1、6建筑結(jié)構(gòu)選型,目錄,6.1 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則,建筑結(jié)構(gòu)是形成一定空間及造型，并具有承受人為和自然界施加于建筑物的各種荷載作用，使建筑物得以安全使用的骨架。,建筑結(jié)構(gòu)是建筑三大構(gòu)成要素中建筑技術(shù)的組成內(nèi)容，是保證房屋安全的重要手段。建筑結(jié)構(gòu)的形式是為了滿足建筑功能要求，為創(chuàng)造建筑的美而服務(wù)。建筑結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計是兩個既相互獨立又緊密聯(lián)系的專業(yè)工種。 建筑結(jié)構(gòu)是解決堅固問題，處于服務(wù)地位，由注冊結(jié)構(gòu)師完成；建筑設(shè)計是解決功能、適用和美觀的問題，處于先行與主導(dǎo)地位，由注冊建筑師完成。建筑設(shè)計必須和建筑結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合起來，只有真正符合結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才具有真實的表現(xiàn)力和實際的可行性，富有建筑的個性。,6

2、.1 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則,在建筑設(shè)計中，空間組合和建筑造型的主要環(huán)節(jié)是選擇最佳結(jié)構(gòu)方案，即結(jié)構(gòu)選型。結(jié)構(gòu)選型應(yīng)遵循以下原則： （1）適應(yīng)建筑功能的要求 對于有些公共建筑，其功能有視聽要求，如：體育館為保證較好的觀看視覺效果，比賽大廳內(nèi)不能設(shè)柱，必須采用大跨度結(jié)構(gòu)；大型超市為滿足購物的需要，室內(nèi)空間具有流動性和靈活性，所以應(yīng)采用框架結(jié)構(gòu)。,6.1 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則,（2）滿足建筑造型的需要 對于建筑造型復(fù)雜、平面和立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)選型，要按實際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成較多有規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。 （3）充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)勢 每種結(jié)構(gòu)形式都有各自的特點和不足，有其各自的適用范圍，所以要

3、結(jié)合建筑設(shè)計的具體情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型。,6.1 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則,（4）考慮材料和施工的條件 由于材料和施工技術(shù)的不同，其結(jié)構(gòu)形式也不同。例如：砌體結(jié)構(gòu)所用材料多為就地取材，施工簡單，適用于低層、多層建筑。當(dāng)鋼材供應(yīng)緊缺或鋼材加工、施工技術(shù)不完善時，不可大量采用鋼結(jié)構(gòu)。 （5）盡可能降低造價 當(dāng)幾種結(jié)構(gòu)形式都有可能滿足建筑設(shè)計條件時，經(jīng)濟(jì)條件就是決定因素，盡量采用能降低工程造價的結(jié)構(gòu)形式。,6.1 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則,6.2 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分類,（1）板板的長、寬兩個方向的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其厚度尺寸。板有平板、曲面板和斜板。 （2）梁梁的截面寬度和高度尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其跨度尺寸。梁有直梁、曲梁和斜梁

4、。 （3）桁架、網(wǎng)架由桿件組成，且桿件截面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其長度尺寸。,6.2.1.1 承受豎向荷載的水平構(gòu)件,（1）柱柱截面尺寸遠(yuǎn)小于其高度，承受梁傳來的荷載。 （2）墻體墻體的長、寬兩個方向的尺寸遠(yuǎn)大于其厚度尺寸，承受梁、板傳來的荷載。 （3）基礎(chǔ)基礎(chǔ)是建筑物與地基相聯(lián)系的部分，承受建筑物的全部荷載并傳至地基。,6.2.1.2 支撐水平構(gòu)件或承擔(dān)水平荷載的構(gòu)件,6.2 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分類,（1）單層結(jié)構(gòu)（13層，多用于單層廠房、食堂、影劇院、倉庫）； （2）多層結(jié)構(gòu)（26層）； （3）高層結(jié)構(gòu)（一般在7層以上）； （4）大跨度結(jié)構(gòu)（跨度為4050m）。,6.2 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分類,6.2.

5、2.1 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的外形特點分類,（1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)； （2）砌體結(jié)構(gòu)（磚砌體、石砌體、小型砌塊、大型砌塊、多孔磚砌體）； （3）鋼結(jié)構(gòu)； （4）木結(jié)構(gòu)； （5）塑料結(jié)構(gòu)； （6）薄膜充氣結(jié)構(gòu)。,6.2 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分類,6.2.2.2 根據(jù)結(jié)構(gòu)所采用的材料分類,（1）墻體結(jié)構(gòu)（以墻體作為支撐水平構(gòu)件及承擔(dān)水平力的結(jié)構(gòu)）； （2）框架結(jié)構(gòu)（由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)）； （3）框架剪力墻（抗震墻）結(jié)構(gòu)； （4）剪力墻結(jié)構(gòu)（墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來的豎向荷載，同時也承擔(dān)風(fēng)力和地震力傳來的水平荷載）； （5）筒體結(jié)構(gòu)（由剪力墻組成或密柱框筒組成）；,6.2 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分類,6.2.2.

6、3 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式分類,（6）桁架結(jié)構(gòu)； （7）拱形結(jié)構(gòu)； （8）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（以網(wǎng)架做屋蓋）； （9）空間薄壁結(jié)構(gòu)（包括薄殼、折板、幕式結(jié)構(gòu)）； （10）鋼索結(jié)構(gòu)（懸索結(jié)構(gòu)，以鋼纜或鋼拉桿為主要承重構(gòu)件）。,6.2 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分類,（1）平面結(jié)構(gòu)體系； （2）空間結(jié)構(gòu)體系。,6.2 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分類,6.2.2.4 根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點分類,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,（1）砌體結(jié)構(gòu)的概念 砌體結(jié)構(gòu)一般是指采用鋼筋混凝土樓（屋）蓋和磚或其他塊體（如混凝土砌塊）砌筑的承重墻組成的結(jié)構(gòu)體系，也稱墻承重結(jié)構(gòu)體系。,（2）砌體結(jié)構(gòu)的特點 砌體結(jié)構(gòu)的墻體具有承重和圍護(hù)的雙重作用，所用材料

7、便于就地取材，施工較簡單，施工進(jìn)度快，技術(shù)要求低，施工設(shè)備簡單。由于砌體抗拉抗剪強(qiáng)度低，因此砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能差，一般不超過七層，故一般適用于多層住宅、辦公樓、學(xué)校、小型庭院等。砌體結(jié)構(gòu)一般不適用于高層建筑及需要大空間的建筑。由于墻體承重，在其上開設(shè)門窗受到限制，建筑立面效果顯得厚實。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,（3）砌體結(jié)構(gòu)承重方案 橫墻承重方案（圖6.1） 樓層的荷載通過板、梁傳至橫墻，橫墻作為主要的承重豎向構(gòu)件，縱墻僅起維護(hù)、分隔、自承重及形成整體的作用。 橫墻承重方案具有橫墻布置較密、橫向剛度大、整體性好的特點，但房間布置的靈活性差。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,縱墻承重方案（圖6.

8、2） 樓層的荷載通過板、梁傳至縱墻，橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求，其間距較大。 縱墻承重方案具有平面布置靈活、房間空間可以較大的特點，但縱墻受力集中，房屋剛度較差。 縱橫墻承重方案（圖6.3） 根據(jù)房間功能要求的空間尺寸，可采取縱橫墻同時承重的方案?？v橫墻承重方案具有平面布置靈活、房屋雙向剛度較好的特點。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,內(nèi)框架承重方案（圖6.4） 外圍用外墻承重，內(nèi)部用梁、柱承重的結(jié)構(gòu)為內(nèi)框架承重方案。其特點是以柱代替內(nèi)承重墻，在使用上可取得,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.1 橫墻承重方案,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.2 縱

9、墻承重方案,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.3 縱橫墻承重方案,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.3 縱橫墻承重方案,框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)，如圖6.5所示。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3.2.1 框架結(jié)構(gòu)的概念,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.5 框架結(jié)構(gòu)體系 (a)橫向框架體系；(b)縱向框架體系,（1）框架結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)、分隔構(gòu)件完全分開，墻只起圍護(hù)和分隔作用。 （2）框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，能夠滿足生產(chǎn)工藝和使用功能的要求。 （3）框架結(jié)構(gòu)采用的材料是型鋼和鋼筋混凝土，有很好的抗壓和抗彎能力，由于梁、柱剛接，抗側(cè)移和抗振動能力強(qiáng)，因此，其抗震性、整體性和延通

10、性較好，適用于多層和高度不超過60m的高層建筑。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3.2.2 框架結(jié)構(gòu)的特點,（1）按構(gòu)件組成劃分 有梁板式結(jié)構(gòu)（由梁、板、柱三種基本構(gòu)件組成的骨架結(jié)構(gòu)）和無梁式結(jié)構(gòu)（由板和柱子組成的骨架結(jié)構(gòu)）兩種類型。 （2）按框架的施工方法劃分 現(xiàn)澆整體式框架框架全部構(gòu)件均在現(xiàn)場澆注成整體，具有整體性和抗震性能好、構(gòu)件尺寸不受標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件限制的特點。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3.2.3 框架結(jié)構(gòu)的類型,裝配式框架框架全部構(gòu)件采用預(yù)制裝配，具有可加快施工進(jìn)度、提供建筑工業(yè)化程度的特點，但節(jié)點構(gòu)造剛性差，抗震性差。 半現(xiàn)澆框架梁、柱現(xiàn)澆，樓板預(yù)制或現(xiàn)澆，預(yù)制梁板，具有梁柱整

11、體性好、可節(jié)約模板的特點。 裝配整體或框架預(yù)制梁、柱，裝配時通過局部現(xiàn)澆混凝土使構(gòu)件連接成整體，結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性介于現(xiàn)澆和裝配式構(gòu)件之間，保證了節(jié)點的剛度，比全現(xiàn)澆節(jié)省模板，加快了施工進(jìn)度，但增加了后澆混凝土的工序。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,（1）布置原則 建筑平面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則，使各部分剛度均勻?qū)ΨQ。 控制結(jié)構(gòu)的高寬比（一般高寬比設(shè)為57），減少結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移。 房屋的總長度宜控制在最大伸縮縫間距內(nèi)，減少溫度裂縫。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3.2.4 框架結(jié)構(gòu)的平面布置方式,框架梁宜拉通、對直，框架柱宜上下對中，梁柱軸線宜在同一豎向平面內(nèi)。 盡量統(tǒng)一柱

12、網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡化設(shè)計及施工。 （2）柱網(wǎng)及層高 框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)由柱距和跨度組成?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸和層高主要由使用功能的要求決定，并符合建筑模數(shù)，力求柱網(wǎng)平面簡單規(guī)則，便于布置模板。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,民用建筑的柱網(wǎng)及層高 民用建筑的類型多，功能要求各不相同，因此柱網(wǎng)和層高的變化也大，但對于一般民用建筑可以做到定型化。柱網(wǎng)一般以300mm為模數(shù)，如住宅、旅館的框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)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，層高為3.0m、3.3m、3.6m、3.9m和4.2m。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,工業(yè)建

13、筑的柱網(wǎng)及層高 工業(yè)建筑的柱網(wǎng)布置可分為內(nèi)廊式和跨度組合式兩種，如圖6.6所示。內(nèi)廊式柱網(wǎng)的常用尺寸：柱距為6.0m，跨度一般采用6.0m、6.6m和6.9m，走廊寬一般為2.4m、2.7m和3.0m?？缍冉M合式柱網(wǎng)的常用尺寸：柱網(wǎng)采用6.0m，跨度采用6.0m、7.5m、9.0m和12m。層高一般為3.6m、3.9m、4.5m、4.8m和5.4m。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,框架柱網(wǎng)布置簡單、規(guī)則、整齊，對結(jié)構(gòu)是非常有利的，經(jīng)濟(jì)效果也好。但有些建筑平面采用周邊復(fù)雜的形式來表示建筑藝術(shù)的效果，這就出現(xiàn)了在復(fù)雜的建筑平面形式上力求簡單的柱網(wǎng)布置的協(xié)調(diào)問題。圖6.7是幾種典型的平面形式及柱網(wǎng)布置

14、方法。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,（3）平面布置 橫向框架承重布置（圖6.8（b） 這種布置以橫向框架作為主要承重框架，橫向的梁為框架主梁，縱向的梁為連系梁，具有結(jié)構(gòu)合理，利于立面處理和屋內(nèi)采光等特點，但只適用于非地震區(qū)。 縱向框架承重布置（圖6.8（c） 這種布置以縱向框架作為主要承重框架，縱向的梁為框架主梁，橫向的梁為連系梁，有利于樓層凈高的有效利用，同時房間的劃分比較靈活，但橫向剛度差，不適用于地震區(qū)。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,主要承重框架縱橫兩個方向布置（圖6.8（d） 當(dāng)房屋平面為正方形（或接近正方形）或房屋有抗震設(shè)防要求時，兩個方向的受力相差較小，此時兩個方向的框架都應(yīng)具有足

15、夠的強(qiáng)度和剛度，故應(yīng)采用縱橫兩個方向的框架作為主要承重框架，這種布置適用于地震區(qū)。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.6 工業(yè)建筑框架結(jié)構(gòu)體系,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.7 框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)平面布置舉例,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.8 框架結(jié)構(gòu)平面布置,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.8 框架結(jié)構(gòu)平面布置,（1）剪力墻的概念 剪力墻是一種抵抗豎向荷載引起的軸向作用和風(fēng)、地震等水平荷載引起的剪切、彎曲作用的結(jié)構(gòu)單元。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3.3.1 剪力墻的概念和作用,（2）剪力墻的作用 剪力墻是建筑物的承重墻，同時也是圍護(hù)墻和分隔墻，因此，剪

16、力墻的布置必須滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。 剪力墻有較強(qiáng)的承載能力，同時也具有很好的整體性和空間作用，因此，剪力墻作為抗側(cè)力構(gòu)件用于高層建筑。 受剪力墻間距的限制，建筑物的平面開間布置不靈活，所以用于旅館、公寓住宅等建筑較為適宜。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋混凝土平板，可不設(shè)梁，這樣可節(jié)約層高。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,（1）框架剪力墻結(jié)構(gòu) 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的概念 框架剪力墻是由框架與剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系。在整個框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，框架與剪力墻同時存在，剪力墻承擔(dān)絕大部分的水平荷載，而框架則承擔(dān)豎向荷載為主，兩者共同受力，合理分工。如圖6.9所示

17、。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3.3.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型及適用范圍,框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻布置 a.剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊、樓梯間、電梯間、平面形狀變化和豎向荷載較大等部位。剪力墻最大間距詳見表6.1。在實際工程中，剪力墻間距一般在2.5B及30m以內(nèi)。 b.平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。 c.縱橫剪力墻宜組成L形、T形和槽形等形式。 d.剪力墻不宜太長，總高度與長度之比宜大于2。 ,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,e.不宜在伸縮縫和防震縫兩側(cè)同時布置剪力墻，縱向剪力墻不宜布置在端部，而應(yīng)布置在中部。 f.剪力墻宜貫通建筑物的全高，避免剛度突變。 圖6.

18、10是框架剪力墻結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑平面幾何圖形進(jìn)行剪力墻布置的典型平面。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,框架剪力墻的適用范圍 由于框架剪力墻是以框架為主體、以剪力墻為輔助，以補(bǔ)救框架結(jié)構(gòu)不足的一種組合體系，適用于25層以下的建筑，最高不宜超過30層。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,（2）普通剪力墻結(jié)構(gòu) 普通剪力墻結(jié)構(gòu)的概念 普通剪力墻結(jié)構(gòu)是全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，其墻體的布置實際上等于將砌體結(jié)構(gòu)的塊體承重墻換成現(xiàn)澆的鋼筋混凝土墻。 普通剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置 普通剪力墻結(jié)構(gòu)通常采用平面布置的形式。 鋼筋混凝土墻承受全部豎向荷載和水平力，所以剪力墻應(yīng)雙向或多向布置，并且拉通對直，如圖6.11所示。,6.

19、3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,對于矩形、L形、T形平面，剪力墻沿兩個正交的主軸方向布置；對于三角形平面、T形平面，剪力墻沿三個方向布置；對于正方形、圓形和弧形平面，剪力墻可沿徑向及環(huán)向布置。 剪力墻的數(shù)量在方案設(shè)計階段就要合理地確定，盡量對稱、均勻，且數(shù)量適當(dāng)。剪力墻長度不宜過長，過長會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度過大，加大抗震能力，不經(jīng)濟(jì)。剪力墻為67m的大開間比33.9m的小開間經(jīng)濟(jì)，能降低材料用量，增加使用面積。剪力墻上的洞口宜上下對齊，并列布置。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,普通剪力墻結(jié)構(gòu)的適用范圍 由于普通剪力墻結(jié)構(gòu)全部由縱橫墻體組成，其剛度比框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好，對于40層以下的高層住宅、高層旅館、公寓十

20、分通用。普通剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑物高寬比不宜大于6，其高度要考慮抗震要求，地震區(qū)7度設(shè)防時為139m左右，8度設(shè)防時為120m左右，9度設(shè)防時為70m左右。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,（3）框架剪力墻結(jié)構(gòu) 為滿足高層建筑多功能、綜合用房的需要，頂部樓層采用普通剪力墻結(jié)構(gòu)以滿足旅館和住宅的要求，中部辦公用房則需要中、小室內(nèi)空間同時存在，則宜采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，底部做商店或停車場需要大空間，則宜加大柱網(wǎng)，盡量減少墻體，這樣的結(jié)構(gòu)布置稱為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，如圖6.12所示。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,框架剪力墻結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)底部與上部結(jié)構(gòu)剛度不同，易產(chǎn)生突變，故抗震性差。對抗震要求較高的房屋，宜經(jīng)過專門的試驗研究后方可使用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.9 框架剪力墻結(jié)構(gòu),6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.10 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻布置典型平面,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.11 普通剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置示意,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,圖6.12 框架剪力墻結(jié)構(gòu),由若干縱橫交接的剪力墻集中到房屋內(nèi)部或外部形成封閉筒體的骨架稱為筒體結(jié)構(gòu)。筒體可以由剪力墻組成，也可以由密柱框筒組成。,6.3 常用的建筑結(jié)構(gòu)形式,6.3.4.1 簡體結(jié)構(gòu)的概念,筒體結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)有很大的抗側(cè)力