建筑結(jié)構(gòu)選型實例分析與設(shè)計報告格式

1、建筑結(jié)構(gòu)選型實例分析與設(shè)計報告班級：建筑學(xué)113 班學(xué)號： 2011012359姓名： 蔡雷目 錄第一部分：結(jié)構(gòu)實例分析一、引言 3二、框架結(jié)構(gòu) 4三、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu) 6四、超高層建筑 7五、桁架結(jié)構(gòu) 9六、拱結(jié)構(gòu) 11七、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)/大跨度屋蓋 13八、懸索結(jié)構(gòu) 15九、膜結(jié)構(gòu) 16第二部分：展覽館結(jié)構(gòu)選型設(shè)計一、xxxx 3二、xxxx 4第一部分：結(jié)構(gòu)實例分析1 .引言一件值得稱道的建筑作品，匠心獨運(yùn)的設(shè)計，新穎別致的外觀，經(jīng)濟(jì)合理的 結(jié)構(gòu)，往往給人留下深刻的印象，通常用“秀外慧中”來形容才貌雙全的人，其 實一個優(yōu)秀的建筑又何嘗不是“秀外”與“慧中”的結(jié)合體呢。“秀外”指優(yōu)美的外形和

2、怡人的空間環(huán)境，“慧中”指完美的結(jié)構(gòu)體系，在這個“百花齊放，百 家爭鳴”的建筑行業(yè)里，只有不斷創(chuàng)新求進(jìn)才不會被淘汰， 而建筑每一次外部的 造型的突破，內(nèi)部空間的變革，往往都需要在結(jié)構(gòu)體系上下大功夫，花大智慧， 因為能與新穎獨特的建筑外型匹配的一定是不同凡響的結(jié)構(gòu)設(shè)計。2 .框架結(jié)構(gòu)1 .概述框架結(jié)構(gòu)一般由豎直的柱和水平橫梁所組成，梁柱交結(jié)處一般為剛性連接。框架結(jié)構(gòu)一般都是受到豎直荷載和水平荷載的共同作用。 其主要特點是：布局靈 活，不靠墻承重，使用方便，可以獲得相M較大的使空間；但抗側(cè)剛度小，側(cè)移大，抗震和 抗風(fēng)能力較差，對于支座不均勻沉降比較敏感?？蚣芙Y(jié)構(gòu)按框架構(gòu)件組成可以劃分為梁板式結(jié)構(gòu)和

3、無梁式結(jié)構(gòu)；按框架的施工方法可以劃分為現(xiàn)澆整體式框架、裝配式框架、半現(xiàn)澆框架和裝配整體式框架； 按承重結(jié)構(gòu)可以劃分為純框架和內(nèi)框架。框架結(jié)構(gòu)適用于民用住宅、辦公樓、旅館、飯店、醫(yī)院、大型商業(yè)建筑 等，亦可用于工業(yè)車間等建筑。2 .實例分析廣州合景金融大廈(1)、工程概括廣州合景金融大廈位于廣州市天河區(qū)珠江新城 J1-6地塊，主樓地上41層，屋 頂標(biāo)高為178m(未計向上延伸至198ml勺外墻構(gòu)架)；地下室5層，埋深22.16m。總 建筑面積為108000吊，其中地下28660m。五層以下為商業(yè)用途，五層以上均為辦 公用途。地下五層為停車庫及設(shè)備用房，其中地下四五層兼作五級人防地下室。（ 2）

4、、結(jié)構(gòu)型式及特點廣州合景金融大廈采用圓鋼管混凝土框架-鋼支撐框架結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)方案控制原則：剛度、強(qiáng)度，舒適度、延性滿足規(guī)范要求。小震作用下，主、次結(jié)構(gòu)均要求處于彈性階段，滿足小震不壞的目標(biāo)；中震作用下，主體結(jié)構(gòu)墓本處于彈性狀態(tài)，無損壞或損壞程度小，次結(jié)構(gòu)有一定程度損傷，但損傷程度為可修復(fù)，修復(fù)時不會對主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成很大影響；大震作用下，地震能量主要依靠次要構(gòu)件耗散，少數(shù)抗側(cè)力構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸，整體結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，結(jié)構(gòu)整體仍具有一定的抗側(cè)剛度，可繼續(xù)工作。通過設(shè)置部分偏心支撐，在支撐與柱之間或支撐與支撐之間形成耗能梁段。在大震作用下通過耗能梁段的彈塑性變形耗能， 保證支撐不屈曲。高

5、出屋面的幕墻采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，并設(shè)置部分粘彈性消能阻尼器，以起到減少風(fēng)振和在地震作用下耗能的作用。廣州合景金融大廈框架柱采用圓鋼管混凝土：柱、 支撐體系采用跨層、形矩形鋼管支撐，層內(nèi)人字形及V?形熱軋或焊接正放H®鋼支撐，框架梁采用烘軋或 焊接H®鋼與閉口型或縮口型壓型鋼板組合樓板的組合形式。利用鋼支撐作為主 要抗側(cè)力構(gòu)件，鋼框架土要承擔(dān)豎向荷栽。鋼柱與鋼梁節(jié)點，鋼支撐與鋼骨連接點均采用剛性連接，主次梁節(jié)點為鉸接。三、 剪力墻結(jié)構(gòu)、框- 剪結(jié)構(gòu)1 . 剪力墻結(jié)構(gòu)概述剪力墻結(jié)構(gòu)，是利用建筑物的外墻和永久性內(nèi)隔墻的位置布置混凝土承重墻的結(jié)構(gòu)。其主要特點是：抗側(cè)剛度大，側(cè)移小，抗震

6、性能好；室內(nèi)墻面平整，結(jié)構(gòu)自重大，平面布置不靈活，不容易形成大空間剪力墻結(jié)構(gòu)常用于高層住宅和旅游建筑中。2 .實例分析廣州白天鵝賓館(1)、工程概述白天鵝斌光坐落在廣州鬧市中的世外桃源-榕蔭如蓋，歷史悠久的沙面島的南 邊，瀕臨三江匯聚的白鵝潭。賓館獨特的庭院式設(shè)計與四周幽雅的環(huán)境融為一體， 一條專用引橋把賓館與市中心聯(lián)系起來，實為商人下榻的最佳之處。UDCBCCr Juc.uucfu. * >*V- s衛(wèi)JnJmlz t口口m-(2)、結(jié)構(gòu)分析剪力墻構(gòu)造：剪力墻是主要承重構(gòu)件，在水平荷載及垂直荷載作用下，未出現(xiàn)拉應(yīng)力。剪力墻為變截面，墻厚沿高度由下往上遞減，8層為一段，分四個斷面。3、框

7、-剪結(jié)構(gòu)概述框-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由框架和剪力墻共同作為承重結(jié)構(gòu)的受力體系。是兩 種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處，既有布置靈活、使用方便的特點，又具有良 好的抗側(cè)力性能?？?剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻可以單獨設(shè)置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井 等墻體。因此，這種結(jié)構(gòu)已被廣泛地應(yīng)用于各類房屋建筑。4、實例分析深圳發(fā)展中心大廈(1)工程概述深圳發(fā)展中心大廈建于1990年，總層數(shù)43層，建筑面積75889m2,是一幢集酒店、辦公、商業(yè)和娛樂等多功能為一體的超高層大廈。外型獨 特，體現(xiàn)出特區(qū)所具有的活力。(2)結(jié)構(gòu)分析深圳發(fā)展中心大廈，采用了框架-剪力墻體系。剪力墻負(fù)擔(dān)大部分的水平荷 載，框架則以負(fù)擔(dān)豎向荷載

8、為主，兩者共同受力、合理分工，各盡其能。四、超高層建筑1、概述筒結(jié)構(gòu)是由框-剪結(jié)構(gòu)與全剪結(jié)構(gòu)的演變發(fā)展而來的。剪力墻集中到房屋的 內(nèi)部或外部形成封閉的筒體，筒體在水平荷載作用下好像一個豎向懸臂封閉箱。筒結(jié)構(gòu)包括筒中筒結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、框筒-框架結(jié)構(gòu)、多重筒結(jié)構(gòu)、成束 筒結(jié)構(gòu)及多筒體結(jié)構(gòu)。一般適用于高層和超高層建筑。2、實例分析希爾斯大廈(1)、工程概述西爾斯大廈(Sears Tower)是位于美國伊利諾伊州芝加哥的一幢摩天大樓， 用作辦公樓，SOM4筑設(shè)計事務(wù)所為當(dāng)時世界上最大的零售商西爾斯百貨公司設(shè) 計。樓高442.3米，共地上108層，地下3層，總建筑面積418, 000平方米，底部

9、 平面68.7 X68.7米，由9個22.9米見方的正方形組成。(2)結(jié)構(gòu)形式及特點西爾斯大廈高達(dá)443米，其平面由九個22.9米見方組成的豎筒，底層平面就是一個68.7米見方的大筒了。大廈的外形是逐漸上收，九個豎筒分別截止在不同的高度上，1到50層由九個豎筒組成正方形平面,51到66層截去3對角的 兩個堅筒，67到90層截去了另一組對角的兩個豎筒組成一個十字形平面， 91 層到110層截去三個邊形豎筒，只剩兩個豎筒直達(dá)頂點。整幢大廈被當(dāng)作一個懸挑的束筒空間結(jié)構(gòu)，離地面越遠(yuǎn)剪力越小，大廈頂 部由風(fēng)壓引起的振動也明顯減輕。頂部設(shè)計風(fēng)壓為 305千克力/米2,設(shè)計允 許位移(振動時允許產(chǎn)生的振幅)

10、為建筑總高度的 1/500,即900毫米，建成 后最大風(fēng)速時實測位移為460毫米。五、桁架結(jié)構(gòu)1、概述桁架結(jié)構(gòu)是由直桿在端部相互連接而成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)受力合理，計算簡單，施工方便，適應(yīng)性強(qiáng)，對支座沒有橫向推力；但結(jié)構(gòu)高 度大，平面桁架的側(cè)向剛度小，為了保證桁架平面外的穩(wěn)定性， 通常需要設(shè)置支 撐系統(tǒng)。桁架結(jié)構(gòu)按外形不同可分為三角形屋架、梯形屋架、拋物線屋架、折線形屋 架、平行弦屋架；按腹桿布置不同可分為三角形腹桿系、帶豎桿的三角形腹桿系、 半斜腹桿系、組合腹系；按其幾何組成方式可分為簡單桁架、聯(lián)合桁架和復(fù)雜桁 架按是否存在水平推力可分為無推力的梁式桁架和有推力的拱式桁架；按

11、材料的不同可分為木屋架、鋼-木組合屋架、鋼屋架、輕型鋼屋架、鋼筋混凝土屋架和 鋼-混凝土組合屋架。桁架結(jié)構(gòu)在民用建筑、工業(yè)建筑、公共建筑、娛樂設(shè)施、施工設(shè)備、公路橋 梁等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。2、實例分析上海大劇院(1)、工程概述上海大劇院是以觀演為重要內(nèi)容的公共建筑，包括演出、餐廳、咖啡廳、畫廊以 及地下車庫組成。運(yùn)用高科技手段與新材料營造自身形象， 體現(xiàn)了四個世紀(jì)以來 劇院建設(shè)的成就，并將載入中國傳統(tǒng)文明與建筑文明史冊。(2)、結(jié)構(gòu)分析大劇院屋蓋既是覆蓋整個大劇院下部結(jié)構(gòu)的屋頂，又是一承重結(jié)構(gòu)，別具一格的發(fā)揮著雙重功能。為了達(dá)到建筑與結(jié)構(gòu)的完美統(tǒng)一，結(jié)合本工程的建筑特點，采 用了巨型框架這一新型結(jié)

12、構(gòu)體系，它具有側(cè)向剛度較大，給建筑提供大開間和大 高度室內(nèi)空間，能滿足建筑多功能要求。六個鋼筋混凝土電梯筒體作為主框架柱， 承擔(dān)著上部結(jié)構(gòu)全部的豎向荷載、 風(fēng)載以及地震荷載，兩縱向主桁架及十二橫向 月牙桁架形成主框架梁，承擔(dān)著全部鋼屋蓋的豎向荷載，并將這傳至電梯筒體， 鋼屋蓋內(nèi)部三層樓面結(jié)構(gòu)形成巨型結(jié)構(gòu)的次框架部分。六、拱結(jié)構(gòu)1、概述拱結(jié)構(gòu)是以受軸向壓力為主的結(jié)構(gòu)，是使構(gòu)件擺脫彎曲變形的一種突破性發(fā) 展。拱結(jié)構(gòu)的一個顯著特點是產(chǎn)生水平力，而且與跨度有關(guān)系，跨度越大，其水 平力越大。按支撐方式分類，拱可分為三校拱、二較拱和無錢拱。拱在建筑中應(yīng)用廣泛， 如橋、屋頂、窗洞、門洞、水壩、體育館等大量采

13、用拱結(jié)構(gòu)。2、實例分析清華大學(xué)綜合體育中心(1)、工程概述清華大學(xué)綜合體育中心是一座集體育比賽、辦公、會議、教學(xué)練習(xí)、電視轉(zhuǎn)播等 于一體的綜合性多功能建筑。本工程地上三層(二層以上建筑平面為橢圓形)，檐高15ml屋頂拱高29m首層建筑面積8584 m2，總建筑面積12547.85m2。 中心部分為比賽場地，周圍設(shè)貴賓室、新聞用房、裁判室和運(yùn)動員休息室等；(2)、結(jié)構(gòu)分析本體育中心大跨度變截面圓弧形落地?zé)o銀拱用于支撐兩拱間采光屋頂、球面形屋頂結(jié)構(gòu)和屋面以及各種吊重。拱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，截面為箱形截面。拱 腳地基基礎(chǔ)采用全套管跟進(jìn)成樁工藝的鉆孔灌注樁樁基，承擔(dān)拱腳傳來的水平推力、豎向力和彎矩

14、等。兩拱之間布置拱間聯(lián)系桁架和上、下翼緣平面剪刀支撐， 確保拱的側(cè)向穩(wěn)定。拱與體育中心其它結(jié)構(gòu)即框架結(jié)構(gòu)為相對獨立的承重體系。進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時，考慮到拱與框架結(jié)構(gòu)的聯(lián)系比較弱，所以按拱和兩拱間的支 撐體系與框架結(jié)構(gòu)分別單獨進(jìn)行計算。七、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、大跨度屋頂1、概述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)形式，它是由許多桿件按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)。網(wǎng)架都是雙層結(jié)構(gòu)，可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平面布 置靈活，空間造型美觀，便于建筑造型處理和裝飾、裝修，能適應(yīng)不同跨度、不 同平面形狀、不同支撐條件、不同功能需要的建筑物。特別是在大、中跨度的層蓋結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更顯示出其優(yōu)越性，被大量應(yīng) 用于大型體

15、育建筑、公共建筑、工業(yè)建筑中。2.案例分析首都體育館（ 1）、工程概述面積約為54,600平方米， 毗鄰?qiáng)W林匹克飯店。這座體育館占地七公頃，總建筑面積四萬平方米，東西長一百二十二米，南北寬一百零七米。館內(nèi)有一萬八千個觀眾席，是北京市最大的現(xiàn)代化體育館。這座體育館設(shè)有比賽大廳一個，練習(xí)館三個，觀眾休息廳六個。比賽大廳的比賽場長八十八米，寬四十米?？蛇M(jìn)行乒乓球、羽毛球、排球、籃球、體操等多樣比賽，比賽場內(nèi)的地板可以移動撤走，放水結(jié)冰后，可進(jìn)行滑冰、冰球、花式溜冰等冰上體育比賽。（ 2）結(jié)構(gòu)分析平板網(wǎng)架最引人矚目的空間結(jié)構(gòu)仍是六七十年代就已嶄露頭角并得到持續(xù)發(fā)展和廣泛應(yīng)用的平板網(wǎng)架，從 1964年至

16、1997年國內(nèi)已有大約8000幢大大小小的建筑采用這類結(jié)構(gòu)，廣泛用于大型體育館建筑、展覽中心、影劇院、商場、航站樓、候車廳、工廠、倉庫、電視塔，甚至食堂、門廊等，總覆蓋面積約900萬m2年增長約 80萬 m2。 網(wǎng)架在工業(yè)廠房中的應(yīng)用在70年代末就開始研究，80年代初在唐山（豐潤）機(jī)車車輛廠的總裝車間（約5萬m2）和唐山齒輪聯(lián)合廠房（1 .65萬m2）等開始采用， 但大量應(yīng)用還是在80年代后期和90年代規(guī)模之大為國際上少見。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，改變了常規(guī)屋蓋體系，柱網(wǎng)加大，有利于工藝靈活布置，一個車間的面積往往達(dá)幾萬m2.八、懸索結(jié)構(gòu)1、概述懸索結(jié)構(gòu)由受拉索、邊緣構(gòu)件和下部支撐構(gòu)建所組成。它以一系列受拉

17、的索作為主要承重構(gòu)件。其主要特點是，索只能拉，使鋼材的強(qiáng)度得到充分利用；施工方便，適用性強(qiáng)，建筑造型優(yōu)美，適用于大跨度結(jié)構(gòu)，通過構(gòu)建的合理布置，能實現(xiàn)荷載的合理傳遞，抗風(fēng)能力是設(shè)計時的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)組成方法和受力特點，可分為單層懸索體系、預(yù)應(yīng)力雙層懸索體系、預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)等。懸索結(jié)構(gòu)主要用于飛機(jī)庫、體育館、 展覽館、 雜技場等大跨度公共建筑和某 些大跨度工業(yè)廠房中。2. 工程概述矮寨特大懸索大橋(1)、工程概述橋型方案矮寨大橋效果圖為鋼桁加勁梁單跨懸索橋，全 1073.65m,懸索橋的主 跨為1176m該橋跨越矮寨大峽谷，主跨居世界第 14、亞洲第8。工程計劃投入 7.2億元，占吉茶高速公路計

18、劃總投資的 15%。目前正在建設(shè)之中。(2)結(jié)構(gòu)分析矮寨大橋索塔主跨1176m加勁梁長1000.5m。吉首岸無索區(qū)長95m主梁通過 部分路基與隧道相連； 茶洞岸無索區(qū)長109.5m,主梁直接與隧道連接。結(jié)合 兩岸地形及地質(zhì)條件，采用塔梁分離式懸索橋結(jié)構(gòu)體系減小了主梁長度， 最大限 度減少了對山體的開挖，節(jié)省了投資；實現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)與自然景觀的完美融合。由于選用了塔梁分離式懸索橋結(jié)構(gòu)，鋼桁梁長度小于主塔中心距，主纜存在無吊 索區(qū)，會出現(xiàn)吊索卸載應(yīng)力為零的情況，且鋼桁梁轉(zhuǎn)角位移大，鋼桁梁的上、下 弦應(yīng)力超標(biāo)，需對鋼桁梁作特殊設(shè)計。設(shè)計采用的是增加豎向錨固拉索方案， 設(shè) 豎向錨固拉索，通過預(yù)應(yīng)力巖錨將

19、其錨固于巖石上。九、膜結(jié)構(gòu)1、概述膜結(jié)構(gòu)也叫織物結(jié)構(gòu)，是20世紀(jì)種業(yè)發(fā)展起來的一種全新的建筑結(jié)構(gòu)形式， 用多種高強(qiáng)薄膜材料及輔助結(jié)構(gòu)通過一定的方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力，并形成應(yīng)力控制下的某種空間形態(tài)，作為覆蓋結(jié)構(gòu)或建筑物主體，而且有足夠的剛度以抵御外部荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式。其特點如下：自重輕，造型優(yōu)美，富有時代氣息，減少能源消耗，施工速度快，經(jīng)濟(jì)效益明顯，使用安全可靠，容易做成可拆卸結(jié)構(gòu)，易于運(yùn)輸，使用范圍廣，受氣候影響小。膜結(jié)構(gòu)可分為充氣式膜結(jié)構(gòu)、張拉式膜結(jié)構(gòu)和骨架式膜結(jié)構(gòu)。目前， 國內(nèi)外已修建了各種膜結(jié)構(gòu)建筑。如，大型體育設(shè)施、娛樂中心、展覽館、音樂廳、候車廳和大型集會場所、超級市場及酒店的中廳、飛機(jī)庫、停車場、倉庫、建筑小品等。2、案例分析世博軸 陽光谷（ 1）、工程概述在世博會倒計時300 天之際，上海世博園區(qū)里的“大動脈”世博軸已初現(xiàn)風(fēng)采。在這條長約1000 米、寬約100 米的大道上，錯落有致地分布著6 個極具視覺沖擊力的倒錐形鋼結(jié)構(gòu)，它們有一個溫暖的名字，叫“陽光谷”顧名思義就是讓自然光灑落 “