大跨度建筑形式、屋顶构造及中庭设计的论述

大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑。在一些建筑中，由于功能的要求，必须有大空间而且中间不容许有立柱，如国家大剧院、国家体育场（鸟巢）、国家游泳中心（水立方）、上海大剧院、广州大剧院、大兴机场等公共建筑和工业建筑的厂房、飞机库以及其他大型仓库等。

大跨度建筑发展的历史相比传统建筑较为短暂，它们大多为公共建筑，且人流集中、占地面积大、结构跨度大，从总体规划、局部设计到构造技术都提出了许多新的研究课题，需要建筑工作者去探索。本章就大跨度建筑的形式、大跨度建筑的屋顶构造、大跨度建筑的中庭设计三个问题进行论述。

大跨度建筑在古代罗马已经出现，如公元120—124年建成的罗马万神庙，其平面呈圆形，穹顶直径达43.3m，用天然混凝土浇筑而成，是罗马穹顶技术的光辉典范。近代大跨度结构建筑至19世纪末已有较大发展，如1889年巴黎世界博览会的机械馆，采用三铰拱式的钢结构，跨度达115m。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更多新的结构形式，如1912—1913年在波兰布雷斯劳建成的百年大厅，采用钢筋混凝土穹隆顶，直径达65m，覆盖面积为5300m2。第二次世界大战后，人们开始考虑扩大建筑物的跨度和减轻结构自重，鉴于梁的腹部抗力不大，遂加以挖空而形成自重较小和与梁受力不同的桁架结构，继而又鉴于受压构件比受弯构件能节省材料，创造了使相邻截面仅受挤压的拱结构，更加扩大了结构的跨度。继高强铜材的出现，人们又将拱倒置，使其结构内部由受压变为受拉，消除了受压结构所担心的失稳问题，逐步形成了能更有效地利用材料和跨度更大的悬索（单悬索）。不过，上述的几种结构都属平面结构体系，都是把结构构件本身作为独立的单元来考虑的。如果把所有组成的构件协同起来，从空间角度考虑的话，整体作用就会大于单个构件作用之和。而且，多向受力比单向受力更能发挥材料的潜力，空间工作比平面工作更符合力的自然传递路线，这就导致了空间结构的产生。于是，出现了薄壳结构、薄膜结构、网架结构、悬索结构等空间结构体系。(www.xing528.com)

大跨度建筑迅速发展的原因，一方面是社会发展使建筑功能越来越复杂，需要建造高大的建筑空间来满足群众集会、举行大型的文艺体育表演、举办盛大的博览会等的需求；另一方面则是新材料、新结构、新技术的出现，促进了大跨度建筑的进步。例如在古希腊、古罗马时代就出现了规模宏大的容纳几万人的大剧场和大角斗场，但当时的材料和结构技术条件无法建造能覆盖上百米跨度的屋顶结构，结果只能建成露天的大剧场和露天的大角斗场。19世纪，大跨度建筑又有新的发展，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，使丰富的空间结构不断出现，覆盖面积日益扩大，为建造各种新型的大跨度结构和各种造型新颖的大跨度建筑创造了更有利的物质技术条件。