房屋建筑學建筑結構體系

第二講建筑結構體系民用建筑常用的結構類型有三種：

混合結構、框架結構、空間結構。1、小空間的多層建筑宜采用墻承重結構。2、某些大空間建筑、高層建筑宜采用框架結構。3、以大空間為主體的建筑宜采用大跨度空間結構。第1章墻體承重結構所適用的

建筑類型墻體承重結構——荷載通過墻體傳給基礎。一般分為橫墻承重、縱墻承重以及縱橫墻混合承重。

墻體承重結構(承重墻結構)1.1砌體墻承重體系的特點及其所適用的建筑類型混合結構——以砌體墻作為豎向承重體系，支承由其他材料構成的屋蓋系統(tǒng)或樓面及屋蓋系統(tǒng)。墻體材料來源豐富，施工方便，對建筑平面適應性強，大量應用于低層和多層民用建筑和一些小型商業(yè)用房、工業(yè)廠房、診療所等承重墻布置應考慮以下幾方面因素：⑴建筑空間分隔的需要⑵結構受力的合理性⑶滿足通風、采光需求⑷滿足設備布置和走向需求橫墻承重：橫墻承重的方式在縱方向可以獲得較大的開窗面積，易得到較好的采光條件，但平面較呆板。縱墻承重：縱墻承重的方式可減少橫墻的數(shù)量，對開放室內空間有一定的好處，但其整體剛度往往不如橫墻承重的方案好，縱向開窗面積也受到限制，所以在高烈度地震區(qū)應慎重對待縱、橫墻混合承重：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板時，常常形成雙向板；室內單個空間較大，樓層結構需要添加梁，會形成縱、橫墻混合承重。特點是除了建筑物的總長度不應超出規(guī)范要求，同時應有一定數(shù)量的縱墻和橫墻拉齊以加強建筑物的剛度，滿足抗震要求。墻體布置較為自由，平面組合易獲得交通組織的方便和較好的采光通風條件?？v、、橫橫墻墻混混合合承承重重的的方方案案除除應應有有一一定定數(shù)數(shù)量量的的縱縱墻墻及及橫橫墻墻拉拉齊齊以以加加強強建建筑筑物物的的剛剛度度、、滿滿足足抗抗震震的的要要求求外外，，其其墻墻體體的的布布置置相相對對較較為為自自由由，，在在平平面面組組合合方方面面可可獲獲得得交交通通組組織織的的方方便便并并能能夠夠形形成成較較好好的的采采光光和和通通風風的的條條件件，，尤尤其其適適用用于于民民用用住住宅宅混合合墻墻承承重重方方案案的的墻墻體體是是由由小小構構件件砌砌筑筑而而成成，，墻墻體體可可以以比比較較容容易易砌砌成成直直線線或或各各種種其其他他線線形形，，從從而而使使建建筑筑立立面面或或形形體體可可以以變變的的較較為為豐豐富富。1.2鋼筋筋混混凝凝土土墻墻承承重重體體系系的的特特點點及及其其所所適適用用的的建建筑筑類類型型1.2.1預制制裝裝配配式式鋼鋼筋筋混混凝凝土土墻墻承承重重體體系系的的特特點點及及其其所所適適用用的的建建筑筑類類型型建筑筑平平面面相相對對較較為為規(guī)規(guī)整整，，以以橫橫墻墻承承重重居居多多，，使使用用不不夠夠靈靈活活。。一一般般適適用用于于學學校校、、宿宿舍舍、、旅旅館館、、住住宅宅、、辦辦公公等等建建筑筑。。1.2.2現(xiàn)澆澆鋼鋼筋筋混混凝凝土土墻墻承承重重體體系系的的特特點點及及其其所所適適用用的的建建筑筑類類型型墻體體布布置置靈靈活活，，橫橫墻墻承承重重、、縱縱墻墻承承重重、、縱縱橫橫墻墻混混合合承承重重等等均均可可。。大大量量應應用用于于高高層層的的辦辦公公樓樓、、旅旅館館、、病病房房、、住住宅宅等等建建筑筑，，平平面面一一般般呈呈條條形形布布置置。?？v墻墻承承重重方方案案應應在在適適當當位位置置布布置置橫橫向向剪剪力力墻墻。。橫墻墻承承重重，，部部分分內內縱縱墻墻可可以以不不做做現(xiàn)現(xiàn)澆澆鋼鋼筋筋混混凝凝土土，，而而用用砌砌體體填填充充墻墻或或輕輕質質隔隔墻墻，，可可減減輕輕自自重重，，使使空空間間分分隔隔靈靈活活。?？v橫橫墻墻混混合合承承重重：：承承重重墻墻布布置置靈靈活活有有利利于于建建筑筑空空間間的的組組合合。。第2章骨骨架架結結構構體體系系所所適適用用的的建建筑筑類類型型骨架架承承重重結結構構體體系系與與墻墻承承重重結結構構體體系系的的不不同同在在于于用用兩兩根根柱柱子子和和一一根根梁梁代代替替了了一一片片承承重重墻墻。。荷載載由由骨骨架架傳傳給給基基礎礎此結結構構中中內內外外墻墻均均不不承承重重，，適適用用于于需需要要靈靈活活分分隔隔空空間間的的建建筑筑物物，，或或是是內內部部空空曠曠的的建建筑筑物物，，建建筑筑立立面面處處理理靈靈活活。。骨架架結結構構支支承承系系統(tǒng)統(tǒng)———對于于建建筑筑空空間間布布置置在在構構思思上上主主要要在在于于用用兩兩根根柱柱子子和和一一根根橫橫梁梁來來取取代代了了一一片片承承重重墻墻。。這這樣樣原原來來在在墻墻承承重重結結構構支支承承系系統(tǒng)統(tǒng)中中被被承承重重墻墻體體占占據(jù)據(jù)的的空空間間就就盡盡可可能能地地給給釋釋放放了了出出來來，，使使得得建建筑筑結結構構構構件件所所占占據(jù)據(jù)的的空空間間大大大大減減少少，，而而且且在在骨骨架架結結構構承承重重系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，無無論論是是內內、、外外墻墻均均不不承承重重，，可可以以靈靈活活布布置置和和移移動動，，因因此此較較為為適適用用于于那那些些需需要要靈靈活活分分隔隔空空間間的的建建筑筑物物，，或或是是內內部部空空曠曠的的建建筑筑物物，，而而且且建建筑筑立立面面處處理理也也較較為為靈靈活活。?？煞址譃闉椋海嚎蚩蚣芗芙Y結構構體體系系、、框框剪剪、、框框筒筒等等體體系系、、板板柱柱體體系系、、單單層層剛剛架架、、拱拱、、排排架架2.1框架架體體系系的的特特點點及及其其所所適適用用的的建建筑筑類類型型框架架結結構構體體系系是是骨骨架架承承重重體體系系中中最最常常用用的的一一種種，，主主要要承承重重結結構構為為板板、、梁梁、、柱柱，，分分為為橫橫向向框框架架承承重重、、縱縱向向框框架架承承重重、、縱縱橫橫向向框框架架混混合合承承重重幾幾種種形形式式。。框架由水平桿桿件（梁）和和豎向構件（（柱）正交或或非正交連接接所構成，沿沿房屋的縱向向和橫向設置置，形成雙向向抗側力結構構，承受豎向向荷載和任意意方向的水平平荷載的作用用柱網(wǎng)需要有對對位關系，平平面不宜轉折折過多，對于于建筑布局的的靈活性的意意義主要還是是體現(xiàn)在那些些內部需要較較多的大空間間?？蚣芙Y構在建建筑平面設計計中具有較大大的靈活性，，由于可以采采用較大的柱柱距而獲得較較大的使用空空間，易于滿滿足多功能的的使用要求。。結構剛度比較較均勻，構造造簡單，便于于施工。結構具有較好好的延性，自自振周期較長長，且自重較較輕，對地震震作用不敏感感，是較好的的抗震結構形形式?？蚣芙Y構2.2框剪、框筒等等體系的特點點及其所適用用的建筑類型型全框架的結構構體系在建筑筑物的空間剛剛度方面較為為薄弱，用于于高層建筑時時需加抗側力力構件。如果是平面呈呈條形的建筑筑物，一般可可以通過適當當布置剪力墻墻來解決，稱稱為框剪體系系。如平面呈點狀狀，則可以通通過周邊加密密柱距使其成成為框筒，或或將垂直交通通樞紐如樓、、電梯等組合合布置成剛性性的核心筒，，在其四周用用梁柱形成外外圍結構以在在得到大面積積靈活使用空空間的基礎上上取得良好的的通風采光條條件。在框架結構的的基礎上,沿房屋的縱向向和橫向布置置一定數(shù)量的的剪力墻就組組成了框剪結結構體系。結構的受力特特點：豎向荷載由框框架承擔，而而水平荷載由由框架和剪力力墻共同承擔擔。由于剪力力墻的側向剛剛度很大，水水平荷載所引引起的水平剪剪力主要由剪剪力墻承擔，，而水平荷載載所引起的傾傾覆力矩由框框架和剪力墻墻共同承擔。。這種結構體系系既有框架結結構的優(yōu)點，，又有較大的的側向剛度，，同時還能充充分發(fā)揮材料料的強度作用用，具有較好好的技術經(jīng)濟濟指標，高層層結構。北京京廣中心心大廈主樓筒體結構體系系筒體體系分外外框架筒體系系、筒中筒體體系、束筒體體系、外支撐撐桁架筒體系系等。外框架筒體系系由圍繞房屋周周邊的密柱深深梁和內部承承重框架構成成。密柱是指指柱子間距不不大，一般在在3m～4.5m，柱截面亦不不大。深梁是是指具有較高高截面的窗間間梁，截面高高度在0.9m～1.5m，與密排柱連連接在一起，，承擔全部水水平荷載，而而各樓層的重重力荷載按荷荷載面積比例例分配給內部部框架和外圍圍框筒。由于于內部框架僅僅承擔重力荷荷載，所以梁梁、柱節(jié)點可可以采用鉸接接形式。芝加哥標準石石油大廈筒中筒體系由內框筒和外外框筒構成，，共同抵抗水水平荷載，其其外框筒多采采用密柱深梁梁的鋼框筒，，內框筒可采采用鋼結構或或鋼筋混凝土土結構筒體。。筒中筒結構構體系是一種種空間工作性性能更高效的的抗側力體系系。上海國際貿易易中心束筒體系由兩個以上的的筒體相連、、成為整體性性更好、側向向剛度更大的的結構體系。。由于束筒體體系是筒體的的組合群，可可以組成任何何形狀，使建建筑立面形式式更加豐富。。西爾斯大廈該辦公大廈建建于1974年的美國芝加加哥市，地下下3層、地上110層，標準層層層高3.92m，建筑總高度度443m。該建筑底部部平面尺寸為為68.55m×68.55m，平面由9個小筒組成，，每個小筒平平面尺寸為22.85m×22.85m。束筒的鋼柱柱柱距均為4.57m，截面采用焊焊接H型鋼，束筒的的鋼梁采用焊焊接工字截面面，而各層樓樓蓋的鋼梁跨跨度為22.85m，利用第35層、第66層、第90層三個設備層層或避難層，，沿9個子框筒的各各榀框架設置置一層樓高的的桁架，由于于跨度較大，，采用芬克式式桁架，截面面高度1.02m，間距4.57m，形成三道剛剛性環(huán)梁，提提高框筒束抵抵抗豎向變形形的能力，并并在桁架各桿桿之間可穿越越專業(yè)管道。。剪力墻結構框框架—剪力墻結構筒筒體體結構2.3板柱體系的特特點及其所適適用的

建筑筑類型特點：直接用用柱子支承樓樓板，取消了了結構梁，板板底平整，減減少了建筑吊吊頂?shù)男枨?，，減小了平面面結構構件所所占據(jù)的空間間，可降低層層高，且內部部空間分隔不不受梁影響，，更靈活。接近正方形的的雙向板最為為合理，板面面荷載（均布布荷載）在一一定范圍才經(jīng)經(jīng)濟。柱距5～7m左右時較為適適中。2.4單層剛架、拱拱及排架體系系的特點及其其所適用的建建筑類型2.4.1單層剛架單層骨架梁柱柱之間為剛性性連接。剛架平面外剛剛度較小，通通常適用于跨跨度不太大，，檐口高度不不太高的內部部空曠的單層層建筑。單層剛架結構構體系2.4.2拱結構型式雙鉸拱(最常見，制作作安裝方便，，較經(jīng)濟，溫溫度應力低)無鉸拱(最經(jīng)濟，須設設強支座，溫溫度應力高)三鉸拱(應用不廣，拱拱鑰鉸使結構構復雜化)2.4.3排架梁或其他支承承屋面的水平平構件（屋架架）與柱子之之間采用鉸接接。排架結構第3章空間結結構體系所適適用的

建筑筑類型3.1常用的空間結結構體系3.1.1薄殼殼空間薄壁結構構，分為曲面面殼和折板兩兩種筒殼結構食堂堂3.1.2網(wǎng)架網(wǎng)架網(wǎng)架的形式三向網(wǎng)架三個方向的平平面桁架相互互交角60比兩向網(wǎng)架剛剛度大，適合合大跨度常用于正三角角形，正六三三角形平面在謀些平面形形狀會出現(xiàn)不不規(guī)則桿件由四角錐體構成(五種)正放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架正放抽空四角角錐網(wǎng)架網(wǎng)架的形式斜放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架棋盤形四角錐錐網(wǎng)架星形四角錐網(wǎng)網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架受力合理，桿桿件數(shù)量少屋面板類型多多屋面組織排水水較困難棋盤形四角錐錐網(wǎng)架保持正放四角角錐網(wǎng)架周邊邊四角錐不變，中間四四角錐間隔抽抽空，下弦桿呈正交斜斜放，上弦桿桿呈正交正放?？朔诵狈潘乃慕清F網(wǎng)架屋屋面板類型多，屋面組組織排水較困困難的缺點。由三角錐體構成(三種)三角錐網(wǎng)架網(wǎng)架的形式抽空三角錐網(wǎng)網(wǎng)架蜂窩形三角錐錐網(wǎng)架三層網(wǎng)架示意圖網(wǎng)殼網(wǎng)殼結構形式式(以曲面外形分分類)柱面網(wǎng)殼網(wǎng)殼a)正放四角錐柱柱面網(wǎng)殼b)正放抽空四角角錐柱面網(wǎng)殼殼c)斜置正放四角角錐柱面網(wǎng)殼殼d)三角錐柱面網(wǎng)網(wǎng)殼e)抽空三角錐錐柱面網(wǎng)殼殼雙層柱面網(wǎng)網(wǎng)殼的網(wǎng)格格形式1.交叉桁架體體系(略)2.四角錐