3常用结构体系所适用的建筑类型.ppt

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1、第3篇 常用结构体系 所适用的建筑类型,结构体系的分类,墙体承重体系,骨架承重体系,空间结构体系：薄壳、网架、悬索、膜,砌体墙承重体系,钢筋混凝土墙承重体系,框架体系,框剪、框筒体系,板柱体系,单层钢架、拱及排架体系,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,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

2、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,砌体墙承重体系,砌体结构由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构，成为砌体结构，它是石砌体、砖砌体、砌块砌体等结构的统称。石砌体，包括各种卵石、毛石、片石和条石等砌体。砖砌体，包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等砌体。砌块砌体，包括混凝土砌块、加气混凝土砌块、轻骨料混凝土砌块、无筋和配筋砌体等。砌体结构的优点：耐火性好，化学稳定性和大气稳定性好；易于就地取材，节约材料、水泥和木材；隔热、隔声性能好；墙体即使承重

3、构件，同时又起到维护和分隔室内外空间的作用，结构简单、造价较低。砌体结构的缺点：抗拉、弯、剪及抗震性能差；材料用量多，结构自重大；砌筑工作强度大，施工进度慢；切房间尺寸受钢筋混凝土梁板经济跨度的限制，空间形状和大小收到限制，房间的组合不够灵活，开窗也受到限制，仅适用于房间不大、层数不多的科研楼、办公楼、医院和居住建筑等。,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

4、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,砌体墙承重体系,1.对于房间开间尺寸相同，且符合钢筋混凝土梁板经济跨度的小空间建筑，常采用横墙承重。2.当房间进深较统一，且符合钢筋混凝土梁板的经济跨度，但开间尺寸多样，要求布置灵活时，可采用纵墙承重。3.当开间、进深变化较多时，可以考虑采用纵横墙混合承重。,砌体墙承重体系,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,某混合结构的多层教学楼,钢筋混凝土墙承重系统,钢筋混凝土墙承重体系的承重墙可

5、以分为预制装配和现浇两种主要形式。预制装配式：工厂预制，在现场安装。工业化程度高，构件需要标准化生产，对装配节点有严格的结构和构造方面的要求。现浇钢筋混凝土：主体结构在现场整体浇注，整体性强，墙体布置与预制装配的相比之下较为灵活，横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重等方案均可选择。,钢筋混凝土墙承重系统,板材装配式建筑,钢筋混凝土墙承重系统,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,钢筋混凝土墙承重系统,短肢剪力墙的体系较之长肢的剪力墙体系更能

6、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,以梁板柱构成建筑物的骨架，传递和支撑建筑物的全部荷载，而墙体仅起分隔室内外空间和围护作用。,由于承重结构和围护结构的明确分工

7、，这就使得房间布置较为方便，空间划分较为灵活，隔墙的形状可以是直线、曲线、折线等，门窗的大小也可以自由多变，这样不仅能适应复杂的建筑功能要求，同时还为丰富建筑空间提供了有利的条件。框架结构柱的截面常为矩形，根据需要也可设计为T型、I型和其他形状。横梁截面通常为矩形或者梯形，有时为了提高房屋净高度也有做成花篮形的。,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,第2章 骨架结构体系所适用的

8、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,框架结构以梁板柱构成建筑物的骨架，传递和支撑建筑物的全部荷载，而墙体仅起分隔室内外空间和围护作用。,框剪体系是在框架结构中适当中布置能抵抗水平推力的墙体，并使框架柱、楼板有可靠连接二形成的结构体系。框筒结构是指由一个或几个筒体（加

9、密柱距）作为竖向结构。,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,框架结构以梁板柱构成建筑物的骨架，传递和支撑建筑物的全部荷载，而墙体仅起分隔室内外空间和围护作用。,框剪体系是在框架结构中适当中布置能抵抗水平推力的墙体，并使框架柱、楼板有可靠连

10、接二形成的结构体系。框筒结构是指由一个或几个筒体（加密柱距）作为竖向结构。,板柱结构是由楼板（屋面板）、柱等构件组成的，承受竖向及水平荷载的空间结构体系。,板柱结构除了具有框架结构的优点外，由于其楼面荷载直接传给柱及柱下基础，因此缩短了传力途径，增大了楼层净高，结构高度小，顶棚平整，内部空间分隔不受梁的影响。采光、通风及卫生条件好，模板及施工简单。但楼板较厚，楼板材料用量较多。适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等。,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。这样原来在墙承重结构

11、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,框架结构以梁板柱构成建筑物的骨架，传递和支撑建筑物的全部荷载，而墙体仅起分隔室内外空间和围护作用。,框剪体系是在框架结构中适当中布置能抵抗水平推力的墙体，并使框架柱、楼板有可靠连接二形成的结构体系。框筒结构是指由一个或几个筒体（加密柱距）作为竖向结构。,板柱结构是由楼板（屋面板）、柱等构件组成的，承受竖向及水平荷载的空间结构体系。,刚架是指单

12、层骨架结构梁柱之间为刚性连接。拱与刚架相仿，可以理解为在梁柱在平面内按照一定的曲率成为连续的弯曲构件。排架是指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,由于刚架的梁柱是刚性节点，在竖向荷载作用下柱对梁有约束作用，因而能减少梁的跨中弯矩；同样，在水平荷载下，梁对柱也有约束作用，能减少柱内的弯矩。刚架结构受力合理，轻巧美观，能跨越较大的跨度，因而应用非常广泛。一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑，也可用于工业建筑。,钢制刚架结构的飞机库,钢制刚架结构的玻璃暖房,由于拱呈曲面形状，在外力作用下，拱内的弯矩值可以降低到最小限度，主要内力变成轴线压力，且应力分布均匀

13、，能充分利用材料的强度，比同样跨度的梁结构断面小，故拱能跨越较大的空间。但是拱结构在承受荷载后将产生横向推力，为了保证结构的稳定性，必须设置宽厚坚固的拱脚支座抵抗横向推力。拱结构安组成和支座方式不同分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。,拱结构的住宅室内,拱在体育建筑及展示空间中的应用,排架结构柱顶与屋架为铰接，柱底与基础顶面为固结。一榀榀框架之间在垂直和水平方向都需要选择合适的地方来添加支撑构件，以增加其水平刚度。,排架结构某单层厂房室内,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

14、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,曲面壳结构主要承受曲面内的轴向力，弯矩和扭矩很小，所以混凝土强度得以充分利用。由于薄壳厚度仅为跨度的几百分之一。而一般的平板结构厚度是跨度的几十分之一。所以薄壳结构具有自重轻、省材料、跨度大、外形多样的优点。但大多数薄壳结构的形式较为复杂，多采用现浇施工，费工、费时、费模板，且结构计算较为复杂，不宜承受集中荷载。曲面壳结构形式有很多，常用的有筒壳、圆顶壳、双曲扁壳、鞍形壳等。从双曲面抛物线壳上切取一部分，可以做成各种形状的扭壳如上图。,折板结构是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系。

15、折板的波峰和波谷处刚度最大，可视为连续板的各支点，折板结构呈空间受力状态，具有良好的力学性能，结构厚度薄，省材料，省模板，构造简单。折板结构可以用来建造大跨度屋顶，也可以做外墙。,折板薄壳结构建筑,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,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网架两种。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。,(a)

16、平板网架,(b)(c)曲面网架,网架具有下列优点：1）杆件之间互相起支撑作用，形成多向受力的空间结构，故其整体性强、稳定性好、空间刚度大、有利于抗震。2）当荷载作用于网架各节点上时，杆件主要承受轴向力，故能充分发挥材料的强度，节省材料。3）网架结构高度小，可以有效的利用空间。4）结构的杆件规格统一，有利于工厂化生产。5）网架形式多样，可以创造丰富多彩的建筑形式。网架结构主要用来建造大跨度公共建筑的屋顶，适用于多种平面形状。,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,由网架结构覆盖的交通空

17、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,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,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网架两种。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。,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

18、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,悬索结构由索网、边缘构件、和下部支撑三部分组成。索网只承受拉力，既无弯矩也无剪力。索网的边缘构件是索网的支座，索网通过锚固件固定在边缘构件上。边缘构件可以采用梁、桁架、拱等结构形式。悬索的下部结构支撑结构一般承受压力，常采用柱子。,屋盖用悬索结构的冰球馆,悬索结构屋面覆盖的世博会展厅,某展示厅（意大利）,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”，

19、而且可以切削,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网架两种。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。,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。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。,膜结构主要可分为帐篷膜结构和充气膜结构两种。帐篷膜结构是利用骨架、网索将现代各种现代薄膜材料绷紧形成建筑空

20、间的一种结构。这种结构在任何情况下都得保持受拉状态，否则会失去稳定。帐篷薄膜结构的主要优点是：轻巧柔软、透明度高、采光好、省材料、构造简单、安装快速、便于拆迁，这种结构易于出现的弊病是抗风能力差而易失去稳定。这种结构主要用于临时性或半永久性建筑，如提供短期使用的博览会建筑、体育建筑、文娱演出建筑和进行其他活动的临时性建筑。充气膜建筑是利用薄膜材料制成气囊，充气后形成建筑空间，并承受外力，故称为薄膜结构。他在任何情况下必须处于受拉状态才能保持结构的稳定，所以它总是以曲线和曲面来构成自己的独特外形。薄膜充气后均匀受力，能充分发挥材料的力学性能，省材料，加之薄膜本身很轻，因而可以覆盖巨大的空间。这种

21、结构造型美观，且能适用于何种形状的平面。薄膜材料透明度高，即使跨度很大的建筑不设天窗也能满足采光要求。,体育场张拉膜结构顶盖,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,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网架两种。网架

22、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。,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。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。,按照建筑设计的要求及材料、结构功能的合理性，以多种形式混合使用,悬索与屋面钢梁混合使用,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,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

23、，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,各种空间结构类型比起其它平面类型的结构形式来，除了在发挥材料性能、减少结构自重、增加覆盖面积方面的优势外，其形状的富于变化以及支座形式的灵活选用及灵活布置，对建筑空间以及建筑形态的构成无疑都有着积极的意义,空间结构支承系统不但适用于各种民用和工业建筑的单体，而且可以应用于建筑物的局部，特别是建筑物体型变化的关节点、各部分交接的连接处以及局部需要大空间的地方。这些部分要么是垂直承重构件的布置需兼顾被连接部分的结构特征，或者需要局部减少垂直构件的数量以得到较大的使用空间；要么是在建筑方面需要形成较为活跃的元素，希望能够在这个位置上有较为活泼的建筑体型,空间结构体系在各种建筑类型上面的应用,空间结构体系在建筑物“关节”点及顶层大空间上的应用,