1、 建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最 重要的环节，二者间相互协调、互相制约。重要的环节，二者间相互协调、互相制约。 结构体系名称结构体系名称 结结 构构 型型 式式 墙体承重体系墙体承重体系 生土（墙）建筑；生土（墙）建筑； 砌体结构。砌体结构。 骨架承重体系骨架承重体系 木构架结构；木构架结构； 框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构 、框架筒体结构、板柱结构；、框架筒体结构、板柱结构； 钢（框架）结构；钢（框架）结构； 拱结构、刚架结构、桁架结构、排架结构、悬挑结构。拱结构、刚架
2、结构、桁架结构、排架结构、悬挑结构。 空间结构体系空间结构体系 网架结构、折板结构、薄壳结构、悬索结构、帐篷薄膜网架结构、折板结构、薄壳结构、悬索结构、帐篷薄膜 结构、充气薄膜结构。结构、充气薄膜结构。 按照承重方式的不同对结构体系的分类按照承重方式的不同对结构体系的分类 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 结构特征：结构特征： 墙体承重体系：承重墙体墙体承重体系：承重墙体 + + 梁板梁板 （共同受力的结构体系）（共同受力的结构体系） 含：砌体结构、生土墙含：砌体结构、生土墙( (建筑建筑) )、剪力墙结构、筒体结构、剪力墙结构、筒体结构 生土建筑生土建筑: :采用土质材料承重的传统民居采
3、用土质材料承重的传统民居 荷载荷载 屋盖屋盖 土墙或木柱土墙或木柱 多多采采用悬山搁檩，檩上搁置木椽子的屋盖承重体系用悬山搁檩，檩上搁置木椽子的屋盖承重体系 优点：优点：就地取材、造价低廉、节约能源、利于生态平衡、就地取材、造价低廉、节约能源、利于生态平衡、 易于自然环境融为一体易于自然环境融为一体 缺点缺点：材料强度低，结构整体性弱，抗震能力差材料强度低，结构整体性弱，抗震能力差 适用范围：适用范围：传统民居传统民居 生土（墙）建筑的结构形式生土（墙）建筑的结构形式 窑洞窑洞土筑建筑、掩土土筑建筑、掩土( (体体) )建筑建筑 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 结构特征：结构特征： 砌体
4、结构砌体结构: :建筑的建筑的( (主要受力构件主要受力构件) )墙和柱由块体和砂浆砌筑而成墙和柱由块体和砂浆砌筑而成 石砌体、砖砌体和砌块砌体石砌体、砖砌体和砌块砌体 荷载荷载 屋盖（楼板）屋盖（楼板） 砖墙或砖柱砖墙或砖柱 优点：优点：墙体既承重又起着围护和分隔作用；构造简单、造墙体既承重又起着围护和分隔作用；构造简单、造 价较低；耐火性、隔声性好、取材方便。价较低；耐火性、隔声性好、取材方便。 缺点缺点：抗拉、弯、剪及抗震性能差；结构自重大；房间尺抗拉、弯、剪及抗震性能差；结构自重大；房间尺 寸受限制寸受限制 ；空间布局不够灵活。；空间布局不够灵活。 适用范围：适用范围：房间不大、层数不
5、多的学校、住宅等房间不大、层数不多的学校、住宅等 砌体结构的型式砌体结构的型式 横墙承重横墙承重 纵墙承重纵墙承重 纵横墙混合承重纵横墙混合承重 横墙承重横墙承重 荷载传递：荷载传递：板板 横墙横墙 基础基础 地基地基 适用范围：适用范围：房间面积不大，墙体位置比较固定的建筑房间面积不大，墙体位置比较固定的建筑 （间距（间距4.2m4.2m） 优点：优点：1.1.）建筑横向刚度大，整体性好）建筑横向刚度大，整体性好 2.2.）楼盖结构简单，便于施工）楼盖结构简单，便于施工 3.3.）外纵墙不承重，可设较大的门、窗）外纵墙不承重，可设较大的门、窗 缺点：缺点：空间面积小，组合不灵活；墙体用料较多
6、空间面积小，组合不灵活；墙体用料较多 纵墙承重纵墙承重 荷载传递：荷载传递：板板 （梁）（梁） 纵墙纵墙 基础基础 地基地基 适用范围：适用范围：房间面积较大，墙体位置在上下层可能出现房间面积较大，墙体位置在上下层可能出现 变化的建筑变化的建筑 优点：优点：横墙较少，空间划分灵活横墙较少，空间划分灵活 缺点：缺点： 1.）建筑的横向刚度较前者差）建筑的横向刚度较前者差 2.）纵墙上开门、窗受限制）纵墙上开门、窗受限制 3.）有集中荷载时，应设壁柱）有集中荷载时，应设壁柱 4.）需要设承重横墙帮助形成侧向支撑）需要设承重横墙帮助形成侧向支撑 5.）由于跨度大，故楼板的厚度加大，用料增多）由于跨度
7、大，故楼板的厚度加大，用料增多 纵横墙混合承重纵横墙混合承重 荷载传递：荷载传递： 横墙横墙 板板 基础基础 地基地基 纵墙纵墙 适用范围：适用范围：房间变化较多房间变化较多的建筑的建筑 优点：优点：建筑组合灵活，空间刚度较好建筑组合灵活，空间刚度较好 缺点：缺点：墙体材料用量较多墙体材料用量较多 “人字叉手人字叉手”构架构架 两根与屋面坡度一致的两根与屋面坡度一致的“叉手构件叉手构件”，在屋脊处相交于一点，在屋脊处相交于一点 中国传统房屋的主要结构形式中国传统房屋的主要结构形式 穿斗式构架穿斗式构架 一檩一柱一檩一柱( (或隔檩一柱或隔檩一柱) )，柱柱落地，柱柱落地，柱间穿枋，柱头架檩子柱
8、间穿枋，柱头架檩子 抬梁式木构架抬梁式木构架 石柱础石柱础 木柱木柱 梁梁 瓜柱和梁瓜柱和梁 脊瓜柱脊瓜柱 檩檩 ( (立立) )( (架架) )( (架架) )( (立立) )( (置置) ) 其它形式其它形式 平顶式构架平顶式构架 地梁地梁 立柱立柱 上梁上梁( (圈梁圈梁) ) 密梁檩密梁檩 密铺小椽密铺小椽 建筑特征：建筑特征：建筑空间灵活建筑空间灵活 结构特征：结构特征：在水平荷载下强度低刚度小、属柔性体系在水平荷载下强度低刚度小、属柔性体系 特点特点 适用范围适用范围 1 1）高度：）高度： 2 2）层数：）层数： 按按高层建筑结构设计建议高层建筑结构设计建议 设防烈度设防烈度 现
9、浇结构现浇结构 装配结构装配结构 9度度 25米米 不用不用 8度度 45米米 25米米 7度度 55米米 35米米 6度（非震区）度（非震区） 60米米 50米米 钢筋砼钢筋砼 20层；层； 钢结构钢结构 30层层 多用于住宅楼、办公楼、教学楼、综合楼等多用于住宅楼、办公楼、教学楼、综合楼等 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 框架结构的构成框架结构的构成 板 梁柱柱 荷载传递：荷载传递：板板 梁梁 柱柱 分：主梁、次梁分：主梁、次梁 分：单向板、双向板分：单向板、双向板 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 使用范围使用范围 各种高层建筑各种高层建筑 高度限值：高度限值： 9区区50m
10、8区区90m 7区区120m 非震区非震区130m 层数：层数： 一般一般1520层层 特点特点 建筑特征：建筑特征：既有框架结构的灵活性，又可承受水平荷载既有框架结构的灵活性，又可承受水平荷载 结构特征：结构特征：框架结构中适当布置剪力墙，使框架柱、楼框架结构中适当布置剪力墙，使框架柱、楼 板有可靠的连接板有可靠的连接 竖向荷载竖向荷载 由由 框架、剪力墙承担框架、剪力墙承担 8090%水平荷载水平荷载 由由 剪力墙承担剪力墙承担 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 多用于以小空间为主的建筑，如：住宅、旅馆多用于以小空间为主的建筑，如：住宅、旅馆 结构特征：结构特征：水平承载力强、侧向刚度
11、大、侧移小，属刚性体系水平承载力强、侧向刚度大、侧移小，属刚性体系 建筑特征：建筑特征：承重墙过密，影响平面布置承重墙过密，影响平面布置 特点特点 使用范围使用范围 限高规定：限高规定：高度：高度：9度区度区80m 8度区度区110m 7度区度区140m 非震区非震区150m 层数：层数：钢筋砼钢筋砼35层层 竖向承重结构由一系列横向、纵向钢筋砼剪力墙组成，竖向承重结构由一系列横向、纵向钢筋砼剪力墙组成， 以平面体系抗水平侧移以平面体系抗水平侧移 剪力墙结构的构成剪力墙结构的构成 承受竖向荷载和水平荷载承受竖向荷载和水平荷载 钢筋砼承重墙钢筋砼承重墙 楼板楼板 承受竖向荷载，传递水平荷载承受竖
12、向荷载，传递水平荷载 剪力墙的结构布置方式剪力墙的结构布置方式 横向布置剪力墙横向布置剪力墙 横墙间距板的跨度横墙间距板的跨度 （刚度较好，但空间小）（刚度较好，但空间小） 纵向布置剪力墙纵向布置剪力墙 纵墙间距板的跨度纵墙间距板的跨度 （刚度较差，但空间较大）（刚度较差，但空间较大） 纵纵横向布置剪力墙横向布置剪力墙 板分别支承与纵横向剪力墙上板分别支承与纵横向剪力墙上 大梁支承于纵向剪力墙，板支承于横向剪力墙大梁支承于纵向剪力墙，板支承于横向剪力墙 （多用于塔式建筑中，受力较合理）（多用于塔式建筑中，受力较合理） 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 结构特征：结构特征：既能承受竖向荷载，
13、又能承受很大的水平荷载既能承受竖向荷载，又能承受很大的水平荷载 建筑特征：建筑特征：内部空间较大，建筑平面布局灵活内部空间较大，建筑平面布局灵活 特点特点 使用范围使用范围 即由筒体作为竖向结构，以楼板连接井筒四壁，形成空间构架。即由筒体作为竖向结构，以楼板连接井筒四壁，形成空间构架。 超高层建筑（以核心式平面布局为主）超高层建筑（以核心式平面布局为主） 筒体结构的构成筒体结构的构成 墙筒（或框筒）墙筒（或框筒）+ 楼板楼板 多以框架多以框架筒体的形式存在筒体的形式存在 可分为：单筒结构、套筒结构、群筒结构可分为：单筒结构、套筒结构、群筒结构 板 板：板：肋形楼板肋形楼板 无梁楼板无梁楼板 实
14、心大板实心大板 柱柱: : 直接承受由楼板直接承受由楼板 传下的各种荷载传下的各种荷载 荷载传递：荷载传递：板板 柱柱 特点：特点： 以板带作为框架梁，板上荷载分布较均匀以板带作为框架梁，板上荷载分布较均匀 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 优点：优点：强度高、截面小、运输和装拆方便；最符合一般工程力强度高、截面小、运输和装拆方便；最符合一般工程力 学的基本规定，应力计算比较可靠；材料的可焊性好。学的基本规定，应力计算比较可靠；材料的可焊性好。 缺点：缺点：耐火性和耐腐性较差；应注意加强杆件（细长）稳定性。耐火性和耐腐性较差；应注意加强杆件（细长）稳定性。 特点特点 使用范围使用范围 分：
15、薄壁型钢结构分：薄壁型钢结构( (薄钢板或型钢薄钢板或型钢) )、轻型钢结构、轻型钢结构( (圆钢或小角钢圆钢或小角钢) ) 重型车间；重型车间； 受动力荷载影响的建筑；受动力荷载影响的建筑； 高层或超高层高层或超高层 建筑；大跨度建筑建筑；大跨度建筑 钢结构的连接方式钢结构的连接方式 焊接连接、铆钉连接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接焊接连接、铆钉连接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 结构特征：结构特征：内力主要是轴向压力，可发挥砖石材料的抗压性能内力主要是轴向压力，可发挥砖石材料的抗压性能 建筑特征：建筑特征：能跨越较大空间，但平面组合形式受拱支座限制能跨
16、越较大空间，但平面组合形式受拱支座限制 特点特点 使用范围使用范围 古代大跨度建筑的主要形式古代大跨度建筑的主要形式 经济跨度经济跨度80100米，常用于商场、展览馆、体育馆、仓库等米，常用于商场、展览馆、体育馆、仓库等 拱的形式拱的形式 分为三铰拱、两铰拱和无铰拱分为三铰拱、两铰拱和无铰拱 拱结构支座处理拱结构支座处理 由拉杆承受推力由拉杆承受推力 由框架承受推力由框架承受推力 基础承受推力基础承受推力 刚性水平构件承受推力刚性水平构件承受推力 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 优点：优点：梁和柱是刚性连接。在竖向荷载作用下，柱对梁有约束梁和柱是刚性连接。在竖向荷载作用下，柱对梁有约束
17、作用；在水平荷载作用下，梁对柱也有约束作用作用；在水平荷载作用下，梁对柱也有约束作用. 缺点：缺点：刚度较差，故吊车起重量超过刚度较差，故吊车起重量超过100kN时不宜采用时不宜采用 特点特点 使用范围使用范围 即由横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构即由横梁和柱以整体连接方式构成的一种门形结构 一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑一般用于体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑 刚架结构的形式刚架结构的形式 分为无铰刚架、两铰刚架，三铰刚架分为无铰刚架、两铰刚架，三铰刚架 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 在外力作用下，干件内力为轴向力（拉力或压在外力作用下，干件内力
18、为轴向力（拉力或压 力），且分布均匀，较梁结构受力更合理，从力），且分布均匀，较梁结构受力更合理，从 而减少了结构自重，结构跨度增大而减少了结构自重，结构跨度增大 。 特点：特点： 使用范围使用范围 是由杆件组成的格构式结构体系，在实际工程中很少独立使用是由杆件组成的格构式结构体系，在实际工程中很少独立使用 大空间公共建筑（影剧院、展览馆、食堂、商场等）大空间公共建筑（影剧院、展览馆、食堂、商场等） 桁架结构形式桁架结构形式 分为三角形、梯形、拱形、无斜腹杆件和三铰拱式等分为三角形、梯形、拱形、无斜腹杆件和三铰拱式等 由屋架（或屋面梁）、柱、基础等组成，柱顶与屋由屋架（或屋面梁）、柱、基础等组
19、成，柱顶与屋 架为铰接，柱底与基础顶面为固接。架为铰接，柱底与基础顶面为固接。 特点特点 ： 使用范围使用范围 单层工业厂房等单层工业厂房等 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 结构特征：结构特征：梁、板、桁架等构件从支座处向外出挑，但悬梁、板、桁架等构件从支座处向外出挑，但悬 挑长度限制。挑长度限制。 建筑特征：建筑特征：悬挑结构所覆盖的空间，周边不出现承重墙柱，悬挑结构所覆盖的空间，周边不出现承重墙柱， 建筑空间的灵活建筑空间的灵活 ，造型轻盈活泼，造型轻盈活泼 。 特点特点 使用范围使用范围 体育场看台挑蓬、火车站月台雨蓬、影剧院楼座挑台等。体育场看台挑蓬、火车站月台雨蓬、影剧院楼座挑
20、台等。 悬挑结构形式悬挑结构形式 悬挑长度不大时，可采用梁板结构；悬挑长度不大时，可采用梁板结构； 当悬挑距离较远时，应选用自重较轻的结构形式当悬挑距离较远时，应选用自重较轻的结构形式 如：桁架、折板薄壳、网架等如：桁架、折板薄壳、网架等 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 结构特征：结构特征：杆件相互支撑，多向受力，故整体性强、稳杆件相互支撑，多向受力，故整体性强、稳 定性好、空间刚度大，有利于抗震；杆件承定性好、空间刚度大，有利于抗震；杆件承 受轴向力，易发挥材料性能；杆件规格统一，受轴向力，易发挥材料性能；杆件规格统一， 网架形式多样，利于工厂化生产；网架形式多样，利于工厂化生产； 建
21、筑特征：建筑特征：跨度大，平面形式灵活跨度大，平面形式灵活 特点特点 使用范围使用范围 适用于多种平面形状（如圆形、方形、三适用于多种平面形状（如圆形、方形、三 角形、多边形等）的大跨度建筑角形、多边形等）的大跨度建筑 网架结构形式网架结构形式 按其外形分：平板网架、曲面网架；按其外形分：平板网架、曲面网架； 按材料可分：钢网架、木网架、钢筋混凝土网架；按材料可分：钢网架、木网架、钢筋混凝土网架； 即由多个杆件以一定规律组成的网状结构即由多个杆件以一定规律组成的网状结构 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 呈空间受力状态，具有良好的力学性能，结构厚度薄，呈空间受力状态，具有良好的力学性能，结
22、构厚度薄， 省材料，构造简单。省材料，构造简单。 特点特点 使用范围使用范围 是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系是以一定倾斜角度整体相连的一种薄板体系 跨度：普通砼可达到跨度：普通砼可达到21米，预应力砼可达到米，预应力砼可达到27米米 折板结构的组成折板结构的组成 折板折板 + + 横隔构件横隔构件 + + 边梁边梁 折板：由钢砼或钢网水泥平板组成折板：由钢砼或钢网水泥平板组成 横隔构件：可用横隔板、横隔梁、横隔桁架横隔构件：可用横隔板、横隔梁、横隔桁架 边梁：当跨度较大时设边梁，以减小折板倾角边梁：当跨度较大时设边梁，以减小折板倾角 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 结构特征：结构
23、特征：主要承受曲面内的轴向力，呈空间受力状态，主要承受曲面内的轴向力，呈空间受力状态， 材料性能充分发挥；厚度仅为跨度的几百分之材料性能充分发挥；厚度仅为跨度的几百分之 一，自重轻、省材料、跨度大、外形多样；但一，自重轻、省材料、跨度大、外形多样；但 结构计算较复杂，不宜承受集中荷载，施工速结构计算较复杂，不宜承受集中荷载，施工速 度慢。度慢。 建筑特征：建筑特征：可覆盖大空间而不设柱，造型美观、活波新颖可覆盖大空间而不设柱，造型美观、活波新颖 特点特点 使用范围使用范围 体育场、影剧院等大跨度建筑体育场、影剧院等大跨度建筑 薄壳结构形式薄壳结构形式 可分为：筒壳、圆顶壳、双曲扁壳、鞍形壳等可
24、分为：筒壳、圆顶壳、双曲扁壳、鞍形壳等 基本特征和适用范围基本特征和适用范围 充分利用钢索抗拉、砼抗压的特性，结构自重轻，省材充分利用钢索抗拉、砼抗压的特性，结构自重轻，省材 料；跨度大，施工方便；空间灵活，造型新颖，适用性广；料；跨度大，施工方便；空间灵活，造型新颖，适用性广； 但在风力作用容易失稳但在风力作用容易失稳 特点特点 使用范围使用范围 用于跨度用于跨度60150米的方形、矩形、圆形、椭圆形平面米的方形、矩形、圆形、椭圆形平面 悬索结构的组成悬索结构的组成 索网索网 + + 边缘构件边缘构件 + + 下部支承结构下部支承结构 轻巧柔软、透明度高、采光好、省材料、构造简单、轻巧柔软、
25、透明度高、采光好、省材料、构造简单、 安装快速、便于拆迁、外形千姿百态、但抗风能力差，易安装快速、便于拆迁、外形千姿百态、但抗风能力差，易 失稳失稳 特点特点 使用范围使用范围 适用于各种建筑平面形式的临时性或半永久性建筑适用于各种建筑平面形式的临时性或半永久性建筑 利用骨架、网索将各种现代薄膜材料绷紧形成的建筑空间利用骨架、网索将各种现代薄膜材料绷紧形成的建筑空间 充气后均匀受拉，兼有承重和围护双重功能，可覆盖充气后均匀受拉，兼有承重和围护双重功能，可覆盖 较大空间，自重轻，材料省，构造简单；且造型美观，适较大空间，自重轻，材料省，构造简单；且造型美观，适 用于多种平面形状；薄膜透明度高，可
26、直接采光。用于多种平面形状；薄膜透明度高，可直接采光。 特点特点 使用范围使用范围 适用于体育馆、展览馆、餐厅、医院等多种建筑类型适用于体育馆、展览馆、餐厅、医院等多种建筑类型 利用薄膜材料制成气囊，充气后形成建筑空间利用薄膜材料制成气囊，充气后形成建筑空间 结结 束束 萨伏伊别墅位于巴黎郊区萨伏伊别墅位于巴黎郊区,1928年设计年设计,1930年建成。是勒年建成。是勒柯布西耶柯布西耶 早期的重要作品之一。早期的重要作品之一。1914年，勒氏用一个图解说明现代建筑的基本结年，勒氏用一个图解说明现代建筑的基本结 构是用钢筋砼柱子和板片组成的框架。构是用钢筋砼柱子和板片组成的框架。1926年勒氏又
27、提出年勒氏又提出“新建筑的五新建筑的五 个特点个特点”，即：，即：1）底层的独立支柱；）底层的独立支柱；2）屋顶花园；）屋顶花园；3）自由的平面；）自由的平面；4） 横向长窗；横向长窗；5）自由的立面。萨伏伊别墅体现了他的这些建筑观点。）自由的立面。萨伏伊别墅体现了他的这些建筑观点。 萨伏伊别墅底层平面萨伏伊别墅底层平面 现浇楼板形式现浇楼板形式单向板单向板长边 : 短边2 双向板双向板长边 : 短边 2 框架梁的形式框架梁的形式 主梁主梁承受楼板次梁传下的荷载 次梁次梁承受楼板传下的荷载 西安金地园西安金地园 金地园底层平面金地园底层平面 金地园标准层平面金地园标准层平面 空军工程学院空军工程学院 小高层住宅小高层住宅 短肢剪力墙布置 短肢剪力墙布置 空军工程学院空军工程学院 小高层住宅小高层住宅 报建效果图 报建效果图 世家星城世家星城 标准层平面标准层平面 A1 好又多二层架空钢柱好又多二层架空钢柱 薄壳结构的形式薄壳结构的形式
