建筑體系與選型

建筑結(jié)構(gòu)體系與選型2021/5/91問題

不同高度的住宅為什么有的是磚混結(jié)構(gòu)，有的是剪力墻結(jié)構(gòu)？同是多層，為什么還有框架和砌體不同的結(jié)構(gòu)形式呢？面對紛繁復(fù)雜的建筑形式，如何判定結(jié)構(gòu)類型？建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)選型如何配合運用呢？？2021/5/92紙上談兵的建筑設(shè)計師英國設(shè)計師扎哈·哈迪德2004年榮獲普利茲建筑獎，并且獲得多個世界頂尖級的建筑設(shè)計競賽殊榮，可是她的作品卻鮮有建成！作品不能使內(nèi)部功能充分合理滿足，甚至造型缺乏結(jié)構(gòu)的合理性！2021/5/93未建成大師日本設(shè)計師磯崎新日本建筑師磯崎新，又稱“未建成大師”，他有很多極富靈感的作品，因結(jié)構(gòu)上的無法實現(xiàn)而多年沉寂在圖紙中。曾一度在建筑界銷聲匿跡，他在1960年設(shè)計的作品“空中之城”由于受結(jié)構(gòu)的原因，至今仍然是個空中樓閣。2021/5/942000年建成的卡塔爾國家圖書館似乎圓了磯崎新“空中城市”的夢想，但是無論從建筑高度上，還是從建筑結(jié)構(gòu)和造型上來分析，都會發(fā)現(xiàn)，兩者存在很大的差別。所以，嚴(yán)格來說，“空中城市”方案依然是一個未建成建筑?？罩谐鞘锌ㄋ枃覉D書館2021/5/95造型與結(jié)構(gòu)統(tǒng)一之美西班牙建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦畢業(yè)于西班牙巴倫西亞建筑與城市設(shè)計專業(yè)，并在瑞士蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院獲得結(jié)構(gòu)工程博士學(xué)位。擁有建筑師和結(jié)構(gòu)師雙重身份的他，認(rèn)為，建筑的美態(tài)能夠用力學(xué)的工程設(shè)計表達(dá)出來，而大自然之中的形態(tài)美，同樣有著驚人的力學(xué)效果。2021/5/96法國里昂TGV車站法國里昂TGV車站西班牙里斯本車站美國密爾沃基美術(shù)館2021/5/97建筑結(jié)構(gòu)是形成一定空間及造型，并具有承受人為和自然界施加于建筑物的各種荷載作用，使建筑物得以安全使用的骨架。建筑結(jié)構(gòu)的定義建筑供人們生產(chǎn)、生活或從事其他活動的場所房屋、樓房兩個特質(zhì)外在特質(zhì)—美觀內(nèi)在特質(zhì)—安全適用耐久工業(yè)建筑民用建筑2021/5/98建筑結(jié)構(gòu)是建筑三大構(gòu)成要素中建筑技術(shù)的組成內(nèi)容，是保證房屋安全的重要手段。建筑結(jié)構(gòu)的形式是為了滿足建筑功能要求，為創(chuàng)造建筑的美而服務(wù)。建筑結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計是兩個既相互獨立又緊密聯(lián)系的專業(yè)工種。建筑結(jié)構(gòu)是解決堅固問題，處于服務(wù)地位，由注冊結(jié)構(gòu)師完成；建筑設(shè)計是解決功能、適用和美觀的問題，處于先行與主導(dǎo)地位，由注冊建筑師完成。建筑設(shè)計必須和建筑結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合起來，只有真正符合結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才具有真實的表現(xiàn)力和實際的可行性，富有建筑的個性。建筑結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計的關(guān)系2021/5/99在建筑設(shè)計中，空間組合和建筑造型的主要環(huán)節(jié)是選擇最佳結(jié)構(gòu)方案，即結(jié)構(gòu)選型。結(jié)構(gòu)選型應(yīng)遵循以下原則：（1）建筑的功能

對于有些公共建筑，其功能有視聽要求，如：體育館為保證較好的觀看視覺效果，比賽大廳內(nèi)不能設(shè)柱，必須采用大跨度結(jié)構(gòu)；大型超市為滿足購物的需要，室內(nèi)空間具有流動性和靈活性，所以應(yīng)采用框架結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)選型的原則剪力墻結(jié)構(gòu)：高層住宅樓框支剪力墻結(jié)構(gòu)：商住樓2021/5/910（2）建筑的造型對于建筑造型復(fù)雜、平面和立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)選型，要按實際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成較多有規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。（3）建筑結(jié)構(gòu)的自身優(yōu)勢每種結(jié)構(gòu)形式都有各自的特點和不足，有其各自的適用范圍，所以要結(jié)合建筑設(shè)計的具體情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型。（4）考慮材料和施工的條件由于材料和施工技術(shù)的不同，其結(jié)構(gòu)形式也不同。例如：砌體結(jié)構(gòu)所用材料多為就地取材，施工簡單，適用于低層、多層建筑。當(dāng)鋼材供應(yīng)緊缺或鋼材加工、施工技術(shù)不完善時，不可大量采用鋼結(jié)構(gòu)。（5）盡可能降低造價當(dāng)幾種結(jié)構(gòu)形式都有可能滿足建筑設(shè)計條件時，經(jīng)濟(jì)條件就是決定因素，盡量采用能降低工程造價的結(jié)構(gòu)形式。

2021/5/911現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)體系建筑形式低多層高層超高層砌體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架剪力墻框支框剪筒體大跨剛架桁架拱薄壁網(wǎng)架（殼）懸索薄膜2021/5/912內(nèi)容提要大跨度建筑結(jié)構(gòu)體系1多高層建筑結(jié)構(gòu)體系22021/5/913大跨度建筑結(jié)構(gòu)體系桁架結(jié)構(gòu)剛架結(jié)構(gòu)拱結(jié)構(gòu)薄壁空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)其他大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式2021/5/914桁架結(jié)構(gòu)1、桁架結(jié)構(gòu)的特點及適用范圍桁架結(jié)構(gòu)是由桿件組成的一種格構(gòu)式結(jié)構(gòu)體系，桁架結(jié)構(gòu)主要由上弦桿、下弦桿和腹桿三部分組成，腹桿有斜腹桿和豎腹桿之分。桁架結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力為軸向的拉力或壓力，一般上弦桿受壓、下弦桿受拉，內(nèi)力分布均勻，對支座沒有橫向推力，因此，該體系材料強(qiáng)度能充分利用，適用的建筑跨度也較大。傳統(tǒng)的桁架形式是木屋架，現(xiàn)代建筑多采用鋼桁架、輕型鋼桁架、鋼筋混凝土桁架以及鋼筋混凝土—鋼組合桁架等，廣泛應(yīng)用于大跨度建筑的屋蓋、樓蓋及圍護(hù)部分。當(dāng)跨度大于36M時，選用鋼桁架；當(dāng)跨度小于36m或濕度大于75%時，或當(dāng)建筑用于有腐蝕性介質(zhì)時，選用鋼筋混凝土桁架。2021/5/9152021/5/9162、桁架結(jié)構(gòu)基本形式桁架由于是格構(gòu)式體系，所以組合靈活，受力合理。桁架可以組成矩形、三角形、梯形、拱形和無斜腹桿式多種結(jié)構(gòu)形式，因此形成單坡、雙坡、單跨、多跨多種建筑造型。2021/5/9172021/5/918廣州中山紀(jì)念堂屋蓋結(jié)構(gòu)昆明世博園主會場—立體桁架2021/5/919剛架結(jié)構(gòu)1、剛架結(jié)構(gòu)的點及適用范圍剛架結(jié)構(gòu)是指橫梁和柱以整體連接方式構(gòu)成的一種門式結(jié)構(gòu)。梁和柱是剛性節(jié)點。在豎向荷載作用下，柱對梁有約束作用，能減少梁的跨中彎矩；在水平荷載作用下，梁對柱有約束作用，能減少柱內(nèi)的彎矩；鉸接處彎矩為零，所以斷面最小，因此，柱斷面多呈上大下小形式，立柱為里直外斜或外直里斜。2021/5/920剛架結(jié)構(gòu)由于橫梁向上傾斜，使結(jié)構(gòu)下部空間增大，更便于空間利用。橫梁使屋頂形成折線形，使建筑外輪廓更加豐富。因此多用于較大空間的廠房、火車站候車站臺以及飛機(jī)庫等。2021/5/921湛江火車站站臺2021/5/9222、剛架結(jié)構(gòu)的形式根據(jù)剛架結(jié)構(gòu)使用的材料可以將剛架分為鋼剛架和鋼筋混凝土剛架。鋼剛架鋼剛架有實腹式和格構(gòu)式之分。實腹式剛架適用的建筑跨度一般不大，常做成兩鉸式結(jié)構(gòu)。這種剛架的結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常外露，外形美觀，富有力量感，制作和安裝也較方便。實腹式鋼剛架通常采用的材料是型鋼，焊接工作量少，并能節(jié)約材料。例如前面湛江火車站就屬于實腹式鋼剛架。2021/5/923格構(gòu)式鋼剛架如圖所示，適用的范圍較廣，并且具有剛度大、節(jié)省鋼材等優(yōu)點。2021/5/924鋼筋混凝土剛架鋼筋混凝土剛架一般適用于跨度不大于18m，檐高不超過10m的建筑，有吊車設(shè)置時，吊車起重量不大于100KN。鋼筋混凝土剛架截面形式通常有矩形和工字型。鋼筋混凝土剛架梁柱連接轉(zhuǎn)角處，彎矩較大，應(yīng)力集中，通常采用的處理方法有加腋的形式和圓弧過渡。為了節(jié)省材料，減輕自重，鋼筋混凝土剛架的桿件常做成空心或?qū)U件留洞。2021/5/925嘉興火車站站臺2021/5/9262021/5/927拱結(jié)構(gòu)1、拱結(jié)構(gòu)的特點及適用范圍拱是古代大跨度建筑及橋梁的主要結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)時主要使用的材料是磚石，現(xiàn)代拱結(jié)構(gòu)使用的材料主要是鋼筋混凝土拱和鋼拱。拱呈曲面形狀，在豎向荷載（自重、屋面板等）作用下，拱內(nèi)彎矩值降低到最小限度，主要內(nèi)力為軸向壓力。拱比同樣跨度的梁結(jié)構(gòu)斷面小，能跨越較大的空間。拱應(yīng)用的范圍較廣，商場、會展中心、體育館、大劇院、貨倉等各類大型建筑及其局部造型，都有拱豐富多彩的身影。如圖所示：2021/5/928河南體育中心上海磁懸浮列車車站2021/5/9292、拱結(jié)構(gòu)的形式按照拱的結(jié)構(gòu)受力特點，可以將拱分為無鉸拱、兩鉸拱和三鉸拱。無鉸拱無鉸拱又稱落地拱，落地拱直接與地面固接，結(jié)構(gòu)整體性好，內(nèi)力分布均勻，無鉸拱對支座要求較高，支座的沉降會引起很大的內(nèi)力，易對拱造成破壞。2021/5/930兩鉸拱有些拱沒有直接落地，而是由墻或框架支撐，這樣的拱多為兩鉸拱。兩鉸拱與無鉸拱相比，建筑造型更加豐富，層高更高，內(nèi)部空間組織靈活。2021/5/931三鉸拱有些下部由框架或墻支撐的拱建筑，拱的上部需要靈活的開敞和閉合，拱的上部多為焊接。這樣形式的拱稱為三鉸拱。三鉸拱在溫度變化、彈性壓縮、支座沉降等因素影響下不會產(chǎn)生附加內(nèi)力，不過，其整體剛度差，抗震性能也較差。西安秦俑博物館2021/5/932薄壁空間結(jié)構(gòu)1、薄壁空間結(jié)構(gòu)的特點2021/5/9331、薄壁空間結(jié)構(gòu)的特點2021/5/934薄壁空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點薄壁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，剛度大，自重輕，厚度薄（為跨度的幾百分之一），是經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式。薄殼結(jié)構(gòu)多以現(xiàn)場施工澆筑的形式出現(xiàn)，施工較為復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)計算方面也較為繁瑣。適用范圍薄殼結(jié)構(gòu)的適用范圍很廣，可覆蓋各種平面形狀的建筑物屋蓋。2021/5/935曲面形式薄壁結(jié)構(gòu)中曲面的幾何形狀，按其形成的特點可以分為幾類：旋轉(zhuǎn)曲面、平移曲面、直紋曲面。旋轉(zhuǎn)曲面2021/5/936平移曲面直紋曲面2021/5/937北京天文館北京天文館建于1955年，總建筑面積約為7000平方米。天文館頂蓋是直徑25m的半球形圓頂結(jié)構(gòu)。2021/5/938金貝爾博物館金貝爾博物館位于美國德克薩斯州，建于1972年。建筑利用長筒殼屋頂?shù)奶攸c，將若干個筒殼連續(xù)排列，塑造了簡潔、規(guī)則、優(yōu)美的建筑外形。2021/5/939同濟(jì)大學(xué)大禮堂同濟(jì)大學(xué)大禮堂位于四平路校區(qū)，建成于1962年，建筑面積3600平方米。建筑端頭入口處的屋蓋及沿建筑長度方向的上部窗戶均采用了平行折板的形式。2021/5/940格拉加尼亞修道院教堂格拉加尼亞修道院教堂位于印度新德里，建于1980年~1986年，該建筑是印度國花—蓮花的一種前所未有的表現(xiàn)形式。由鋼筋混凝土橢圓拋物面殼體來完成的一片片花瓣，含苞待放，使建筑充滿生機(jī)和活力。2021/5/941悉尼歌劇院由丹麥設(shè)計師伍重設(shè)計的悉尼歌劇院，建成于1973年，全部建筑長達(dá)183M,寬118m，最高點距水面67m。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的拋物面殼，塑造出如貝、如帆的靈動造型。2021/5/942網(wǎng)架結(jié)構(gòu)1、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系及其形式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通常分為交叉桁架體系和角錐體系兩大類。交叉桁架體系由兩向或三向相互交叉的平面桁架組成，根據(jù)桁架交叉的角度和數(shù)量不同，可以形成多種交叉桁架體系；角錐體系網(wǎng)架指由桿件做成的角錐體空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，根據(jù)椎體單元形式的不同，又可以形成多種角錐形式。目前，由于交叉桁架體系的制作和施工較為容易，所以應(yīng)用的范圍較為廣泛。角錐體系與交叉桁架體系相比，剛度大，在受力方面更具優(yōu)勢，因此，也具有潛在的競爭能力。2021/5/943交叉桁架體系交叉桁架體系網(wǎng)架由一片片平面桁架相互交叉組合而成。每片桁架的上下弦桿及腹桿均在同一垂直平面內(nèi)。根據(jù)桁架交叉的角度不同以及交叉桁架的數(shù)量不同，又可分為四種形式：兩向正交正放、兩向正交斜放、兩向斜交斜放、三向交叉。（1）兩向正交正放兩向正交正放交叉桁架體系網(wǎng)架由兩個方向的平面桁架交叉而成，彼此交角為90度。兩個方向的桁架分別平行與建筑平面的邊線。這種網(wǎng)架適用于50m左右中等跨度的正方形建筑平面。2021/5/9442021/5/945（2）兩向正交斜放兩向正交斜放網(wǎng)架也是有兩個方向的平面桁架交叉而成，交角也是90度，但是，這種王家的特點是兩個方向的桁架與建筑平面邊線的交角均為45度。這種網(wǎng)架形式主要用于長條形平面。2021/5/946（3）兩向斜交斜放

由于建筑物的使用功能或建筑立面要求，有時建筑干面中兩相鄰邊的柱距不等，因而相互交叉桁架的交角不能保持90度，成為其他某一角度，百且兩個方向的桁架與建筑平面邊線也形成了一角度，這種網(wǎng)架稱為兩向斜交斜放網(wǎng)架。2021/5/947（4）三向交叉

三向交叉網(wǎng)架一般是由三個方向的干面桁架相互交叉而成，其夾角互為60度，故上下弦桿在平面中組成三角形，三向交叉網(wǎng)架比兩向網(wǎng)架的空間剛度大，桿件內(nèi)力均勻，故適合在大跨度工程中采用，特別適用于三角形、梯形、正六邊形、多邊形及圓形平面的建筑中，其造型也比二向網(wǎng)架美觀，但三向交叉網(wǎng)架桿件種類多，節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜，在中小跨度中應(yīng)用是不經(jīng)濟(jì)的。2021/5/948網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支承方式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支承方式不同，形成的建筑造型也各不相同。網(wǎng)架常用的支承方式有：周邊支承、三邊支承、點支承、周邊支承和點支承結(jié)合等。周邊支承當(dāng)平面網(wǎng)架跨度不大時，網(wǎng)架一般支承在四周圈梁或邊梁上，并由墻或柱支承。這種支承方式的特點是網(wǎng)格劃分自由、受力均勻、門窗開設(shè)位置不受限制。適用于中小跨度建筑。2021/5/949三邊支承當(dāng)矩形建筑物的一個邊軸線上因生產(chǎn)的需要必碩設(shè)計成開敞的大門和通道，或者因建筑功能的要求某一邊不宜布置承重構(gòu)件時，四邊形網(wǎng)架只有三個邊上可設(shè)置支座節(jié)點，另一個邊則為自由邊，這種支承方式的網(wǎng)架在飛機(jī)制造廠或造船廠等的裝配修理車間；飛機(jī)庫；景劇院觀從廳及有擴(kuò)建可能的建筑物中常被采用。2021/5/950深圳華夏藝術(shù)中心2021/5/951點支承

點支承網(wǎng)架的支座可布置在四個或多個支承柱上，前者為四點支承網(wǎng)架，后者為多點支承網(wǎng)架。支承點都對稱布置，井在周邊設(shè)置懸臂段，以平衡一部分跨中彎矩，減少跨中撓度；點支承網(wǎng)架適用于體育館／展覽廳等大跨度公共建筑中，以及收費站／加油站小型建筑中也有應(yīng)用。2021/5/952周邊支承與點支承相結(jié)合

周邊支承與點支承相結(jié)合的網(wǎng)架支承方式如圖所示，安放在周邊支承的基礎(chǔ)上，在建筑物內(nèi)部增設(shè)中間支承點，這樣便縮短了網(wǎng)架的跨度，可有效減小網(wǎng)架桿件的內(nèi)力和網(wǎng)架的撓度，井達(dá)到節(jié)約鋼村的目的。這種支承方式適用于大柱網(wǎng)工業(yè)廠房／倉庫展覽廳等建筑。2021/5/953網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)既有網(wǎng)狀的殼體結(jié)構(gòu)，又有曲面狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。兼有薄殼結(jié)構(gòu)和平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可采用的材料有木、鋼、鋁合金、塑料、玻璃鋼、鋼筋混凝土等，常用的材料主要有鋼和混凝土。鋼筋混凝土網(wǎng)殼常采用單層，以采用預(yù)制裝配整體式安裝形式為主，適用跨度主要在60m以下。鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，鋼材常采用鋼管、工字鋼、角鋼等，具有重量輕、強(qiáng)度高、構(gòu)造簡單、施工便捷等突出優(yōu)點。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形成的建筑造型豐富、生動，可塑性強(qiáng)，適用于多種平面形式，能滿足大中小各類跨度的需要，廣泛應(yīng)用在體育館、展覽館、歌劇院等大中型公共建筑的屋蓋及墻體部分。2021/5/954網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)2、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)按曲面形式可分為單曲面和雙曲面兩種。單曲面網(wǎng)殼常采用的是筒網(wǎng)殼，雙曲面網(wǎng)殼常采用的是球殼和扭網(wǎng)殼。另外，也可采用其他曲面形成的扁網(wǎng)殼及由各種曲面經(jīng)切割組合后的網(wǎng)殼形式。2021/5/9552021/5/9562021/5/9572021/5/958筒網(wǎng)殼河南體育中心2021/5/959球網(wǎng)殼鎮(zhèn)江巨蛋，曾是江蘇省的標(biāo)志性娛樂建筑，現(xiàn)已拆除。2021/5/960國家大劇院2021/5/961扭曲殼結(jié)構(gòu)北京石景山體育館2021/5/962臺灣東海大學(xué)魯斯教堂2021/5/963薄膜結(jié)構(gòu)1、薄膜結(jié)構(gòu)概述薄膜結(jié)構(gòu)是一種古老的結(jié)構(gòu)型式、其造型在自然界中十分常見、如肥皂泡，蝙蝠翼，蜘蛛網(wǎng)等。在日常生活中也有許多應(yīng)用薄膜結(jié)構(gòu)的實例、如氣球，游泳救生圈，傘，帆，風(fēng)箏，帳篷等、受力性能是十分明確的。作為建筑物屋蓋結(jié)構(gòu)、帳篷是最為古老的空間張力結(jié)構(gòu)、最早的帳篷是用獸皮或由羊毛織成、后來則是用棉或其他天然織物制作而成、薄殼結(jié)構(gòu)建筑與薄膜結(jié)構(gòu)與我們傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)體系是完全不同的。薄膜結(jié)構(gòu)是建筑與結(jié)構(gòu)中一種結(jié)構(gòu)體系、薄膜既承受膜面的內(nèi)力、作為結(jié)構(gòu)的一部分，又可防雨，擋風(fēng)、起維護(hù)作用、同時還可采光以節(jié)省室內(nèi)照明的能源、膜材本身的受彎剛度幾乎為零、但通過不同的支撐體系使薄膜承受張力、而形成具有一定剛度的穩(wěn)定曲面、薄膜結(jié)構(gòu)的建筑造型是結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)造的布局而自然產(chǎn)生的、力的平衡狀態(tài)直接被表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的形狀上，這就使薄膜結(jié)構(gòu)成為一種建筑與結(jié)構(gòu)自然有機(jī)體結(jié)合的新型大跨度建筑2021/5/9642、薄膜結(jié)構(gòu)的類型充氣膜結(jié)構(gòu)充氣式膜結(jié)構(gòu)又稱空氣薄膜結(jié)構(gòu)，依靠送風(fēng)系統(tǒng)向室內(nèi)充氣以頂升膜面構(gòu)成屋蓋空間。根據(jù)鼓風(fēng)形式不同又可細(xì)分為氣承式、氣壓式和混合式。氣壓式氣壓式薄膜結(jié)構(gòu)是指在若干充氣肋和充氣被的空間內(nèi)保持空氣氣壓，以保證其支撐能力的結(jié)構(gòu)。工作原理與輪胎相似。該種薄膜結(jié)構(gòu)既可以直接落地，獨立構(gòu)成建筑空間；也可以擱置在承重墻或框架柱等構(gòu)件上，構(gòu)成更為豐富的建筑造型。2021/5/9652021/5/966氣承式氣承式薄膜結(jié)構(gòu)的原理是通過不斷的向薄膜殼體內(nèi)鼓風(fēng)，在較高的室內(nèi)空氣氣壓作用下使其自行承起，以承受自重和外荷載。工作原理和熱氣球相似。為了融雪和室內(nèi)保溫，有時向氣囊內(nèi)直接輸送暖空氣。這種薄膜結(jié)構(gòu)的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，施工快、跨度大、價格低廉?；旌鲜交旌鲜奖∧そY(jié)構(gòu)，改進(jìn)了氣承式薄膜結(jié)構(gòu)和氣壓式薄膜結(jié)構(gòu)的不足?；旌鲜奖∧そY(jié)構(gòu)目前常見的有兩種形式：第一種將氣壓式和氣承式結(jié)構(gòu)混合，相互彌補其局限性。第二種是將充氣結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在建筑造型上更加豐富多彩。2021/5/967懸掛薄膜結(jié)構(gòu)懸掛薄膜結(jié)構(gòu)又稱為帳篷式或張拉式薄膜結(jié)構(gòu)，它的原理和帳篷相似。采用桅桿、拱、拉索等支承結(jié)構(gòu)將薄膜張掛起來，利用柔性索向膜面施加張力將膜繃緊，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。2021/5/9682021/5/969骨架支撐薄膜結(jié)構(gòu)骨架支撐結(jié)構(gòu)是利用拱、剛架、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、張拉整體結(jié)構(gòu)等剛性骨架來支承薄膜的結(jié)構(gòu)形式。這種薄膜結(jié)構(gòu)的膜材并不作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件。骨架式膜結(jié)構(gòu)的骨架體系自平衡，膜體僅為覆蓋層。2021/5/9702021/5/971鳥巢結(jié)構(gòu)采用輻射狀門式鋼桁架組合結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)表面覆蓋雙層膜，外層用來擋雨并有自潔功能，內(nèi)層是有利于吸音的PTFE膜。2021/5/972韓國釜山體育場2021/5/973其他大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式其他大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式包括混合空間結(jié)構(gòu)、斜拉混合結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)等?；旌峡臻g結(jié)構(gòu)混合空間結(jié)構(gòu)是指將剛架結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、拱式結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等不同形式的結(jié)構(gòu)經(jīng)過合理組合，形成的空間結(jié)構(gòu)形式。混合空間結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了各種結(jié)構(gòu)以及各種材料的特長，彌補了單一大跨結(jié)構(gòu)受力或材料上面的不足?；旌峡臻g結(jié)構(gòu)形成的建筑造型更加豐富多彩，適用的建筑功能也更為廣泛。2021/5/974北京朝陽體育館——懸索、拱、交叉索網(wǎng)混合空間結(jié)構(gòu)2021/5/975斜拉混合結(jié)構(gòu)利用斜拉索可以組成各種斜拉混合結(jié)構(gòu)。斜拉索最早應(yīng)用于斜拉橋的設(shè)計中，借助斜拉索將橋體結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到橋塔上，然后，再有橋塔將荷載傳遞給基礎(chǔ)。法國諾曼底大橋2021/5/976蘇通長江大橋2021/5/977蘇通長江大橋美國密爾沃基美術(shù)館2021/5/978懸挑結(jié)構(gòu)指的是將梁、板、桁架等構(gòu)件從制作處向外作遠(yuǎn)距離延伸，構(gòu)成無視線阻礙的空間結(jié)構(gòu)形式。在懸挑結(jié)構(gòu)中，可以借助斜拉索增加懸臂構(gòu)件的約束，提高結(jié)構(gòu)的安全度。懸挑結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑懸挑部分下部不出現(xiàn)承重的墻或梁柱，視野開闊、空間開放，往往形成建筑的灰空間，常用作建筑的挑檐、陽臺、體育場的看臺頂棚、屋蓋的遮陽棚等。深圳寶安機(jī)場候機(jī)樓2021/5/979上海市規(guī)劃展覽館2021/5/980上海市規(guī)劃展覽館國家館2021/5/981多高層建筑結(jié)構(gòu)體系砌體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)純剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)框支剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)超高層結(jié)構(gòu)的其他形式2021/5/982砌體結(jié)構(gòu)的概念砌體結(jié)構(gòu)一般是指采用鋼筋混凝土樓（屋）蓋和磚或其他塊體（如混凝土砌塊）砌筑的承重墻組成的結(jié)構(gòu)體系，也稱墻承重結(jié)構(gòu)體系。砌體結(jié)構(gòu)2021/5/983砌體結(jié)構(gòu)的特點砌體結(jié)構(gòu)的墻體具有承重和圍護(hù)的雙重作用，所用材料便于就地取材，施工較簡單，施工進(jìn)度快，技術(shù)要求低，施工設(shè)備簡單。由于砌體抗拉抗剪強(qiáng)度低，因此砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能差，一般不超過七層，故一般適用于多層住宅、辦公樓、學(xué)校、小型庭院等。砌體結(jié)構(gòu)一般不適用于高層建筑及需要大空間的建筑。由于墻體承重，在其上開設(shè)門窗受到限制，建筑立面效果顯得厚實。2021/5/984砌體結(jié)構(gòu)承重方案

①橫墻承重方案樓層的荷載通過板、梁傳至橫墻，橫墻作為主要的承重豎向構(gòu)件，縱墻僅起維護(hù)、分隔、自承重及形成整體的作用。橫墻承重方案具有橫墻布置較密、橫向剛度大、整體性好的特點，但房間布置的靈活性差。橫墻承重適用于橫墻較多的建筑，如住宅、宿舍等。

橫墻承重方案2021/5/985②縱墻承重方案

樓層的荷載通過板、梁傳至縱墻，橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求，其間距較大?？v墻承重方案具有平面布置靈活、房間空間可以較大的特點，但縱墻受力集中，房屋剛度較差?？v墻承重適用于教室、商店、閱覽室等。③縱橫墻承重方案

根據(jù)房間功能要求的空間尺寸，可采取縱橫墻同時承重的方案?？v橫墻承重方案具有平面布置靈活、房屋雙向剛度較好的特點?？v橫墻承重適用于房間尺寸及布局變化較多的建筑，如面積較大的住宅、醫(yī)院、實驗樓等。2021/5/986縱墻承重方案2021/5/987縱橫墻承重方案2021/5/988④內(nèi)框架承重方案

外圍用外墻承重，內(nèi)部用梁、柱承重的結(jié)構(gòu)為內(nèi)框架承重方案。其特點是以柱代替內(nèi)承重墻，優(yōu)點是內(nèi)部空間大，梁的跨度較縱墻承重體系??；缺點是外部磚墻和內(nèi)部鋼筋混凝土柱差別較大，房屋不均勻沉降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力較大，整體剛度較差。一般適用于多層工業(yè)、商業(yè)和文教用房等建筑，或僅用于建筑的底層（門面），或底層框架結(jié)構(gòu)、上部磚混結(jié)構(gòu)縱橫墻承重方案2021/5/989與結(jié)構(gòu)選型有關(guān)的構(gòu)造要求橫墻間距小些，可使結(jié)構(gòu)整體性和空間剛度較好，還可防止地基不均勻沉降引起的墻體開裂縱墻宜貫通，可利于防止墻體開裂，且易于設(shè)置圈梁梁跨度較大時，其支承處應(yīng)加設(shè)壁柱適當(dāng)設(shè)置伸縮縫和沉降縫，可預(yù)防和減少墻體開裂房屋平、立面布置規(guī)則，房屋質(zhì)量分布和剛度變化均勻，限制房屋的高度、層高和高寬比，設(shè)置防震縫，選用配筋砌體，設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱，可提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能2021/5/990框架結(jié)構(gòu)定義

由梁、板、柱構(gòu)件通過剛節(jié)點連接而成的結(jié)構(gòu)稱為框架當(dāng)整個結(jié)構(gòu)單元所有的豎向和水平作用完全由框架承擔(dān)時，該結(jié)構(gòu)體系成為框架結(jié)構(gòu)體系。有鋼筋混凝土框架、鋼框架和混合結(jié)構(gòu)框架三類。2021/5/9912021/5/992框架結(jié)構(gòu)的特點優(yōu)點是：①建筑平面布置靈活，分隔方便；②整體性、抗震性能好，設(shè)計合理時結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力；③外墻采用輕質(zhì)填充材料時，結(jié)構(gòu)自重小。缺點是：側(cè)向剛度小，抵抗側(cè)向變形能力差。正是這一點，限制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度。2021/5/993按構(gòu)件組成劃分

有梁板式結(jié)構(gòu)（由梁、板、柱三種基本構(gòu)件組成的骨架結(jié)構(gòu)）和無梁式結(jié)構(gòu)（由板和柱子組成的骨架結(jié)構(gòu)）兩種類型。

按框架的施工方法劃分

①現(xiàn)澆整體式框架框架全部構(gòu)件均在現(xiàn)場澆注成整體，具有整體性和抗震性能好、構(gòu)件尺寸不受標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件限制的特點?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的類型2021/5/994②裝配式框架框架全部構(gòu)件采用預(yù)制裝配，具有可加快施工進(jìn)度、提供建筑工業(yè)化程度的特點，但節(jié)點構(gòu)造剛性差，抗震性差。③半現(xiàn)澆框架梁、柱現(xiàn)澆，樓板預(yù)制或現(xiàn)澆，預(yù)制梁板，具有梁柱整體性好、可節(jié)約模板的特點。④裝配整體或框架預(yù)制梁、柱，裝配時通過局部現(xiàn)澆混凝土使構(gòu)件連接成整體，結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性介于現(xiàn)澆和裝配式構(gòu)件之間，保證了節(jié)點的剛度，比全現(xiàn)澆節(jié)省模板，加快了施工進(jìn)度，但增加了后澆混凝土的工序。2021/5/995北京民族飯店，建于1959年，高12層，是新中國第一座全裝配式框架結(jié)構(gòu)2021/5/996框架結(jié)構(gòu)的平面布置方式①民用建筑的柱網(wǎng)及層高

民用建筑的類型多，功能要求各不相同，因此柱網(wǎng)和層高的變化也大，但對于一般民用建筑可以做到定型化。柱網(wǎng)一般以300mm為模數(shù)，如住宅、旅館的框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸，柱距可采用6.3m、6.6m和6.9m，跨度可采用4.8m、5.1m、6.0m、6.6m和6.9m，層高為3.0m、3.3m、3.6m、3.9m和4.2m。②工業(yè)建筑的柱網(wǎng)及層高

工業(yè)建筑的柱網(wǎng)布置可分為內(nèi)廊式和跨度組合式兩種，如圖6.6所示。內(nèi)廊式柱網(wǎng)的常用尺寸：柱距為6.0m，跨度一般采用6.0m、6.6m和6.9m，走廊寬一般為2.4m、2.7m和3.0m?？缍冉M合式柱網(wǎng)的常用尺寸：柱網(wǎng)采用6.0m，跨度采用6.0m、7.5m、9.0m和12m。層高一般為3.6m、3.9m、4.5m、4.8m和5.4m。2021/5/997框架柱網(wǎng)布置簡單、規(guī)則、整齊，對結(jié)構(gòu)是非常有利的，經(jīng)濟(jì)效果也好。但有些建筑平面采用周邊復(fù)雜的形式來表示建筑藝術(shù)的效果，這就出現(xiàn)了在復(fù)雜的建筑平面形式上力求簡單的柱網(wǎng)布置的協(xié)調(diào)問題。①橫向框架承重布置

這種布置以橫向框架作為主要承重框架，橫向的梁為框架主梁，縱向的梁為連系梁，由于主梁沿橫向布置，橫向框架有利于提高建筑物的橫向抗側(cè)剛度。不足之處是，當(dāng)建筑物內(nèi)部空間劃分需跨越多個主梁時，內(nèi)部空間頂部不夠美觀。2021/5/998②縱向框架承重布置

這種布置以縱向框架作為主要承重框架，縱向的梁為框架主梁，橫向的梁為連系梁，有利于樓層凈高的有效利用，同時房間的劃分比較靈活，但橫向剛度差，不適用于地震區(qū)。2021/5/999③縱橫向框架承重

當(dāng)房屋平面為正方形（或接近正方形）或房屋有抗震設(shè)防要求時，兩個方向的受力相差較小，此時兩個方向的框架都應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，故應(yīng)采用縱橫兩個方向的框架作為主要承重框架，這種布置適用于地震區(qū)。也稱空間框架體系。2021/5/9100框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)平面布置舉例2021/5/9101框架結(jié)構(gòu)平面布置2021/5/9102適用范圍

高抗震烈度地區(qū)不宜使用按《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計建議》

設(shè)防烈度現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)

9度25米不用

8度45米25米

7度55米35米

6度60米50米非震區(qū)60米50米鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)≤20層鋼結(jié)構(gòu)≤30層多用于住宅樓，辦公樓，教學(xué)樓，綜合樓。2021/5/9103

剪力墻是一種抵抗豎向荷載引起的軸向作用和風(fēng)、地震等水平荷載引起的剪切、彎曲作用的結(jié)構(gòu)單元。剪力墻的作用

①剪力墻是建筑物的承重墻，同時也是圍護(hù)墻和分隔墻，因此，剪力墻的布置必須滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。②剪力墻有較強(qiáng)的承載能力，同時也具有很好的整體性和空間作用，因此，剪力墻作為抗側(cè)力構(gòu)件用于高層建筑。③受剪力墻間距的限制，建筑物的平面開間布置不靈活，所以用于旅館、公寓住宅等建筑較為適宜。④剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋混凝土平板，可不設(shè)梁，這樣可節(jié)約層高。

純剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻的概念和作用2021/5/91042021/5/9105純剪力墻結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點：側(cè)向剛度大缺點：布置受限制廣州白云賓館33層，112.45米，剪力墻結(jié)構(gòu)，1976年建成，國內(nèi)首棟百米高層。3600400080008000660003000360003000660008000800040003600700007850785023002021/5/9106北京國際飯店1987年建成，27層，底層層高5m，標(biāo)準(zhǔn)值層層高2.9m，總高度104m，剪力墻厚度為200~600mm。2021/5/9107純剪力墻結(jié)構(gòu)的適用范圍

由于純剪力墻結(jié)構(gòu)全部由縱橫墻體組成，其剛度比框架－剪力墻結(jié)構(gòu)更好，對于40層以下的高層住宅、高層旅館、公寓十分通用。純剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑物高寬比不宜大于6，其高度要考慮抗震要求，地震區(qū)7度設(shè)防時為139m左右，8度設(shè)防時為120m左右，9度設(shè)防時為70m左右。

2021/5/9108框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間布置靈活，而整體性不足；剪力墻結(jié)構(gòu)整體性較強(qiáng)，而內(nèi)部空間布置不夠靈活。能否將兩者的有點加以綜合運用呢？在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)布置能抵抗水平作用的剪力墻，并使框架柱、樓板有可靠的連接而形成的結(jié)構(gòu)成為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。。在框剪體系中，豎向荷載由框架柱和剪力墻承擔(dān)；水平作用由剪力墻承擔(dān)。它綜合了框架、剪力墻的優(yōu)點，內(nèi)部布置靈活，承受水平作用的能力也較強(qiáng)，廣泛用于高層辦公樓、賓館、商場、商住樓等。2021/5/9109

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)2021/5/9110

框架剪力墻結(jié)構(gòu)2021/5/9111

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻布置典型平面2021/5/9112北京飯店新樓2021/5/9113結(jié)構(gòu)類型設(shè)防烈度6度7度8度9度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：框架—剪力結(jié)構(gòu)：框架—剪力墻220220200140框剪結(jié)構(gòu)體系最高限高（m）適用范圍2021/5/9114在框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻的布置應(yīng)注意以下幾點：①剪力墻以對稱布置為好，可減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。這一點在地震區(qū)尤為重要；②剪力墻應(yīng)上下貫通，使結(jié)構(gòu)剛度連續(xù)而且變化均勻；③剪力墻宜布置成筒體，建筑層數(shù)較少時，也應(yīng)將剪力墻布置成T型、L型、I型等。便于剪力墻更好地發(fā)揮作用；④剪力墻應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)的外圍，可以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭作用。但是考慮溫度應(yīng)力的影響和樓板平面內(nèi)的變形，剪力墻的間距不應(yīng)過大。結(jié)構(gòu)布置2021/5/9115上海華亭賓館地上29層，底下一層，總高90M?？偨ㄖ娣e達(dá)到8萬平方米。2021/5/9116框支剪力墻結(jié)構(gòu)隨著建筑領(lǐng)域的發(fā)展壯大，綜合性高層建筑日益增多。許多綜合性高層建筑的上部為塔樓，作為客房、住宅，下部為裙房，設(shè)置商場、銀行、飯店等。若采用框架結(jié)構(gòu)，則高度受限；若采用純剪力墻結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)，則無法保證下部空間的靈活性。根據(jù)這種需要，產(chǎn)生了框支剪力墻結(jié)構(gòu)