公共建筑设计原理-4章1节

公共建筑的技术经济问题分析

——综述※工程技术问题包含的主要内容：结构设备装修、消防、施工等※19世纪以来建筑技术和造型的重大变革：P88公共建筑的技术经济问题分析

——综述※建筑结构与建筑设计的关系结构作为实现建筑功能和审美要求的技术手段，要受到它们的制约。就互相之间的关系而言，结构与功能之间通常更为紧密一些。然而结构并不是一个完全消极被动的因素，相反对建筑空间形式具有很强的反作用。恰当运用合理的结构形式往往会对空间的功能和美观起到很大的促进作用。公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术建筑结构体系不仅对空间的围合、分隔及限定起着决定的作用，而且直接关系到空间的量、形、质等三方面的因素。下面我们将分类讨论不同类型的结构形式所对应的空间特点。现代建筑的结构体系可分为平面结构体系和空间结构体系两大类。

公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术一、平面结构体系（一）混合结构体系

这是一种古老的结构体系，公元前两千多年的古埃及建筑中就已被广泛使用，一直到今天世界各地的人们依然在使用这种结构来建造房屋。1、特点：墙体本身是围护结构同时又是承重结构。以砖或石墙承重及钢筋混凝土梁板承重。常形成矩形网格承重墙。2、适用范围：功能简单、房间不大、层数不高、一般标准的公建（学校、办公、医院）3、缺点：刚度、抗震要求苛刻，开门窗洞口受限制。公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术4、分类：（1）按墙的受力情况划分

承重墙：承受上部结构(梁、板、屋架等)传来的荷载的墙。

非承重墙：不承受上部荷载的墙，包括自承重墙和框架墙。自承重墙仅承重自身质量的墙，如隔墙、隔断墙；框架墙(填充墙)为在框架结构中，位于框架梁、柱之间的后砌墙，其作用是分隔或围护。（2）按墙体的承重方案划分公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术墙体各部分名称4公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术承重墙结构示意图公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术1横墙承重：横墙承重就是把梁或板搁置在横墙上，其特点是房间的开间小，横墙较密，上部受弯构件的跨度小，抗震性能高。但是由于横墙密，导致了房间的布置不够灵活，同时也限制了门窗洞的开设。横墙承重适用于有规律布置的小房间，如宿舍、住宅、办公室、旅馆等。2纵墙承重：就是把梁或板搁置在纵墙上，主要由纵墙承担荷载，而横墙起到分割空间、连接纵墙、承担自重的作用。其特点是房间较大，采用的板跨大，横墙少，抗震性能低。但是由于横墙少，使得房间布置灵活，门窗的开设也较自由。纵墙承重方案适用于非地震区的大房间，如大办公室、餐厅、商店等。公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术3纵横墙混合承重：纵横墙混合承重就是把梁或板同时搁置在纵墙和横墙上，其特点是基础应力较均匀，平面布置较灵活，房屋的刚性较好。但是所用的梁、板类型较多，给施工带来不便。纵横墙馄合承重方案适用于房间的开间和进深较大、平面布置比较复杂的建筑，如医院、教学楼、幼儿园、住宅等。4墙与柱混合承重：墙与柱混合承重是房间内部由梁和柱形成框架承重体系，房间四周由纵墙和横墙承重，内框架与外墙共同承担水平构件的荷载，其特点是房屋空间大，布置灵活，不受墙体布置的限制，整体性能好，抗震性能高。其主要缺点是内部的框架与外围的墙体刚度不同，在水平荷载作用下变形量不同，适用于室内需要大空间的建筑，如大型商店、餐厅等。公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术（二）框架结构体系框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架结构。公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术梁架斗拱构造示意图公共建筑的技术经济问题分析

——公共建筑设计与结构技术钢筋混凝土框架（1）框架结构的承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护和分隔作用。（2）框架结构平面布置灵活，能够满足生产工艺和使用功能的要求。（3）框架结构采用的材料是型钢和钢筋混凝土，有很好的抗压和抗弯能力，由于梁、柱刚接，抗侧移和抗振动能力强，因此，其抗震性、整体性和延通性较好，适用于多层和高度不超过60m的高层建筑。框架结构的特点（1）按构件组成划分

有梁板式结构（由梁、板、柱三种基本构件组成的骨架结构）和无梁式结构（由板和柱子组成的骨架结构）两种类型。（2）按框架的施工方法划分

①现浇整体式框架框架全部构件均在现场浇注成整体，具有整体性和抗震性能好、构件尺寸不受标准构件限制的特点。

框架结构的类型

②装配式框架框架全部构件采用预制装配，具有可加快施工进度、提供建筑工业化程度的特点，但节点构造刚性差，抗震性差。

③半现浇框架梁、柱现浇，楼板预制或现浇，预制梁板，具有梁柱整体性好、可节约模板的特点。

④装配整体或框架预制梁、柱，装配时通过局部现浇混凝土使构件连接成整体，结构的整体性和抗震性介于现浇和装配式构件之间，保证了节点的刚度，比全现浇节省模板，加快了施工进度，但增加了后浇混凝土的工序。

框架结构的类型（1）布置原则

①建筑平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称。

②控制结构的高宽比（一般高宽比设为5～7），减少结构在水平荷载下产生的侧移。

③房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距内，减少温度裂缝。框架结构的平面布置方式

④框架梁宜拉通、对直，框架柱宜上下对中，梁柱轴线宜在同一竖向平面内。⑤尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化设计及施工。（2）柱网及层高框架结构的柱网由柱距和跨度组成。框架结构的柱网尺寸和层高主要由使用功能的要求决定，并符合建筑模数，力求柱网平面简单规则，便于布置模板。框架结构的平面布置方式民用建筑的柱网及层高民用建筑的类型多，功能要求各不相同，因此柱网和层高的变化也大，但对于一般民用建筑可以做到定型化。柱网一般以300mm为模数，如住宅、旅馆的框架结构柱网尺寸，柱距可采用6.3m、6.6m和6.9m，跨度可采用4.8m、5.1m、6.0m、6.6m和6.9m，层高为3.0m、3.3m、3.6m、3.9m和4.2m。框架结构的平面布置方式框架柱网布置简单、规则、整齐，对结构是非常有利的，经济效果也好。但有些建筑平面采用周边复杂的形式来表示建筑艺术的效果，这就出现了在复杂的建筑平面形式上力求简单的柱网布置的协调问题。框架结构的平面布置方式框架结构柱网平面布置举例（1）剪力墙的概念剪力墙是一种抵抗竖向荷载引起的轴向作用和风、地震等水平荷载引起的剪切、弯曲作用的结构单元。剪力墙结构剪力墙的概念和作用（2）剪力墙的作用

①剪力墙是建筑物的承重墙，同时也是围护墙和分隔墙，因此，剪力墙的布置必须满足建筑平面布置和结构布置的要求。

②剪力墙有较强的承载能力，同时也具有很好的整体性和空间作用，因此，剪力墙作为抗侧力构件用于高层建筑。

③受剪力墙间距的限制，建筑物的平面开间布置不灵活，所以用于旅馆、公寓住宅等建筑较为适宜。

④剪力墙结构的楼盖结构一般采用钢筋混凝土平板，可不设梁，这样可节约层高。

由若干纵横交接的剪力墙集中到房屋内部或外部形成封闭筒体的骨架称为筒体结构。筒体可以由剪力墙组成，也可以由密柱框筒组成。简体结构简体结构的概念筒体结构的空间结构有很大的抗侧力刚度和抗扭能力，同时剪力墙集中布置使建筑平面设计具有很大的灵活性，因此主要用于各种高层和超高层公共建筑。如美国的汉考克大楼、西尔斯大楼、芝加哥标准石油公司大楼和纽约世界贸易中心大楼等结构都是筒体结构体系。简体结构的适用范围

（1）筒体－框架结构由中央剪力墙核心筒和周边外框架组成的结构称为筒体－框架结构，也称框架－核心筒结构。

（2）框筒结构中央为内框架，周边由间距较密的柱子与每层楼层处的深肩梁刚性连接在一起组成矩形网络的外筒体称为框筒结构。简体结构的类型

（3）筒中筒结构由中央剪力墙内筒和周边外框筒组成的结构称为筒中筒结构。内筒可布置服务设施，外筒则可安装立面玻璃幕墙。

（4）多筒体结构由中央剪力墙内筒和周边角筒组成的结构为多筒体结构，也称组成筒。图6.13各种筒体结构（a）筒体－框架结构（内筒式）；（b）筒体－框架结构（外移式）；（c）框筒结构；（d）筒中筒结构；（e）多筒体结构三、空间结构（一）悬索结构特点：悬索不承受弯矩不需要模板三、空间结构（一）悬索结构类型单向双向混合三、空间结构（一）悬索结构鞍形的特点观众厅容量相同的情况向，能够获得更好的视线相同条件下，技术经济指标优于其他结构形式使观众厅更有利于音质和空调的处理。三、空间结构（一）悬索结构实例三、空间结构（一）悬索结构实例三、空间结构（二）空间薄壁结构特点：刚度取决于它的合理形状，不需要加大截面尺寸，材料消耗低静载不随跨度增加，厚度可以很薄本身具有骨架和屋盖双重作用三、空间结构（二）空间薄壁结构实例三、空间结构（二）壳体结构实例清华大学大礼堂三、空间结构（二）壳体结构实例罗马小体育宫三、空间结构（二）壳体结构实例三、空间结构（二）折板结构实例三、空间结构（三）空间网