论大跨度建筑结构形式与设计

赵 宇

(山西省煤炭建设监理有限公司，山西太原 030006)

0 引言

大跨度建筑的灵魂都是基于力学的原理和自然的灵感，如乔木树冠、贝壳等，存在于自然界的许多事物，都为人类的创造提供了范本。大跨度结构的建筑样式繁多，如穹顶结构、张拉结构、卡斯藤结构、树状结构、开合结构、膜结构等。人们不再满足设计简单的建筑，而是逐渐往受力更大、跨度更大、空间利用更合理、更加美观等方向发展。人们对建筑空间结构要求的变化，其实反映的是人类建筑的发展，只有将精确的计算和新颖的设计相互结合，所建造的建筑才能满足人们需求。

1 刚架结构形式及特点

刚架结构可以根据其不同的特点分为三种:无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架。前两种属于超静定结构，刚架的结构刚度比较大，但若是地基条件比较差，产生不均匀沉降时，刚架结构容易产生附加内力。而三铰刚架则与之相反，属于静定结构，当其处于条件较差的地基环境时，刚架不会产生附加内力。但是三铰刚架的刚度却不如前两种结构好，所以三铰刚架一般被跨度较小的建筑采用，无铰刚架和两铰刚架则用于跨度比较大的建筑结构，可以形成高低跨、悬挑跨、多跨和单跨等风格不一的建筑外形。

刚架是指柱和横梁整体连接的结构，介于柱和横梁都是刚性节点，同时在竖向荷载的作用下，柱体对横梁有一定的约束作用，从而能够减少横梁的跨中弯矩。同样横梁对柱体的约束力可以减少柱内的弯矩。……