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1、第3篇 常用结构体系所 适用的建筑类型 民用建筑常用的结构类型有三种： 混合结构、框架结构、空间结构。 1、小空间的多层建筑宜采用墙承重结构。 2、某些大空间建筑、高层建筑宜采用框架结构。 3、以大空间为主体的建筑宜采用大跨度空间结构。 第1章 墙体承重结构所适用的 建筑类型 墙体承重结构 荷载通过墙体传给基础。 一般分为横墙承重、纵墙承重以及纵横墙 混合承重。 墙体承重结构 (承重墙结构) 1.1 砌体墙承重体系的特点及其所适 用的建筑类型 混合结构以砌体墙作为竖向承重体系 ，支承由其他材料构成的屋盖系统或楼面 及屋盖系统。 墙体材料来源丰富，施工方便，对建筑平 面适应性强，大量应用于低层和
2、多层民用 建筑和一些小型商业用房、工业厂房、诊 疗所等 承重墙布置应考虑以下几方面因素： 建筑空间分隔的需要 结构受力的合理性 满足通风、采光需求 满足设备布置和走向需求 横墙承重：横墙承重的方式在纵方向可以获得较 大的开窗面积，易得到较好的采光条件，但平面 较呆板 。 纵墙承重：纵墙承重的方式可减少横墙的数量， 对开放室内空间有一定的好处，但其整体刚度往 往不如横墙承重的方案好，纵向开窗面积也受到 限制，所以在高烈度地震区应慎重对待 纵、横墙混合承重：采用现浇钢筋混凝土楼板时 ，常常形成双向板；室内单个空间较大，楼层结 构需要添加梁，会形成纵、横墙混合承重。特点 是除了建筑物的总长度不应超出
3、规范要求，同时 应有一定数量的纵墙和横墙拉齐以加强建筑物的 刚度，满足抗震要求。墙体布置较为自由，平面 组合易获得交通组织的方便和较好的采光通风条 件。 纵、横墙混合承重的方案除应有一定数量 的纵墙及横墙拉齐以加强建筑物的刚度、 满足抗震的要求外 ，其墙体的布置相对较 为自由，在平面组合方面可获得交通组织 的方便并能够形成较好的采光和通风的条 件，尤其适用于民用住宅 混合墙承重方案的墙体是由小构件砌筑而 成，墙体可以比较容易砌成直线或各种其 他线形，从而使建筑立面或形体可以变的 较为丰富。 1.2钢筋混凝土墙承重体系的特点及 其所适用的建筑类型 1.2.1 预制装配式钢筋混凝土墙承重体系的 特
4、点及其所适用的建筑类型 建筑平面相对较为规整，以横墙承重居多 ，使用不够灵活。一般适用于学校、宿舍 、旅馆、住宅、办公等建筑。 1.2.2现浇钢筋混凝土墙承重体系的 特点及其所适用的建筑类型 墙体布置灵活，横墙承重、纵墙承重、纵横墙混 合承重等均可。大量应用于高层的办公楼、旅馆 、病房、住宅等建筑，平面一般呈条形布置。 纵墙承重方案应在适当位置布置横向剪力墙。 横墙承重，部分内纵墙可以不做现浇钢筋混凝土 ，而用砌体填充墙或轻质隔墙，可减轻自重，使 空间分隔灵活。 纵横墙混合承重：承重墙布置灵活有利于建筑空 间的组合。 第2章 骨架结构体系所适用的 建筑类型 骨架承重结构体系与墙承重结构体系的不
5、 同在于用两根柱子和一根梁代替了一片承 重墙。 荷载由骨架传给基础 此结构中内外墙均不承重，适用于需要灵 活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建 筑物，建筑立面处理灵活。 骨架结构支承系统对于建筑空间布置在构思 上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片 承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承 重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使 得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在 骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重 ，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需 要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑 物，而且建筑立面处理也较为灵活。 可分为：框架结构体系 、框剪、框筒等体系 、板
6、柱体系 、单层刚架、拱、排架 2.1 框架体系的特点及其所适用的 建筑类型 框架结构体系是骨架承重体系中最常用的 一种，主要承重结构为板、梁、柱，分为 横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框 架混合承重几种形式。 框架由水平杆件（梁）和竖向构件（柱） 正交或非正交连接所构成，沿房屋的纵向 和横向设置，形成双向抗侧力结构，承受 竖向荷载和任意方向的水平荷载的作用 柱网需要有对位关系，平面不宜转折过多 ，对于建筑布局的灵活性的意义主要还是 体现在那些内部需要较多的大空间。 框架结构在建筑平面设计中具有较大的灵活性，由于可以采 用较大的柱距而获得较大的使用空间，易于满足多功能的 使用要求。 结构刚度比
7、较均匀，构造简单，便于施工。 结构具有较好的延性，自振周期较长，且自重较轻，对地震 作用不敏感，是较好的抗震结构形式。 框架结构 2.2 框剪、框筒等体系的特点及其 所适用的建筑类型 全框架的结构体系在建筑物的空间刚度方面较为 薄弱，用于高层建筑时需加抗侧力构件。 如果是平面呈条形的建筑物，一般可以通过适当 布置剪力墙来解决，称为框剪体系。 如平面呈点状，则可以通过周边加密柱距使其成 为框筒，或将垂直交通枢纽如楼、电梯等组合布 置成刚性的核心筒，在其四周用梁柱形成外围结 构以在得到大面积灵活使用空间的基础上取得良 好的通风采光条件。 在框架结构的基础上,沿房屋的纵向和横向布 置一定数量的剪力墙
8、就组成了框剪结构体系。 结构的受力特点： 竖向荷载由框架承担，而水平荷载由框架和 剪力墙共同承担。由于剪力墙的侧向刚度很大， 水平荷载所引起的水平剪力主要由剪力墙承担， 而水平荷载所引起的倾覆力矩由框架和剪力墙共 同承担。 这种结构体系既有框架结构的优点，又有较 大的侧向刚度，同时还能充分发挥材料的强度作 用，具有较好的技术经济指标，高层结构。 北京京广中心大厦主楼 筒体结构体系 筒体体系分外框架筒体系、筒中筒体系、束筒 体系、外支撑桁架筒体系等。 外框架筒体系 由围绕房屋周边的密柱深梁和 内部承重框架构成。密柱是 指柱子间距不大，一般在3m 4.5m，柱截面亦不大。深 梁是指具有较高截面的窗
9、间 梁，截面高度在0.9m1.5m ，与密排柱连接在一起，承 担全部水平荷载，而各楼层 的重力荷载按荷载面积比例 分配给内部框架和外围框筒 。由于内部框架仅承担重力 荷载，所以梁、柱节点可以 采用铰接形式。 芝加哥标准石油大厦 筒中筒体系 由内框筒和外框筒构 成，共同抵抗水平荷 载，其外框筒多采用 密柱深梁的钢框筒， 内框筒可采用钢结构 或钢筋混凝土结构筒 体。筒中筒结构体系 是一种空间工作性能 更高效的抗侧力体系 。 上海国际贸易中心 束筒体系 由两个以上的筒 体相连、成为整 体性更好、侧向 刚度更大的结构 体系。由于束筒 体系是筒体的组 合群，可以组成 任何形状，使建 筑立面形式更加 丰富
10、。 西尔斯大厦 该办公大厦建于1974年的美国芝 加哥市，地下3层、地上110层， 标准层层高3.92m，建筑总高度 443m。该建筑底部平面尺寸为 68.55m 68.55m，平面由9个小 筒组成，每个小筒平面尺寸为 22.85m 22.85m。束筒的钢柱柱 距均为4.57m，截面采用焊接H型 钢，束筒的钢梁采用焊接工字截 面，而各层楼盖的钢梁跨度为 22.85m，利用第35层、第66层、 第90层三个设备层或避难层，沿 9个子框筒的各榀框架设置一层 楼高的桁架，由于跨度较大，采 用芬克式桁架，截面高度1.02m ，间距4.57m，形成三道刚性环 梁，提高框筒束抵抗竖向变形的 能力，并在桁架
11、各杆之间可穿越 专业管道。 剪力墙结构 框架剪力墙结构 筒体结构 2.3 板柱体系的特点及其所适用的 建筑类型 特点：直接用柱子支承楼板，取消了结构 梁，板底平整，减少了建筑吊顶的需求， 减小了平面结构构件所占据的空间，可降 低层高，且内部空间分隔不受梁影响，更 灵活。 接近正方形的双向板最为合理，板面荷载 （均布荷载）在一定范围才经济。柱距5 7m左右时较为适中。 2.4 单层刚架、拱及排架体系的特 点及其所适用的建筑类型 2.4.1 单层刚架 单层骨架梁柱之间为刚性连接。 刚架平面外刚度较小，通常适用于跨度不 太大，檐口高度不太高的内部空旷的单层 建筑。 单层刚架结构体系 2.4.2 拱
12、结构型式 双铰拱(最常见，制作安装方便，较经 济，温度应力低) 无铰拱(最经济，须设强支座，温度应 力高) 三铰拱(应用不广，拱钥铰使结构复杂 化) 2.4.3 排架 梁或其他支承屋面的水平构件（屋架）与 柱子之间采用铰接。 排架结构 第3章 空间结构体系所适用的 建筑类型 3.1 常用的空间结构体系 3.1.1 薄 壳 空间薄壁结构，分为曲面壳和折板两种 筒壳结构食堂 3.1.2 网架 网架 网架的形式 三向网架 三个方向的平面桁架相互交角60 比两向网架刚度大，适合大跨度 常用于正三角形，正六三角形平面 在谋些平面形状会出现不规则杆件 由四角锥体构成(五种) 正放四角锥网架 正放抽空四角锥
13、网架 网架的形式 斜放四角锥网架 棋盘形四角锥网架 星形四角锥网架 斜放四角锥网架 受力合理，杆件数量少 屋面板类型多 屋面组织排水较困难 棋盘形四角锥网架 保持正放四角锥网架周边四角锥 不变，中间四角锥间隔抽空，下 弦杆呈正交斜放，上弦杆呈正交 正放。 克服了斜放四角锥网架屋面板类 型多，屋面组织排水较困难的缺 点。 由三角锥体构成(三种) 三角锥网架 网架的形式 抽空三角锥网架蜂窝形三角锥网架 三层网架示意图 网壳 网壳结构形式(以曲面外形分类) 柱面网壳 网壳 a)正放四角锥柱面网壳b)正放抽空四角锥柱面网壳c)斜置正放四角锥柱面网壳 d)三角锥柱面网壳e)抽空三角锥柱面网壳 双层柱面网
14、壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系 a)：刚度大，杆件少，最常用 b)：适用于小跨度，轻屋面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种 国家大剧院 位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，总占地面积近12公顷 ，总建筑面积近15万平方米，总投资26.88亿元，目前已进行过网壳 部分设计与施工验收审查会议。 该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴 212.2m，南北短轴143.64m，总高度46.285。内设歌剧院（2416席 ）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面采 用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口 均设在水下 。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑设 计研究院参与主体设计 ，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。 3.1.3 悬 索 高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件及 下部的支撑构件，使结构自重极大减小， 而跨度大大增加，但稳定性相对较差。 悬索结构屋盖系统 鞍形悬索结构体育馆 悬索结构 3.1.4 膜 想象把索网结构的索细化加密，直到交织 成一张薄膜。膜本质上也是受拉构件，兼 有承重和维护双重功能。 材料：高强纤维织物。 膜结构 3.2 空间结构体系所适用的建筑类 型 2008北京奥运主会场骨架模型
