01建筑结构选型-绪论

建筑结构选型主讲人：朱凯

上海应用技术学院课程简介学分：4，学时：64(理论学时：64)课程性质：学科专业课适用专业：建筑学专业适用对象：本科先修课程：建筑结构概论、建筑力学考核方式：考试、闭卷。平时成绩30%、（考勤，作业，印象等）期终考试70%本课程是建筑学专业学生的专业必修课。它通过介绍建筑结构荷载，材料，组成，结构型式的构成，受力特点，布置方式，适用范围，构造要点；系统归纳各种建筑结构型式，给学生一个完整的结构体系的概念，从建筑师的观点出发，在现代技术知识的指导下，分析和解释建筑设计中的结构选型问题，提高学生对结构选型在建筑设计中重要意义的认识，培养学生运用结构型式的基本素质和技巧，提高学生的结构意识，开拓学生的设计思路。

本课程教学的目的课时内容及分配1.绪论2学时2.荷载2学时3.建筑结构基本构件5学时4.建筑结构材料5学时5.梁式建筑结构6学时6.桁架结构5学时7.拱结构5学时8.高层建筑结构8学时9.网架结构5学时10.网壳结构3学时11.悬索结构4学时12.膜结构6学时13.混合结构体系2学时1.1建筑与结构第一章绪论

建筑结构的定义：建筑结构是形成一定空间及造型，并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用，使建筑物得以安全使用的骨架。结构外形建筑结构与建筑设计的关系：

建筑结构是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容，是保证房屋安全的重要手段。建筑结构的形式是为了满足建筑功能要求，为创造建筑的美而服务。建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种。建筑结构是解决坚固问题，处于服务地位，由注册结构师完成；建筑设计是解决功能、适用和美观的问题，处于先行与主导地位，由注册建筑师完成。建筑设计必须和建筑结构有机结合起来，只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性，富有建筑的个性。1.2建筑结构选型概念和意义建筑结构选型：建筑选用何种结构形式就是建筑结构选型。结构选型不同于结构造型。建筑造型着重于艺术，结构选型着重于技术。结构选型在满足建筑功能、建筑空间和建筑造型的前提下表现在以下几个方面：(1)结构如同建筑的骨骼，支撑着建筑物。要克服重力，形成支撑体系。(2)通过满足技术要求来满足建筑使用功能；如无柱空间设计，中厅空间设计。(3)形成特定的建筑造型；如现在的一些大跨度建筑，其独特的外观造型是进行正确结构选型的结果(4)结构科学的进步推动着建筑的发展。一部建筑发展史也是一部建筑结构发展史。在建筑设计中，空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结构选型。结构选型应遵循以下原则：

（1）适应建筑功能的要求

对于有些公共建筑，其功能有视听要求，如：体育馆为保证较好的观看视觉效果，比赛大厅内不能设柱，必须采用大跨度结构；大型超市为满足购物的需要，室内空间具有流动性和灵活性，所以应采用框架结构。1.3建筑结构选型的原则（2）满足建筑造型的需要对于建筑造型复杂、平面和立面特别不规则的建筑结构选型，要按实际需要在适当部位设置防震缝，形成较多有规则的结构单元。（3）充分发挥结构自身的优势每种结构形式都有各自的特点和不足，有其各自的适用范围，所以要结合建筑设计的具体情况进行结构选型。（4）考虑材料和施工的条件由于材料和施工技术的不同，其结构形式也不同。例如：砌体结构所用材料多为就地取材，施工简单，适用于低层、多层建筑。当钢材供应紧缺或钢材加工、施工技术不完善时，不可大量采用钢结构。（5）尽可能降低造价当几种结构形式都有可能满足建筑设计条件时，经济条件就是决定因素，尽量采用能降低工程造价的结构形式。1.4建筑结构可靠性设计可靠性：结构在正常条件下，在既定设计使用年限内完成预定功能的能力。正常条件：正常设计，正常施工，正常使用条件，不考虑人为过失和错误。可靠性主要包括安全性、适用性和耐久性三个方面的功能。安全性：建筑结构在正常施工和正常使用时能够承受可能出现的各种作用，并能在设计规定的偶然事件发生时和发生后保持必须的结构整体稳定性。耐久性：结构在正常维修条件下在规定设计使用年限内满足安全、适用性能的要求。适用性：结构在正常使用过程中保持良好的工作性能，不发生过大的振动和变形。极限状态：结构由可靠转变为失效的临界状态。承载力极限状态：结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形的极限状态。<建筑结构可靠度设计统一标准>GB50068-2001规定的极限状态情况：当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；3）结构转变为机动体系；4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。

(1)影响正常使用或外观的变形;(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；(3)影响正常使用的振动；(4)影响正常使用的其他特定状态；1.5建筑结构的种类与组成一、建筑结构的组成承受竖向荷载的水平构件（1）板板的长、宽两个方向的尺寸远远大于其厚度尺寸。板有平板、曲面板和斜板。（2）梁梁的截面宽度和高度尺寸远远小于其跨度尺寸。梁有直梁、曲梁和斜梁。（3）桁架、网架由杆件组成，且杆件截面尺寸远远小于其长度尺寸。

支撑水平构件或承担水平荷载的构件（1）柱柱截面尺寸远小于其高度，承受梁传来的荷载。（2）墙体墙体的长、宽两个方向的尺寸远大于其厚度尺寸，承受梁、板传来的荷载。（3）基础基础是建筑物与地基相联系的部分，承受建筑物的全部荷载并传至地基。二、建筑结构的分类

1.根据建筑结构的外形特点分类（1）单层结构（1～3层，多用于单层厂房、食堂、影剧院、仓库）；（2）多层结构（2～6层）；（3）高层结构（一般在7层以上）；（4）大跨度结构（跨度为40～50m以上）。2.根据结构所采用的材料分类（1）钢筋混凝土结构；（2）砌体结构（砖砌体、石砌体、小型砌块、大型砌块、多孔砖砌体）；（3）钢结构；（4）木结构；（5）塑料结构；（6）薄膜充气结构。

3.根据建筑结构的主要结构形式分类（1）墙体结构（以墙体作为支撑水平构件及承担水平力的结构）；（2）框架结构（由梁和柱刚性连接的骨架结构）；（3）框架－剪力墙（抗震墙）结构；（4）剪力墙结构（墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时也承担风力和地震力传来的水平荷载）；（5）筒体结构（由剪力墙组成或密柱框筒组成）；（6）桁架结构；（7）拱形结构；（8）网架结构（以网架做屋盖）；（9）空间薄壁结构（包括薄壳、折板、幕式结构）；（10）钢索结构（悬索结构，以钢缆或钢拉杆为主要承重构件）。4.根据结构受力特点分类（1）平面结构体系；（2）空间结构体系。1.6建筑结构选型案例图1-1北京故宫图1-2周庄建筑图1-3住宅建筑

图1-4

上海大剧院

图1-5（钢筋砼框架结构）办公楼

图1-6（钢结构）工业厂房

图1-7混凝土结构

（三峡重力坝）图1-8

国家体育场（鸟巢）

图1-9奥运会老山自行车馆图1-10桂林国际机场航站楼图1-11日本明石海峡大桥

图1-12薄壳结构

1.7如何学好这门课？1目标：立足本专业，确立自己的观察点，注重结构中的几何和力学概念2