建筑工程中大跨度建筑结构体系分

析

　摘要：伴随着我国经济社会的不断发展，我国的城市化建设快速推进，众多高层建筑拔
地而起，建筑工程行业发展迅猛，涌现出一大批世界闻名的标志性建筑，这表明我国的建
筑工程技术取得了巨大的成果，接近或达到了世界先进水平。大跨度空间结构是大型建筑工
程都会使用的一种建筑结构，对它的利用程度反映了一个国家的建筑科技水平，是建筑领
域备受关注和具有极高研究探讨价值的结构体系。本文主要针对大跨度建筑中的几种建筑结
构体系进行分析探讨。

 

　　关键词：大跨度建筑结构；桁架结构与网架结构；悬索结构；壳体结构；膜结构

 

　　

1 前言 

　　为了满足实际生产建设的需要和人们的审美观念需求，各色各样的建筑类型不断出现
其结构类型也多种多样。随着科学技术的不断发展，一些新技术应用的到建筑结构上，改造
者传统的大跨度建筑结构，使大跨度的建筑结构越来越具有良好的抗压、抗震、稳定性的实
用性能。在实际建筑工程中，桁架结构与网架结构、拱圈结构及穹窿结构、悬索结构、壳体结
构和膜结构等是比较常用的大跨度建筑结构。

 

　　

2 建筑工程中大跨度建筑结构体系分析 

　　

2.1 桁架结构与网架结构 

　　在古代，古人用结实的木材搭建屋顶，支撑房顶砖瓦的覆盖就是桁架结构的最初表现
形式，这是古人总结生活经验而搭设的大跨度空间结构。到了近现代，随着物理学的发展，
尤其是结构力学和高等数学的发展，人们利用工程知识构建了桁架结构的力学模型，是桁
架结构体系不断完善。桁架结构具有很好的大跨度的优良性能，但它不可避免的缺点就是支
撑桁架的承重梁不适宜过高的高度，否则会造成整个体系的不稳定，所以桁架结构一般用
于屋顶的建设这种高度不高的建筑中。

 

　　网架结构也是一种被广泛使用的大跨度建筑结构。网架结构又分为一下几种网状类型的
结构：单层曲面网架，单层平板网架，单层平面网架以及双层穹窿网架等类型。网架结构突
出的特点是具有较大的刚度，变形较小，能平衡分散所受的的承受力，同时结构自身比较
轻，制造材料较少，成本低廉等突出特性。网架结构使用灵活，制作形式和利用形式多样，
具有很优秀的工程使用性，是我国很多建筑都广泛使用的一种结构。另外网架结构可以通过
进一步改造来提高性能，适应多种建筑构型。比如将单层平面网架弯曲改造成单层曲面网架
或双层穹窿网架，以提高结构的刚度和跨度。

 

　　

2.2 拱圈结构与穹窿结构 

　　拱圈结构的利用也具有悠久的历史，大约在两千多年之前就已经被广泛使用来实现建
筑工程的跨度问题。如闻名世界的古希腊露天剧场，散发着艺术美的罗马建筑等都是采用拱
圈结构的建筑方式。由此可见，拱圈结构和人类历史的发展具有密切的关系，拱圈结构也是
人类为了追求获得更大的建筑空间而不断探索的智慧结晶。

 

　　拱形结构在建筑工程中既要受到竖直向下的重力作用，还要受到水平或斜向下的外拉
力作用，因此支撑底座的牢固性和稳定性对拱形结构的影响很大。拱形结构必须靠两侧坚实
的厚墙作为受力支撑，且跨度越大对支承墙的要求也就越厚，而拱形结构是依赖于自身的
拱起形成较大的空间的，所以，这种结构的特点不能保证建筑空间组合的灵活性。为了克服
拱形结构这种弊端，人们改变以往单向拱的形式，又引入一条拱形结构，两者形成双向交
叉的穹窿结构。