大跨度建筑结构形式与建筑造型实例分析 - 图文 (3)

巴黎联合国教科文组织会议大厅

薄壳结构是用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成的薄板结构，呈空间受力状态，主要承受曲面内的轴内力，而弯矩和扭矩很小，所以混凝土强度能得到充分利用。由于是空间结构，强度和刚度都非常好。薄壳厚度仅为其跨度的几百分之一。而一般的平板结构厚度至少是跨度的几十分之一。所以薄壳结构具有自重轻、省材料、跨度大、外形多样的优点，可用来覆盖各种平面形状的建筑物屋顶。但大多数薄壳结构的形体较复杂，多采用现浇施工，费工、费时、费模板，且结构计算较复杂，不宜承受集中荷载，这些缺点在一定程度上影响了它的推广作用。

薄壳结构形式很多，常用的有筒壳、圆顶壳、双曲扁壳，鞍形壳等四种。每种形式的受力特点和产生的空间各有特点，应根据实际来设计。

薄壳结构的建筑造型以各种几何曲面图形为基本特征，基本形式为圆筒形、圆球形、双曲抛物面形。它与梁、板、架一类结构相比，在造型上独具特色，容易给人以新奇感，突出建筑的个性。

悬索用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感。

柔性的悬索在自然状态下不仅没有刚度，其形状也是不确定的。必须采用敷设重屋面或施加预应力等措施，才能赋予一定的形状，成为在外荷作用下具 有必要刚度和形状稳定性的结构。因此也称其为张力结构。

悬索结构按其外形和索网的布置方式分为单曲面曲面悬索和双曲面悬索，单层悬索和双层悬索等形式。

悬索结构的造型与薄壳结构一样是以几何曲面图形为特征，但也有其自身的特点。主要表现在两个方面：一是悬索只能受拉不能受压，外形大多呈凹曲面；二是悬索结构由两种不同材料的构件组成，即钢索网和钢筋混凝土边缘构件，索网的曲面形式多样，边缘构件形式各异，只要改变其中一种，就能创造出与基本形式截然不同的造型。

膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，它以性能优良的织物为材料，或是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，或是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。自从上世纪70年代以来，膜结构在国外已逐渐

应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。膜结构已成为大跨度建筑造型的一个重要手段。

膜结构按其支撑方式通常可以分为张拉式膜结构、骨架式膜结构，空气支承式膜结构三类。膜结构重量轻、跨度大、施工方便，透光性和自洁性好，建筑造型丰富。但其隔声效果较差，耐久性不好。 膜结构的空间研究大楼

除了上述常用的结构外，大跨度结构还有组合网架结构、预应力网格结构、管桁结构，张弦梁结构等。 实例分析：日本代代木体育馆

代代木体育馆是日本建筑大师丹下健三的作品。它是60年代的技术进步的象征，它脱离了传统的结构和造型，被誉为划时代的作品。代代木国立室内综合体育馆的整体构成、内部空间以及结构形式，展示出丹下健三杰出的创造力、想象力和对日本文化的独到理解。

它采用了高张力缆索为主体的悬索屋顶结构，创造出带有紧张感、力动感的大型内

部空间。其结构如下

其类似于悬索桥的系统，两边各有一个半圆形的混凝土的刚环，刚环于地面形成一个倾角，丹下并没有把主揽铆钉在中轴线上，而是在各个端部伸出了一个尖角的铆钉，这样才形成了最终两个错开半圆的样子。钢索吊桥的基本结构形式，沿用到现在的悬索的大跨度屋顶形式

代代木体育馆造型分析

海浪般的视觉冲击又带来仿生学的味道

两片新月形的靠悬索支撑，中间沿用了日本民族中的吊桥撑起了整个建筑，非常的柔性，流动。

代代木体育馆可以说是丹下健三结构表现主义时期的顶峰之作，其最大限度地发挥出材料、功能、结构、比例，直至历史观高度统一的杰出才能。该建筑是丹下健三，也是日本现代建筑发展的一个顶点，日本现代建筑甚至以此作品为界，划分为之前与之后两个历史时期。大跨度建筑独特的结构赋予其独特的造型。这些独特的结构与造型推动着建筑的发展与进步。

结构选型不是单纯的结构问题，而是一个综合性的科学问题。一个优秀的建筑物，建筑与结构必然是有机结合的统一体。当然，要做到这一步并非轻而易举，这需要双方相互了解、互相渗透，具有共同的语言，才能做到结合紧密、配合默契。一个好的结构形式的选择，不仅要考虑建筑上的功能，结构上合理，施工上的可能条件，也要考虑造价上的经济价值和艺术上的造型美观。以建筑构思和结构构思的有机融合去实现建筑个性的艺术表现，这种手法的高明和有效，绝非是那种单纯追求装饰趣味的做法所能比拟的。所以即使是从建筑艺术的角度来看，作为将来的建筑设计工作者，我们也必须提高自己运用结构的素养和技巧。

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