简史 古代罗马已有大跨度拱顶(见古罗马建筑)。近代大跨度结构建筑至19世纪末已有较大成就。如1889年巴黎世界博览会的机械馆,是用三铰拱式的钢结构,跨度达115米。20世纪初,金属材料的进步和钢筋混凝土技术的发展,促使大跨度建筑出现很多新的结构形式。如1912~1913年在波兰布雷斯劳建成的百年大厅,采用钢筋混凝土穹窿顶,直径达65米,覆盖面积5300平方米。第二次世界大战后,大跨度建筑又有新的发展,以欧洲国家、美国和墨西哥发展最快。这个时期的大跨度建筑广泛地应用各种高强轻质材料(如合金钢、特种玻璃)和化学合成材料,减轻了大跨度结构的自重,使新颖的空间结构不断出现,覆盖面积日益扩大。 结构类型 有折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等(见图)。折板屋顶结构 一种由许多块钢筋混凝土板连接成波折形的整体薄壁折板屋顶结构。这种折板也可作为垂直构件的墙体或其他承重构件使用。折板屋顶结构组合形式有单坡和多坡,单跨和多跨,平行折板和复式折板等,能适应不同建筑平面的需要。常用的截面形状有V形和梯形,板厚一般为5~10厘米,最薄的预制预应力板的厚度为3厘米。跨度为6~40米,波折宽度一般不大于12米,现浇折板波折的倾角不大于30°;坡度大时须采用双面模板或喷射法施工。折板可分为有边梁和无边梁两种。无边梁折板由若干等厚度的平板和横隔板组成,V形折板是无边梁折板的一种常见形式。有边梁折板由板、边梁、横隔板等组成,一般为现浇,如1958年建成的巴黎联合国教科文组织总部大厦会议厅的屋顶,是意大利P.L.奈尔维设计施工的。他按照应力变化的规律,将折板截面由两端向跨中逐渐增大,使大厅屋顶的外形富有韵律感。壳体屋顶结构 用钢筋混凝土建造的大空间壳体屋顶结构。壳体形式有圆筒形、球形扁壳,劈锥形扁壳和各种单曲、双曲抛物面、扭曲面等形式。美国在40年代建造的兰伯特圣路易市航空港候机室,由三组厚11.5厘米的现浇钢筋混凝土壳体组成,每组是两个圆柱形曲面壳体正交,并切割成八角形平面状,相接处设置采光带。两个圆柱形曲面相交线作成突出于曲面上的交叉拱,既增加了壳体强度,又把荷载传至支座。支座为铰结点,壳体边缘加厚,有加劲肋,向上卷起,使壳体交叉拱的建筑造型简洁别致。德国学者U.F.瓦尔德和F.迪欣格尔等对壳体结构理论作出贡献。