房屋 建筑学 大 跨度 建筑构造 大 跨度 建筑结构型式与建筑造型.docx

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大跨度建筑结构型式与建筑造型

结构是房屋的骨架，是形成建筑内部空间和外部形式的物质基础，结构是在特定的材料和施工技术条件下运用力学原理创造出来的。

某种新的结构一旦产生并在工程实践中反复出现时，便会逐渐形成一种崭新的建筑形式。

可见结构技术是影响建筑的重要因素，在大跨度建筑中尤其如此。

通过上述例子说明，在建筑设计中，选择结构型式不仅是结构工程师的工作，也是建筑师的职责，现代建筑的特点是建筑艺术与建筑技术的高度统一。

建筑师只有对各种结构形式的基本力学特征和适用范围有深入的了解才能自由地进行创作，把结构型式与建筑造型融为一体。

现就大跨度建筑常见的各种结构型式及其建筑造型作介绍。

一、拱结构及其建筑造型

拱结构及其建筑造型

（一）拱的受力特点、优缺点和适用范围

拱是古代大跨度建筑的主要结构型式。

由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的变矩值可以降低到最小限度，主要内力变为轴向压力，且应力分布均匀，能充分利用材料的强度，比同样跨度的梁结构断面小，故拱能跨越较大的空间。

但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保持结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横推力。

常见的方式是在拱的两侧作两道厚墙来支承拱，墙厚随拱跨增大而加厚。

很明显，这会使建筑的平面空间组合受到约束。

拱的内力主要是轴向压力，结构材料应选用抗压性能好的材料。

古代建筑的拱主要采用砖石材料，近代建筑中，多采用钢筋混凝土拱，有的采用钢桁架拱，跨度可达百米以上。

拱结构所形成的巨大空间常常用来建筑商场、展览馆、体育馆、散装货仓等建筑。

（二）拱的型式

拱结构按组成和支座方式不同分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。

（三）拱结构的建筑造型

拱结构的造型主要取决于矢高大小和平衡拱推力的方式。

拱的矢高对建筑的外部轮廓形象影响最大。

矢高小的拱，外形起伏变化小，呈扁平状，结构占用的空间小，但水平推力和拱身轴力都偏大。

而矢高大的拱，外形起伏变化强烈，产生的水平推力和轴向力都较小，但拱身材料耗费量多，拱下形成的内部空间大，拱曲面坡度很陡，当采用油毡屋面时，容易出现沥青流淌和油毡滑移现象。

所以矢高大小应综合考虑建筑的外观造型要求、结构受力的合理性、材料消耗量、屋面防水构造等多种因素。

通常拱屋顶的矢高为拱跨的1/5~1/7，最小不小于1/10。

采用油毡屋面时，矢高不应大于1/8，混凝土自防水屋面的矢高一般取1/6。

如前所述，拱是一种有水平推力的结构，解决水平推力的方式不同，建筑的外形也显然不一样，通常有以下几种处理方式。

1.由拉杆承受拱推力的建筑造型

在拱脚支座处设水平拉杆来抵消拱推力是最常见的方法，其优点是支承拱的侧墙（或柱）不承受拱推力，大大简化了支座的受力状况，可使墙身和柱子断面减小。

根据使用功能和造型要求，可以处理成单跨、多跨、高低跨，平面布局灵活，外形轻巧，形式多样。

武汉体育馆即是用钢拉杆平衡钢筋混凝土拱推力的一个实例。

2.由框架结构承受拱推力的建筑造型

在拱的两侧设置框架来抵抗水平推力是又一种常见的处理方式。

但框架应具有足够的刚度，拱脚与框架连接要防止发生水平位移或倾斜。

根据建筑使用功能和造型要求，在两组框架之间可以布置单跨或多跨。

3.由基础承受拱推力的建筑造型

当水平推力不太大，或地质条件较好时，落地拱的推力可由基础直接承受。

北京体育学院田径房即为这种处理方式的实例。

二、刚架结构及其建筑造型

刚架结构及其建筑造型

（一）受力特点、优缺点和适用范围

刚架是横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构。

由于梁和柱是刚性结点，在竖向荷载作用下柱对梁有约束作用，因而能减少梁的跨中弯矩;同样，在水平荷载作用下，梁对柱也有约束作用，能减少柱内的弯矩。

刚架结构比屋架和柱组成的排架结构轻巧，可以节省钢材和水泥。

由于大多数刚架的横梁是向上倾斜的，不但受力合理，且结构下部的空间增大，对某些要求高大空间的建筑特别有利。

同时，倾斜的横梁使建筑的屋顶形式折线形，建筑外轮廓富于变化。

由于刚架结构受力合理，轻巧美观，能跨越较大的跨度，制作又很方便，因应用非常广泛。

一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑，也可用于工业建筑，但刚架结构的刚度较差，当吊车起重量超过100kN时不宜采用。

（二）刚架结构的型式

刚架按结构组成和构造方式的不同，分为无铰刚架、两铰刚架，三铰刚架，无铰刚架和两铰刚架是超静定结构，结构刚度较大，但当地基条件较差，发生不均匀沉降时，结构将产生附加内力。

三铰刚架则属于静定结构，在地基产生不均匀沉降时，结构不会引起附加内力，但其刚度不如前两种好。

一般来说，三铰刚架多用于跨度较小的建筑，两铰和无铰刚架可用于跨度较大的建筑。

（三）刚架结构的建筑造型

刚架结构常用钢筋混凝土建造，为了节约材料和减轻结构自重，通常将刚架做成变断面形式，柱梁相交处变矩最大，断面增大，铰接点处弯矩为零，断面最小，所以刚架的立柱断面呈上大下小。

根据建筑造型需要，立柱可作成里直外斜，或外直里斜。

刚架多采用预制装配，构件呈"Y"形和"Γ"形，用这些构件可组成单跨、多跨、高低跨、悬挑跨等各式各样的建筑外形。

屋脊一般在跨度正中间，形成对称式刚架，也可偏于一边，构成不对称式刚架。

三、桁架结构及其建筑造型

桁架结构及其建筑造型

（一）受力特点、优缺点和适用范围

桁架是由杆件组成的一种格构式结构体系。

杆件与杆件的结合假定为铰结，所以在外力作用下，杆件内力为轴向力（拉力或压力），而且分布均匀，故桁架结构比梁结构受力合理。

桁架的杆件内力是轴向力，而梁的内力主要是弯矩，且分布不均匀，梁的断面大小常以最大弯矩处的断面尺寸为整个梁的断面大小，因此梁的材料强度未得到充分利用。

桁架内力分布均匀，材料强度能充分利用，减少材料耗量和结构自重，使结构跨度增大。

所以桁架结构是大跨度建筑常用的一种结构型式，主要用于体育馆、影剧院、展览馆、食堂、菜场、商场等公共建筑。

为了使桁架的规格统一，有利于工业化施工，建筑的平面形式宜采用矩形或方形。

（二）桁架结构型式

桁架一般用木材、钢材、钢筋混凝土建造。

桁架型式分为三角形、梯形、拱形、无斜腹杆式和三铰拱式等各种型式。

三角形桁架可用钢、木或钢筋混凝土制作。

当跨度不超过18m时，杆件内力较小，比较经济，故常用于跨度不大于18m的建筑。

三角形桁架的坡度一般1/5~1/2，视屋面防水材料而定。

采用各种瓦材时为1/2~1/3，采用卷材防水时常用1/4~1/5。

梯形桁架可用钢或钢筋混凝土制作。

常用跨度为18~36m，我国最大的梯形钢桁架跨度是72m。

桁架矢高与跨度之比一般为。

屋架端部增大，降低了结构的稳定性，增加了材料用量。

拱形桁架的外形呈抛物线，与上弦的压力线重合，杆件内力均匀，比梯形桁架材料耗量少。

矢高与跨度之比一般为1/6~1/8。

可用钢或钢筋混凝土制作。

常跨度为18~36m，我国最大的预应力混凝土拱形桁架作到60m。

无斜腹杆桁架的上弦为抛物线形，犹如拱，主要承受轴向压力，竖杆和下弦受拉力，结构用料经济，由于无斜腹杆，结构造型简洁，便于制作，在桁架之间铺管道和进行检修工作均很方便，特别适用于在桁架下弦有较多吊重的建筑，常用跨度为15~30m。

桁架选型考虑的因素是:

综合考虑建筑的功能要求、跨度和荷载大小、材料供应和施工条件等因素。

当建筑跨度在36m以上时，为了减轻结构自重，宜选择钢桁架;跨度在36m以下时，一般可选用钢筋混凝土桁架，有条件时最好选用预应力混凝土桁架;当桁架所处的环境相对湿度大于75%或有腐蚀性介质时，不宜选用木桁架和钢桁架，而应选用预应力混凝土桁架。

（三）桁架结构的建筑造型

桁架结构在大跨度建筑中多用作屋顶的承重结构，根据建筑的功能要求、材料供应和经济的合理性，可设计为单坡、双坡、单跨、多跨等不同的外观和形状。

四、网架结构及其建筑造型

网架结构及其建筑造型

（一）受力特点、优缺点和适用范围

网架是一种由很多杆件以一定规律组成的网状结构。

它具有下列优点:

（1）杆件之间相起支撑作用，形成多向受力的空间结构，故其整体性强、稳定性好、空间刚度大，有利于抗震;

（2）当荷载作用于网架各节点上时，杆件主要承受轴向力，故能充分发挥材料的强度，节省材料;

（3）网架结构高度小，可以有效地利用空间;

（4）结构的杆件规格统一，有利于工厂化生产;

（5）网架形式多样，可创造丰富多彩的建筑形式。

网架结构主要用来建造大跨度公共建筑的屋顶，适用于多种平面形状，如圆形、方形、三角形、多边形等各种平面的建筑。

（二）网架结构型式

网架结构按其外形分为平板网架和曲面网架，平板网架都是双层的，曲面网架可以是单层网架或双层网架。

平板网架多采用钢管或角钢制作。

曲面网架可采用木、钢、钢筋混凝土，我国受木材资源少的限制，很少用木材制作网架，而多采用钢网架，有时也采用钢筋混凝土网架。

平板网架自身不产生推力，支座为简支，构造比较简单，可以适用于各种形状的建筑平面，所以应用最广泛。

曲面网架多数是有推力的结构，支座条件比较复杂，但外形美观，建筑造型独具特色。

（三）平板网架的类型与尺寸

平板网架按其构造方式不同，可分为交叉桁架体系和角锥体系两类。

1.交叉桁架体系的平板网架

交叉桁架体系由两向或三向相互交叉的桁架所构成。

（1）两向交叉桁架构成的平板网架。

两向交叉桁架的交角大多数为90°，按网架与建筑平面的相对位置，有正放和斜放两种布置方式，正放网架构造较简单，一般适用于正方形或近似正方形的建筑平面，这样可使两个方向的桁架跨度接近，才能共同受力发挥空间作用。

如果平面形状为长方形，受力状态类似于单向板结构，网架的空间作用很小。

对于中等跨度（50m左右）的正方形建筑平面，采用正放网架较为有利，特别是四支点支承时比斜放网架更优越。

斜放网架的外形较美观，刚度更好，用钢量更省，特别是跨度比较大时其优越性更明显。

同时斜放网架不会因使用于长条形矩形建筑平面而削弱其空间受力状态，所以斜放网架比正放网架适用的范围更为广泛。

（2）三向交叉桁架构成的平板网架。

由三个方向的桁架相互以60°夹角组成。

它比两向交叉桁架的刚度大，杆件内力更均匀，能跨越更大的空间，但其结点构造复杂。

三向交叉桁架特别适用于三角形、梯形、六边形、八边形、圆形等平面形状的建筑。

2.角锥体系平板网架

角锥体系平板网架分别由三角锥、四角锥、六角锥等锥体单元组成。

这类网架比交叉桁架体系平板网架的刚度大，受力情况好，并可事先在工厂预制成标准锥体单元，对运输和安装均很方便。

（1）三角锥体平板网架。

由呈三角锥体的杆件组成，锥尖可朝下或朝上布置。

这种网架比四角锥网架和六角锥网架受力更均匀，是大跨度建筑中应用最广的一种网架型式。

它适合于各种建筑平面形状，如矩形、方形、三角形、梯形、多边形、圆形等。

（2）四角锥体平板网架。

由呈四角锥体的杆件组成，锥尖可朝下或朝上布置，可正放或斜放，受力情况不及三角锥体网架。

这种网架多用于中小型大跨度建筑，正放四角锥体网架适用于正方形或近似正方形的平面，而斜放四角锥体网架无论方体或长条矩形平面都适用。

斜放网架的上弦杆较短，对受压有利，下弦较长，但为受拉杆件，充分发挥了材料的强度，且结点汇集杆件的数目少，构造较简单，故应用甚广。

（3）六角锥体平板网架。

由呈六角锥体的杆件组成，锥尖可朝下或朝上布置。

这种网架节点处聚集的杆件数目最多，屋面板呈六角形（锥尖朝下布置时）或呈三角形（锥尖朝下布置时），故构造复杂，施工麻烦，一般用得较少。

3.平板网架的主要尺寸

平板网架的高度与网格尺寸主要取决于网架的跨度，表4-1中的数据可作设计参考。

当采用钢筋混凝土屋面板时，网格尺寸不宜过大，一般不超过3m×3m，否则构件太重，吊装困难。

（四）网架杆件断面与节点连接

1.网架杆件断面

网架杆件常用钢管或角钢，钢管比角钢受力合理，省材料，应用最广。

钢管壁厚不应小于1.5mm。

2.当网架杆件节点连接

当网架杆件采用角钢时，节点处用连接钢板将各杆件连接起来，可采用焊接或螺栓连接方式。

当网架杆件为钢管时，宜用钢球将各杆件连接起来。

这种连接方法构造简单、用钢量少、外形美观，被广泛采用。

3.网架排水坡度的形成方法

拱形和穹形网架由自身的曲面自然形成一定的排水坡度。

平板网架的排水坡度一般为2%~5%，坡度的形成方法有两种:

一是网架自身起拱，屋面板或檩条直接搁于网架结点上，这种方法使网架的各结点标高变化复杂，特别是正方形四坡水屋顶更复杂，故较少采用;另一种在网架上弦节点加焊短钢管或角钢找出屋面坡度，这种方法网架本身是平放的，构造较简单，网架各节点的标高一致，容易控制，故应用较广。

（五）网架结构的建筑造型

网架结构的建筑造型主要受两个因素的影响，一是网架的型式，二是网架的支承方式。

平板网架的屋顶一般是平屋顶，但建筑的平面形式可多样化。

拱形网架的建筑外形呈拱曲面，但平面形式往往比较单一，多为矩形平面。

穹形网架的外形独具特色，平面为圆形或其他形状，外形呈半球形成抛物面圆顶。

网架的支承方式对建筑造型是一个重要的影响因素。

网架四周或为墙，或为柱，或悬挑，或封闭，或开敞。

应根据建筑的功能要求、跨度大小、受力情况、艺术构思等因素确定。

当跨度不大时，网架可支承在四周圈梁上，圈梁则由墙或柱支承。

这种支承方式对网格尺寸划分比较自由，网架受力均匀，门窗开设位置不受限制，建筑立面处理灵活。

当跨度较大时，网架宜直接支承于四周的立柱上。

这种支承方式传力直接，受力均匀，但柱网尺寸要与网架的网格尺寸相一致，使网架节点正好处于柱顶位置。

当建筑不允许出现较多的柱时，网架可以支承在少数几根柱子上。

这种支承方式网架的四周最好向外悬挑，利用悬臂来减小网架的内力和挠度，从而降低网架的造价。

悬挑长度为1/4柱距为宜。

对于两向正交正放的平板网架，采用四支点支承最有利。

当建筑物的一边需要敞开或开设宽大的门时，网架可以支承在三边的列柱上。

敞开的一面没有柱子，为了保证网架空间刚度和均匀受力，敞开的一面必须设置边梁或边桁架。

拱形网架的支承需要考虑水平推力，解决办法可以参照拱结构的支承方式进行处理。

穹形网架常支承在环梁上，环梁置于柱或墙上。

（六）网架结构建筑造型实例

下面列举两个实例，具体说吸网架建筑的造型处理。

一是南京五台山体育馆，平面呈八角形，采用平板网架;另一个例子是墨西哥马达莱纳体育馆，圆形平面，采用穹形网架，造型新颖独特，是世界著名建筑之一。

五、折板结构及其建筑造型

折板结构及其建筑造型

（一）受力特点、优缺点及适用范围

折板结构是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系。

折板结构通常用钢筋混凝土建造，也可用钢丝网水泥建造。

折板结构由折板和横隔构件组成。

在波长方向，折板犹如一块折叠起伏的钢筋混凝土连续板，折板的波峰和波谷处刚度大，可视为连续板的各支点。

在跨度方向，折板如同一钢筋混凝土梁。

横隔构件的作用是将折板在支座处牢固地结合在一起，如果没有它，折板会坍塌而破坏。

横隔构件可根据建筑造型需要来设计，如钢筋混凝土横隔板、横隔梁等。

折板的波长不宜太大，否则板太厚，不经济，一般不应大于12m。

跨度与波长之比大于等于1时称为长折板，小于1时称为短折板。

为了获得良好的力学性能，长折板的矢高不宜小于跨度为1/10~1/15，短折板的矢高则不宜小于波长的1/8。

折板结构呈空间受力状态，具有良好的力学性能，结构厚度薄，省材料，可预制装配，省模板，构造简单。

折板结构可用来建造大跨度屋顶，也可用作外墙。

（二）折板结构型式

折板结构按波长数目的多少分为单波和多波折板;按结构跨度的数目有单跨与多跨之分;若按结构断面形式分为三角形折板和梯形折板。

平行折板构造简单，最常用。

扇形折板一端的波长较小，另一端的波长较大，呈放射状，多用于梯形平面的建筑。

（三）折板结构的建筑造型

由于折板结构构造简单，又可预制装配施工，故被广泛用于工业与民用建筑，可用于矩形、方形、梯形、多边形、圆形等平面。

由折板结构建造的房屋，造型新颖，具有独特的外观。

巴黎联合国教科文组织会议大厅用折板结构建造屋顶和外墙，由于设计师的精心设计，折板形成的大厅顶棚具有强烈的艺术感染力。

巴西圣保罗会堂是另一个用折板结构建造的著名建筑，扇形折板从会堂中心向四周呈放射布置成圆形，巧妙的运用切割手法形成一圈三角形的外墙，结构型式与建筑造型完美统一。

六、薄壳结构及其建筑造型

薄壳结构及其建筑造型

自然界某些动植物的种子外壳、蛋壳、贝壳，可以说是天然的薄壳结构，它们的外形符合力学原理，以最少的材料获得坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。

人们从这些天然壳体中受到启发，利用混凝土的可塑性，创造出各种形式的薄壳结构。

（一）受力特点、优缺点和适用范围

薄壳结构是用混凝土等刚性材料以各种曲面形式构成的薄板结构，呈空间受力状态，主要承受曲面内的轴向力，而弯矩和扭矩很小，所以混凝土强度能得到充分利用。

由于是空间结构，强度和刚度都非常好。

薄壳厚度仅为其跨度的几百分之一。

而一般的平板结构厚度至少是跨度的几十分之一。

所以薄壳结构具有自重轻、省材料、跨度大、外形多样，可用来覆盖各种平面形状的建筑物屋顶。

但大多数薄壳结构的形体较复杂，多采取现浇施工，费工、费时、费模板，且结构计算较复杂，不宜承受集中荷载，这些缺点在一定程度上影响了它的推广使用。

（二）薄壳结构的型式

薄壳结构形式很多，常用的有筒壳、圆顶壳、双曲扁壳、鞍形壳等四种。

1.简壳

筒壳曲壳面、边梁、横隔构件三部分组成。

两横隔构件之间的距离（i1）称为跨度，两边梁之间的距离为波长（i2）。

筒壳跨度与波长的比值不同时，其受力状态也不一样。

当i1/i2大于1时称为长壳，i1/i2小于1时为短壳。

短壳比长壳的受力性能更好，这主要是横隔构件起的作用。

横隔构件承受壳板和边梁传来的力，如果没有横隔构件，筒壳就不能形成空间结构。

横隔构件可做成拱形梁、拱形桁架、拱形刚架等多种结构型式。

为了保证筒壳的强度和刚度，壳体的矢高应大于或等于i1/10~i1/15。

筒壳为单曲面薄壳，形状较简单，便于施工，是最常用的薄壳型式。

2.圆顶壳

圆顶壳由壳面和支承环两部分组成。

支承环对壳面起箍的作用，主要内力为拉力。

壳面径向受压，环向上部受压，下部为拉或压。

由于支承环对壳面的约束作用。

壳面边缘会产生局部弯矩，因此壳面在支承环附近应适当增厚。

圆顶壳可以支承在墙上、柱上、斜拱或斜柱上。

由于圆顶壳具有很好的空间工作性能，很薄的圆顶可以覆盖很大的空间，可用于大型公共建筑，如天文馆、展览馆、体育馆、会堂等各种建筑。

3.双曲扁壳

这种薄壳由双向弯曲的壳面和四边的横隔构件组成，圆壳顶矢高与边长之比很小（f/e≤1/5）,壳体呈扁平状,故称为双曲扁壳。

壳体中间区域为轴向受压，弯矩出现在边缘，四角则有较大的拉力。

双曲扁壳受力合理，厚度薄，可覆盖较大的空间，较经济，适用于工业与民用建筑的各种大厅或车间。

4.双曲抛物面壳

双曲抛物面壳由壳面和边缘构件组成，外形特征犹如一组抛物线倒悬在两根拱起的抛物线之间，形如马鞍，故又称鞍形壳。

倒悬方向的曲面如同受拉的索网，向上拱起的曲面如同拱结构，拉压相互作用，提高了壳体的稳定性和刚度，使壳面可以作得很薄。

如果从双曲抛物面壳上切取一部分，可以作成各种形式的扭壳。

（三）薄壳结构的建筑造型

薄壳结构的建筑造型是以各种几何曲面图形为基本特征，基本形式为圆筒形、圆球形、双曲抛物面形。

它与传统的梁、板、架一类结构相比，在造型上独具特色，容易给人以新奇感，突出建筑物的个性。

世界著名建筑中有不少是用薄壳结构建成的，深究其成功的奥秘，发现它们往往不是简单地重复那些基本型式，而是巧妙地运用交贯、切割、改变结构参数等方法，对一种或一种以上的薄壳型式加以重新组合，进行再创造，因而在建筑造型上有所突破和创新。

七、悬索结构及其建筑造型

悬索结构及其建筑造型

（一）悬索结构的受力特点、优缺点和适用范围

悬索结构用于大跨度建筑是受悬索桥梁的启示。

我国在公元5世纪就已建造了这种桥梁，跨度达成104m的大渡河泸定桥就是著名的铁索桥实例。

50年代以后，由于高强钢丝的出现，国外开始用悬索结构来建造大跨度建筑的屋顶。

悬索结构由索网、边缘构件和下部支承结构三部分组成。

因索网非常柔软，只承受轴向拉力，既无弯矩也无剪力。

索网的边缘构件是索网的支座，索网通过锚固件固定在边缘构件上。

根据不同的建筑形式要求，边缘构件可以采用梁、桁架、拱等结构型式，它们必须具有足够的刚度，以承受索网的拉力。

悬索的下部支承结构一般是受压构件，常采用柱结构。

悬索结构的主要优点是:

（1）充分发挥材料的力学性能，利用钢索来受拉、钢筋混凝边缘构件来受压受弯，因而能节省大量材料，减轻结构自重，比普通钢结构建筑节省钢材50%;

（2）由于主要构件承受拉力，其外形与一般传统建筑迥异，因而其建筑造型给人以新鲜感，且形式多样，可适合于方形、矩形、椭圆形等不同的平面形式;

（3）由于它受力合理，自重轻，故能跨越巨大的空间而不需要在中间加支点，为建筑功能的灵活安排提供了非常有利的条件;

（4）悬索结构的施工比起其他大跨度建筑更方便更快速，因钢索自重轻，不需要大型施工设备便可进行安装。

悬索结构的主要缺点是在强风吸引力的作用下容易丧失稳定而破坏，故在设计中应加以周密考虑。

但从总体来看，悬索结构的优点是主要的，因而在大跨度建筑中应用较广，特别是跨度在60~150m范围内与其他结构比较，具有明显的优越性。

它主要用来覆盖体育馆、大会堂、展览馆等类建筑的屋顶。

（二）悬索结构型式

悬索结构按其外形和索网的布置方式分为单曲面悬索和双曲线面悬索，单层悬索与双层悬索。

1.单层单曲面悬索结构

单层单曲面悬索由许多相互平行的拉索组成，象一组平行悬吊的缆索，屋面外表呈下凹的圆筒形曲面。

拉索两端的支点可以是等高和不等高的，边缘构件可以是梁、桁架、框架、下部支承结构为柱。

单层单曲面悬索结构构造简单，但抗振动和抗风性能差，在强风吸引力的作用下，悬索发生振动，为了弥补这一缺陷，提高屋顶的稳定性，可在悬索上铺钢筋混凝土屋面板，并对屋面板施加预应力，形成下凹的混凝土壳体，借以增强屋面刚度，提高抗风抗振能力。

不过这样处理的结果，使悬索结构轻巧的形象被削弱了。

悬索的垂度大小直接影响索中的拉力大小，垂度越小拉力越大。

垂度一般控制在跨度的1/20~1/50范围内。

2.双层单曲面悬索结构

双层单曲面悬索也是由许多相互平行的拉索组成的。

但与单层单曲面悬索所不同的是，每一拉索均匀曲率相反的承重索和稳定索构成。

承重索与稳定索之间用拉索拉紧，也就是对上下索施加预应力，增强了屋顶的刚度，因而不必采用厚重的钢筋混凝土屋面板，而改用轻质材料覆盖屋面，使屋面自重减轻，造价降低，比单屋单曲面悬索的抗风抗振性能好。

上索的垂度可取跨度的1/7~1/20，下索的拱度可取跨度为1/20~1/25。

以上两种悬索结构型式适用于矩形平面，而且多布置成单跨。

3.双曲面轮辐式悬索结构

双曲面轮辐式悬索结构为圆形平面，设有上下两层放射状布置的索网，下层索网承受屋面荷载，称为承重索，上层索网起稳定作用，称为稳定索，两层索网均固定在内外环上，酷似一个自行车轮平搁于建筑物的顶部，所以叫轮辐式悬索结构。

这种结构的外环受压力，内环受拉力。

将上述轮辐式悬索变换一下上下索的位置和内外环的形式，可以构成外形完全不同的轮辐式悬索结构。

轮辐式悬索结构比单层单曲面悬索增加了稳定索，屋面刚度变大，抗风抗振性好，屋面轻巧，施工方便。

轮辐式悬索结构在圆形平面建筑中较常用。

4.双曲面鞍形悬索结构

这种悬索结构由两组曲率相反的拉索交叉组成索网，形成双曲抛物面，外形象马鞍，故称为鞍形悬索结构。

向下弯曲的索为承重索，向上弯曲的为稳定索，施工时对稳定索施加预应力，将承重索也张紧，以增强结构刚度。

为了支承索网，马鞍形悬索结构的边缘构件可以根据建筑平面形状和建筑造型需要，采用双曲环梁、斜向边梁、