè)建筑中則主要用于飛機裝配車間、飛機庫和其他大跨度廠房。大跨度建筑結構包括網(wǎng)架結構、網(wǎng)殼結構、懸索結構、桁架結構、膜結構、薄殼結構等基本空間結構及各類組合空間結構。在一些建筑中，由于功能的要求，必須是大空間而且中間不容許立柱，如體育館、影劇院、展覽館、大會堂、候機、候車、候船大廳等公共建筑和工業(yè)建筑的廠房、飛機庫和其他大型倉庫等。大跨度建筑的屋蓋結構主要有：門式剛架、薄腹梁、折板、桁架、拱、殼體、網(wǎng)架、懸索和薄膜結構等形式。大跨度建筑在古代羅馬已經(jīng)出現(xiàn)，如公元120~124年建成的羅馬萬神廟，呈圓形平面，穹頂直徑達43．3m，用天然混凝土澆筑而成，是羅馬穹頂技術的光輝典范。在萬神廟之前，羅馬最大的穹頂是公元1世紀阿維奴斯地方的一所浴場的穹頂，直徑大約38m。然而大跨度建筑真正得到迅速發(fā)展還是在19世紀后半葉以后，特別是第二次世界大戰(zhàn)后的幾十年中。例如1889年為巴黎世界博覽會建造的機械館，跨度達到115m，采用三鉸拱鋼結構；又如1912-1913年在波蘭布雷斯勞建成的百年大廳直徑為65m，采用鋼筋混凝土肋穹頂結構。目前世界上跨度最大的建筑是美國底特律的韋恩縣體育館，圓形平面，直徑達266m，為鋼網(wǎng)殼結構。我國大跨度建筑是在解放后才迅速發(fā)展起來的，20世紀70年代建成的上海體育館，圓形平面，直徑110m，鋼平板網(wǎng)架結構。我國目前以鋼索及膜材做成的結構最大跨度已達到320m。大跨度建筑迅速發(fā)展的原因一方面是由于社會發(fā)展使建筑功能愈來愈復雜，需要建造高大的建筑空間來滿足群眾集會、舉行大型的文藝體育表演、舉辦盛大的各種博覽會等；另一方面則是新材料、新結構、新技術的出現(xiàn)，促進了大跨度建筑的進步。一是需要，二是可能，兩者相輔相成，相互促進，缺一不可。例如在古希臘古羅馬時代就出現(xiàn)了規(guī)模宏大的容納幾萬人的大劇場和大角斗場，但當時的材料和結構技術條件卻無法建造能覆蓋上百米跨度的屋頂結構，結果只能建成露天的大劇場和露天的大角斗場。19世紀后半期以來，鋼結構和鋼筋混凝土結構在建筑上的廣泛應用，使大跨度建筑有了很快的發(fā)展，特別是近幾十年來新品種的鋼材和水泥在強度方面有了很大的提高，各種輕質(zhì)高強材料、新型化學材料、高效能防水材料、高效能絕熱材料的出現(xiàn)，為建造各種新型的大跨度結構和各種造型新穎的大跨度建筑創(chuàng)造了更有利的物質(zhì)技術條件。大跨度建筑發(fā)展的歷史比起傳統(tǒng)建筑畢竟是短暫的，它們大多為公共建筑，人流集中，占地面積大，結構跨度大，從總體規(guī)劃、個體設計到構造技術都提出了許多新的研究課題，需要建筑工作者去探究。從迄今還保存著的古希臘宏大的露天劇場遺跡來看，人類大約在兩千多年前，就有擴大室內(nèi)空間的要求。古代建筑室內(nèi)空間的擴大是和拱結構的演變發(fā)展緊密聯(lián)系著的，從建筑歷史發(fā)展的觀點來看，一切拱結構-包括各種形式的券、筒形拱、交叉拱、穹隆-的變化和發(fā)展，都可以說是人類為了謀求更大室內(nèi)空間的產(chǎn)物。券拱技術是羅馬建筑最大的特色及成就，它對歐洲建筑做出了巨大的貢獻，影響之大無與倫比。羅馬建筑典型的布局方法、空間組合、藝術形式和風格以及某些建筑的功能和規(guī)模等等都是同券拱結構有密切聯(lián)系。拱形結構在承受荷重后除產(chǎn)生重力外還要產(chǎn)生橫向的推力，為保持穩(wěn)定，這種結構必須要有堅實、寬厚的支座。例如以筒形拱來形成空間，反映在平面上必須有兩條互相平行的厚實的側(cè)墻，拱的跨度越大，支承它的墻則越厚。很明顯，這必然會影響空間組合的靈活性。為了克服這種局限，在長期的實踐中人們又在單向筒形拱的基礎上，創(chuàng)造出一種雙向交叉的筒形拱。而之后為了建筑的發(fā)展熱門又創(chuàng)造出了穹隆結構穹隆結構也是一種古老的大跨度結構形式，早在公元前14世紀建造的阿托雷斯寶庫所運用的就是一個直徑為5米的疊澀穹隆。到了羅馬時代，半球形的穹隆結構已被廣泛地運用于各種類型的建筑，其中最著名的要算潘泰翁神廟。神殿的直徑為3米，其上部覆蓋的是一個由混凝土做成的穹隆結構。在大跨度結構中，結構的支點越分散，對于平面布局和空間組合的約束性就越強；反之，結構的支承點越集中，其靈活性就越大。從羅馬時代的筒形拱衍變成高直式的尖拱拱肋結構；從半球形的穹隆結構發(fā)展成帶有帆拱的穹隆結構，都表明由于支承點的相對集中而給空間組合帶來極大的靈活性。桁架也是一種大跨度結構。在古代，雖然也有用木材做成各種形式的構架作為屋頂結構的，但是符合力學原理的新型桁架的出現(xiàn)卻是現(xiàn)代的事。桁架結構雖然可以跨越較大的空間，但是由于它自身具有一定的高度，而且上弦一般又呈兩坡后曲線的形式，所以只適合擔當作屋頂結構。網(wǎng)架結構也是一種新型大跨度空間結構。它具有剛度大、變形小、應力分布均勻、能大幅度地減輕結構自重和節(jié)省材料等優(yōu)點。網(wǎng)架結構可以用木材、鋼筋混凝土或鋼材來做，并且具有多種多樣的形式，使用靈活方便，可適應于多種形式的建筑平面的要求。國內(nèi)外許多大跨度公共建筑或工業(yè)建筑均普遍地采用這種新型的大跨度空間結構來覆蓋巨大的空間。網(wǎng)架結構可分為單層平面網(wǎng)架、單層曲面網(wǎng)架、單層平板網(wǎng)架和雙層穹隆網(wǎng)架等多種形式。單層平面網(wǎng)架多由兩組互相正交的正方形網(wǎng)格組成，可以正方，也可以斜放。這種網(wǎng)架比較適合于正方形或接近于正方形的巨型平面建筑。如果把單層平面網(wǎng)架改變?yōu)榍?拱或穹隆網(wǎng)架，或可以進一步提高結構的剛度并減小構件所承受的彎曲力。從而增大結構的跨度。網(wǎng)架結構像框架結構一樣，承重系統(tǒng)與非承重系統(tǒng)有明確的分工，即支承建筑空間的骨架是承重系統(tǒng)，而分割室內(nèi)外空間的圍護結構和輕質(zhì)隔斷，是不承受荷載的。在網(wǎng)架結構體系下，室內(nèi)空間常依照功能要求進行分隔，可以使封閉的，也可以是半封閉或開敞的。當今，空間平板網(wǎng)架結構在我國已有較大發(fā)展，而由于網(wǎng)架結構多采用金屬管材制造，能承受較大的縱向彎曲力，與一般鋼結構相比，可節(jié)約大量鋼材和降低施工費用（根據(jù)有關資料統(tǒng)計，節(jié)約鋼材約35%，降低施工費用約25%，甚至在某些情況下，耗鋼量接近于普通鋼筋混凝土梁中的鋼筋數(shù)量）。因此，空間網(wǎng)架的結構形式，用于大跨度建筑具有很大的經(jīng)濟意義。另外，由于空間平板網(wǎng)架具有很大的剛度，所以結構高度不大，這對于大跨度空間造型的創(chuàng)作，具有無比的優(yōu)越性。一般而言，用輕質(zhì)高強材料做成的結構，若按強度計算，其剖面尺寸可以大大地減小，但是這種結構在荷載的作用下，卻容易因變形而失去穩(wěn)定并最后導致破壞。而殼體結構正是由于合理的外形，不僅內(nèi)部應力分配既合理又均勻，同時又可以保持極好的穩(wěn)定性，所以殼體結構盡管厚度極小卻可以覆蓋很大的空間。殼體結構的剛度，取決于它的合理形狀，而不像其他結構形式需要加大結構斷面，所以材料消耗量低；其靜載也不像其他結構形式那樣隨跨度增大而加大，所以其厚度可以做得很??；該結構的承重和無蓋合二為一，使其更加經(jīng)濟有效，且在建筑空間利用上越加充分。殼體結構按其受力情況不同可以分為折板、單曲面殼和雙曲面殼等多種類型。在實際應用中，殼體結構的形式更是豐富多彩的。例如悉尼歌劇院，其外觀為三組巨大的殼片，聳立在一南北長186米、東西最寬處為97米的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構的基座上。而殼體結構既可以單獨使用又可以組合起來使用；既可以用來覆蓋大面積空間，又可以用來覆蓋中等面積的空間；既適合方形、矩形平面要求，又可以適應圓形平面、三角形平面，及至其他特殊形狀平面的要求。因為殼體結構屬于高效能空間薄壁結構范疇，可以適應于力學要求的各種曲線形狀，所以其承受彎曲及扭轉(zhuǎn)的能力遠比平面結構系統(tǒng)大。另外，因結構受力均勻，因而可充分發(fā)揮材料的材耗，所以殼體結構體系非常適用于大跨度的各類建筑。由于鋼的強度很高，很小的截面就能夠承受很大的拉力，因而在本世紀初就開始用鋼索來懸吊屋頂結構。懸索在均勻荷載作用下必然下垂而呈懸鏈曲線的形式，索的兩端不僅會產(chǎn)生垂直向下的壓力，而且還會產(chǎn)生向內(nèi)的水平拉力。單向懸索結構為了支承懸索并保持平衡，必須在索的兩端設置立柱和斜向拉索，以分別承受懸索所給予的垂直壓力和