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摘要：随着中国经济社会的不断发展，中国的城镇化建设进展顺利，许多高层建筑也逐渐建成。建筑业发展迅速，建成了大量世界知名地标。这表明中国建筑技术取得了巨大成就，接近甚至已经达到了世界先进水平。大跨度空间结构是一种在大型施工项目中使用的建筑结构，对大跨度空间结构的利用程度反映了一个国家的施工技术水平，是在建筑领域受到重视的一种结构体系，具有很大的研究价值。 本文重点分析了大跨度建筑中几种建筑结构。
关键词：大跨度建筑结构；桁架结构与网架结构；悬索结构
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。
一、桁架结构与网架结构
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。
二、拱券结构及穹隆结构
拱卷结构是当前建筑发展中最为常见的结构形式，其被广泛的应用在西方建筑结构当中，在古希腊最为常见，其建筑结构设计和发展的前提基础，更是当前建筑发展中的主要施工措施和施工完善体系。人类大约在两千多年前，就有扩大室内空间的要求。在古代建筑施工的过程中，由于建筑技术手段和施工工艺的欠缺，使得在建筑施工的过程中对空间利用不够完善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆古代建筑室内空间的扩大是和拱结构的演变发展紧密联系着的，是通过拱门形式进行结构结构的连接和变化。人类为了谋求更大室内空间在建筑施工的过程中采用各种技术分析手段和控制措施对建筑结构进行严格的设计和管理。券拱技术是罗马建筑最大的特色及成就，它对欧洲建筑做出了巨大的贡献，影响之大无与伦比。罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式和风格以及某些建筑的功能和规模等等都是同券拱结构有密切联系。
拱形结构在承受荷重后除产生重力外，也产生横向推力，为了保持稳定性，该结构必须具有坚固，大方的轴承。例如，形成空间的圆柱拱形，其反映在平面上必须具有彼此平行的两个厚实的侧壁，拱的跨度越大，壁越厚才能支撑，但显然这将不可避免地影响到空间组合的灵活性。因此，为了克服这个限制，在长期的实践中，人们在单向筒形拱的基础上创造了一个双向交叉的筒形拱。
三、索张拉结构体系
索张拉结构基本受力构件有三类：受压构件、受弯构件和受拉构件。
对于受压构件，当构件长细比较大时，由于构件会发生整体失稳，构件的作用不能充分发挥。对于受弯构件，由于构件截面应力不均匀，截面边缘的最大应力往往控制构件的设计，使得构件材料不能充分发挥作用。
在结构体系中巧妙利用张拉构件，结合少数刚性受压构件，可构成受力合理的高效张拉结构体系，不仅承载力高、刚度大，且能使各种材料的强度均得到很好的发挥。
四、壳体结构
一般而言，用轻质高强材料做成的结构，若按强度计算，其剖面尺寸可以大大地减小，但是这种结构在荷载的作用下，却容易因变形而失去稳定并最后导致破坏。而壳体结构正是由于合理的外形，不仅内部应力分配既合理又均匀，同时又可以保持极好的稳定性，所以壳体结构尽管厚度极小却可以覆盖很大的空间。
壳体结构的刚度，取决于它的合理形状，而不像其他结构形式需要加大结构断面，所以材料消耗量低；其静载也不像其他结构形式那样随跨度增大而加大断面高度，所以其厚度可以做得很薄；该结构的承重和屋盖合而为一，使其更加经济有效，且在建筑空间利用上越加充分。
壳体结构按其受力情况不同可以分为折板、单曲面壳和双曲面壳等多种类型。在实际应用中，壳体结构的形式更是丰富多彩的。
因为壳体结构属于高效能空间薄壁结构范畴，可以适应于力学要求的各种曲线形状，所以其承受弯曲及扭转的能力远比平面结构系统大。另外，因结构受力均匀，因而可充分发挥材料的材耗，所以壳体结构体系非常适用于大跨度的各类建筑。
五、膜结构
膜结构是张力结构体系的一种。它以具有优良性能的柔软织物为膜材，由膜内的空气压力支承膜面（充气式膜结构或所承式膜结构），或利用钢索或风性支承结构向膜内预施加张力（张力膜结构），从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
膜结构具有如下特点：造型活泼优美，富有时代气息；自重轻，适合大跨度的建筑，充分利用自然光，减少能源消耗；价格相对低廉，施工速度快；结构抗震性能好。充气膜结构有单层、双层、气肋式三种形式，充气膜结构一般需要长期不间断地能源供应，在低拱度大跨度建筑中的单层膜结构必须是封闭的空间，以保持一定气压差。但是，在气候恶劣的地方，空气膜结构的维护有一定的困难，不少建筑曾遭意外的漏气而下瘪。
六、结语
大跨度结构的表现形式是多种多样的，在建筑设计创作中，结构因素的影响是举足轻重的，总是与良好的结构形式相辅相成浑然一体的。大跨度空间结构是目前发展最快的结构类型，其作为核心的空间结构技术的发展是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。
参考文献
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论文作者:郭晓霞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/19
标签：结构论文; 网架论文; 建筑论文; 构件论文; 建筑结构论文; 壳体论文; 桁架论文; 《防护工程》2017年第26期论文;