常用结构体系所适用建筑类型

第3篇常用结构体系所适用的建筑类型房屋建筑学教学课件第3篇常用结构体系所适用的建筑类型

第1章墙体承重结构所适用的建筑类型

墙体承重结构体系——以部分或全部建筑外墙以及若干固定不变的建筑内墙作为垂直支承系统的一种体系砌体墙承重

钢筋混凝土墙承重系统墙体材料的来源丰富，施工方便，对建筑平面的适应性强，因此大量应用于低层和多层的民用建筑，特别是住宅、旅馆、学校、幼托、办公用房和一些小型商业用房、工业厂房、诊疗所等预制装配式的建筑平面相对较为规整，往往以横墙承重居多，使用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、旅馆、住宅、办公等建筑的要求；现浇的往往大量应用于高层建筑，特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中某纵横墙混合承重的混合结构办公楼平面图某横墙承重的混合结构宿舍平面图某混合结构多层住宅平面某混合结构独立式住宅墙多变化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砌体墙承重砌体房屋总高度（m）和层数限制

墙体类别最小墙厚（m）6度7度8度9度高度层数高度层数高度层数高度层数粘土砖（多孔砖）墙0.2424八21七18六12(9)四（三）混凝土小块墙0.1921七18六15五不宜采用混凝土中块墙0.2018六15五9三不宜采用粉煤灰中块墙0.2418六15五9三不宜采用灰砂砖墙0.2421七18六15五不宜采用内墙外墙窗间墙窗下墙承重墙非承重墙砌体墙的材料砌筑砂浆刚性材料，抗压强度较高，但抗弯、抗剪较差实心粘土砖：其实际尺寸为240mm（长）×115mm（宽）×53mm（厚）与砌筑砂浆的厚度（10mm）加在一起综合考虑估算，满足：砖厚加灰缝/砖宽加灰缝/砖长＝1:2:4实心粘土砖实心粘土砖实心粘土砖通常认为：一皮砖的厚度60mm，一砖墙的厚度240mm，半砖墙的厚度120mm，3/4砖墙的厚度180mm承重砖墙的厚度不能小于180mm

砖墙砌筑方式

标准实心粘土砖的尺寸实际尺寸为240mm（长）×115mm（宽）×53mm（厚）

砌筑砂浆常用粘结材料的主要成分——水泥、黄砂、石灰膏级配——不同的材料配合的重量比水泥砂浆——水泥和黄砂配合。其常用级配（水泥：黄砂）为1:2、1:3等混合砂浆——在水泥砂浆中加入石灰膏。其常用级配（水泥：石灰：黄砂）为1:1:6、1:1:4等强度——砂浆为刚性材料，主要考虑抗压强度。其强度等级分为：M0.4、M1.0、M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15等7个等级和易性——保持合适的流动性、粘聚性和保水性，以达到易于施工操作，并成型密实、质量均匀的性能整个墙体的抗压强度主要由砌筑块材来决定，而不是由粘结材料的强度决定水泥砂浆强度和防水性能高水硬性材料水泥+黄沙混合砂浆和易性优气硬性材料水泥+黄沙+石灰膏在施工过程中所含的水分很容易因砖石或砌块的吸水率较高而失去，不能在正常情况下结硬。±0.00以下用水泥砂浆砌筑，±0.00以上用混合砂浆砌筑圈梁—在屋盖及楼盖处，沿着全部外墙和部分内墙设置的连续、封闭的梁圈梁、构造柱设置部位和要求：在墙体砌筑到适当高度时连同构造柱一起整浇；大部分圈梁直接‘卧’在墙体上，是墙体的一部分，与墙体共同称重；圈梁只需构造配筋，当圈梁兼过梁时或圈梁局部下面有走道等时，才进行结构方面的计算和补强钢筋混凝土圈梁必须全部现浇而且全部闭合，并最好能够在同一高度上闭合，当遇到门窗洞口致使圈梁不能在同一高度闭合时，应设置附加圈梁，可通过构造柱使得各段圈梁的钢筋连通。平拱砖过梁钢筋砖过梁钢筋混凝土过梁半圆砖拱砖石结构的住宅和小型旅馆砖墙承重的混合结构多层学生宿舍砌块墙承重的混合结构实验楼复古传统Vir.Mueller印度新德里碉楼红砖住宅某混合结构的多层教学楼1.2钢筋混凝土墙承重体系的特点和适用建筑类型钢筋混凝土墙承重体系的承重墙预制装配式承重墙

现浇钢筋混凝土承重墙钢筋混凝土墙板和楼板在工厂预制加工后运到现场安装；构件分块一般较大，需要中型运输设备和吊装设备；建造工业化程度较高，标准化生产，装配节点有严格的结构和构造要求；横墙承重居多，使用不够灵活主体结构在现场整体浇注；墙体布置较灵活，横墙承重、纵墙承重和混合承重均可；现场支模板浇注混凝土，进度较慢，工业化程度相对较低；非承重墙可为砌体填充墙或者轻质隔墙，以减少自重和增加局部空间分隔的灵活性；外墙可采用挂板、幕墙等装配式的次体系钢筋混凝土墙承重系统(预制装配式)预制装配式钢筋混凝土墙承重体系住宅示意预制楼板预制外墙板预制内墙板(a)(b)板材装配式建筑钢筋混凝土墙承重系统(预制装配式)钢筋混凝土墙承重系统1967年蒙特利尔世界博览会展出的预制装配式盒子住宅现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层住宅楼钢筋混凝土墙承重系统(现浇整体式)现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层办公楼钢筋混凝土墙承重系统现浇钢筋混凝土墙钢筋混凝土墙承重系统(现浇整体式)

某剪力墙体系高层住宅平面

某短肢剪力墙体系高层住宅平面短肢剪力墙的体系较之长肢的剪力墙体系更能够增加建筑空间在使用过程中变动的可能性第3篇常用结构体系所适用的建筑类型

第2章骨架结构体系所适用的建筑类型

骨架结构体系——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。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，建筑立面处理也较为灵活第3篇常用结构体系所适用的建筑类型

第2章骨架结构体系所适用的建筑类型

骨架结构体系——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。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体系

框剪、框筒等体系

单层刚架、拱

排架

板柱体系

某框架结构档案馆平面图(a)二层平面(b)一层平面框架结构适用于：内部需要较多的大空间，空间平面较为规整，空间使用功能经常变更而可能重新分隔，因而很难用墙来承重的公共建筑中。重点：选择合适的柱距和合适的主次梁关系。在结构方面，利于控制荷载分布和经济；在建筑方面，符合使用功能和功能变更。某饭店建筑框架呈扇形排列某银行建筑框架成角度交叉排列框架成角度对位或者采用折梁、曲梁等，为建筑形态的变化提供方便框架结构建筑的特点：由于墙体不用承重，故可以创造开敞的空间，且作为围护分隔的墙体可以根据各个楼层的不同需要设置，无需上下对齐一层平面二层平面框架结构支承系统

钢筋混凝土框架支承的大型体育馆的看台下部室内空间框架结构建筑的围护及分隔墙体的选材及布置缺点：结构梁的高度较高，是控制建筑层高的制约。暴露的结构梁影响空间形态和净高，特别是楼梯上部净高。底层柱子较粗，暴露的结构柱影响空间形态。暴露的结构柱影响空间形态。缺点：结构刚度较小，结构整体较柔。抗风等水平荷载抵抗能力较差。建筑高度有限制，否则上部结构位移偏大。在空间刚度方面较为薄弱。第2章骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系——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。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剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方面的需要外，如能与建筑空间的布置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的适当变形，可以造成丰富的建筑体型框架结构体系

框剪、框筒等体系

单层刚架、拱

排架

板柱体系

某框剪体系高层旅馆平面

某框筒体系高层办公楼平面通过布置剪力墙来增加全框架结构体系在空间刚度方面较为薄弱的缺点将垂直交通枢纽如楼梯、电梯等组合布置为刚性的核心筒，在其四周用梁、柱形成外围结构，以在得到大面积的灵活使用空间的基础上取得良好的通风和采光条件

某框剪体系高层旅馆平面

某框筒体系高层办公楼平面框剪体系：平面呈条形的建筑物，通过增加剪力墙形成框剪体系，或将垂直交通枢纽组合布置为剪力墙。框筒体系：平面呈点状的建筑物，通过加密柱距使其称为框筒，或将垂直交通枢纽组合布置为刚性的核心筒。

某船厂技术中心楼外框在垂直方向有变化，造成丰富的体型某框筒结构办公楼核心筒跟随建筑外形作变化美国芝加哥西尔斯大厦的束筒框架结构布置及体型变化广州电视塔筒体结构，形体变化优美。第2章骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系——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。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剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方面的需要外，如能与建筑空间的布置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的适当变形，可以造成丰富的建筑体型板底平整，可降低层高，且内部空间分隔不受梁的影响。适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等框架结构体系

框剪、框筒等体系

单层刚架、拱

排架

板柱体系

某现浇板柱体系档案馆剖面图特点：直接用柱子来支撑楼板。优点：板底平整，减少了建筑物对吊顶的需要；减少了平面结构构件所占据的空间，降低了层高；内部空间分隔不受梁的影响，具有相对较大自由度某装配式板柱体系办公楼平面及施工工艺示意(a)某装配式板柱体系办公楼建筑方案(b)某装配式板柱体系办公楼施工方案适用条件：接近正方形的双向板最合理。板面活载在一定范围内才较经济，主要适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓库、多层轻型厂房等。柱距在5～7米的时候较为经济合理，也适用于住宅和办公建筑等。结构考虑：纵横两面边跨楼板挑出较为合理。可部分取消中间的平板，达到室内空间局部跃层的效果力学分析伞状结构的无梁楼盖第2章骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系——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。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剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方面的需要外，如能与建筑空间的布置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的适当变形，可以造成丰富的建筑体型板底平整，可降低层高，且内部空间分隔不受梁的影响。适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等框架结构体系

框剪、框筒等体系

单层刚架、拱

排架

板柱体系

在结构上属于平面受力体系，可以通过改变排列方式或平面尺寸适应较活泼的建筑平面和体型；还可以结合空间结构屋盖系统覆盖大空间某大学室内体育馆的木构刚架及天窗

某刚架结构车站单层骨架结构梁柱之间为刚性连接钢制刚架结构的飞机库

刚架在结构上属于平面受力体系，可以将一个建筑物的各榀刚架呈平行或者放射状排列。也可按照一定的规律依次改变同一建筑物的各榀刚架的尺寸刚架在结构上属于平面受力体系，可以将一个建筑物的各榀刚架呈平行或者放射状排列。也可按照一定的规律依次改变同一建筑物的各榀刚架的尺寸刚架在结构上属于平面受力体系，可以将一个建筑物的各榀刚架呈平行或者放射状排列。也可按照一定的规律依次改变同一建筑物的各榀刚架的尺寸钢制刚架结构的玻璃暖房

早期罗马人在建筑中使用的拱券将梁和柱在平面内按照某一曲率成为连续的弯曲构件，就形成了拱。拱的受力情况以轴力为主拱券在早期建筑中的应用拱结构的住宅室内哥特式建筑哥特式建筑

美国蒙哥马里体育馆用平行拱支承屋面覆盖圆形平面墨西哥马达莱纳体育中心体育宫用四道相交的拱支承屋面覆盖接近正方形的平面

法国某大学建筑由不断转变排列角度的落地拱生成

两片交叉拱作为索网边缘构件

两片刚性拱支撑屋面索网及其边缘构件拱在体育建筑及展示空间中的应用第2章骨架结构体系所适用的建筑类型骨架结构体系——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剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方面的需要外，如能与建筑空间的布置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的适当变形，可以造成丰富的建筑体型板底平整，可降低层高，且内部空间分隔不受梁的影响。适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等屋架等与柱子之间铰接，能够承受大型的起重设备运行时所产生的动荷载框架结构体系

框剪、框筒等体系

单层刚架、拱

排架

板柱体系

在结构上属于平面受力体系，可以通过改变排列方式或平面尺寸适应较活泼的建筑平面和体型；还可以结合空间结构屋盖系统覆盖大空间排架与刚架的主要区别在于梁或者其他支撑屋面的水平构件，与柱子之间采用的是铰接形式一榀榀排架之间在垂直和水平方向都需要选用合适的地方添加支撑构件，以增加水平刚度。在建筑物两端的山墙部位，还应该添加抗风柱适用范围：排架能够承受大型的起重设备运行时所产生的动荷载，常用于重型的单层厂房。排架结构——某单层厂房室内屋面板基础基础梁端头柱吊车梁纵向外墙散水圈梁连系梁抗风柱山墙勒脚屋架第3篇常用结构体系所适用的建筑类型

第3章空间结构体系所适用的建筑类型

空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。对建筑而言，结构本身就形成了“面”，而且可以切削薄壳

网架

膜

混合形式

悬索

薄壳结构的优点是可以把受到的压力均匀地分散到物体的各个部分，减少受到的压力。壳，是一种曲面构件，主要承受各种作用产生的中面内的力。

罗马小体育宫圆形网状扁球壳屋顶用Y形的斜柱支撑钢筋混凝土网状扁球壳结构。

用八个双曲抛物面薄壳拼成了洛斯马纳提拉斯餐厅（墨西哥）

用三个相同的扭壳构成某疗养所的餐厅折板成角度铺设用作建筑物的屋面折板水平铺设用作建筑物的屋面

折板作为支承某体育馆屋顶的垂直构件(a)立面(b)剖面折板薄壳结构建筑某宗教中心第3章空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。对建筑而言，结构本身就形成了“面”，而且可以切削薄壳

网架

膜

混合形式

悬索

由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成，可以分为平板网架和网壳两种。网架空间整体性好。平板网架杆件正交、斜交后可以形成不同的平面形状，使用相当灵活。在需要时结构杆件可以暴露

网壳与主体结构脱开，自成体系地作为围护结构而存在网壳相当于格构化的薄壳，但由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重要小得多，除了用作大空间的顶盖外，还可以整体化地围合空间

由网架结构覆盖的音乐厅优点：网架空间整体性好。平板网架杆件正交、斜交后可以形成不同的平面形状，使用相当灵活。在需要时结构杆件可以暴露由网架结构覆盖的交通空间空间网架在建筑物入口处的运用曲面网架的大型展示空间及运动馆上海科技展馆中心外露杆件，杆件在玻璃上投影优美的视觉效果第3章空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。对建筑而言，结构本身就形成了“面”，而且可以切削薄壳

网架

膜

混合形式

悬索

由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成，可以分为平板网架和网壳两种。网架空间整体性好。平板网架杆件正交、斜交后可以形成不同的平面形状，使用相当灵活。在需要时结构杆件可以暴露用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。对于建筑而言，由于拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感屋盖用悬索结构（耶鲁大学冰球馆）优点：由于拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感特点：利用钢材受拉用高强钢筋做拉索，减小结构自重，增加了跨度缺点：悬索结构，稳定性较差悬索结构屋面覆盖的世博会展厅某展示厅（意大利）美國華盛頓州塔科馬海峽吊橋日本明石海峡大桥，世界上最长的吊桥（全长3911米，主桥墩跨度1991米）香港青马大桥第3章空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。对建筑而言，结构本身就形成了“面”，而且可以切削薄壳

网架

膜

混合形式

悬索

由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成，可以分为平板网架和网壳两种。网架空间整体性好。平板网架杆件正交、斜交后可以形成不同的平面形状，使用相当灵活。在需要时结构杆件可以暴露用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。对于建筑而言，由于拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感在本质上也是受拉构件。像薄壳一样，兼有承重和围护的双重功能。其张拉力来源于充气或者用桅杆、拱、拉索等构件来将膜绷紧。由于这些构件灵活的布置形式以及膜本身轻柔的外表，在城市室外空间小品中也常应用平面内张拉，平面外受力材料是高强纤维的交织物（聚酯类、钢纤维、碳纤维等）体育场张拉膜结构顶盖特点：可以想象把索网结构的索细化加密，直到交织成一张薄膜。张拉力来源于充气或者用桅杆、拱、拉索等构件来将膜绷紧张拉膜结构的连廊张拉膜结构的展示空间某体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色充气膜结构的植物园穹顶膜结构的空间研究大楼第3章空间结构体系所适用的建筑类型空间结构支承系统——各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是