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建筑构造第三章大跨度建筑构造•本节课主要内容：▫1、悬索结构有哪些结构类型及特点？▫2、膜结构有哪些结构类型及特点？▫3、彩色压型钢板屋面优缺点、适用范围及屋面接缝方式。▫4、中庭形式及设计要求。▫5、高层建筑中厅防火措施。▫6、中庭天窗形式及构造设计要点。2.7悬索结构及其造型•特点•结构类型——悬索结构的特点•特点分工明确——索网：钢索，只受轴向拉力——边缘构件：梁、桁架、拱等，和索网通过锚固件固定连接——支承结构：柱•适用范围：造型新颖、跨度大、施工简便，建筑功能灵活，在大跨度建筑中应用广泛。金门大桥南京长江三桥——悬索结构的类型1）单层单曲面悬索悬索类型●单层单曲面双层单曲面轮辐式鞍形美国华盛顿机场——悬索结构的类型1）单层单曲面悬索悬索类型●单层单曲面●双层单曲面轮辐式鞍形2）双层单曲面悬索——轮辐式悬索•类型单层单曲面双层单曲面●轮辐式鞍形2）双层单曲面悬索——鞍形悬索•类型单层单曲面双层单曲面轮辐式●鞍形悬索结构优缺点：•优点：▫自重轻▫便于建筑造型，容易适用于各种平面▫施工方便，费用低▫创造良好物理性能的建筑空间•缺点：▫稳定性差，尤其是单索结构▫边缘构件和下部支撑结构耗材多2.8膜结构及其建筑造型•类型张拉膜结构骨架支撑膜空气支撑膜结构膜结构技术概念：用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。特点：造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。适用范围：适用于大型体育场馆、人口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。张拉膜•也称帐篷式结构，由撑杆、拉索和薄膜面层三部分组成，通过张拉，使膜结构呈反向的双曲面形式，从而达到空间稳定性。•结构边界可以是刚性边缘构件，也可以是柔性索。•适用：张拉式索膜结构富于表现力，结构性能强，适用于场馆看台及娱乐空间，标志性小品，绿色漫步道、商业步行街、建筑入口及膜结构屋顶等左图：威海体育中心右上：佛山世纪莲右下：青岛颐中体育场慕尼黑奥林匹克体育场骨架支撑膜•以刚性骨架为承重结构，在骨架上敷设张紧膜材的结构形式。•特点：膜材仅作表皮材料，起到围护和造型的作用，设计制作相对简单，造价低，适用于各大跨度建筑。延安体育馆西看台“鸟巢”充气膜•薄膜系统充气后，使之能够承受外力，形成骨架与维护系统，两者结合为统一的整体。•最大的优越性：自重可以从略不计。•缺点：形象单一，空气要求封闭，应用面较窄。•适用范围：体育馆、展览馆等，且特别适合于防震救灾等临时性及永久性建筑。慕尼黑安联体育场FIFAWorldCupStadium,Munich，2005国家游泳中心(水立方)2007年建成优缺点：•优点：▫1、自重轻、跨度大，抗震性能好；▫2、建筑造型自由丰富；▫3、施工方便；▫4、透光性；▫5、自洁性。•缺点：▫1、耐久性差；2、保温隔热性能及隔音效果都不及传统建筑材料。3.大跨度建筑屋顶构造3.1概述大跨度屋顶设计要求：——跨度大，故要求自重较轻，应选择质轻高强的材料与构造做法；——多为大型公共建筑，故要求耐久性好，使用年限长，应选用耐久性材料和构造方法；——空间大、要求高，故防水保温隔热性能要求较高；——大量人群聚集，故防火安全要求高；——多为重要标志性建筑，故屋顶造型能力要求较高。3.大跨度建筑屋顶构造3.1概述•屋顶构造组成——承重结构——屋面基层有檩方案、无檩方案——保温层或隔热层——屋面面层（防水层）•防水材料——橡胶卷材——涂膜——金属瓦屋面——彩色压型钢板屋面——屋顶构造组成：有檩方案与无檩方案(1)、卷材防水层(2)、涂膜防水层•优点：涂膜防水层能够适应任何复杂的屋面形状；使用寿命较长；屋面自重较轻；施工简单。•缺点：涂膜厚度比较薄，容易破损。•分类：铺丝布和不铺玻璃丝布两类涂膜防水屋面构造做法涂膜防水屋面构造做法（3）金属瓦防水层•用镀锌铁皮瓦或铝合金瓦做防水层。•优点：屋面自重轻、防水性能好、使用年限长•缺点：瓦材拼接多、费工费时、造价高（4）彩色压型钢板屋面•用防腐性能很高的彩色压型钢板作为屋面防水层。•优点：▫质轻高强；▫施工安装块且容易；▫色彩艳丽，质感强，艺术效果好；▫应用范围广。•缺点：▫造价高3.4彩色压型钢板屋面构造1）彩板断面形式2）彩板规格3）彩板构造层次与拼缝构造•彩色压型钢板屋面——构造层次与细部构造：3.3中庭天窗构造•中庭通常是一个大跨度的多功能共享空间。1）中庭的形式及设计要求·中庭的基本形式·中庭的设计要求1．节能要求2．采光要求1）选择好天窗位置及形式；2）控制中庭尺寸比例关系；3）妥善处理中庭各墙面的反光性质。3．气候控制要求——中庭的节能要求——选择天窗位置•（1）温热气候和常年阴天较多地区，选用玻璃顶。•（2）炎热地区选用侧天窗，避免直射光进入。中庭天窗形式a.棱锥型天窗b.斜坡式天窗玻璃面的坡度一般为15°----30°，坡长一般在15m以内c.拱形天窗d.圆穹形天窗e.锯齿形天窗炎热地区有一定优势f.各种组合式天窗2）中庭的消防安全设计·中庭的防火措施可参照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045)对高层建筑中庭防火措施的规定:(1)房间与中庭回廊的门应设自动关闭的乙级防火门；(2)与中庭相连的过厅通道外，应设防火大门或防火卷帘门分隔；(3)中庭每层回廊应设有自动灭火系统，其喷头间距不小于2m，不大于3.8m，中庭高度超过8m时，还应增水幕设备；(4)中庭每层回廊应设火灾自动报警设备；(5)应按规定设排烟设施:①净空高度小于12m的室内中庭可采用自然排烟措施，其可开启的平开窗或高侧窗的面积不小于中庭面积的50%。②不具备自然排烟条件及净空高度超过12m的室内中庭设置机械排烟设施。此外，还要在中庭顶棚、走道、周围房间等部位设有烟感探测器。同时还要采取隔离措施，保证周围房间的烟火不窜入中庭空间。·必须使中庭空间能有效地排烟中庭的机械排烟途径可以有两种：——通过中庭排烟或将烟从中庭外部排出。——中庭排烟要求3）中庭天窗构造•在中庭采光处理中，最常用的是金属骨架玻璃采光天窗的方式。•中庭围护结构也可以采用在大跨度建筑中发展起来的织物篷幕结构——充气结构与张拉结构。——天窗材料的选择•采光天窗主要由骨架、透光材料、连接件、胶结密封材料组成。•考虑采光与造型的需要，采用金属骨架玻璃采光天窗。•材料的选择应考虑天窗的实际情况，玻璃通常有4大类：•夹层安全玻璃、丙烯酸酯有机玻璃、聚碳酸酯有机玻璃、及其他玻璃——中庭天窗构造要点着重介绍顶部进光的玻璃顶，设计要求如下：1.安全性能——较高的承载力、足够的强度、连接牢固可靠2.防止天窗冷凝水对室内的影响——设置排水槽，排水槽要保证必要的排水坡度，排水路径不能过长3.天窗应有良好的防水性能——足够的排水坡度、排水路线短捷畅通、接缝严密4.防止眩光对室内的影响——采用具有漫反射性能的透光材料、加设折光构件5.满足建筑安全防护要求——高层建筑中庭的玻璃屋顶，采用金属承重构件时，应设自动灭火设备保护或喷涂防火材料，使其耐火极限达到1小时的要求。顶棚应设有烟感探测器，并应符合中庭排烟设计的要求。6.防雷要求——中庭天窗的相关构造a.玻璃顶的承重结构——一般选用金属结构，常用的结构型式有梁结构、拱结构、架结构、网架结构等。承重结构直接作为安装玻璃的骨架安装玻璃的骨架做成天窗标准单元，再将各单元安装在承重结构上。——连接螺栓、螺丝应采用不锈钢材料。中庭天窗的承重结构---梁结构中庭天窗的承重结构---拱结构中庭天窗的承重结构---桁架结构中庭天窗的承重结构---网架结构b.玻璃的安装采光罩——直接将采光罩安装在玻璃屋顶的承重结构上即可•玻璃顶——由若干玻璃拼接而成，所以必须设置骨架。C、排水处理