1、土木工程概论2014级土木（1、2）2022-5-12.25.1 引言 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，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。 二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。 任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。 .35.2 建筑物的类别 例如，别墅、宿舍、公寓等。 其特点是它的内部房间的尺度虽小但使用布局却十分重要，对朝向、采光、隔热和隔音等建筑技术问题有较高要求。 它的主要结构构件为楼板和墙体，层数12层至1020层不等。 （1） 按按建筑物的使用性质分类建筑物的使用性质分类
2、1.1 住宅建筑住宅建筑.4 例如，展览馆、影剧院、体育馆、候机大厅等。 它是大量人群聚集的场所，室内空间和尺度都很大，人流走向问题突出，对使用功能及其设施的要求很高。 经常采用将梁柱连接在一起的大跨度框架结构以及网架、拱、壳结构等为主体结构，层数以单层或低层为主。 1.2 公共建筑公共建筑上海体育馆.5 例如，商店、银行、商业写字楼等。 由于它也是人群聚集的场所，因此有着与公共建筑类似的要求。 但它往往可以做成高层建筑，对结构体系和结构形式有较高的要求。 1.3 商业建筑商业建筑.6 例如，图书馆、实验楼、医院等。 这类建筑有较强的针对性，如图书馆有书库、实验楼要安置特殊实验设备、医院有手术
3、室和各种医疗设施。 这种建筑物经常采用框架结构为主体结构，层数以410层的多层为主。 1.4 文教卫生建筑文教卫生建筑.7 例如，重型机械厂房、纺织厂房（单层轻工业）、制药厂房、食品厂房（多层轻工业）等。 它们往往有很大的荷载，沉重的撞击和振动，需要巨大的空间，而且经常有湿度、温度、防爆、防尘、防菌、洁净等特殊要求，以及要考虑生产产品的起吊运输设备和生产路线等。 单层工业建筑经常采用的是铰接排架结构，多层工业建筑往往采用刚接框架结构。1.5 工业建筑工业建筑.8 例如，暖棚、畜牧场、大型养鸡场等。 通常采用的是轻型钢结构。 1.6 农业建筑农业建筑.9（2） 按建筑物结构采用的材料分类按建筑物
4、结构采用的材料分类 2.1 生土结构生土结构（1 1）结构特征、优缺点及适结构特征、优缺点及适用范围用范围 采用采用土质材料承重土质材料承重的的传统民居一般称为生土建筑。传统民居一般称为生土建筑。这种民居屋盖多采用这种民居屋盖多采用硬山、悬硬山、悬山搁檩，檩上搁置木缘子的屋山搁檩，檩上搁置木缘子的屋盖承重体系盖承重体系，可以起到承担屋，可以起到承担屋顶上各种荷载作用并将其传递顶上各种荷载作用并将其传递给给土墙或木柱土墙或木柱的作用。的作用。窑窑 洞洞土筑建筑土筑建筑.10 采用方木、圆木、条木连接而成。但木材主要用于制作建筑物结构所用的木梁、木柱、木屋架、木屋面板等。 2.2 木结构木结构n采
5、用砖、石、混凝土砌块等砌体形成。主要用于建筑物的墙体结构。 2.3 砌体结构砌体结构.12 采用钢筋混凝土或者预应力混凝土做成。主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构、拱结构、空间薄壳和空间折板结构等。 2.4 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构.132.5 钢钢-混凝土组合结构混凝土组合结构 钢混凝土组合结构：结构构件用型钢和混凝土组成，或型钢、钢筋和混凝土组成。 （1）钢混凝土组合楼板 （2）钢骨混凝土结构（又称劲性混凝土结构）：以型钢为骨架外包钢筋混凝土组成的结构 （3）钢管混凝土结构：在封闭的薄壁钢管中浇注混凝土形成的组合结构，一般用作受压构件.14钢混凝土组合梁板结构钢混凝土组合梁板结构，
6、梁下部用钢梁，上部用混凝土（一般采用压型钢板混凝土组合板）。钢梁和混凝土板之间用剪力连接件连接。主要用于高层楼盖、吊车梁和桥梁结构。优点： 钢混凝土组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，充分利用材料。 混凝土板参与组合梁工作，提高钢梁的竖向和侧向刚度。缺点：钢材易腐蚀，耐火性差。.15 深圳帝王大厦深圳帝王大厦81层，高层，高325米。米。混凝土组合结构，混凝土组合结构，58层以下采用钢骨混凝土柱。层以下采用钢骨混凝土柱。.16 采用各种热轧型钢、冷弯薄壁型钢或钢管通过焊接、螺栓或铆钉等连接方法连接而成。主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构、拱结构等。2.6 钢结构钢结构钢结构建筑实例钢结构
7、建筑实例.17 主要用于屋盖结构。 2.7 张拉整体结构张拉整体结构张拉整体结构张拉整体结构.18（3） 按承重方式的不同对结构体系分类按承重方式的不同对结构体系分类 结构体系名称结构体系名称具体结构形式具体结构形式墙体承重体系生土（墙）建筑；砌体结构骨架承重体系木构架结构；框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、框架-筒体结构、板柱结构；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、帐篷薄膜结构、充气薄膜结构、张拉整体结构.193.1 墙体承重体系 3.1.1 生土建筑 定义：指主要用未焙烧而仅作简单加工的原状土为
8、材料，营造主体结构的建筑。 优点：就地取材，易于施工，造价低廉，冬暖夏凉，节省能源；融于自然，有利于环境保护和生态平衡。 缺点：开间不大，布局受限制，日照不足，通风不畅、潮湿。 .20分类： 按材料、结构和建造工艺区分： 黄土窑洞、土坯窑洞、土坯建筑、夯土墙或草泥垛墙建筑、各种“掩土建筑”、以及夯土的大体积构筑物。 按营建方式和使用功能区分： 窑洞民居、其他生土建筑民居、以生土材料建造的公用建筑(如城垣、粮仓、堤坝等)。 下沉式窑洞下沉式窑洞土坯墙土筑建筑生土建筑生土建筑生土建筑交河故城交河故城.23 3.1.2砌体结构 （1）结构特征、优缺点和适用范围 结构特征：由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱
9、作为建筑物主要受力构件的结构，称为砌体结构。 包括：石砌体、砖砌体、砌块砌体。 砌体结构的优点：耐火性好、易于就地取材、节约钢材； 墙体既是承重构件又是围护和分隔室内外空间的作用。 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； 房间尺寸受钢筋混凝土梁板经济跨度限制，房间组合不够灵活。 适用：房间不大、层数不多的学校建筑、医院、居住建筑等。 （2）砌体结构的形式 砌体结构的承重墙布置方式：横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重。 条石砌体（石砌体）条石砌体（石砌体）多排孔砖（砖砌体）多排孔砖（砖砌体）混凝土砌块（砌块砌体）混凝土砌块（砌块砌体）安徽毫州的花
10、戏楼是砖石建筑.26砌体结构形式宿舍、住宅、办公楼等，房间的开间较小（m），横墙相对较多，间距小，内外纵墙拉接成整体，结构整体性好，空间刚度大，对抵抗水平荷载及地基不均匀沉降较为有利。外纵墙仅起围护作用，在外纵墙上开设门窗洞口及立面处理较为灵活。但由于横墙较多，使材料用量及砌筑工作量相对较大。1. 1. 横墙承重体系横墙承重体系 中小型工业厂房、食堂、教学楼，房间的进深相对较小，宽度相对较大，需将楼板直接支承在纵墙上或将楼板支承在大梁上，而大梁支承在纵墙上。这类房屋中纵墙承受板或大梁传来的竖向荷载，再由纵墙传至基础和地基。因此，称为纵墙承重体系。在纵墙上开设门窗洞时受到一定的限制。 2.2.纵
11、墙承重体系纵墙承重体系办公楼、医院等建筑中，根据房屋的开间和进深的要求以及结构布置的合理性，常常是将上述两种承重体系结合起来，布置成纵横墙承重体系。 纵横墙承重体系的房间及楼盖平面布置比较灵活，房间可以有较大的空间，且房间的空间刚度也较好，纵横墙的受力比较均匀。、纵横墙承重体系、纵横墙承重体系.293.2 骨架承重体系 中国传统的木结构，是一种由柱子与梁架结合而成的梁柱结构体系。 又分为 抬梁式、 穿斗式、 干栏式 与井干式四种形式， 而以抬梁式与穿斗式结构最为多见。 木结构建筑中还发展了独具特色的斗拱体系。 3.2.1 木构架结构人字叉手构架屋架式屋顶沿房屋进深方向，柱子支撑大梁，大梁上再放
12、置较短的柱，层层叠置成梁架，再放置在柱顶或柱网上的水平铺作层上。梁架上的梁层层缩短。每层之间垫置较短的蜀柱（或童柱）及驼峰（或柁墩）。最上层梁上板的中部，立蜀柱（或脊瓜柱）或三角形的大叉手，形成一个类似三角形屋架的结构形式。 大多应用于官式建筑与北方民间建筑中。明清时代的官式建筑，在结构上又分为大式与小式两种。 大式结构的等级较高，檐下一般用斗拱； 小式建筑的等级较低，规模也较小。 抬梁式木结构平遥镇国寺钟氏祠堂抬梁宋营造法式中称为铺作，清工部工程做法中称斗科，通称为斗拱。 斗是斗形木垫块， 拱是弓形的短木。 拱架在斗上，向外挑出， 拱端之上再安斗，逐层纵横交错叠加， 形成上大下小的托架。 起
13、着承上启下、传递荷载的作用 ；使建筑物出檐更加深远，造形更加优美、壮观 。斗拱.35 穿斗式（又称穿逗式）构架 用较密集的柱子支撑上部的梁架，承托屋面椽子与望板的檩子直接放在柱头上，柱头之上不设大梁及叠置的梁架，只在柱间使用一些穿枋，以保证柱间的横向联系。 穿斗式木构构架主要用于潮湿地区。房屋的底层较短的柱子架空，柱端上铺木板， 形成室内的地面，地板之上架设类似穿斗式结构的木构架。再在木构架上铺设椽子与挂瓦，在云贵少数民族地区，还用草葺屋顶的形式。 干栏式结构是一种用圆形、矩形或六角形木料，平行向上层层叠置而成的结构形式。相互交叉的圆形或矩形木料，在房屋的转角处交叉和咬合，使结构形成一个整体，
14、并起到围合墙体的作用。井干式结构的屋顶，也是在两个山面墙上放置短立柱，呈托脊檩，形成两坡的形式。 井干式结构云南井干式民居.393.2.2 框架结构 由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系，外、内墙只起分隔空间作用。 刚度方面：较剪力墙与结构体系差。 适用于多层建筑物。 有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。 优点：可以较灵活地配合建筑平面布置，利于安排需要较大空间的建筑结构。同时其梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。 框架结构的承重方案框架结构的承重方案(1)横向框架承重实际结构中应用较多 主梁沿房屋横向布置，板和连系梁沿房屋纵向布置图(
15、a)。 竖向荷载主要由横向框架承受，横梁截面高度较大，有利于增加房屋的横向刚度。 (2)纵向框架承重实际结构中应用较少 主梁沿房屋纵向布置，板和连系梁沿房屋横向布置图(b)。横向只设置截面高度较小的连系梁，有利于楼层净高的有效利用，房屋横向刚度较差。 (3)纵、横向框架承重 房屋的纵、横向都布置承重框架图(c)。楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。当柱网平面为正方形或接近正方形或当楼盖上有较大活荷载时，多采用这种承重方案。.41 框架结构从纵向柱列的多少可分为单排、双排、三排、四排及多排柱几种形式。框架结构透视图框架结构透视图.42框架结构建筑实例框架结构建筑实例柱网的形式： 对工业厂房，常采用
16、内廊式、等跨式与不等跨式。内廊式对称三跨(a) ，边跨跨度a，c可为6 m、6.6 m、6.9 m等，中间跨为走廊，b可取2.43 m。开间方向柱距d可取3.68 m。 等跨式适用于厂房、仓库、商店等 (b) ，其进深方向柱距a常为6 m、7.5 m、9 m、12 m等，开间方向柱距d一般为6 m。对称不等跨常用于建筑平面宽度较大的厂房( c) 。常用的柱网有(5.8+6.2+6.2+5.8)m6.0m、(7.5+7.5+12.0 +7.5+7.5) m6.0 m、(8.0+12.0+8.0)m6.0 m等。在办公楼建筑中，一般是两边为办公室，中间为走道，这时可将中柱布置在走道两侧，如图 (a
17、)所示。而当房屋进深较小时，也可取消一排柱子，布置成两跨框架，如图 (b)所示。 在宾馆建筑种，一般两边是客房，中间为走道，柱网布置可有两种方案:一是将柱子布置在走道两侧成对称三跨式(a)，另一种是将柱子布置在客房与卫生间之间，即将走道与两侧的卫生间并为一跨，边跨仅布置客房(b)。该形式也是对称三跨式，但跨度相对均匀，受力较好。 .483.2.3 剪力墙结构 剪力墙结构指的是钢筋混凝土剪力墙结构。 由配筋混凝土墙体作为承受竖向力和风与地震等水平力构件的结构体系，也称为抗震墙结构。 优点：侧向刚度大，抗震性能好；平面布置灵活，套型设计丰富；墙体抗裂、抗渗性能好；节点都为现浇，容易达到“无渗漏”工
18、程的标准。 缺点：自重大，基坑围护和基础成本高，保温性能较差，须采用保温砂浆保温材料和施工工艺。 目前，我国高层住宅采用最广的结构体系是钢筋混凝土剪力墙，上海最高已应用到层的高层住宅。.49剪力墙结构体系剪力墙结构体系.503.2.4 框架剪力墙结构 定义 ：在同一结构中同时采用框架和剪力墙结构，共同承受竖向和水平荷载，可以起到取长补短的作用，简称框剪结构。 优点： 由于框架和剪力墙的的协同工作，与框架结构相比，其抗侧刚度和承载能力大大提高，在地震作用下侧移小，非结构性破坏一般较轻，抗震性能较好。 框架框架-剪力墙结构剪力墙结构 建筑实例建筑实例框架框架-剪力墙结构体系剪力墙结构体系 框架剪力
19、墙结构中剪力墙的布置一般按照 “均匀、对称、分散、周边” 的原则布置。均匀对称地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位； 纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内；剪力墙宜设计成周边有梁柱(或暗梁柱)的带边框剪力墙。 纵横向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形、T形及口形等， 以增大剪力墙的刚度和抗扭能力。剪力墙宜贯通建筑物全高，沿高度墙的厚度宜逐渐减薄，避免刚度突变。 .533.2.5 筒体结构 平面剪力墙组成空间薄壁筒体或框架通过减小柱距，形成空间密柱框筒。这些以一个或多个简体来抵抗水平力的结构便是筒体结构。 以空间整体受力为特征，具有很大的抗侧力刚度和承载力，并有很好的抗
20、扭刚度。 包括框筒结构、 筒中筒结构、 框架核芯筒结构、 多重筒结构和 束筒结构等 。框筒结构是由周边密集柱和 高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹简结构（a）。 为减少楼盖结构的内力和挠度，间往往要布置一些柱子， 以承受楼面竖向荷载（b）。 在高层建筑中，往往有一定数量的电梯间或楼梯间及设备井道，这时可把电梯间、楼梯间及设备井道的墙布置成钢筋混凝土墙 ，为充分利用建筑物四周的景观和采光，楼电梯间等服务性用房常位于房屋的中部，核芯筒也因此而得名。因筒壁上仅开有少量洞口，故有时也称为“实腹筒”。核芯筒一般不单独作为承重结构，而是与其他结构组合形成新的结构型式。当把框筒结构与核芯筒结合在一起时，便成为简
21、中筒结构。典型的筒中筒结构如图（c）所示。 筒中筒结构外部柱距较密，常常不能满足建筑设计中的要求。有时建筑布置上要求外部柱距在45m或更大，这时，周边柱已不能形成筒的工作状态，而相当于空间框架的作用，这种结构称为框架核芯筒结构，见图(d)。 框筒结构或筒中筒结构的外筒柱距较密，常常不能满足建筑使用上的要求。为扩大底层出入洞口，减少底层柱的数目，常用巨大的拱、梁或桁架等支撑上部的柱，如图所示。 多重筒结构 当建筑物平面尺寸很大或当内筒较小时，内外筒之间的距离较大，即楼盖结构的跨度变大，这样势必会增加楼板厚度或楼面大梁的高度。为降低楼盖结构的高度，可在筒中简结构的内外筒之间增设一圈柱或剪力墙，如果
22、将这些柱或剪力墙连接起来使之亦形成一个筒的作用，则可以认为由三个筒共同工作来抵抗侧向荷载，亦即成为一个三重筒结构，如图(e)所示。 束筒结构当建筑物高度或其平面尺寸进一步加大，以至与框简结构或筒中筒结构可以看成若干个框筒结构的组合，它可以有效地减少外筒翼缘框架中的剪力滞后效应，使内筒或内部柱充分发挥作用。如图(f)所示。 .60筒体结构筒体结构.613.2.6 板柱结构 板柱结构是由楼板和柱组成承重体系的房屋结构。 它的特点是室内楼板下没有梁，空间通畅简洁，平面布置灵活，能降低建筑物层高。适用于多层厂房、仓库，公共建筑的大厅，也可用于办公楼和住宅等。 用现浇法建造的板柱结构 也称无梁楼盖。 用
23、升板法建造的板柱结构 也称升板结构。 .633.2.7 钢结构 特点 1、 钢结构自重较轻 2、 钢结构工作的可靠性较高 3、 钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4、 钢结构制造的工业化程度较高 5、 钢结构可以准确快速地装配 6、 钢结构室内空间大 7、 容易做成密封结构 8、 钢结构易腐蚀 9、 钢结构耐火性差 10、 钢结构可回收利用 11、 钢结构工期较短 .64薄壁型钢结构 是采用1.55毫米的薄钢板或带钢冷弯加工成各种截面的型钢所构成的结构。 特点： 1用钢量省25左右； 2结构重量轻，运输安装方便，可降低造价； 3更能充分地利用材料的力学物理性能； 4成型灵活性大，可根据不同需要设
24、计出最佳的截面形状。 缺点：刚度稳定性较差，防腐要求较严，维护费用较高。 用途：此种结构一般用于民用建筑和跨度不大、屋面荷载较小、设备较轻的工业厂房。也可用于楼、屋面板、幕墙结构等。.66 钢结构的连接方式可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。螺栓连接又分为普通螺栓连接和高强螺栓连接两种。建设中的上海卢浦大桥 高强度螺栓在施工中.683.2.8 拱结构 拱结构比桁架结构具有更大的力学优点。 在外荷作用下，拱主要产生压力，使构件摆脱了弯曲变形。 缺点：拱结构支座（拱脚）会产生水平推力，跨度大时这个推力也大，麻烦又耗费材料，在实际工程应用上，桁架还是比拱用得普遍。虹桥木拱结构 赵州桥石拱 .70
25、3.2.9 刚架结构 刚架结构是指梁、柱刚性连接的结构。刚架结构是指梁、柱刚性连接的结构。 上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。 特点：受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等。 应用：工业、商业及文化娱乐公共设施等。刚架结构刚架结构.733.2.10 桁架结构 定义：是格构化的一种梁式结构。 常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。 主要结构特点各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范
26、围非常广。 .74 桁架形式桁架形式a)三角形桁架 b)梯形桁架 c)平行弦桁架 d)拱形桁架 e)折线形桁架.763.2.11 排架结构 由钢筋混凝土杯型基础+预制钢筋混凝土柱+屋面结构+吊车梁组成的框架体系，然后由外围护墙围成。 结构特点是在自身的平面内承载力和刚度都较大，而排架间的承载能力则较弱，通常在两个支架之间应该加上相应的支撑，避免风荷载的一个推动，发生侧向的移动。适合用于单层的工业厂房。 .793.2.12 悬挑结构 悬挑结构是靠压重或外加拉力来保持稳定，要求抗倾覆的安全因素不小于1.5，若稳定力矩小于倾覆力矩时，必然失稳，倾覆坍塌。 如雨蓬、挑梁，当梁上压重(砌砖的高度)不能满
27、足稳定要求时，就拆除支撑、模板，即会产生坍塌事故。.823.3 空间结构体系 大跨度空间结构体系分为： 网架、网壳、桁架、膜结构、悬索结构等。 大跨度空间结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志。 应用：体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场等公共建筑。 特点：跨度大、结构美观大方、形式多样、传力途径简捷、重量轻、刚度大、抗震性能好、施工安装简便等。 .833.3.1 网架结构 网架结构通常指的是平板网架，它是由按一定规律布置的杆件，通过节点连接而形成平板状的空间桁架（Space Truss）结构。 目前空间结构中应用最为广泛，共有三大类（交叉桁架系、四角锥体系和三角锥体系）13种。.
28、84 网架结构具有如下特点： 可实现的跨度大; 经济; 安全可靠; 抗震性能好; 适应性强; 制作、安装方便。 网架结构的缺点：节点耗钢量大，网架屋面材料的选用还受到某些条件的限制，制造、施工费用较高等。.85（1）网架的形式 网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。 双层网架是由上弦、下弦和腹杆组成的空间结构，是最常用的网架形式。双层网架双层网架.86 三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹杆组成的空间结构。 特点：增加网架高度，减小弦杆内力、网格尺寸和腹杆长度。 当网架跨度较大时，三层网架用钢量比双层网架用钢量省。但由于节点和杆件数量增多，尤其是中层节点所连杆件较多，使构造复杂，造
29、价有所提高。.87青岛极地海洋世界效果图青岛极地海洋世界效果图.88青岛极地海洋世界鱼头部分模型青岛极地海洋世界鱼头部分模型.89 网架支承方式 1、周边支承网架：该形式传力直接，受力均匀，是采用最普通的一种支承形式。 周边支承网架周边支承网架.90 网架支承方式 2、点支承网架：可置于4个或多个支点上，采用上弦、下弦或柱帽支承。 点支承网架.91 网架支承方式 3、周边与中间点支承相结合的网架：该形式特别适用于大面积的工业厂房或其它类似建筑。 周边支撑与点支承结合周边支撑与点支承结合.92 网架支承方式 4、三边支承一边开口或两边开口的网架：一般应对非支承边（即自由边）作特殊处理，如在自由边
30、附近加网架层次，加设托梁或托架，增加网架高度等方法。 .93（2）按网格组成分类 平面桁架网架平面桁架网架 四角锥体系网架四角锥体系网架 三角锥体系网架三角锥体系网架 两向正交正放网架两向正交正放网架 两向正交斜放网架两向正交斜放网架 三向网架三向网架 正放四角锥网架正放四角锥网架 正放抽空四角锥网架正放抽空四角锥网架 棋盘四角锥网架棋盘四角锥网架 斜放四角锥网架斜放四角锥网架 星形四角锥网架星形四角锥网架 三角锥网架三角锥网架 抽空三角锥网架抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架蜂窝形三角锥网架.94两向正交正放网架：.95 周边支承网架水平斜撑布置方式之一周边支承网架水平斜撑布置方式之一水平斜撑
31、杆水平斜撑杆水平斜撑杆水平斜撑杆.96.97 三向网架.98.99 正放四角锥网架（边边相连）正放抽空四角锥网架：.100 正放抽空四角锥网架：棋盘形四角锥网架：.101 斜放四角锥网架（顶顶相连）：.102 星形四角锥网架：三角锥网架.103 抽空三角锥网架：蜂窝三角锥网架：平板网架 自身不产生推力，构造较简单。 与弧形网架类似，但曲面网架的空间构造更富有变化，也更复杂，由多个平面内的弧线或曲线构成的一个曲面，形成层次更丰富的外观造型。 曲面网架.1063.3.2 折板结构 折板结构是由若干狭长的薄板以一定角度相交连成折线形的空间薄壁体系。 跨度不宜超过30米，适宜于长条形平面的屋盖，两端应
32、有通长的墙或圈梁作为折板的支点。 常用有V形、梯形等型式。 我国常用为预应力混凝土V形折板，制作简单、安装方便、节省材料，最大跨度可达24米。折板屋面折板屋面.1083.3.3 薄壳结构 曲面的薄壁结构。 按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等，材料大都采用钢筋和混凝土。 壳体能充分利用材料强度，同时又能将承重与围护两种功能融合为一。 实际工程中还可利用对空间曲面的切削与组合，形成造型奇特新颖且能适应各种平面的建筑，但较为费工和费模板。 大跨度筒壳 .110 日本名古屋网壳穹顶 单层扇形三向网格，圆形平面，直径为187.2米，1996年建成，是目前世界上跨度最大的单层网壳
33、结构。.111 国家大剧院（肋环型空腹双层网壳）.1123.3.4 悬索结构 由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。 材料：钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。 优点：能充分利用高强材料的抗拉性能， 可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。 应用：大跨度桥梁工程，体育馆、飞机库、展览馆、仓库等大跨度屋盖结构中。大跨度悬索钢结构玻璃屋面 武汉长江二桥（悬索结构）.1153.3.5 薄膜结构 以性能优良的柔软织物为材料，可以向膜内充气，由空气压力支撑膜面，也可以利用柔软性的拉索结构或刚性的支撑结构将薄膜绷紧或撑起，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。
34、 特点：轻质、柔软、不透气、不透水、耐火性好、有一定的透光率、 有足够的受拉承截力及耐久性。 应用： 体育建筑、展览中心、商场、仓库、交通服务设施等大跨度建筑。 .116 篷帐薄膜建筑： 主要以骨架或网索支承，薄膜只起围护作用，又称普通薄膜建筑。 充气薄膜建筑： 将薄膜粘成整体,向薄膜内充气,使内外形成气压差而获得稳定性的结构。 1980年建成的上海展览馆充气展览厅1970年日本大阪世界博览会富士馆 气肋结构 .1195.3 特种建筑 建筑工程中常用的给水排水工程构筑物，用于储存水。水池一般位于地表面以上或地下或者半地下，有时还可以放置在建筑物的屋面上。水塔则是用各种形式的支架支撑，高于地面，
35、矗立在空中。 例如：瑞典的马尔墨水塔，容量10000m3，水塔顶上还设有供人们用餐的旋转餐厅。1 水池和水塔水池和水塔 图1.5 水塔结构形式示意 .121芝加哥水塔波动的塔.122 常用于工业生产上的构筑物。一般用砌体、钢筋混凝土或型钢制造。烟囱的外形呈圆台形居多。另外，烟囱还可以做成单筒、多筒或筒中筒等结构形式。 我国单筒烟囱有山西神头二电厂的烟囱，高270m。 2 烟囱烟囱 .123山西神头二电厂的烟囱.124 筒仓是一种立式容器，常用于储存粒状和粉状松散物体，例如，储存谷物、面粉、碎煤、水泥等。平面形状可为圆形、矩形、多边形或者多个筒组合形成群仓。 1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓（
36、Transcona Grain Elevator）由65个圆筒仓组成，谷仓平面呈矩形，长59m，宽23m，高31m，容积36368m3，是著名的构筑物，后因地基发生失稳破坏而倒塌。3 筒仓筒仓 .125加拿大特朗斯康谷仓.126 冷却塔是为了冷却各种液体、气体和蒸汽的高耸结构。在冷却塔内依靠水的蒸发将水的热量传给空气而使水冷却。 冷却塔广泛应用于火力发电厂和化学工业。在水源缺乏的地区利用冷却塔使冷却水回收，循环利用，节约水资源。 目前为了节约能源，一些大型冷却塔多数采用自然通风冷却塔，它是由通风筒、支柱和基础组成。通风筒的外形和材料多采用钢筋混凝土双曲线旋转壳，充分利用它的结构力学和流体力学良
37、好的特性。4 冷却塔冷却塔 .127.128 纪念碑是一种纪念性的建筑，用于纪念重大历史事件或重要历史人物，也可作为城市的标志性建筑。 例如，1956年我国建成的人民英雄纪念碑为一石砌体结构，高39.40m，它是我国近代革命历史中具有重要政治意义的纪念性建筑。1885年在美国首都华盛顿建成的华盛顿纪念碑高169.2m，至今仍是世界上最高的砌体承重结构。 5 纪念碑纪念碑 .129人民英雄纪念碑华盛顿纪念碑.130 广播电视事业的快速发展需要电视塔。电视塔一般为筒体悬臂结构或空间框架结构，由塔基、塔座、塔身、塔楼及桅杆等五部分组成。 6 电视塔电视塔 加拿大多伦多电视塔（549 m)莫斯科电视塔(537 m)上海东方明珠电视塔(468 m)
