大跨度建筑

结构类型

大跨度建筑的结构系统可以分为两组:受弯曲的结构，既有拉伸力也有压缩力;索状结构，既有单纯的拉伸力也有压缩力张力或者纯粹的压缩。由于桥梁是一种常见的大跨度结构，桥梁和大跨度建筑之间的发展一直相互作用。弯曲结构包括主梁、双向网架、桁架、双向桁架和空间桁架。它们具有不同的最佳深跨比，单向桁架从1:5到1:15，空间桁架从1:35到1:40。的索道结构包括抛物线拱，隧道拱顶和圆顶，其作用是纯压缩，其高跨比为1:10至1:2，以及斜拉屋顶，自行车车轮和扭曲的张力面，以纯张力作用。在这些大跨度结构的一般形式中，使用的材料和组装所需的劳动力是其他经济因素的重要约束。

木材结构

胶合层压木材可作为大跨度材料。它可以用金属连接器预制成跨度达45米(150英尺)的桁架。然而，它最经济的形式是纯压缩形状的多拱拱顶，跨度可达93米(305英尺)，以及跨度可达107米(350英尺)的肋状穹顶。这些经常被用作工业储存材料，如氧化铝，盐和钾肥，会腐蚀钢铁或混凝土．这种木结构通常只在森林地区附近发现;运输木材运输到其他地区增加了成本。

钢结构

钢是大跨度结构的主要材料。弯曲结构最初是为桥梁开发的，例如板梁桁架，用于大跨度建筑。板梁由钢板焊接而成梁它们比标准的轧制形状要深，跨度可达60米(200英尺);然而，他们并不是很有效地利用他们的材料。桁架是空心梁，其中的应力被引导成细长的线性构件，这些构件由轧制形状制成，通过焊接或螺栓连接成稳定的三角形结构。桁架构件的作用要么是纯压缩，要么是纯拉伸:在顶部和底部水平构件中，力在跨度中心最大，在垂直和对角线上，力在支承处最大。桁架的弯曲效率很高，跨度达到190米(623英尺)。双向网格可以由板梁或桁架构成，跨越面积达91米(300英尺)的正方形空间;这种双向结构效率更高，但建造成本更高。

高效的索道形式用于最长的跨度。金库由一排排的抛物线拱组成，通常为桁架形式，以获得更大的刚度，已用于跨度达98.5米(323英尺)。钢桁架穹顶，尤其是Schwedler三角穹顶，是几个大型有顶体育场的选择，最大跨度为204.2米(669英尺)。斜拉桥的屋顶建筑是另一种结构体系派生的从桥建筑．一个平屋顶结构在弯曲时，由高于屋顶水平的桅杆向下辐射的钢索支撑;跨度高达72米(236英尺)。另一种缆索形式是the自行车轮屋顶，由小压缩杆隔开的两层辐射拉索将小的内拉环连接到外压环，外压环由立柱支撑。

张拉索网使用从桅杆或连续肋上拉伸的索网，形成负曲率的绷紧表面，如马鞍形或喇叭形;电缆网络可更换为合成面料的张力面形成。另一种使用张力索的织物结构是充气膜。电缆网络通过连续的接缝连接到织物上，电缆和织物的组装由边缘的压缩环支撑。建筑内部的气压略有增加，以抵抗外部风压。这一增长可能只有1.5%大气压力，即使在大型建筑中，压缩机相对较小，也可以保持这种状态。电缆使织物变硬，防止在不均匀的风压下颤振，并在意外通缩的情况下支撑织物。