結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系課件

1、結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系第九章：結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 9.1結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系概述 9.2墻體承重體系 9.3骨架承重體系 9.4空間結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系第九章 建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 建筑設(shè)計，建筑設(shè)計，包括平面設(shè)計、立面設(shè)計、包括平面設(shè)計、立面設(shè)計、剖面設(shè)計剖面設(shè)計等，在滿足各種需要的同時，都必須綜等，在滿足各種需要的同時，都必須綜合考慮其他各專業(yè)（結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水合考慮其他各專業(yè)（結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水等）的要求，其中特別是要對結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計要等）的要求，其中特別是要對結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計要求給予足夠的重視。求給予足夠的重視。9.19.1結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系概述結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系概述 建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是

2、整個建筑設(shè)計過是整個建筑設(shè)計過程中的兩個最重要的環(huán)節(jié)，對整個建筑物的外觀程中的兩個最重要的環(huán)節(jié)，對整個建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用，而二者之效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用，而二者之間又存在著相互協(xié)調(diào)、相互制約的關(guān)系。任何一間又存在著相互協(xié)調(diào)、相互制約的關(guān)系。任何一個建筑設(shè)計方案，都會對具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生影個建筑設(shè)計方案，都會對具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生影響，而結(jié)構(gòu)設(shè)計又制約著建筑設(shè)計。因此在作建響，而結(jié)構(gòu)設(shè)計又制約著建筑設(shè)計。因此在作建結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系筑設(shè)計的過程中，建筑師應(yīng)該具備一定的結(jié)構(gòu)筑設(shè)計的過程中，建筑師應(yīng)該具備一定的結(jié)構(gòu)方面的基礎(chǔ)，能與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互配合，使二者方面的基礎(chǔ)，能

3、與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互配合，使二者統(tǒng)一，才能創(chuàng)造出優(yōu)秀的建筑設(shè)計作品。統(tǒng)一，才能創(chuàng)造出優(yōu)秀的建筑設(shè)計作品。 然而，許多建筑師在建筑設(shè)計中，過分然而，許多建筑師在建筑設(shè)計中，過分強強調(diào)美觀、新穎調(diào)美觀、新穎，強調(diào)創(chuàng)作的最大自由度。這樣，強調(diào)創(chuàng)作的最大自由度。這樣的建筑設(shè)計會給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很大的困難。作的建筑設(shè)計會給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很大的困難。作為建筑物，其本身必須為建筑物，其本身必須承受起巨大的恒載和活承受起巨大的恒載和活載、風(fēng)荷載、地震力、扭距力載、風(fēng)荷載、地震力、扭距力等。如果在建筑等。如果在建筑平面和剖面設(shè)計中，不依據(jù)基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計原平面和剖面設(shè)計中，不依據(jù)基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，往往使結(jié)構(gòu)工程師不能合理

4、的選擇結(jié)構(gòu)體理，往往使結(jié)構(gòu)工程師不能合理的選擇結(jié)構(gòu)體系，導(dǎo)致建筑造價不經(jīng)濟等。系，導(dǎo)致建筑造價不經(jīng)濟等。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 材料和結(jié)構(gòu)是建造建筑物所必須的物質(zhì)基材料和結(jié)構(gòu)是建造建筑物所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)礎(chǔ)。建筑設(shè)計應(yīng)依據(jù)建筑的規(guī)模和功能特點，。建筑設(shè)計應(yīng)依據(jù)建筑的規(guī)模和功能特點，采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。為了充分發(fā)揮材料的力采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。為了充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，使結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理，建筑設(shè)計時，必須學(xué)性能，使結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理，建筑設(shè)計時，必須考慮結(jié)構(gòu)布置的特點及其相應(yīng)的規(guī)范要求，把考慮結(jié)構(gòu)布置的特點及其相應(yīng)的規(guī)范要求，把藝術(shù)性、適用性和科學(xué)性結(jié)合起來。在藝術(shù)性、適用性和科學(xué)性結(jié)合起來。在工業(yè)與工業(yè)與民用建

5、筑設(shè)計中，按照不同的方式，將結(jié)構(gòu)體民用建筑設(shè)計中，按照不同的方式，將結(jié)構(gòu)體系分為不同的類型系分為不同的類型。例如，按照。例如，按照施工工藝施工工藝分，分，可以分為可以分為現(xiàn)場建造如現(xiàn)澆式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場建造如現(xiàn)澆式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)置裝配如裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場建預(yù)置裝配如裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場建造造預(yù)制裝配相結(jié)合等預(yù)制裝配相結(jié)合等幾種類型。幾種類型。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系按照按照主體承重材料分主體承重材料分，可以分為，可以分為土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)、磚砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)石結(jié)構(gòu)、磚砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等。按照等。按照承重方式承重方式的不同，可以分

6、為的不同，可以分為墻體承重、墻體承重、骨架承重和空間承重骨架承重和空間承重三種體系。（內(nèi)容詳見教材三種體系。（內(nèi)容詳見教材表表9-1）9.2 墻體承重體系墻體承重體系 墻體承重體系墻體承重體系，一般是指由，一般是指由承重墻體和梁板承重墻體和梁板組成并共同受力的結(jié)構(gòu)體系組成并共同受力的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系，在。這種結(jié)構(gòu)體系，在中小型民用建筑中采用較為廣泛。在大型公共建中小型民用建筑中采用較為廣泛。在大型公共建筑和高層建筑中，由于其強度較低，自重大，抗筑和高層建筑中，由于其強度較低，自重大，抗震性能差，應(yīng)用較少。震性能差，應(yīng)用較少。 砌體結(jié)構(gòu)是墻體承重體系中最常見的砌體結(jié)構(gòu)是墻體承重體系中最常見

7、的。在我。在我國廣大的鄉(xiāng)村地區(qū)，還甚至存在國廣大的鄉(xiāng)村地區(qū)，還甚至存在土墻承重土墻承重，我們，我們結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系一般稱其為一般稱其為生土建筑生土建筑，也屬于墻體承重體系的，也屬于墻體承重體系的一種。一種。 另外，另外，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等，從某種意義上說，也是屬于墻體承重體系等，從某種意義上說，也是屬于墻體承重體系的，我們?yōu)榱撕啽闫鹨?，并考慮其受力特征，的，我們?yōu)榱撕啽闫鹨?，并考慮其受力特征，把他們歸入骨架承重體系之中。把他們歸入骨架承重體系之中。9.2.1 生土（墻）建筑生土（墻）建筑（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點及適用范圍結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點及適用范圍 采用

8、采用土質(zhì)材料承重土質(zhì)材料承重的傳統(tǒng)民居一般稱為生的傳統(tǒng)民居一般稱為生土建筑。這種民居屋蓋多采用土建筑。這種民居屋蓋多采用硬山、懸山擱檁，硬山、懸山擱檁，檁上擱置木緣子的屋蓋承重體系檁上擱置木緣子的屋蓋承重體系，可以起，可以起結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系到承擔(dān)屋頂上各種荷載作用并將其傳遞給到承擔(dān)屋頂上各種荷載作用并將其傳遞給土墻或土墻或木柱木柱的作用。生土建筑的的作用。生土建筑的特點特點是可以是可以就地取材、就地取材、易于施工、便于自建、造價低廉、冬暖夏涼、節(jié)易于施工、便于自建、造價低廉、冬暖夏涼、節(jié)約能源、耗水量小，有利于生態(tài)平衡，不產(chǎn)生工約能源、耗水量小，有利于生態(tài)平衡，不產(chǎn)生工業(yè)廢料，不釋放有毒有害物

9、質(zhì)等業(yè)廢料，不釋放有毒有害物質(zhì)等；其；其缺點缺點是是材料材料強度低，結(jié)構(gòu)整體性弱，抗震能力差等強度低，結(jié)構(gòu)整體性弱，抗震能力差等。（2）生土（墻）建筑的結(jié)構(gòu)形式生土（墻）建筑的結(jié)構(gòu)形式 生土建筑，包括窯洞包括窯洞（如下圖所示）、土筑土筑建筑建筑（如教材圖9-2所示）、掩土建筑掩土建筑（如教材圖9-3所示），由于材料強度低，在平立面布置上要求均勻、簡單、對稱、規(guī)則。房屋立面要避免錯層、突變，同一棟房屋的層數(shù)和高度應(yīng)相結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系同，這些措施都是為了避免在房屋各部分出現(xiàn)應(yīng)力集中。9.2.2 砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點及適用范圍 由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑塊體和砂漿砌筑而成

10、的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，稱為砌體結(jié)構(gòu)物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，稱為砌體結(jié)構(gòu)，它是石砌體、磚砌體和砌塊砌體石砌體、磚砌體和砌塊砌體等結(jié)構(gòu)的總稱。石石砌體砌體，包括各種卵石、毛石、片石和條石等砌體；磚砌體磚砌體，包括燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂轉(zhuǎn)、蒸壓粉煤灰磚蒸壓灰砂轉(zhuǎn)、蒸壓粉煤灰磚等砌體；砌塊砌體砌塊砌體，包括混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊、輕骨料混混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊、輕骨料混凝土砌塊、無筋和配筋砌體凝土砌塊、無筋和配筋砌體等。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系生土建筑結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系生土建筑生土建筑交河故城交河故城結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 陜北土窯洞陜北土窯洞結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)

11、構(gòu)與建筑的關(guān)系 砌體結(jié)構(gòu)的砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點優(yōu)點是：是：耐火性好，化學(xué)穩(wěn)定性耐火性好，化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性好；易于就地取材，節(jié)約鋼材、水和大氣穩(wěn)定性好；易于就地取材，節(jié)約鋼材、水泥和木料；隔熱、隔聲性能好；墻體既是承重構(gòu)泥和木料；隔熱、隔聲性能好；墻體既是承重構(gòu)件，同時又起著圍護和分隔室內(nèi)外空間的作用，件，同時又起著圍護和分隔室內(nèi)外空間的作用，構(gòu)造簡單、造價較低構(gòu)造簡單、造價較低。其。其缺點缺點是：是：抗拉、彎、剪抗拉、彎、剪及抗震性能差；材料用量多，結(jié)構(gòu)自重大；建筑及抗震性能差；材料用量多，結(jié)構(gòu)自重大；建筑工作強度大，施工速度慢；且房間尺寸受鋼筋混工作強度大，施工速度慢；且房間尺寸受鋼筋混凝土

12、梁板經(jīng)濟跨度的限制，空間的大小和形狀受凝土梁板經(jīng)濟跨度的限制，空間的大小和形狀受到限制，房間的組合不靈活，開窗也受到限制到限制，房間的組合不靈活，開窗也受到限制，結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系僅適用于房間不大、層數(shù)不多的學(xué)校建筑、科研適用于房間不大、層數(shù)不多的學(xué)校建筑、科研樓、辦公樓、醫(yī)院和居住建筑樓、辦公樓、醫(yī)院和居住建筑等。（2）砌體結(jié)構(gòu)的形式）砌體結(jié)構(gòu)的形式 砌體結(jié)構(gòu)的承重墻布置方式有砌體結(jié)構(gòu)的承重墻布置方式有橫墻承重、縱橫墻承重、縱墻承重和縱橫墻混合承重墻承重和縱橫墻混合承重三種方式。對于房間開三種方式。對于房間開間尺寸相同，且符合鋼筋混凝土梁板經(jīng)濟跨度的間尺寸相同，且符合鋼筋混凝土梁板經(jīng)濟跨度的小

13、空間建筑，常采用小空間建筑，常采用橫墻承重橫墻承重。當(dāng)房間進深較統(tǒng)。當(dāng)房間進深較統(tǒng)一，且符合鋼筋混凝土梁板的經(jīng)濟跨度，但開間一，且符合鋼筋混凝土梁板的經(jīng)濟跨度，但開間尺寸多樣，要求布置靈活時，可以采用尺寸多樣，要求布置靈活時，可以采用縱墻承重縱墻承重。當(dāng)開間、進深變化較多時，可以考慮采用當(dāng)開間、進深變化較多時，可以考慮采用縱橫墻縱橫墻混合承重混合承重。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系9.3 骨架承重體系9.3.1 木構(gòu)架結(jié)構(gòu)木構(gòu)架結(jié)構(gòu) 中國傳統(tǒng)房屋是以木構(gòu)架作為主要結(jié)構(gòu)形式，中國傳統(tǒng)房屋是以木構(gòu)架作為主要結(jié)構(gòu)形式，并創(chuàng)造了相適應(yīng)的各種平面形式和外觀造型，從并創(chuàng)造了相適應(yīng)的各種平面形式和外觀造型，從原始社會末期

14、起，就形成了獨特的藝術(shù)風(fēng)格。在原始社會末期起，就形成了獨特的藝術(shù)風(fēng)格。在我國的民用建筑中，屋面及整體結(jié)構(gòu)體系基本上我國的民用建筑中，屋面及整體結(jié)構(gòu)體系基本上有檁式有檁式（教材圖（教材圖9-7）、）、屋架式屋架式（教材圖（教材圖9-8）、）、人字叉手構(gòu)架人字叉手構(gòu)架、抬梁式構(gòu)架抬梁式構(gòu)架、穿斗式構(gòu)架穿斗式構(gòu)架、密肋密肋平板式、干欄式和井干式平板式、干欄式和井干式等幾種形式。等幾種形式。（1）人字叉手構(gòu)架）人字叉手構(gòu)架 所謂所謂人字叉手構(gòu)架，就是應(yīng)用兩根與屋面坡人字叉手構(gòu)架，就是應(yīng)用兩根與屋面坡度相一致的叉手構(gòu)件，在屋脊處相交于一點，形度相一致的叉手構(gòu)件，在屋脊處相交于一點，形成一個人字形的構(gòu)架，

15、故名成一個人字形的構(gòu)架，故名“人字叉手人字叉手”構(gòu)架構(gòu)架。人字叉手構(gòu)架由人字叉手構(gòu)架由柱、構(gòu)架和屋面結(jié)構(gòu)組成柱、構(gòu)架和屋面結(jié)構(gòu)組成。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系（2）抬梁式木構(gòu)架抬梁式木構(gòu)架 抬梁式木構(gòu)架是歷史最悠久、流傳最廣泛的抬梁式木構(gòu)架是歷史最悠久、流傳最廣泛的木構(gòu)架結(jié)構(gòu)形式，尤其在傳統(tǒng)民居中更是如此。木構(gòu)架結(jié)構(gòu)形式，尤其在傳統(tǒng)民居中更是如此。抬梁式木構(gòu)架最初在春秋時代已經(jīng)初步完備，后抬梁式木構(gòu)架最初在春秋時代已經(jīng)初步完備，后來經(jīng)過不斷的提高，產(chǎn)生了一套完整的結(jié)構(gòu)形式。來經(jīng)過不斷的提高，產(chǎn)生了一套完整的結(jié)構(gòu)形式。這種這種木構(gòu)架是沿著房屋的進深方向木構(gòu)架是沿著房屋的進深方向，在，在石柱礎(chǔ)上石柱礎(chǔ)上立木

16、柱，在柱上架梁，再在梁上堆疊瓜柱和梁立木柱，在柱上架梁，再在梁上堆疊瓜柱和梁，在最上層的梁上立在最上層的梁上立脊瓜柱脊瓜柱，而最后構(gòu)成一組完整，而最后構(gòu)成一組完整的木構(gòu)架體系，我們把這種體系稱為抬梁式構(gòu)架的木構(gòu)架體系，我們把這種體系稱為抬梁式構(gòu)架體系（如教材圖體系（如教材圖9-10、9-11所示）。在平行所示）。在平行結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系的兩組木構(gòu)架之間，用的兩組木構(gòu)架之間，用橫向的枋橫向的枋聯(lián)絡(luò)木柱的上端，聯(lián)絡(luò)木柱的上端，并在各層并在各層柁梁和瓜柱上安置若干與構(gòu)架成直角的柁梁和瓜柱上安置若干與構(gòu)架成直角的檁子檁子。在這些檁子上，除承受由排列的椽子傳來。在這些檁子上，除承受由排列的椽子傳來的屋面荷

17、載外，的屋面荷載外，檁子本身檁子本身還具有在還具有在縱向聯(lián)系構(gòu)架縱向聯(lián)系構(gòu)架的作用。這樣，由兩組木架就形成一個空間，在的作用。這樣，由兩組木架就形成一個空間，在傳統(tǒng)的房屋中，把它稱為傳統(tǒng)的房屋中，把它稱為“間間”，一座房屋通常，一座房屋通常由兩間、三間、乃至更多間組成，沿著面由兩間、三間、乃至更多間組成，沿著面闊（縱闊（縱向）方向，排列成長方形平面，把它稱為房屋向）方向，排列成長方形平面，把它稱為房屋。 在歷史上，由于等級制度的出現(xiàn)，使抬梁式在歷史上，由于等級制度的出現(xiàn)，使抬梁式木結(jié)構(gòu)的組合和用料方面有很大區(qū)別，其中最顯木結(jié)構(gòu)的組合和用料方面有很大區(qū)別，其中最顯著的就是只有著的就是只有宮殿、寺

18、廟及其它特殊的房屋才允宮殿、寺廟及其它特殊的房屋才允結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系許在柱頭上和內(nèi)外檐枋上安裝許在柱頭上和內(nèi)外檐枋上安裝斗栱斗栱（如教材圖（如教材圖9-12所示），因此就分為所示），因此就分為有斗栱有斗栱和和沒斗栱沒斗栱的構(gòu)架，的構(gòu)架，把有斗栱的構(gòu)架稱為把有斗栱的構(gòu)架稱為“大式大木大式大木”，不設(shè)斗栱的，不設(shè)斗栱的稱為稱為“小式大木小式大木”，并把大式大木上的檁條稱為，并把大式大木上的檁條稱為“桁桁”，小式大木上的檁子仍然稱為，小式大木上的檁子仍然稱為“檁檁”。（3）穿斗式構(gòu)架）穿斗式構(gòu)架 在江南民居中，還有一種穿斗式構(gòu)架。在江南民居中，還有一種穿斗式構(gòu)架。它是它是由柱、穿枋、斗枋、纖子、檁子

19、五種構(gòu)件由柱、穿枋、斗枋、纖子、檁子五種構(gòu)件組成，組成，沿房屋沿房屋進深方向立柱，一檁一柱，柱柱落地，或進深方向立柱，一檁一柱，柱柱落地，或間隔一檁有一柱落地間隔一檁有一柱落地。柱間以。柱間以穿枋相互串聯(lián)穿枋相互串聯(lián)，組，組成屋架。各屋架間以斗枋和纖子相互拉接成整體成屋架。各屋架間以斗枋和纖子相互拉接成整體構(gòu)架，構(gòu)架，檁子直接搭設(shè)在柱頭上檁子直接搭設(shè)在柱頭上。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系穿斗架的用料較少，屋面荷載較輕，是南方民居建筑中普遍應(yīng)用的構(gòu)架形式。（4）平頂式構(gòu)架）平頂式構(gòu)架 承重結(jié)構(gòu)主要為木構(gòu)架系統(tǒng)，簡支密梁（檁）與密鋪小椽平屋頂，是傳統(tǒng)的構(gòu)造方式。該構(gòu)架傳力部分有地梁、立柱、上梁（圈梁）和檁條地

20、梁、立柱、上梁（圈梁）和檁條。主要立柱間距約為主要立柱間距約為1.21.6m，開間寬多在，開間寬多在34m，大于4m時中間架一橫大梁，以木柱支撐。檁條改為縱向布置，以縮小長度，開間與進深不求一致。檁條以矩形斷面為主，間距約為檁條以矩形斷面為主，間距約為450700mm。木構(gòu)架以穿結(jié)合硬質(zhì)木釘、木楔結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系固定，為防止變形，在立柱間加上斜撐，尤其在拐角處必須設(shè)置，使之稱為穩(wěn)定的空間構(gòu)架。 另外，木結(jié)構(gòu)建筑里還有我國南方地區(qū)使用較多的干欄式木建筑（教材圖9-15）和北方森林地區(qū)的使用較多的井干式木建筑（教材圖9-16所示）?！案蓹诟蓹凇笔枪旁秸Z是古越語，是底層架空的意思；“井干井干”源于十

21、字交叉的木料井壁源于十字交叉的木料井壁。9.3.2 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)是以梁板柱構(gòu)成建筑物的骨架，框架結(jié)構(gòu)是以梁板柱構(gòu)成建筑物的骨架，傳遞和支撐建筑物的全部荷載，而墻體僅起分傳遞和支撐建筑物的全部荷載，而墻體僅起分隔室內(nèi)外空間和圍護作用隔室內(nèi)外空間和圍護作用。由于承重結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)有明顯分工，這使房間布置較為方便，空間劃分比較靈活，隔墻的形狀可以是直線也可以是折線或是曲線，門窗的大小和形狀也可以自由多變。承重骨架的材料，一般多用混凝土，也可以用鋼或木等其它材料。（1）結(jié)構(gòu)特征和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征和適用范圍 框架結(jié)構(gòu)是指豎向承重結(jié)構(gòu)全部由框架構(gòu)成?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是指豎向承重結(jié)構(gòu)

22、全部由框架構(gòu)成。在水平荷載下，其結(jié)構(gòu)承載力低，剛度小、水平在水平荷載下，其結(jié)構(gòu)承載力低，剛度小、水平位移大，故稱為柔性結(jié)構(gòu)體系，如下圖所示。位移大，故稱為柔性結(jié)構(gòu)體系，如下圖所示。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 框架結(jié)構(gòu)在地震烈度較高地區(qū)不宜采用。目目前主要用于前主要用于10層左右的住宅樓及辦公樓等層左右的住宅樓及辦公樓等。過高則因水平荷載所引起的柱中彎矩加大，使底層柱截面過大而影響使用。（2）柱網(wǎng)布置）柱網(wǎng)布置 框架柱的截面框架柱的截面常為矩形常為矩形，根據(jù)需要，根據(jù)需要也可以設(shè)也可以設(shè)置成置成T形、形、I形形和其它形式。橫梁

23、截面常為矩形或橫梁截面常為矩形或T形形，有時為了提高房屋凈高也可以做成花籃型花籃型的。 柱網(wǎng)布置首先應(yīng)該滿足使用要求，并使結(jié)構(gòu)布置合理、受力明確直接、施工方便，在進行綜合經(jīng)濟、技術(shù)比較后，選擇合適的柱網(wǎng)。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 框架結(jié)構(gòu)縱向柱列的多少可以分為單排、縱向柱列的多少可以分為單排、雙排、三排、四排及多排柱雙排、三排、四排及多排柱幾種形式。9.3.3 剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征及適用范圍）結(jié)構(gòu)特征及適用范圍 剪力墻結(jié)構(gòu)，是指其豎向承重結(jié)構(gòu)全部由是指其豎向承重結(jié)構(gòu)全部由一系列橫向和縱向的鋼筋混凝土剪力墻所組成一系列橫向和縱向的鋼筋混凝土剪力墻所組成，這種結(jié)構(gòu)其側(cè)向剛度大、位移小，稱為剛

24、性結(jié)其側(cè)向剛度大、位移小，稱為剛性結(jié)構(gòu)體系構(gòu)體系，如下圖所示。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 剪力墻通常為橫向布置，間距小，約為間距小，約為36m，因此平面布置不夠靈活，僅適用于小開僅適用于小開間的高層住宅、旅館、辦公樓間的高層住宅、旅館、辦公樓等，這種結(jié)構(gòu)從理論上講可建造上百層的民用建筑，但從技術(shù)經(jīng)濟考慮，地震區(qū)的剪力墻結(jié)構(gòu)一般控制在剪力墻結(jié)構(gòu)一般控制在35層，總層，總高高110m以內(nèi)以內(nèi)，非地震區(qū)可以適當(dāng)放寬。由于使用需要，剪力墻結(jié)構(gòu)的底部剪力墻改為框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)框支剪力墻結(jié)構(gòu)，但是這種結(jié)構(gòu)的上部剛度與底部剛度相差懸殊，剛度突變，對地震區(qū)的建筑是不利的。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建

25、筑的關(guān)系結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系剪力墻結(jié)構(gòu)大模施工工藝剪力墻結(jié)構(gòu)大模施工工藝結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系（2）剪力墻的結(jié)構(gòu)布置）剪力墻的結(jié)構(gòu)布置 在民用建筑中，一般是橫墻短而數(shù)量多，在民用建筑中，一般是橫墻短而數(shù)量多，縱墻長而數(shù)量少，因此縱橫向剪力墻布置應(yīng)適縱墻長而數(shù)量少，因此縱橫向剪力墻布置應(yīng)適應(yīng)這一特點。應(yīng)這一特點。9.3.4 框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)（1）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)布置能抵御水平推力在框架結(jié)構(gòu)中，適當(dāng)布置能抵御水平推力的墻體的墻體（如教材圖（如教材圖9-20所示），并使所示），并使框架柱、框架柱、樓板有可靠連接而形成的結(jié)構(gòu)體系樓板有可靠連接而形成的結(jié)構(gòu)體系

26、。房屋的。房屋的豎豎向荷載由框架柱和剪力墻向荷載由框架柱和剪力墻共同共同承擔(dān)承擔(dān)，而，而水平荷水平荷載載主要主要由由剛度較大的剛度較大的剪力墻剪力墻來承擔(dān)來承擔(dān)。 結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系優(yōu)點：優(yōu)點：框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈剪力墻結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活的特點，又能承受水平推力，因此是目前活的特點，又能承受水平推力，因此是目前高高層建筑常采用的結(jié)構(gòu)形式層建筑常采用的結(jié)構(gòu)形式。在我國一般適用于。在我國一般適用于25層以下層以下的建筑，總高度在的建筑，總高度在90m以內(nèi)以內(nèi)。（2）結(jié)構(gòu)布置原則）結(jié)構(gòu)布置原則 框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，其剪力墻結(jié)構(gòu)中，其框架結(jié)構(gòu)布置方框架結(jié)構(gòu)布置方法法與前面介紹的框

27、架結(jié)構(gòu)布置相同，與前面介紹的框架結(jié)構(gòu)布置相同，關(guān)鍵關(guān)鍵是如是如何合理何合理布置剪力墻的位置布置剪力墻的位置，達到既滿足建筑使，達到既滿足建筑使用空間要求，又使剪力墻能承受大部分水平推用空間要求，又使剪力墻能承受大部分水平推力，所以，力，所以，剪力墻的數(shù)量、間距、位置剪力墻的數(shù)量、間距、位置等布置等布置合理與否，對高層框合理與否，對高層框剪結(jié)構(gòu)受力、變形及經(jīng)剪結(jié)構(gòu)受力、變形及經(jīng)濟性影響很大。濟性影響很大。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系9.3.5 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征和適用范圍 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)是指由一個或幾個是指由一個或幾個筒體作為豎向結(jié)筒體作為豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)，并以，并以各層樓板各層

28、樓板將井筒四壁相互連接起來，形將井筒四壁相互連接起來，形成一個成一個空間構(gòu)架空間構(gòu)架的高層房屋結(jié)構(gòu)體系。的高層房屋結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)比單片框架或剪力墻的空間比單片框架或剪力墻的空間剛度大剛度大的多，在的多，在水平水平荷載作用下荷載作用下，整個筒體就像一根粗壯的拔地而起，整個筒體就像一根粗壯的拔地而起的懸臂梁把水平力傳至地面。的懸臂梁把水平力傳至地面。優(yōu)點：優(yōu)點：筒體結(jié)構(gòu)不筒體結(jié)構(gòu)不僅能僅能承受豎向荷載承受豎向荷載，而且能承受很大的，而且能承受很大的水平荷載水平荷載。另外，筒體結(jié)構(gòu)所形成的另外，筒體結(jié)構(gòu)所形成的內(nèi)部空間較大內(nèi)部空間較大，建筑，建筑平平面布置靈活面布置靈活。筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)

29、構(gòu)適用適用于于超高層建筑超高層建筑，尤其，尤其在在地震區(qū)地震區(qū)更能顯示其優(yōu)越性更能顯示其優(yōu)越性。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系（2）筒體結(jié)構(gòu)的類型）筒體結(jié)構(gòu)的類型 筒體的基本形式有筒體的基本形式有實腹筒和框筒實腹筒和框筒。用鋼筋。用鋼筋混土混土剪力墻剪力墻圍成的筒體稱為圍成的筒體稱為實腹筒實腹筒，或者叫做，或者叫做墻式筒體墻式筒體；由布置在房間四周的；由布置在房間四周的密排柱密排柱與高跨與高跨比很大的比很大的窗裙梁窗裙梁形式的密柱深梁框架圍成的筒形式的密柱深梁框架圍成的筒體稱為體稱為空腹式筒體空腹式筒體（如教材圖（如教材圖9-21所示）。所示）。 根據(jù)筒體的數(shù)目多少和布置方式的不同，根據(jù)筒體的數(shù)目多少和布置

30、方式的不同，又可以分為以下幾種類型：又可以分為以下幾種類型：1）框筒結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)，柱子僅用來承受豎向荷載，不考，柱子僅用來承受豎向荷載，不考慮其水平荷載；慮其水平荷載；結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系2）筒中筒結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)，如教材圖，如教材圖9-21（e）所示；）所示；3）成束筒結(jié)構(gòu)成束筒結(jié)構(gòu)，例如美國的西爾斯大廈就是，例如美國的西爾斯大廈就是采用的成束筒結(jié)構(gòu)。采用的成束筒結(jié)構(gòu)。9.3.6 框架框架筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍 由若干個由若干個框架與筒體共同組成的結(jié)構(gòu)體系框架與筒體共同組成的結(jié)構(gòu)體系稱為框架稱為框架筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)，其中，其中筒體主要承擔(dān)水平筒

31、體主要承擔(dān)水平荷載荷載，框架主要承擔(dān)豎向荷載框架主要承擔(dān)豎向荷載。這種結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系兼具框架和筒體結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點，建筑平面布兼具框架和筒體結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點，建筑平面布置靈活，便于設(shè)置大房間，又具有較大的側(cè)向置靈活，便于設(shè)置大房間，又具有較大的側(cè)向剛度和水平承載力。剛度和水平承載力。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系（2）框筒結(jié)構(gòu)和框架）框筒結(jié)構(gòu)和框架筒體結(jié)構(gòu)的區(qū)別筒體結(jié)構(gòu)的區(qū)別 這里需要強調(diào)的是應(yīng)該正確區(qū)分這里需要強調(diào)的是應(yīng)該正確區(qū)分框筒結(jié)構(gòu)和框筒結(jié)構(gòu)和框架框架筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)的不同?？蛲步Y(jié)構(gòu)如上所述，是的不同?？蛲步Y(jié)構(gòu)如上所述，是框架式筒體的簡稱，是框架式筒體的簡稱，是“純筒體純筒體”的一種結(jié)構(gòu)類的一種

32、結(jié)構(gòu)類型型?？蛲步Y(jié)構(gòu)中如果因受力要求而在筒體內(nèi)設(shè)置?？蛲步Y(jié)構(gòu)中如果因受力要求而在筒體內(nèi)設(shè)置了柱子時，有時把它也稱為外筒內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。而了柱子時，有時把它也稱為外筒內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。而框架框架筒體結(jié)構(gòu)的受力與變形特點以及協(xié)同工作筒體結(jié)構(gòu)的受力與變形特點以及協(xié)同工作原理與框架原理與框架剪力墻結(jié)構(gòu)類似，屬于一種剪力墻結(jié)構(gòu)類似，屬于一種“兩者兩者皆有皆有”的結(jié)構(gòu)類型，也有把它稱為內(nèi)筒外框架結(jié)的結(jié)構(gòu)類型，也有把它稱為內(nèi)筒外框架結(jié)構(gòu)。構(gòu)。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系9.3.7 板柱結(jié)構(gòu)板柱結(jié)構(gòu) 由樓板（屋面板）、柱由樓板（屋面板）、柱等構(gòu)件等構(gòu)件組成的、承組成的、承受豎向及水平荷載的空間結(jié)構(gòu)體系受豎向及水平荷載的空間結(jié)構(gòu)體系

33、，稱為，稱為板柱板柱結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，也可以稱為，也可以稱為無梁樓蓋無梁樓蓋（如教材圖（如教材圖9-22所所示）。示）。優(yōu)點：優(yōu)點：板柱結(jié)構(gòu)除了具有框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)板柱結(jié)構(gòu)除了具有框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點外，由于其樓面荷載直接由點外，由于其樓面荷載直接由板傳給柱及柱下板傳給柱及柱下基礎(chǔ)基礎(chǔ)，因此縮短了傳力路徑，增大了樓層凈高，因此縮短了傳力路徑，增大了樓層凈高，結(jié)構(gòu)高度小結(jié)構(gòu)高度小，頂棚平整頂棚平整，采光、通風(fēng)及衛(wèi)生條，采光、通風(fēng)及衛(wèi)生條件好，模板及施工簡單，采用升板法施工時還件好，模板及施工簡單，采用升板法施工時還可以節(jié)約大量模板?？梢怨?jié)約大量模板。缺點：缺點：但但樓板較厚樓板較厚，樓蓋樓蓋材料用量較多材料用量較

34、多。板柱結(jié)構(gòu)承受水平荷載能。板柱結(jié)構(gòu)承受水平荷載能結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系力較差，使用時，宜在建筑物中布置適量剪力力較差，使用時，宜在建筑物中布置適量剪力墻，也可以利用樓、電梯間作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。墻，也可以利用樓、電梯間作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。 采用預(yù)應(yīng)力方法將采用預(yù)應(yīng)力方法將預(yù)制板、柱連成整體預(yù)制板、柱連成整體，叫叫預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)若采用預(yù)制密肋。此種結(jié)構(gòu)若采用預(yù)制密肋輕型板，還可以克服一般板柱結(jié)構(gòu)厚度過大的輕型板，還可以克服一般板柱結(jié)構(gòu)厚度過大的缺點。板柱結(jié)構(gòu)常用于醫(yī)藥、食品、冷庫、商缺點。板柱結(jié)構(gòu)常用于醫(yī)藥、食品、冷庫、商場及醫(yī)院等建筑，預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)常用于住宅場及醫(yī)院等建筑，預(yù)應(yīng)力

35、板柱結(jié)構(gòu)常用于住宅建筑中。建筑中。9.3.8 鋼（框架）結(jié)構(gòu)鋼（框架）結(jié)構(gòu)（1）普通鋼結(jié)構(gòu)普通鋼結(jié)構(gòu)1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系（A）普通鋼結(jié)構(gòu)普通鋼結(jié)構(gòu)是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。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，結(jié)構(gòu)自重它的工業(yè)化程度高，工作性能可靠，結(jié)構(gòu)自重輕，在工程中達到了廣泛的應(yīng)用（如教材圖輕，在工程中達到了廣泛的應(yīng)用（如教材圖9-23所示）。鋼結(jié)構(gòu)有如下一些特點：所示）。鋼結(jié)構(gòu)有如下一些特點：強度高、截面小、運輸和拆裝均較方便強度高、截面小、運輸和拆裝均較方便。但。但是桿件較細長，因此穩(wěn)定性問題較其它類型的是桿件較

36、細長，因此穩(wěn)定性問題較其它類型的結(jié)構(gòu)更為突出，設(shè)計時應(yīng)予以充分注意。結(jié)構(gòu)更為突出，設(shè)計時應(yīng)予以充分注意。材料的材料的均勻性和同向性好均勻性和同向性好，在一定的應(yīng)力范，在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)圍內(nèi)幾乎屬于完全彈性變形狀態(tài)幾乎屬于完全彈性變形狀態(tài)，同時它又是，同時它又是很好的很好的彈塑性體彈塑性體，應(yīng)力計算比較可靠；，應(yīng)力計算比較可靠；材料的材料的可焊性好可焊性好，可以簡化制造工藝，提高，可以簡化制造工藝，提高鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)化生產(chǎn)程度。鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)化生產(chǎn)程度。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系耐火性和耐腐蝕性較差耐火性和耐腐蝕性較差，在有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中或，在有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中或有特殊防火要求的建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用有效

37、的有特殊防火要求的建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用有效的防護措施。與其它結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的圍護費用較高。防護措施。與其它結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的圍護費用較高。（缺點）（缺點）（B）當(dāng)前）當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍，就民用建筑和工業(yè)企業(yè)，就民用建筑和工業(yè)企業(yè)范圍來說，大致如下：范圍來說，大致如下：用于用于重型車間的承重骨架重型車間的承重骨架；受動力荷載受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)；影響的結(jié)構(gòu)；高聳高聳建筑；建筑；超高層超高層建筑中；建筑中；大跨度大跨度結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系2）剛結(jié)構(gòu)的連接方式）剛結(jié)構(gòu)的連接方式 建筑鋼結(jié)構(gòu)采用的連接方式有建筑鋼結(jié)構(gòu)采用的連接方式有焊接連接方焊接連接方式式（如教材圖（如

38、教材圖9-24a所示）、所示）、鉚釘連接、普通鉚釘連接、普通螺栓連接螺栓連接（如教材圖（如教材圖9-24b所示）和所示）和高強螺栓高強螺栓連接連接四種。四種。（2）薄壁型鋼結(jié)構(gòu)薄壁型鋼結(jié)構(gòu) 薄壁型鋼結(jié)構(gòu)是采用薄壁型鋼結(jié)構(gòu)是采用1.55mm的薄鋼板的薄鋼板或或帶鋼冷彎加工帶鋼冷彎加工成各種截面的型鋼所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，成各種截面的型鋼所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其特點為：用鋼量一般較其特點為：用鋼量一般較普通熱軋鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省普通熱軋鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省25%左右左右，結(jié)構(gòu)重量輕，降低了建筑物的造價。，結(jié)構(gòu)重量輕，降低了建筑物的造價。能充分的利用材料的力學(xué)物理性能，但是其穩(wěn)能充分的利用材料的力學(xué)物理性能，但是其穩(wěn)定性和剛度較差，

39、防腐要求較嚴(yán)，圍護定性和剛度較差，防腐要求較嚴(yán)，圍護結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系費用高。費用高。薄壁型鋼結(jié)構(gòu)一般用于民用建筑和跨薄壁型鋼結(jié)構(gòu)一般用于民用建筑和跨度不大、屋面荷載較小、設(shè)備較輕的工業(yè)廠房度不大、屋面荷載較小、設(shè)備較輕的工業(yè)廠房。 除用作承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件外，也可用于除用作承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件外，也可用于樓、屋樓、屋面板、幕墻結(jié)構(gòu)面板、幕墻結(jié)構(gòu)（特別是大房間隔熱、隔聲用（特別是大房間隔熱、隔聲用的隔墻）的隔墻）及門、窗、遮陽板及門、窗、遮陽板等。使用時構(gòu)件均等。使用時構(gòu)件均需要徹底需要徹底除銹除銹和涂刷和涂刷防腐防腐性能良好的材料。性能良好的材料。（3）輕型鋼結(jié)構(gòu)輕型鋼結(jié)構(gòu) 輕型鋼結(jié)構(gòu)系指主要由輕型鋼結(jié)構(gòu)系

40、指主要由圓鋼或小角鋼圓鋼或小角鋼（454或或56364）組成的鋼結(jié)構(gòu)）組成的鋼結(jié)構(gòu)（如（如教材圖教材圖9-25所示）。所示）。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 使用范圍使用范圍輕型鋼結(jié)構(gòu)主要用于跨度輕型鋼結(jié)構(gòu)主要用于跨度L18m、吊車起重量吊車起重量Q5t的的A3A6級且無高溫、高濕和級且無高溫、高濕和侵蝕環(huán)境的廠房以及一些采用輕型屋面材料或侵蝕環(huán)境的廠房以及一些采用輕型屋面材料或臨時建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)中。柱子和吊車梁不宜采臨時建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)中。柱子和吊車梁不宜采用輕型鋼結(jié)構(gòu)。用輕型鋼結(jié)構(gòu)。 另外，還有其它鋼結(jié)構(gòu)類型如另外，還有其它鋼結(jié)構(gòu)類型如亞型鋼板亞型鋼板混凝土組合版、外包鋼混凝土鋼結(jié)構(gòu)、鋼混凝土組合版、外包

41、鋼混凝土鋼結(jié)構(gòu)、鋼混混凝土組合梁、鋼管結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)凝土組合梁、鋼管結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等。等。9.3.9 拱結(jié)構(gòu)拱結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特點、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)特點、優(yōu)缺點和適用范圍 拱是古代大跨度結(jié)構(gòu)建筑的主要形式。拱是古代大跨度結(jié)構(gòu)建筑的主要形式。優(yōu)優(yōu)點：點：由于拱呈曲面形狀（如教材圖由于拱呈曲面形狀（如教材圖9-26所示），所示），在外力作用下，拱內(nèi)的彎矩值可以降低在外力作用下，拱內(nèi)的彎矩值可以降低結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系到最低限度，主要內(nèi)力變?yōu)檩S線壓力，且應(yīng)力到最低限度，主要內(nèi)力變?yōu)檩S線壓力，且應(yīng)力分布均勻，能充分利用材料的強度，比同樣跨分布均勻，能充分利用材料的強度，比同樣跨度的梁結(jié)構(gòu)斷

42、面小度的梁結(jié)構(gòu)斷面小，故拱能跨越較大的空間，故拱能跨越較大的空間（如教材圖（如教材圖9-27所示）。所示）。 但是拱結(jié)構(gòu)在承受荷載后將產(chǎn)生但是拱結(jié)構(gòu)在承受荷載后將產(chǎn)生橫向推力橫向推力，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須設(shè)置寬厚堅固的為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須設(shè)置寬厚堅固的拱腳支座拱腳支座抵抗橫向推力。常見的方式是在拱的抵抗橫向推力。常見的方式是在拱的兩側(cè)作兩道后墻來支撐拱，墻厚隨拱增大而增兩側(cè)作兩道后墻來支撐拱，墻厚隨拱增大而增厚。很明顯，這會使建筑的平面空間組合受到厚。很明顯，這會使建筑的平面空間組合受到約束。約束。 拱的內(nèi)力主要是拱的內(nèi)力主要是軸向壓力軸向壓力，結(jié)構(gòu)材料應(yīng)選，結(jié)構(gòu)材料應(yīng)選用抗壓性能

43、好的材料，古代建筑的拱主要用磚用抗壓性能好的材料，古代建筑的拱主要用磚石材料，近代建筑中，多采用鋼筋混凝土拱，石材料，近代建筑中，多采用鋼筋混凝土拱，結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系有的采用鋼桁架拱，跨度可達百米以上。拱結(jié)有的采用鋼桁架拱，跨度可達百米以上。拱結(jié)構(gòu)所形成的巨大空間常常用來建筑構(gòu)所形成的巨大空間常常用來建筑商場、展覽商場、展覽館、體育館、散裝倉庫等館、體育館、散裝倉庫等建筑。建筑。（2）拱的形式）拱的形式 拱結(jié)構(gòu)按組成和支座方式不同可以分為拱結(jié)構(gòu)按組成和支座方式不同可以分為三三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱三類。三類。9.3.10 剛架結(jié)構(gòu)剛架結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)

44、特征、優(yōu)缺點和適用范圍 剛架是橫梁和柱以整體連接方式構(gòu)成的一剛架是橫梁和柱以整體連接方式構(gòu)成的一種門形結(jié)構(gòu)種門形結(jié)構(gòu)。由于梁和柱是。由于梁和柱是剛性節(jié)點剛性節(jié)點，在豎向，在豎向荷載作用下柱對梁有約束作用，因而能減少荷載作用下柱對梁有約束作用，因而能減少梁梁結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系的跨中彎矩的跨中彎矩；同樣在水平荷載作用下，梁對柱；同樣在水平荷載作用下，梁對柱也有約束作用，能減少也有約束作用，能減少柱內(nèi)的彎矩柱內(nèi)的彎矩。剛架結(jié)構(gòu)。剛架結(jié)構(gòu)比屋架和柱組成的比屋架和柱組成的排架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu)輕巧，可以節(jié)省鋼輕巧，可以節(jié)省鋼材和水泥。由于大多數(shù)剛架的橫梁是向上傾斜材和水泥。由于大多數(shù)剛架的橫梁是向上傾斜的，不但

45、受力合理，且結(jié)構(gòu)下部的空間增大，的，不但受力合理，且結(jié)構(gòu)下部的空間增大，對某些要求高大空間的建筑特別有利。同時，對某些要求高大空間的建筑特別有利。同時，傾斜的橫梁使建筑的屋頂形成折線形，建筑外傾斜的橫梁使建筑的屋頂形成折線形，建筑外輪廓富于變化。輪廓富于變化。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系使用范圍使用范圍：由于剛架結(jié)構(gòu)受力合理，輕巧美觀，：由于剛架結(jié)構(gòu)受力合理，輕巧美觀，能跨越較大的跨度，制作又很方便，因而應(yīng)用能跨越較大的跨度，制作又很方便，因而應(yīng)用非常廣泛。一般用于非常廣泛。一般用于體育館、禮堂、食堂、菜體育館、禮堂、食堂、菜場場等等大空間大空間的民用建筑，也可用于工業(yè)建筑，的民用建筑，也可用于工業(yè)建筑，

46、但剛架的剛度較差，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓砍^但剛架的剛度較差，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓砍^100KN時不宜采用。時不宜采用。（2）剛架結(jié)構(gòu)的形式）剛架結(jié)構(gòu)的形式 剛架按剛架按結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成和和構(gòu)造方式構(gòu)造方式的不同，分為的不同，分為無鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架無鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架（見教材圖（見教材圖9-28所示）。所示）。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系9.3.11 桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍 桁架在實際工程中很少獨立使用，常為桁架在實際工程中很少獨立使用，常為排排架結(jié)構(gòu)的屋架架結(jié)構(gòu)的屋架。桁架是由。桁架是由桿件組成的一種格構(gòu)桿件組成的一種格構(gòu)式結(jié)構(gòu)體系式結(jié)構(gòu)體系，桿件與

47、桿件的結(jié)合假定為鉸接桿件與桿件的結(jié)合假定為鉸接，所以在外力作用下，所以在外力作用下，桿件內(nèi)力為軸向力桿件內(nèi)力為軸向力（拉力（拉力或壓力），而且分布均勻，故桁架結(jié)構(gòu)比梁結(jié)或壓力），而且分布均勻，故桁架結(jié)構(gòu)比梁結(jié)構(gòu)受力合理。桁架的桿件內(nèi)力是軸向力，而梁構(gòu)受力合理。桁架的桿件內(nèi)力是軸向力，而梁的內(nèi)力主要是彎矩，且分布不均勻。桁架內(nèi)力的內(nèi)力主要是彎矩，且分布不均勻。桁架內(nèi)力分布均勻，材料強度能充分應(yīng)用，減少材料耗分布均勻，材料強度能充分應(yīng)用，減少材料耗量和結(jié)構(gòu)自重，使結(jié)構(gòu)跨度增大。所以量和結(jié)構(gòu)自重，使結(jié)構(gòu)跨度增大。所以桁架結(jié)桁架結(jié)結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系構(gòu)是大跨度建筑常用的一種結(jié)構(gòu)形式構(gòu)是大跨度建筑常用的一種

48、結(jié)構(gòu)形式，主要用于，主要用于體育館、影劇院、展覽館、食堂、菜場、商場體育館、影劇院、展覽館、食堂、菜場、商場等等公共建筑。公共建筑。（2）桁架結(jié)構(gòu)形式）桁架結(jié)構(gòu)形式 桁架一般用桁架一般用木材、鋼材、鋼筋混凝土木材、鋼材、鋼筋混凝土建造。建造。桁架形式分為桁架形式分為三角形、梯形、拱形、無斜腹桿件三角形、梯形、拱形、無斜腹桿件和三鉸拱和三鉸拱等各種形式（如教材圖等各種形式（如教材圖9-29所示）。所示）。9.3.12 排架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu) 由由屋架（或屋面梁）、柱、基礎(chǔ)屋架（或屋面梁）、柱、基礎(chǔ)等組成，等組成，柱柱頂與屋架為鉸接頂與屋架為鉸接，柱底與基礎(chǔ)頂面為固結(jié)柱底與基礎(chǔ)頂面為固結(jié)。在單。在單層工

49、業(yè)廠房中有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)生產(chǎn)工藝和層工業(yè)廠房中有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)生產(chǎn)工藝和使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成等高或不等高或不等高等高、單跨或多跨單跨或多跨及其它多種形式。及其它多種形式。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系9.3.13 懸掛結(jié)構(gòu)懸掛結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍 自從鋼和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)問世以后，出現(xiàn)自從鋼和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)問世以后，出現(xiàn)了大量懸挑結(jié)構(gòu)。它了大量懸挑結(jié)構(gòu)。它將梁、板桁架等構(gòu)件從支將梁、板桁架等構(gòu)件從支座處向外作遠距離延伸座處向外作遠距離延伸，構(gòu)成一種無視線阻隔，構(gòu)成一種無視線阻隔的空間，為建筑的靈活組合帶來方便，

50、使建筑的空間，為建筑的靈活組合帶來方便，使建筑造型靈活。用懸挑結(jié)構(gòu)所覆蓋的空間，可使其造型靈活。用懸挑結(jié)構(gòu)所覆蓋的空間，可使其周邊不出現(xiàn)承重墻柱，常用來作體育館的周邊不出現(xiàn)承重墻柱，常用來作體育館的看臺看臺挑篷、火車站和航空站的雨棚，影劇院和體育挑篷、火車站和航空站的雨棚，影劇院和體育館的樓座挑臺館的樓座挑臺等。等。 結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系懸臂結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生懸臂結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生傾覆彎矩傾覆彎矩，在荷載相同的情況，在荷載相同的情況下，比簡支梁的允許跨度小的多，在一定程度下，比簡支梁的允許跨度小的多，在一定程度上限制了它的懸挑長度。因此，選用懸挑結(jié)構(gòu)上限制了它的懸挑長度。因此，選用懸挑結(jié)構(gòu)時，應(yīng)從時，應(yīng)從跨度、結(jié)

51、構(gòu)形式、抗傾覆措施跨度、結(jié)構(gòu)形式、抗傾覆措施等方面等方面進行綜合考慮進行綜合考慮。（2）懸挑結(jié)構(gòu)形式）懸挑結(jié)構(gòu)形式 懸挑結(jié)構(gòu)有很多形式，當(dāng)懸挑長度不大時懸挑結(jié)構(gòu)有很多形式，當(dāng)懸挑長度不大時（不超過（不超過1200mm），可以采用），可以采用梁板結(jié)構(gòu)梁板結(jié)構(gòu)，當(dāng)，當(dāng)懸挑長度較大時，應(yīng)選用懸挑長度較大時，應(yīng)選用自重較輕的結(jié)構(gòu)形式，自重較輕的結(jié)構(gòu)形式，如桁架、折板（如圖如桁架、折板（如圖9-32）、薄殼、網(wǎng)架等結(jié)）、薄殼、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)構(gòu)。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系9.4空間結(jié)構(gòu)體系空間結(jié)構(gòu)體系 當(dāng)建筑物的當(dāng)建筑物的跨度較大跨度較大，平面形狀為矩形或，平面形狀為矩形或其它形狀時，還可以采用各種形式的空間結(jié)構(gòu)，其它

52、形狀時，還可以采用各種形式的空間結(jié)構(gòu)，由于空間結(jié)構(gòu)更好的由于空間結(jié)構(gòu)更好的發(fā)揮了材料的力學(xué)性能發(fā)揮了材料的力學(xué)性能，因此有較好的經(jīng)濟效果，并且使建筑物的形象因此有較好的經(jīng)濟效果，并且使建筑物的形象富于表現(xiàn)力。空間結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括各種形狀的富于表現(xiàn)力?？臻g結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括各種形狀的網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)折板結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)、帳帳篷薄膜結(jié)篷薄膜結(jié)構(gòu)構(gòu)、充氣薄膜結(jié)構(gòu)充氣薄膜結(jié)構(gòu)等。等。9.4.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍 網(wǎng)架是一種由網(wǎng)架是一種由很多桿件以一定規(guī)律組成的很多桿件以一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它具有以下優(yōu)點：，

53、它具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系桿件之間相互桿件之間相互起支撐作用起支撐作用，形成，形成多向受力的多向受力的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)，整體性強、穩(wěn)定性好、，整體性強、穩(wěn)定性好、空間剛度大空間剛度大，有利于抗震；有利于抗震；當(dāng)荷載作用于網(wǎng)架各當(dāng)荷載作用于網(wǎng)架各節(jié)點上節(jié)點上時，桿件主要時，桿件主要承承受軸向力受軸向力，故能充分發(fā)揮材料的強度，節(jié)約材，故能充分發(fā)揮材料的強度，節(jié)約材料；料；網(wǎng)架網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高度小結(jié)構(gòu)高度小，可以有效利用空間；，可以有效利用空間；結(jié)構(gòu)的桿件結(jié)構(gòu)的桿件規(guī)格統(tǒng)一規(guī)格統(tǒng)一，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。網(wǎng)架網(wǎng)架形式多樣形式多樣，可以創(chuàng)造豐富多彩的建筑形，可以創(chuàng)造豐富多彩的建筑形式

54、。式。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要用來建造網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要用來建造大跨度公共建筑的大跨度公共建筑的屋頂屋頂，適用于多種平面形狀，如，適用于多種平面形狀，如圓形、方形、圓形、方形、三角形、多邊形三角形、多邊形等各種平面的建筑。等各種平面的建筑。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)按其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)按其外形外形分為分為平板網(wǎng)架平板網(wǎng)架和和曲面網(wǎng)曲面網(wǎng)架架（如教材圖（如教材圖9-34所示）；按照所示）；按照建造材料建造材料可以可以分為分為鋼網(wǎng)架、木網(wǎng)架和鋼筋混凝土網(wǎng)架鋼網(wǎng)架、木網(wǎng)架和鋼筋混凝土網(wǎng)架；按照；按照網(wǎng)架本身的網(wǎng)架本身的構(gòu)造構(gòu)造又可以分為又可以分為單層網(wǎng)架和雙層網(wǎng)單層網(wǎng)架和雙層網(wǎng)架架。其中。其

55、中平板網(wǎng)架都是雙層的平板網(wǎng)架都是雙層的，曲面網(wǎng)架曲面網(wǎng)架可以可以是是單層或雙層單層或雙層。平面網(wǎng)架多用。平面網(wǎng)架多用鋼管和角鋼鋼管和角鋼制作；制作；曲面網(wǎng)架可以采用曲面網(wǎng)架可以采用木、鋼、混凝土木、鋼、混凝土，我國主要，我國主要采用鋼和混凝土制造曲面網(wǎng)架。采用鋼和混凝土制造曲面網(wǎng)架。 結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系平板網(wǎng)架平板網(wǎng)架自身自身不產(chǎn)生推力，支座為簡支不產(chǎn)生推力，支座為簡支，構(gòu)造，構(gòu)造比較簡單，適應(yīng)范圍廣；比較簡單，適應(yīng)范圍廣；曲面網(wǎng)架多半有推力曲面網(wǎng)架多半有推力結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，支座條件復(fù)雜，但是造型獨特美觀。，支座條件復(fù)雜，但是造型獨特美觀。9.4.2 折板結(jié)構(gòu)折板結(jié)構(gòu) 折板結(jié)構(gòu)是以折板結(jié)構(gòu)是以一定傾斜

56、角度整體相連的一一定傾斜角度整體相連的一種薄板體系種薄板體系。折板結(jié)構(gòu)通常用。折板結(jié)構(gòu)通常用鋼筋混凝土鋼筋混凝土建造，建造，也可以用也可以用鋼絲網(wǎng)水泥建造鋼絲網(wǎng)水泥建造。折板結(jié)構(gòu)由折板結(jié)構(gòu)由折板折板和和橫隔構(gòu)件橫隔構(gòu)件組成。在組成。在波長方向波長方向，折板猶如一塊折疊起伏的鋼筋混凝土連續(xù)版，折板猶如一塊折疊起伏的鋼筋混凝土連續(xù)版，折板的波峰和波谷處剛度最大，可視為連續(xù)板折板的波峰和波谷處剛度最大，可視為連續(xù)板的各支點，折板結(jié)構(gòu)呈空間受力狀態(tài)，具有良的各支點，折板結(jié)構(gòu)呈空間受力狀態(tài)，具有良好的力學(xué)性能，好的力學(xué)性能，優(yōu)點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)厚度薄，省材結(jié)構(gòu)厚度薄，省材結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系料、省模板，可以預(yù)制裝

57、配，構(gòu)造簡單料、省模板，可以預(yù)制裝配，構(gòu)造簡單。折板。折板結(jié)構(gòu)可以用來建造結(jié)構(gòu)可以用來建造大跨度屋頂，也可作外墻大跨度屋頂，也可作外墻。9.4.3 薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍）結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍 薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)是用是用混凝土、塑料等剛性材料以混凝土、塑料等剛性材料以各種曲面形式構(gòu)成的薄殼結(jié)構(gòu)各種曲面形式構(gòu)成的薄殼結(jié)構(gòu)，呈，呈空間受力狀空間受力狀態(tài)態(tài)，主要承受曲面內(nèi)的軸向力，而彎矩和扭矩，主要承受曲面內(nèi)的軸向力，而彎矩和扭矩很小，所以混凝土強度能得到充分的利用。由很小，所以混凝土強度能得到充分的利用。由于是空間結(jié)構(gòu)，承載力和剛度都非常好。于是空間結(jié)構(gòu)，承載力和剛度

58、都非常好。薄殼薄殼結(jié)構(gòu)的厚度僅為跨度的幾百分之一結(jié)構(gòu)的厚度僅為跨度的幾百分之一。所以薄殼。所以薄殼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)具有自重輕、省自重輕、省材料、跨度大、外形多樣跨度大、外形多樣結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系樣樣的的優(yōu)點優(yōu)點，可以用來覆蓋各種平面形狀的建筑，可以用來覆蓋各種平面形狀的建筑屋頂。但是大多數(shù)薄殼結(jié)構(gòu)的形式較復(fù)雜，屋頂。但是大多數(shù)薄殼結(jié)構(gòu)的形式較復(fù)雜，多多采用現(xiàn)澆施工采用現(xiàn)澆施工，費工、費時、費模板費工、費時、費模板，且結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)計算復(fù)雜，不宜承受集中荷載，這些缺點在一計算復(fù)雜，不宜承受集中荷載，這些缺點在一定程度上影響了它的推廣。定程度上影響了它的推廣。（2）薄殼結(jié)構(gòu)的形式）薄殼結(jié)構(gòu)的形式 薄殼結(jié)構(gòu)

59、薄殼結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有形式很多，常用的有筒殼、圓頂筒殼、圓頂殼、雙曲扁殼、鞍形殼殼、雙曲扁殼、鞍形殼等四種。等四種。筒殼筒殼由由殼面、殼面、邊梁、橫隔構(gòu)件邊梁、橫隔構(gòu)件三部分組成，是三部分組成，是單曲面薄殼單曲面薄殼，形狀簡單、施工方便；形狀簡單、施工方便；圓頂殼圓頂殼由由殼面和支撐環(huán)殼面和支撐環(huán)兩部分組成，具有很好的空間工作性能，很薄兩部分組成，具有很好的空間工作性能，很薄的圓頂可以覆蓋很大的空間，常用于的圓頂可以覆蓋很大的空間，常用于體育館、體育館、展覽館、會堂等各種大型公共建筑展覽館、會堂等各種大型公共建筑；雙曲扁殼雙曲扁殼結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系由雙向彎曲的由雙向彎曲的殼面和四邊的橫隔構(gòu)件殼面和四邊的橫隔構(gòu)件組成，受組成，受力合理