房屋建筑學(xué)第3篇常用結(jié)構(gòu)體系所適用的建筑類型

1、 墻體承重結(jié)構(gòu)墻體承重結(jié)構(gòu) 荷載通過墻體傳給基礎(chǔ)。荷載通過墻體傳給基礎(chǔ)。 一般分為橫墻承重、縱墻承重以及縱橫墻一般分為橫墻承重、縱墻承重以及縱橫墻混合承重?；旌铣兄?。 墻體承重結(jié)構(gòu)墻體承重結(jié)構(gòu)(承重墻結(jié)構(gòu)承重墻結(jié)構(gòu)) 混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)以砌體墻作為豎向承重體系，以砌體墻作為豎向承重體系，支承由其他材料構(gòu)成的屋蓋系統(tǒng)或樓面及支承由其他材料構(gòu)成的屋蓋系統(tǒng)或樓面及屋蓋系統(tǒng)。屋蓋系統(tǒng)。 墻體材料來源豐富，施工方便，對(duì)建筑平墻體材料來源豐富，施工方便，對(duì)建筑平面適應(yīng)性強(qiáng)，大量應(yīng)用于低層和多層民用面適應(yīng)性強(qiáng)，大量應(yīng)用于低層和多層民用建筑和一些小型商業(yè)用房、工業(yè)廠房、診建筑和一些小型商業(yè)用房、工業(yè)廠房、診療所

2、等療所等 承重墻布置應(yīng)考慮以下幾方面因素：承重墻布置應(yīng)考慮以下幾方面因素： 建筑空間分隔的需要建筑空間分隔的需要 結(jié)構(gòu)受力的合理性結(jié)構(gòu)受力的合理性 滿足通風(fēng)、采光需求滿足通風(fēng)、采光需求 滿足設(shè)備布置和走向需求滿足設(shè)備布置和走向需求 橫墻承重橫墻承重：橫墻承重的方式在縱方向可以獲得較：橫墻承重的方式在縱方向可以獲得較大的開窗面積，易得到較好的采光條件，但平面大的開窗面積，易得到較好的采光條件，但平面較呆板較呆板 。 縱墻承重縱墻承重：縱墻承重的方式可減少橫墻的數(shù)量，：縱墻承重的方式可減少橫墻的數(shù)量，對(duì)開放室內(nèi)空間有一定的好處，但其整體剛度往對(duì)開放室內(nèi)空間有一定的好處，但其整體剛度往往不如橫墻承重

3、的方案好，縱向開窗面積也受到往不如橫墻承重的方案好，縱向開窗面積也受到限制，所以在高烈度地震區(qū)應(yīng)慎重對(duì)待限制，所以在高烈度地震區(qū)應(yīng)慎重對(duì)待 縱、橫墻混合承重縱、橫墻混合承重：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板時(shí)，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板時(shí)，常常形成雙向板；室內(nèi)單個(gè)空間較大，樓層結(jié)構(gòu)常常形成雙向板；室內(nèi)單個(gè)空間較大，樓層結(jié)構(gòu)需要添加梁，會(huì)形成縱、橫墻混合承重。特點(diǎn)是需要添加梁，會(huì)形成縱、橫墻混合承重。特點(diǎn)是除了建筑物的總長(zhǎng)度不應(yīng)超出規(guī)范要求，同時(shí)應(yīng)除了建筑物的總長(zhǎng)度不應(yīng)超出規(guī)范要求，同時(shí)應(yīng)有一定數(shù)量的縱墻和橫墻拉齊以加強(qiáng)建筑物的剛有一定數(shù)量的縱墻和橫墻拉齊以加強(qiáng)建筑物的剛度，滿足抗震要求。墻體布置較為自由，平

4、面組度，滿足抗震要求。墻體布置較為自由，平面組合易獲得交通組織的方便和較好的采光通風(fēng)條件。合易獲得交通組織的方便和較好的采光通風(fēng)條件。 縱、橫墻混合承重的方案除應(yīng)有一定數(shù)量縱、橫墻混合承重的方案除應(yīng)有一定數(shù)量的縱墻及橫墻拉齊以加強(qiáng)建筑物的剛度、的縱墻及橫墻拉齊以加強(qiáng)建筑物的剛度、滿足抗震的要求外滿足抗震的要求外 ，其墻體的布置相對(duì)較，其墻體的布置相對(duì)較為自由，在平面組合方面可獲得交通組織為自由，在平面組合方面可獲得交通組織的方便并能夠形成較好的采光和通風(fēng)的條的方便并能夠形成較好的采光和通風(fēng)的條件，尤其適用于民用住宅件，尤其適用于民用住宅 混合墻承重方案的墻體是由小構(gòu)件砌筑而混合墻承重方案的墻體

5、是由小構(gòu)件砌筑而成，墻體可以比較容易砌成直線或各種其成，墻體可以比較容易砌成直線或各種其他線形，從而使建筑立面或形體可以變的他線形，從而使建筑立面或形體可以變的較為豐富較為豐富。 1.2.1 預(yù)制裝配式鋼筋混凝土墻承重體系的預(yù)制裝配式鋼筋混凝土墻承重體系的特點(diǎn)及其所適用的建筑類型特點(diǎn)及其所適用的建筑類型 建筑平面相對(duì)較為規(guī)整，以橫墻承重居多，使用不夠靈活。一般適用于學(xué)校、宿舍、旅館、住宅、辦公等建筑。 墻體布置靈活，橫墻承重、縱墻承重、縱橫墻混墻體布置靈活，橫墻承重、縱墻承重、縱橫墻混合承重等均可。大量應(yīng)用于高層的辦公樓、旅館、合承重等均可。大量應(yīng)用于高層的辦公樓、旅館、病房、住宅等建筑，平面

6、一般呈條形布置。病房、住宅等建筑，平面一般呈條形布置。 縱墻承重方案應(yīng)在適當(dāng)位置布置橫向剪力墻?？v墻承重方案應(yīng)在適當(dāng)位置布置橫向剪力墻。 橫墻承重，部分內(nèi)縱墻可以不做現(xiàn)澆鋼筋混凝土，橫墻承重，部分內(nèi)縱墻可以不做現(xiàn)澆鋼筋混凝土，而用砌體填充墻或輕質(zhì)隔墻，可減輕自重，使空而用砌體填充墻或輕質(zhì)隔墻，可減輕自重，使空間分隔靈活。間分隔靈活。 縱橫墻混合承重：承重墻布置靈活有利于建筑空縱橫墻混合承重：承重墻布置靈活有利于建筑空間的組合。間的組合。 骨架承重結(jié)構(gòu)體系與墻承重結(jié)構(gòu)體系的不骨架承重結(jié)構(gòu)體系與墻承重結(jié)構(gòu)體系的不同在于用兩根柱子和一根梁代替了一片承同在于用兩根柱子和一根梁代替了一片承重墻。重墻。

7、荷載由骨架傳給基礎(chǔ)荷載由骨架傳給基礎(chǔ) 此結(jié)構(gòu)中內(nèi)外墻均不承重，適用于需要靈此結(jié)構(gòu)中內(nèi)外墻均不承重，適用于需要靈活分隔空間的建筑物，或是內(nèi)部空曠的建活分隔空間的建筑物，或是內(nèi)部空曠的建筑物，建筑立面處理靈活。筑物，建筑立面處理靈活。 骨架結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)骨架結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)對(duì)于建筑空間布置在構(gòu)思上主要在于用兩根柱子和一根橫梁來取代了一片承重墻。這樣原來在墻承重結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)中被承重墻體占據(jù)的空間就盡可能地給釋放了出來，使得建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件所占據(jù)的空間大大減少，而且在骨架結(jié)構(gòu)承重系統(tǒng)中，無論是內(nèi)、外墻均不承重，可以靈活布置和移動(dòng)，因此較為適用于那些需要靈活分隔空間的建筑物，或是內(nèi)部空曠的建筑物，而且建筑立面處理

8、也較為靈活。 可分為：框架結(jié)構(gòu)體系 、框剪、框筒等體系 、板柱體系 、單層剛架、拱、排架 框架結(jié)構(gòu)體系是骨架承重體系中最常用的一種，主要承重結(jié)構(gòu)為板、梁、柱，分為橫向框架承重、縱向框架承重、縱橫向框架混合承重幾種形式。 框架由水平桿件（梁）和豎向構(gòu)件（柱）正交或非正交連接所構(gòu)成，沿房屋的縱向和橫向設(shè)置，形成雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，承受豎向荷載和任意方向的水平荷載的作用 柱網(wǎng)需要有對(duì)位關(guān)系，平面不宜轉(zhuǎn)折過多，對(duì)于建筑布局的靈活性的意義主要還是體現(xiàn)在那些內(nèi)部需要較多的大空間。 框架結(jié)構(gòu)在建筑平面設(shè)計(jì)中具有較大的靈活性，由于可以采用較大的柱距而獲得較大的使用空間，易于滿足多功能的使用要求。結(jié)構(gòu)剛度比較均勻，

9、構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于施工。結(jié)構(gòu)具有較好的延性，自振周期較長(zhǎng)，且自重較輕，對(duì)地震作用不敏感，是較好的抗震結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 全框架的結(jié)構(gòu)體系在建筑物的空間剛度方面較為薄弱，用于高層建筑時(shí)需加抗側(cè)力構(gòu)件。 如果是平面呈條形的建筑物，一般可以通過適當(dāng)布置剪力墻來解決，稱為框剪體系。 如平面呈點(diǎn)狀，則可以通過周邊加密柱距使其成為框筒，或?qū)⒋怪苯煌屑~如樓、電梯等組合布置成剛性的核心筒，在其四周用梁柱形成外圍結(jié)構(gòu)以在得到大面積靈活使用空間的基礎(chǔ)上取得良好的通風(fēng)采光條件。 在框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,沿房屋的縱向和橫向布置一定數(shù)量的剪力墻就組成了框剪結(jié)構(gòu)體系。 結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)： 豎向荷載由框架承擔(dān)，而水平荷載由

10、框架和剪力墻共同承擔(dān)。由于剪力墻的側(cè)向剛度很大，水平荷載所引起的水平剪力主要由剪力墻承擔(dān)，而水平荷載所引起的傾覆力矩由框架和剪力墻共同承擔(dān)。 這種結(jié)構(gòu)體系既有框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，又有較大的側(cè)向剛度，同時(shí)還能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度作用，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，高層結(jié)構(gòu)。筒體體系分外框架筒體系、筒中筒體系、束筒體系、外支撐桁架筒體系等。 由圍繞房屋周邊的密柱深梁和內(nèi)部承重框架構(gòu)成。密柱是指柱子間距不大，一般在3m4.5m，柱截面亦不大。深梁是指具有較高截面的窗間梁，截面高度在0.9m1.5m，與密排柱連接在一起，承擔(dān)全部水平荷載，而各樓層的重力荷載按荷載面積比例分配給內(nèi)部框架和外圍框筒。由于內(nèi)部框架僅承擔(dān)

11、重力荷載，所以梁、柱節(jié)點(diǎn)可以采用鉸接形式。 由內(nèi)框筒和外框筒構(gòu)成，共同抵抗水平荷載，其外框筒多采用密柱深梁的鋼框筒，內(nèi)框筒可采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)筒體。筒中筒結(jié)構(gòu)體系是一種空間工作性能更高效的抗側(cè)力體系。上海國(guó)際貿(mào)易中心 由兩個(gè)以上的筒體相連、成為整體性更好、側(cè)向剛度更大的結(jié)構(gòu)體系。由于束筒體系是筒體的組合群，可以組成任何形狀，使建筑立面形式更加豐富。西爾斯大廈 該辦公大廈建于1974年的美國(guó)芝加哥市，地下3層、地上110層，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.92m，建筑總高度443m。該建筑底部平面尺寸為68.55m 68.55m，平面由9個(gè)小筒組成，每個(gè)小筒平面尺寸為22.85m 22.85m。束筒的鋼柱

12、柱距均為4.57m，截面采用焊接H型鋼，束筒的鋼梁采用焊接工字截面，而各層樓蓋的鋼梁跨度為22.85m，利用第35層、第66層、第90層三個(gè)設(shè)備層或避難層，沿9個(gè)子框筒的各榀框架設(shè)置一層樓高的桁架，由于跨度較大，采用芬克式桁架，截面高度1.02m，間距4.57m，形成三道剛性環(huán)梁，提高框筒束抵抗豎向變形的能力，并在桁架各桿之間可穿越專業(yè)管道。剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu) 框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：直接用柱子支承樓板，取消了結(jié)構(gòu)梁，板底平整，減少了建筑吊頂?shù)男枨?，減小了平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件所占據(jù)的空間，可降低層高，且內(nèi)部空間分隔不受梁影響，更靈活。 接近正方形的雙向板最為合理，板面荷

13、載（均布荷載）在一定范圍才經(jīng)濟(jì)。柱距57m左右時(shí)較為適中。 2.4.1 單層剛架 單層骨架梁柱之間為剛性連接。 剛架平面外剛度較小，通常適用于跨度不太大，檐口高度不太高的內(nèi)部空曠的單層建筑。單層剛架結(jié)構(gòu)體系鋼梁鋼柱吊車梁橫向水平支撐柱間支撐檁條抗風(fēng)柱柱間支撐 結(jié)構(gòu)型式 雙鉸拱(最常見，制作安裝方便，較經(jīng)濟(jì)，溫度應(yīng)力低) 無鉸拱(最經(jīng)濟(jì)，須設(shè)強(qiáng)支座，溫度應(yīng)力高) 三鉸拱(應(yīng)用不廣，拱鑰鉸使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化) 梁或其他支承屋面的水平構(gòu)件（屋架）與柱子之間采用鉸接。排架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu) 空間薄壁結(jié)構(gòu)，分為曲面殼和折板兩種筒殼結(jié)構(gòu)食堂筒殼結(jié)構(gòu)食堂 網(wǎng)架網(wǎng)架三向網(wǎng)架三個(gè)方向的平面桁架相互交角60比兩向網(wǎng)架剛度大，

14、適合大跨度常用于正三角形，正六三角形平面在謀些平面形狀會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則桿件 由四角錐體構(gòu)成(五種)正放四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架棋盤形四角錐網(wǎng)架星形四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架受力合理，桿件數(shù)量少屋面板類型多屋面組織排水較困難棋盤形四角錐網(wǎng)架保持正放四角錐網(wǎng)架周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空，下弦桿呈正交斜放，上弦桿呈正交正放?？朔诵狈潘慕清F網(wǎng)架屋面板類型多，屋面組織排水較困難的缺點(diǎn)。 由三角錐體構(gòu)成(三種)三角錐網(wǎng)架抽空三角錐網(wǎng)架蜂窩形三角錐網(wǎng)架三層網(wǎng)架示意圖 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式(以曲面外形分類) 柱面網(wǎng)殼a)正放四角錐柱面網(wǎng)殼b)正放抽空四角錐柱面網(wǎng)殼c)斜置正放四角錐柱面網(wǎng)殼d)三

15、角錐柱面網(wǎng)殼e)抽空三角錐柱面網(wǎng)殼雙層柱面網(wǎng)殼的網(wǎng)格形式1.交叉桁架體系(略)2.四角錐體系 a)：剛度大，桿件少，最常用 b)：適用于小跨度，輕屋面 c)：系將a)斜置3.三角錐體系 常用d) ， e) 兩種國(guó)家大劇院國(guó)家大劇院 位于北京人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬平方米，總投資26.88億元，目前已進(jìn)行過網(wǎng)殼部分設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收審查會(huì)議。 該工程外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長(zhǎng)軸212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。內(nèi)設(shè)歌劇院（2416席）、音樂廳（2017席）及戲劇院（1040席）及公共大廳等。屋面采用鈦金屬板，整個(gè)網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設(shè)在水下 。設(shè)計(jì)為法國(guó)巴黎機(jī)場(chǎng)公