結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系(建筑設(shè)計(jì))

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系建筑的關(guān)系2 2、建筑結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)上一張 下一張主 頁(yè)退 出建筑設(shè)計(jì)，包括平、立、剖面圖，在滿足使用要求建筑設(shè)計(jì)，包括平、立、剖面圖，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，還必須綜合考慮其他各專業(yè)（結(jié)構(gòu)、電的基礎(chǔ)上，還必須綜合考慮其他各專業(yè)（結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水等）的要求。氣、暖通、給排水等）的要求。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系，是一個(gè)協(xié)調(diào)與統(tǒng)一的關(guān)系。建結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系，是一個(gè)協(xié)調(diào)與統(tǒng)一的關(guān)系。建筑設(shè)計(jì)是統(tǒng)領(lǐng)主體，是在主體上滿足功能要求和形筑設(shè)計(jì)是統(tǒng)領(lǐng)主體，是在主體上滿足功能要求和形象要求的，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然是配合建筑設(shè)計(jì)的，但是象要求的，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然是配合建筑設(shè)計(jì)

2、的，但是有自己的特點(diǎn)。有自己的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證建筑物的安全、使用壽命、能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證建筑物的安全、使用壽命、能夠抵御自然界的地震、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害。夠抵御自然界的地震、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害。所以結(jié)構(gòu)工程師必須在正確分析外部荷載的基所以結(jié)構(gòu)工程師必須在正確分析外部荷載的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)計(jì)算，慎重選擇建筑材料和建筑結(jié)礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)計(jì)算，慎重選擇建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)，確定建筑各個(gè)構(gòu)件的具體尺寸，出具詳細(xì)構(gòu)，確定建筑各個(gè)構(gòu)件的具體尺寸，出具詳細(xì)可執(zhí)行的施工文件。以保證建筑物的順利建成?？蓤?zhí)行的施工文件。以保證建筑物的順利建成。 建筑工程師必須懂得一些結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，建筑工程師必須懂得一些結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，有的建筑設(shè)

3、計(jì)在結(jié)構(gòu)上不合理，或者在實(shí)際施有的建筑設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上不合理，或者在實(shí)際施工中難以實(shí)現(xiàn)，必須建筑師與結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行工中難以實(shí)現(xiàn)，必須建筑師與結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行充分和反復(fù)的協(xié)商。充分和反復(fù)的協(xié)商。墻體承重體系墻體承重體系：生土建筑、砌體結(jié)構(gòu)；骨架承重體系骨架承重體系：木構(gòu)架、框架、框剪、剪力墻、筒體、框筒結(jié)構(gòu)、板拄結(jié)構(gòu)；鋼框架結(jié)構(gòu)、拱、剛架、桁架、排架、懸挑結(jié)構(gòu)；空間結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)體系：網(wǎng)架、折板、薄殼、懸索、薄膜結(jié)構(gòu)。（1 1）生土建筑）生土建筑即采用土質(zhì)材料承重。硬山或懸山擱檁，其上有木椽屋蓋系統(tǒng)，將荷載傳給土墻或木柱。優(yōu)點(diǎn)：就地取材、節(jié)約能源、施工方便、造價(jià)低廉。缺點(diǎn)：材料強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)整體性弱、

4、抗震能力差。（2 2）砌體結(jié)構(gòu)）砌體結(jié)構(gòu)由塊體和砂漿砌筑而成的墻、拄主要受力構(gòu)件的結(jié)由塊體和砂漿砌筑而成的墻、拄主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：耐火性好，易于就地取材、隔熱、隔聲性能優(yōu)點(diǎn)：耐火性好，易于就地取材、隔熱、隔聲性能好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)較低。好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)較低。缺點(diǎn)：抗拉、彎、剪及抗震性能差。結(jié)構(gòu)自重大，缺點(diǎn)：抗拉、彎、剪及抗震性能差。結(jié)構(gòu)自重大，砌筑工作強(qiáng)度大，施工進(jìn)度慢，空間大小受限制。砌筑工作強(qiáng)度大，施工進(jìn)度慢，空間大小受限制。適用于層數(shù)不多的一般性建筑。適用于層數(shù)不多的一般性建筑。1 1、木構(gòu)架結(jié)構(gòu)、木構(gòu)架結(jié)構(gòu)用木材組成的構(gòu)件作為屋架，墻體承重或木柱承重的形式。有人字叉手構(gòu)件

5、、抬梁式木構(gòu)架、穿斗式構(gòu)架及平頂式構(gòu)架。優(yōu)點(diǎn)：輕、制造容易缺點(diǎn): 耐火性能不好以梁、板、拄構(gòu)成建筑物的骨架，傳遞和支撐建以梁、板、拄構(gòu)成建筑物的骨架，傳遞和支撐建筑物的全部荷載，墻體僅起分隔和維護(hù)作用，房筑物的全部荷載，墻體僅起分隔和維護(hù)作用，房間布置靈活。間布置靈活。結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：豎向承重結(jié)構(gòu)剛度大，在水平荷載下，結(jié)構(gòu)承載豎向承重結(jié)構(gòu)剛度大，在水平荷載下，結(jié)構(gòu)承載力低、剛度小、水平位移大，故稱為柔性結(jié)構(gòu)體力低、剛度小、水平位移大，故稱為柔性結(jié)構(gòu)體系。系。在地震烈度較高地區(qū)不宜采用，目前主要用于在地震烈度較高地區(qū)不宜采用，目前主要用于1010層左右住宅樓及辦公樓等。層

6、左右住宅樓及辦公樓等。框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征和適用范圍結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：指豎向承重結(jié)構(gòu)全部由一系列橫向和縱向的鋼筋指豎向承重結(jié)構(gòu)全部由一系列橫向和縱向的鋼筋砼剪力墻所組成，這種結(jié)構(gòu)測(cè)向剛度大，位移小，砼剪力墻所組成，這種結(jié)構(gòu)測(cè)向剛度大，位移小，稱為剛性結(jié)構(gòu)體系。平面布置不夠靈活。適合于稱為剛性結(jié)構(gòu)體系。平面布置不夠靈活。適合于小開間的高層住宅。地震區(qū)的剪力墻結(jié)構(gòu)一般控小開間的高層住宅。地震區(qū)的剪力墻結(jié)構(gòu)一般控制在制在3535層，總高層，總高110m110m以內(nèi)，非地震區(qū)可適當(dāng)放寬。以內(nèi)，非地震區(qū)可適當(dāng)放寬。剪力墻施工剪力墻施工結(jié)構(gòu)特征和適用范圍結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)布置能抵抗

7、水平推力的墻體，并在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)布置能抵抗水平推力的墻體，并使框架拄樓板有可靠連接而形成的結(jié)構(gòu)體系。房間使框架拄樓板有可靠連接而形成的結(jié)構(gòu)體系。房間的豎向荷載由剪力墻和框架結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)，而水平的豎向荷載由剪力墻和框架結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)，而水平荷載主要由剛度較大的剪力墻來(lái)承擔(dān)。在我國(guó)一般荷載主要由剛度較大的剪力墻來(lái)承擔(dān)。在我國(guó)一般適用于適用于2525層以下的建筑，總高度在層以下的建筑，總高度在90m90m以內(nèi)。以內(nèi)。在這類結(jié)構(gòu)中，如何合理布置剪力墻的位置，數(shù)量在這類結(jié)構(gòu)中，如何合理布置剪力墻的位置，數(shù)量及間距對(duì)受力、變形及經(jīng)濟(jì)性有很大影響。及間距對(duì)受力、變形及經(jīng)濟(jì)性有很大影響?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)框架剪力

8、墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征和適用范圍結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：是指由一個(gè)或幾個(gè)筒體作為豎向結(jié)構(gòu)，并以各層樓是指由一個(gè)或幾個(gè)筒體作為豎向結(jié)構(gòu)，并以各層樓板將井筒四壁相互連接起來(lái)，形成一個(gè)空間構(gòu)架的板將井筒四壁相互連接起來(lái)，形成一個(gè)空間構(gòu)架的高層房屋結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)比單片框架或剪力墻高層房屋結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)比單片框架或剪力墻的空間剛度大的多，在水平荷載作用下，整個(gè)筒體的空間剛度大的多，在水平荷載作用下，整個(gè)筒體就像一個(gè)粗壯的拔地而起的懸臂梁把水平力傳至地就像一個(gè)粗壯的拔地而起的懸臂梁把水平力傳至地面。筒體結(jié)構(gòu)不僅能承受豎向荷載，而且能承受很面。筒體結(jié)構(gòu)不僅能承受豎向荷載，而且能承受很

9、大的水平荷載。另外，筒體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的內(nèi)部空間大的水平荷載。另外，筒體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的內(nèi)部空間較大，建筑平面布局靈活。筒體結(jié)構(gòu)適用于超高層較大，建筑平面布局靈活。筒體結(jié)構(gòu)適用于超高層建筑，尤其在地震區(qū)更能顯示其優(yōu)越性。建筑，尤其在地震區(qū)更能顯示其優(yōu)越性。美國(guó)芝加哥西爾斯大廈美國(guó)芝加哥西爾斯大廈1974年建年建110層采用鋼束層采用鋼束筒結(jié)構(gòu)筒結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：有若干個(gè)框架與筒體共同組成的結(jié)構(gòu)體系。其中有若干個(gè)框架與筒體共同組成的結(jié)構(gòu)體系。其中筒體主要承擔(dān)水平荷載?？蚣苤饕袚?dān)豎向荷載，筒體主要承擔(dān)水平荷載?？蚣苤饕袚?dān)豎向荷載，這種結(jié)構(gòu)體系兼有框架結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，這

10、種結(jié)構(gòu)體系兼有框架結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，建筑平面布置靈活，便于設(shè)置大房間，又具有較建筑平面布置靈活，便于設(shè)置大房間，又具有較大的測(cè)向剛度和水平承載力，因此得到廣泛應(yīng)用。大的測(cè)向剛度和水平承載力，因此得到廣泛應(yīng)用。框筒結(jié)構(gòu)與框架框筒結(jié)構(gòu)與框架- -筒體結(jié)構(gòu)的區(qū)別：筒體結(jié)構(gòu)的區(qū)別：框筒結(jié)構(gòu)是純筒體結(jié)構(gòu)，屬于外筒內(nèi)框架。框架框筒結(jié)構(gòu)是純筒體結(jié)構(gòu)，屬于外筒內(nèi)框架?？蚣? -筒體結(jié)構(gòu)是框架與筒體的結(jié)合，屬于內(nèi)筒外框架筒體結(jié)構(gòu)是框架與筒體的結(jié)合，屬于內(nèi)筒外框架結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。由樓板、拄等構(gòu)件組成，承受豎向及水平荷載的由樓板、拄等構(gòu)件組成，承受豎向及水平荷載的空間結(jié)構(gòu)體系，也可稱為無(wú)梁樓蓋。板拄結(jié)構(gòu)除空間結(jié)構(gòu)體

11、系，也可稱為無(wú)梁樓蓋。板拄結(jié)構(gòu)除了有框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)外，結(jié)構(gòu)高度小，增大了結(jié)了有框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)外，結(jié)構(gòu)高度小，增大了結(jié)構(gòu)凈空，但樓板較厚，用材料較多。構(gòu)凈空，但樓板較厚，用材料較多。承受水平荷載的能力較差，使用時(shí)，宜在建筑物承受水平荷載的能力較差，使用時(shí)，宜在建筑物中布置適量減力墻，作出樓梯間或電梯間抵抗水中布置適量減力墻，作出樓梯間或電梯間抵抗水平荷載。平荷載。筒體平面形狀及結(jié)構(gòu)類型筒體平面形狀及結(jié)構(gòu)類型12461、2、框架-筒體 3、框筒結(jié)構(gòu) 5、成束筒結(jié)構(gòu)4、6、多邊形筒中筒 3 5結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：普通鋼結(jié)構(gòu)是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。它的工業(yè)化程度高，工作性能可靠，

12、結(jié)構(gòu)自重輕，在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。有一下特點(diǎn)：1）、強(qiáng)度高截面小，運(yùn)輸裝拆方便；2）材料的均勻性和同向性好，符合一般工程力學(xué)的基本規(guī)定，應(yīng)力計(jì)算比較可靠；3）材料的可焊性好，可簡(jiǎn)化制造工藝；4）耐火性和耐腐蝕性差，維護(hù)費(fèi)用較高；1、重型車間的承重骨架；2、受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)；3、高聳結(jié)構(gòu)；4、超高層建筑中。鋼結(jié)構(gòu)的連接方式：1、焊接2、鉚接3、普通螺栓和高強(qiáng)螺栓連接結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：是橫梁和拄以整體連接方式構(gòu)成的一種門形結(jié)構(gòu)。在豎向荷載作用下拄對(duì)梁有約束作用，因而能減少梁的跨中彎矩；同樣在水平荷載下梁對(duì)拄也有約束作用，能減少拄內(nèi)的彎矩。剛架結(jié)構(gòu)比屋架和拄組成的排架結(jié)

13、構(gòu)輕巧，可節(jié)省鋼材和水泥。一般用于體育館、禮堂、食堂、菜場(chǎng)等大空間的民用建筑。也可用于工業(yè)建筑，但剛架的剛度較差，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓砍^(guò)100kN時(shí)不宜使用。當(dāng)建筑物跨度較大，（超過(guò)當(dāng)建筑物跨度較大，（超過(guò)30m30m）平面形狀為矩形）平面形狀為矩形和其他形狀時(shí)，還可采用各種形式的空間結(jié)構(gòu)，由和其他形狀時(shí)，還可采用各種形式的空間結(jié)構(gòu)，由于空間結(jié)構(gòu)更好的發(fā)揮了材料的力學(xué)性能，因此常于空間結(jié)構(gòu)更好的發(fā)揮了材料的力學(xué)性能，因此常能取得較好的經(jīng)濟(jì)效果，并使建筑物的形象具有一能取得較好的經(jīng)濟(jì)效果，并使建筑物的形象具有一定的表現(xiàn)力?？臻g結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括各種形狀的網(wǎng)架結(jié)定的表現(xiàn)力?？臻g結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括各種形狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、

14、折板結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、帳篷薄膜結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、帳篷薄膜結(jié)構(gòu)、充氣薄膜結(jié)構(gòu)等。構(gòu)、充氣薄膜結(jié)構(gòu)等。（1 1）結(jié)構(gòu)特征和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征和適用范圍：是由很多桿件以一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）、桿間之間相互起支撐作用，形成多向受力的空間結(jié)構(gòu)故其整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好。2）當(dāng)荷載作用于網(wǎng)架各節(jié)點(diǎn)時(shí)，桿件主要承受軸向力，故能充分利用材料的強(qiáng)度。3）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)占高度小，增大空間。4）桿件規(guī)格統(tǒng)一，便于工廠化生產(chǎn)。5) 形式多樣，可創(chuàng)造豐富多彩的建筑形式。按其外形分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架。按建筑造材料可分為鋼網(wǎng)架、木網(wǎng)架、鋼筋混凝土網(wǎng)架，單層網(wǎng)架和雙層網(wǎng)架；按網(wǎng)架本身的構(gòu)

15、造又可分為單層網(wǎng)架或雙層網(wǎng)架。平板網(wǎng)架多采用鋼管和角鋼制作，曲面網(wǎng)架可采用木、鋼、鋼筋砼。平板網(wǎng)架自身不產(chǎn)生推力，支座為簡(jiǎn)支，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。曲面網(wǎng)架多數(shù)是由推力的結(jié)構(gòu)，支座條件比較復(fù)雜，但外形美觀建筑造型獨(dú)具特色。我國(guó)在我國(guó)在5 5世紀(jì)就已建造了懸索橋梁，跨度達(dá)世紀(jì)就已建造了懸索橋梁，跨度達(dá)104m104m的大渡河瀘定橋就是著名的鐵索橋?qū)嵗５拇蠖珊訛o定橋就是著名的鐵索橋?qū)嵗?050年代以年代以后，由于高強(qiáng)鋼絲的出現(xiàn)國(guó)外開始用懸索結(jié)構(gòu)來(lái)建后，由于高強(qiáng)鋼絲的出現(xiàn)國(guó)外開始用懸索結(jié)構(gòu)來(lái)建造大跨度建筑的屋頂。造大跨度建筑的屋頂。懸索結(jié)構(gòu)由索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件和下部支撐結(jié)構(gòu)三部分懸索結(jié)構(gòu)由索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件和下

16、部支撐結(jié)構(gòu)三部分組成。索網(wǎng)只能承受軸向拉力，它通過(guò)錨固件固定組成。索網(wǎng)只能承受軸向拉力，它通過(guò)錨固件固定在邊緣構(gòu)件上。根據(jù)不同的建筑形式要求，邊緣構(gòu)在邊緣構(gòu)件上。根據(jù)不同的建筑形式要求，邊緣構(gòu)件可以采用梁、桁架、拱等結(jié)構(gòu)形式，他們必須具件可以采用梁、桁架、拱等結(jié)構(gòu)形式，他們必須具有足夠的剛度，以承受索網(wǎng)的拉力，懸索的下部支有足夠的剛度，以承受索網(wǎng)的拉力，懸索的下部支撐結(jié)構(gòu)一般是受壓體，常采用柱子。撐結(jié)構(gòu)一般是受壓體，常采用柱子。是利用骨架、網(wǎng)索將各種現(xiàn)代薄膜材料繃緊形成建筑空間的一種結(jié)構(gòu)，它的歷史僅有幾十年，是在懸索結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：輕巧柔軟、采光好、生材料、構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便。易出現(xiàn)的弊病是：抗風(fēng)能力差而易失去穩(wěn)定，設(shè)計(jì)時(shí)必須合理選擇拉索的支點(diǎn)、曲率和預(yù)應(yīng)力值。充氣薄膜結(jié)構(gòu)是利用薄膜材料制成氣囊，充氣后形成建筑空間，并承受外力。它在任何情況下都必須處于受拉狀態(tài)才能保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。兼有承重和維護(hù)雙重功能，故大大減輕了建筑構(gòu)造，薄膜充氣后均勻受拉，能充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能。復(fù)習(xí)與思考：1、框剪結(jié)構(gòu)是如何分配荷載的？2、筒體結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是什么？3、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？4、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)按其外形分為那兩種網(wǎng)架？5、懸索結(jié)構(gòu)的主要組成部分是什么？1、注意 制圖