房屋建筑学建筑结构体系

第二讲建筑结构体系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：⑴建筑空间分隔的需要⑵结构受力的合理性⑶满足通风、采光需求⑷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、、横横墙墙混混合合承承重重的的方方案案除除应应有有一一定定数数量量的的纵纵墙墙及及横横墙墙拉拉齐齐以以加加强强建建筑筑物物的的刚刚度度、、满满足足抗抗震震的的要要求求外外，，其其墙墙体体的的布布置置相相对对较较为为自自由由，，在在平平面面组组合合方方面面可可获获得得交交通通组组织织的的方方便便并并能能够够形形成成较较好好的的采采光光和和通通风风的的条条件件，，尤尤其其适适用用于于民民用用住住宅宅混合合墙墙承承重重方方案案的的墙墙体体是是由由小小构构件件砌砌筑筑而而成成，，墙墙体体可可以以比比较较容容易易砌砌成成直直线线或或各各种种其其他他线线形形，，从从而而使使建建筑筑立立面面或或形形体体可可以以变变的的较较为为丰丰富富。1.2钢筋筋混混凝凝土土墙墙承承重重体体系系的的特特点点及及其其所所适适用用的的建建筑筑类类型型1.2.1预制制装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土墙墙承承重重体体系系的的特特点点及及其其所所适适用用的的建建筑筑类类型型建筑筑平平面面相相对对较较为为规规整整，，以以横横墙墙承承重重居居多多，，使使用用不不够够灵灵活活。。一一般般适适用用于于学学校校、、宿宿舍舍、、旅旅馆馆、、住住宅宅、、办办公公等等建建筑筑。。1.2.2现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土墙墙承承重重体体系系的的特特点点及及其其所所适适用用的的建建筑筑类类型型墙体体布布置置灵灵活活，，横横墙墙承承重重、、纵纵墙墙承承重重、、纵纵横横墙墙混混合合承承重重等等均均可可。。大大量量应应用用于于高高层层的的办办公公楼楼、、旅旅馆馆、、病病房房、、住住宅宅等等建建筑筑，，平平面面一一般般呈呈条条形形布布置置。。纵墙墙承承重重方方案案应应在在适适当当位位置置布布置置横横向向剪剪力力墙墙。。横墙墙承承重重，，部部分分内内纵纵墙墙可可以以不不做做现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土，，而而用用砌砌体体填填充充墙墙或或轻轻质质隔隔墙墙，，可可减减轻轻自自重重，，使使空空间间分分隔隔灵灵活活。。纵横横墙墙混混合合承承重重：：承承重重墙墙布布置置灵灵活活有有利利于于建建筑筑空空间间的的组组合合。。第2章骨骨架架结结构构体体系系所所适适用用的的建建筑筑类类型型骨架架承承重重结结构构体体系系与与墙墙承承重重结结构构体体系系的的不不同同在在于于用用两两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墙墙。。荷载载由由骨骨架架传传给给基基础础此结结构构中中内内外外墙墙均均不不承承重重，，适适用用于于需需要要灵灵活活分分隔隔空空间间的的建建筑筑物物，，或或是是内内部部空空旷旷的的建建筑筑物物，，建建筑筑立立面面处处理理灵灵活活。。骨架架结结构构支支承承系系统统———对于于建建筑筑空空间间布布置置在在构构思思上上主主要要在在于于用用两两根根柱柱子子和和一一根根横横梁梁来来取取代代了了一一片片承承重重墙墙。。这这样样原原来来在在墙墙承承重重结结构构支支承承系系统统中中被被承承重重墙墙体体占占据据的的空空间间就就尽尽可可能能地地给给释释放放了了出出来来，，使使得得建建筑筑结结构构构构件件所所占占据据的的空空间间大大大大减减少少，，而而且且在在骨骨架架结结构构承承重重系系统统中中，，无无论论是是内内、、外外墙墙均均不不承承重重，，可可以以灵灵活活布布置置和和移移动动，，因因此此较较为为适适用用于于那那些些需需要要灵灵活活分分隔隔空空间间的的建建筑筑物物，，或或是是内内部部空空旷旷的的建建筑筑物物，，而而且且建建筑筑立立面面处处理理也也较较为为灵灵活活。。可分分为为：：框框架架结结构构体体系系、、框框剪剪、、框框筒筒等等体体系系、、板板柱柱体体系系、、单单层层刚刚架架、、拱拱、、排排架架2.1框架架体体系系的的特特点点及及其其所所适适用用的的建建筑筑类类型型框架架结结构构体体系系是是骨骨架架承承重重体体系系中中最最常常用用的的一一种种，，主主要要承承重重结结构构为为板板、、梁梁、、柱柱，，分分为为横横向向框框架架承承重重、、纵纵向向框框架架承承重重、、纵纵横横向向框框架架混混合合承承重重几几种种形形式式。。框架由水平杆杆件（梁）和和竖向构件（（柱）正交或或非正交连接接所构成，沿沿房屋的纵向向和横向设置置，形成双向向抗侧力结构构，承受竖向向荷载和任意意方向的水平平荷载的作用用柱网需要有对对位关系，平平面不宜转折折过多，对于于建筑布局的的灵活性的意意义主要还是是体现在那些些内部需要较较多的大空间间。框架结构在建建筑平面设计计中具有较大大的灵活性，，由于可以采采用较大的柱柱距而获得较较大的使用空空间，易于满满足多功能的的使用要求。。结构刚度比较较均匀，构造造简单，便于于施工。结构具有较好好的延性，自自振周期较长长，且自重较较轻，对地震震作用不敏感感，是较好的的抗震结构形形式。框架结构2.2框剪、框筒等等体系的特点点及其所适用用的建筑类型型全框架的结构构体系在建筑筑物的空间刚刚度方面较为为薄弱，用于于高层建筑时时需加抗侧力力构件。如果是平面呈呈条形的建筑筑物，一般可可以通过适当当布置剪力墙墙来解决，称称为框剪体系系。如平面呈点状状，则可以通通过周边加密密柱距使其成成为框筒，或或将垂直交通通枢纽如楼、、电梯等组合合布置成刚性性的核心筒，，在其四周用用梁柱形成外外围结构以在在得到大面积积灵活使用空空间的基础上上取得良好的的通风采光条条件。在框架结构的的基础上,沿房屋的纵向向和横向布置置一定数量的的剪力墙就组组成了框剪结结构体系。结构的受力特特点：竖向荷载由框框架承担，而而水平荷载由由框架和剪力力墙共同承担担。由于剪力力墙的侧向刚刚度很大，水水平荷载所引引起的水平剪剪力主要由剪剪力墙承担，，而水平荷载载所引起的倾倾覆力矩由框框架和剪力墙墙共同承担。。这种结构体系系既有框架结结构的优点，，又有较大的的侧向刚度，，同时还能充充分发挥材料料的强度作用用，具有较好好的技术经济济指标，高层层结构。北京京广中心心大厦主楼筒体结构体系系筒体体系分外外框架筒体系系、筒中筒体体系、束筒体体系、外支撑撑桁架筒体系系等。外框架筒体系系由围绕房屋周周边的密柱深深梁和内部承承重框架构成成。密柱是指指柱子间距不不大，一般在在3m～4.5m，柱截面亦不不大。深梁是是指具有较高高截面的窗间间梁，截面高高度在0.9m～1.5m，与密排柱连连接在一起，，承担全部水水平荷载，而而各楼层的重重力荷载按荷荷载面积比例例分配给内部部框架和外围围框筒。由于于内部框架仅仅承担重力荷荷载，所以梁梁、柱节点可可以采用铰接接形式。芝加哥标准石石油大厦筒中筒体系由内框筒和外外框筒构成，，共同抵抗水水平荷载，其其外框筒多采采用密柱深梁梁的钢框筒，，内框筒可采采用钢结构或或钢筋混凝土土结构筒体。。筒中筒结构构体系是一种种空间工作性性能更高效的的抗侧力体系系。上海国际贸易易中心束筒体系由两个以上的的筒体相连、、成为整体性性更好、侧向向刚度更大的的结构体系。。由于束筒体体系是筒体的的组合群，可可以组成任何何形状，使建建筑立面形式式更加丰富。。西尔斯大厦该办公大厦建建于1974年的美国芝加加哥市，地下下3层、地上110层，标准层层层高3.92m，建筑总高度度443m。该建筑底部部平面尺寸为为68.55m×68.55m，平面由9个小筒组成，，每个小筒平平面尺寸为22.85m×22.85m。束筒的钢柱柱柱距均为4.57m，截面采用焊焊接H型钢，束筒的的钢梁采用焊焊接工字截面面，而各层楼楼盖的钢梁跨跨度为22.85m，利用第35层、第66层、第90层三个设备层层或避难层，，沿9个子框筒的各各榀框架设置置一层楼高的的桁架，由于于跨度较大，，采用芬克式式桁架，截面面高度1.02m，间距4.57m，形成三道刚刚性环梁，提提高框筒束抵抵抗竖向变形形的能力，并并在桁架各杆杆之间可穿越越专业管道。。剪力墙结构框框架—剪力墙结构筒筒体体结构2.3板柱体系的特特点及其所适适用的

建筑筑类型特点：直接用用柱子支承楼楼板，取消了了结构梁，板板底平整，减减少了建筑吊吊顶的需求，，减小了平面面结构构件所所占据的空间间，可降低层层高，且内部部空间分隔不不受梁影响，，更灵活。接近正方形的的双向板最为为合理，板面面荷载（均布布荷载）在一一定范围才经经济。柱距5～7m左右时较为适适中。2.4单层刚架、拱拱及排架体系系的特点及其其所适用的建建筑类型2.4.1单层刚架单层骨架梁柱柱之间为刚性性连接。刚架平面外刚刚度较小，通通常适用于跨跨度不太大，，檐口高度不不太高的内部部空旷的单层层建筑。单层刚架结构构体系2.4.2拱结构型式双铰拱(最常见，制作作安装方便，，较经济，温温度应力低)无铰拱(最经济，须设设强支座，温温度应力高)三铰拱(应用不广，拱拱钥铰使结构构复杂化)2.4.3排架梁或其他支承承屋面的水平平构件（屋架架）与柱子之之间采用铰接接。排架结构第3章空间结结构体系所适适用的

建筑筑类型3.1常用的空间结结构体系3.1.1薄壳壳空间薄壁结构构，分为曲面面壳和折板两两种筒壳结构食堂堂3.1.2网架网架网架的形式三向网架三个方向的平平面桁架相互互交角60比两向网架刚刚度大，适合合大跨度常用于正三角角形，正六三三角形平面在谋些平面形形状会出现不不规则杆件由四角锥体构成(五种)正放四角锥网网架正放抽空四角角锥网架网架的形式斜放四角锥网网架棋盘形四角锥锥网架星形四角锥网网架斜放四角锥网网架受力合理，杆杆件数量少屋面板类型多多屋面组织排水水较困难棋盘形四角锥锥网架保持正放四角角锥网架周边边四角锥不变，中间四四角锥间隔抽抽空，下弦杆呈正交斜斜放，上弦杆杆呈正交正放。克服了斜放四四角锥网架屋屋面板类型多，屋面组组织排水较困困难的缺点。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网架蜂窝形三角锥锥网架三层网架示意图网壳网壳结构形式式(以曲面外形分分类)柱面网壳网壳a)正放四角锥柱柱面网壳b)正放抽空四角角锥柱面网壳壳c)斜置正放四角角锥柱面网壳壳d)三角锥柱面网网壳e)抽空三角锥锥柱面网壳壳双层柱面网网壳的网格格形式1.交叉桁架体体系(略)2.四角锥