常用结构体系所适用的建筑类型

1第6章常用结构体系所适用的建筑类型2概述结构体系的作用传递荷载、保证建筑物在受力、变形等方面的安全可靠性和稳定性。常用的结构体系：墙体承重结构骨架结构体系空间结构体系36.1墙体承重结构所适用的建筑类型1.墙体承重结构体系——部分或全部建筑外墙+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用于低层和多层建筑用于各种高度的建筑，尤其是高层建筑，布置剪力墙42.墙体布置横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重3.适用建筑类型室内空间功能和尺度都相对固定的建筑物不适用于需要经常灵活分隔空间的建筑物以及内部空旷的建筑物56.1.1砌体墙承重体系1.混合结构——采用砖或混凝土砌块砌筑的承重墙和钢筋混凝土楼（屋）盖组成的结构体系。62.混合结构的特点施工较简单、技术要求低、施工设备简单。由于砌体抗拉抗剪强度低，因此混合结构的抗震性差，一般不超过7层，一般适用于多层住宅、办公学习、小型庭院等。混合结构一般不适用于高层建筑及需要大空间的建筑。由于墙体承重，在其上开设门窗受到限制，建筑立面效果显得厚实。7砖墙承重的混合结构学生宿舍8某混合结构的多层教学楼93.砌体墙承重方案1）横墙承重特点：布置较密、横向刚度大、整体性好，但房间布置的灵活性较差。用途：多用在开间小、规律性强的房间。如：宿舍、普通办公室、旅馆等。102）纵墙承重设置横墙的目的：满足房屋刚度和整体性的要求。特点：平面布置灵活、房间空间可以较大，但纵墙受力集中，房屋刚度较差。用途：多用于进深小、开间大的建筑。如：教室、会议室等。113）横、纵墙承重应有一定数量的纵墙及横墙拉齐以加强刚度、满足抗震要求。墙体布置较为自由，施工困难较小。交通组织方便，能形成较好的采光和通风条件，尤其适用于民宅。126.1.2钢筋混凝土墙承重体系1.预制装配式——钢筋砼墙板和钢筋砼楼板在工厂预制加工后运到现场安装。需要标准化生产，对装配节点要求较高；建筑平面较为规整，以横墙承重居多，使用不够灵活；可以在工厂预先将墙体和楼板加工成盒子，再到现场组装。13预制装配式建筑14预制装配式盒子住宅152.现浇钢筋混凝土墙——在现场整体浇注，墙体布置较为灵活。横墙、纵墙或纵横墙混合承重均可；大量应用于高层建筑，平面往往呈条形；高层建筑纵墙承重时应布置横向剪力墙；横墙承重时，部分内纵墙可采用砌体填充墙或轻质隔墙，外墙可以采用挂板、幕墙；短肢剪力墙：可增加使用过程中变动的可能性。16外墙挂板外墙幕墙17右图：墙体不涂黑部分可取消，所以虽对称布置，户内空间划分区别较大，使用者用较大的变更自由18现浇钢筋混凝土结构剪力墙体系高层住宅楼196.2骨架结构体系适用的建筑类型骨架承重结构体系——用两根柱子和一根横梁来取代一片承重墙，空间得以释放。内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动。适用于需要灵活分隔空间或是内部空旷的建筑物。建筑立面处理较为灵活。206.2.1框架结构体系——是由梁和柱刚性连接的骨架结构，主要承重构件为板、梁、柱。框架结构在水平荷载下抗侧移刚度小、水平位移大，属于柔性结构。广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、旅馆、教学楼、住宅等。框架结构的适用高度为6-15层，非地震区也可建到15-20层。21由于墙体不用承重，故可以创造开敞的空间，作为围护分隔的墙体可根据各个楼层的不同需要设置，无需上下对齐。22承重结构柱在平面排列时形成的网格称为柱网。柱网尺寸由柱距和跨度确定。柱网平面应简单规则，便于布置模板。柱网23合理布置框架结构的梁柱体现在：选择合适的柱距；形成合适的主、次梁关系；合理控制结构梁高度——决定层高、视觉；梁底布置设备（水、电、空调管道）时，需进行吊顶——对天花板进行处理。24暴露的结构梁对空间形态及使用净高均有影响，在设计中应考虑。25吊顶266.2.2框架剪力墙结构——框架与剪力墙同时存在，剪力墙承担绝大部分的水平荷载，而框架则承担竖向荷载为主，两者共同受力，合理分工。剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间、平面形状变化和竖向荷载较大等部位。平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。剪力墙宜贯通建筑物的全高，避免刚度突变。框架-剪力墙以框架为主体、以剪力墙为辅助，以补救框架结构不足，所以适用于25层以下的建筑，最高不宜超过30层。27框剪结构286.2.3框架筒体结构——将框剪体系周边柱加密，得到框筒体系。框筒：布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。筒体在垂直方向的适当变形，可造成丰富的建筑体型。29美国芝加哥希尔斯大厦束筒框架结构——利用若干筒体的组合及它们在高度方向上的不同设置306.2.4板柱体系——直接用柱子来支承楼板。取消了结构梁，因而板底平整，减少了吊顶的需要，并减小了结构构件占据的空间；可降低层高，内部空间分隔不受梁的影响，自由度较大；适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等。31某现浇板柱体系档案馆剖面图32伞状结构的无梁楼盖336.2.5单层刚架——单层骨架结构梁柱之间为刚性连接。梁跨中间可断开成为铰接——容易布置高出屋面的采光天窗或采光屋脊。平面外刚度较小，适用于跨度不大、檐口高度不高的内部空旷的单层建筑。34采光天窗采光屋脊35某刚架结构车站钢制刚架结构的飞机库36钢制刚架结构的玻璃暖房376.2.6拱——梁和柱在平面内按照某一曲率成为连续的弯曲构件。拱与刚架相似，可做成三铰拱、两铰拱和无铰拱。拱的受力情况以轴力为主，比刚架更合理，更能充分发挥材料的性能。拱是建筑造型中常用元素，现代的拱可做到更大的跨度。38早期罗马人在建筑中使用的拱券39索菲亚大教堂40拱在体育建筑及展示空间中的应用416.2.7排架——屋架等与柱子之间铰接，能承受大型起重设备运行时所产生的动荷载。常用于重型的单层厂房。42排架结构——某单层厂房室内436.3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性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式。常用的空间结构体系：薄壳、网架、悬索、膜等。446.3.1薄壳属于空间薄壁结构，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。用料少、跨度大，坚固耐用。罗马小体育宫圆形网状扁球壳屋顶——用Y形斜柱支撑45悉尼歌剧院46折板用作屋顶盖折板用作支承屋顶的垂直构件476.3.2网架由许多杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构，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，需要时结构杆件可以暴露。48平板网架结构49由网架结构覆盖的交通空间50网壳——格构化的薄壳由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重小得多除了用作大空间的顶盖外，还可以整体化的围合空间。51网壳526.3.3悬索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，使结构自重极大的减小，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。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。53屋盖用悬索结构的冰球馆54悬索结构屋面覆盖的世博会展厅55566.3.4膜本质上是受拉构件。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。构件布置灵活，膜本身外表轻柔。常用于城市室外空间小品中。57张拉膜结构的连廊58张拉膜结构的展示空间59充气膜结构的植物园穹顶60膜结构的空间研究大楼616.3.5适用的建筑类型空间结构体系可减少结构自重、增加覆盖面积，形状富于变化，支座形式灵活。空间结构体系不仅适用于各种民用和工业建筑单体，还可用于建筑物的局部特别是建筑物体型变化的关节点、各部分交接的连接处及局部需要大空间的地方空间结构可与其他结构混合应用。62雷诺汽车中心——悬索与屋面钢梁混合使用63上海八万人体育馆——变截面柱、悬臂桁架及张拉膜的混合使用