大跨度空间结构有哪些类型（现代大跨木结构的6种主要结构形式）

引言

随着现代木结构建造技术的发展，木结构建造大跨度的大型建筑成为可能，并且逐渐成为了建筑设计师们在设计大型建筑时的首选之一。现代大跨木结构建筑融合了现代科技与木结构的自然美感，为建筑赋予独特艺术魅力的同时，也为城市规划开发提供更环保的建筑解决方案。

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现代大跨木结构概况

现代大跨木结构以工程木为主要结构材料，单跨在24m及以上，广泛应用于体育馆、展览馆、影剧院和候机厅等大型公共建筑以及桥梁结构等建筑领域。今天就让我们一起了解现代大跨木结构常见的结构形式，一起探寻它的结构之美。

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现代大跨木结构的6种主要结构形式

01木桁架结构

木桁架结构是由木杆件组成的一种格构架式体系，节点多为铰接。在外力作用下，桁架中的各杆件主要承受轴向力。在一些跨度较大的木桁架结构中通常将下弦杆用圆钢或型钢替代，形成钢木混合结构，这样的组合形式能够提高木桁架结构的刚度，减小变形。

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02木拱结构

拱结构是一种由两端推力维持平衡的曲线或折线形结构，是实现大跨度较为经济的结构体系，也是大跨度木结构的理想形式。木拱结构可以充分地发挥木材的材料性能，同时，构件截面内的竖向压力能够平衡结构的整体剪力。除此之外，现代胶合木不仅可以实现大跨度木拱所需要的较大截面，还可以方便地制作成曲线形构件，满足几何形状要求，因此胶合木木拱结构非常受建筑师的喜爱，常用于主题展馆、城市景观、景区集散中心等建筑的建设。

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03木刚架结构

木刚架结构是由梁和柱通过刚性节点连接而成。梁、柱承受弯矩，刚性节点可将弯矩传递给柱子，形成稳定的结构空间。但相较于拱结构，木刚架结构以受弯为主，结构自重较大，用材较多。

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04木网架结构

木网架结构是由多根木构件按一定规律组合而成的网格状空间结构，一般使用钢板作为连接节点。该结构体系具有空间刚度大、结构稳定性强、构件规格统一、施工便捷等特点，多用于城市公共建筑或各类场馆建设中。

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05木网壳结构/自由曲面木网壳结构

木网壳结构是指将木构件沿球面规律排布形成的空间结构体系。其受力特点与薄壳结构类似，网壳杆件承受大部分荷载，杆件可为直线形，但是为了整体更接近球面的效果，一般采用曲线形木杆件。球面网壳的造型美观、跨度大、空间更开阔，常用于体育馆、运动场、科技园等大型公共建筑中。

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自由曲面木网壳结构是一种双曲率壳体空间结构，由二维平面双向交叉网格通过弯曲变形形成，使用杆件约束或固定连接节点的方式来固定结构。它的基本单元是贯通整体跨度的长板条，这些板条通常在工厂提前预制，再在现场使用胶合工艺达到需要的长度。该结构造型轻盈多变、富有动感，且施工速度快、工艺简单，一般应用于展馆、艺术馆、建筑小品、公园景观等中小型公共建筑中。

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06树形木结构

树形木网格结构的主要特点为支撑木柱呈树形，其网格结构支撑于木柱上。树形柱下部与地面连接，柱中部产生分叉，柱上部与网格连接，形成多个支点。这种结构能够减小柱间距，能够轻松营造出下部宽阔的空间，材料用量也较少。该结构形式能够营造出更加亲自然的空间氛围，适应范围更广。

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结语

除了以上介绍的6种大跨度木结构常见结构形式以外，现代大跨度木结构还有木张弦结构、木悬索结构、木张拉整体结构等结构形式。丰富多样的结构形式让现代大跨度木结构建筑拥有更多创意设计的可能，相信在未来，大跨度木结构能够以优越的建筑性能、环保的建筑特征突出重围，让重型木结构在城市建设中开辟出一条自然浪漫的“蹊径”。