1、.景观建筑设计基础建筑结构基础知识2011.9.认识建筑结构的重要性：认识建筑结构的重要性： l建筑学是一门综合性学科建筑学是一门综合性学科 涉及：涉及： 结构力学、工程经济学、建筑史、艺术史、社会结构力学、工程经济学、建筑史、艺术史、社会学、人口学、生态学、心理学、行为学、经济地理学、学、人口学、生态学、心理学、行为学、经济地理学、城市地理学、电子学、管理学、系统工程学城市地理学、电子学、管理学、系统工程学 随着科学技术的发展，融入建筑学的学科知识也随着科学技术的发展，融入建筑学的学科知识也将逐步增多将逐步增多l建筑学是一门艺术，同时也是一门技术建筑学是一门艺术，同时也是一门技术 离开物质技
2、术和工程构造，建筑不可能单独存在离开物质技术和工程构造，建筑不可能单独存在 建筑形式的发展变化，依赖于材料、结构技术的建筑形式的发展变化，依赖于材料、结构技术的不断进步不断进步. 民用建筑及其结构的分类民用建筑及其结构的分类( (一一) )民用建筑民用建筑的分类的分类 1.1.居住建筑居住建筑 2.2.公共建筑公共建筑.( (二二) )民用建筑民用建筑的构造组成的构造组成1.1.组成组成(1)(1)基础基础(2)(2)墙体墙体( (柱柱) )(3)(3)楼地层楼地层(4)(4)屋顶屋顶(5)(5)楼梯楼梯(6)(6)门窗门窗.2.2.各组成部分的作用各组成部分的作用 (1)(1)基基 础：础：
3、承重。承重。(2)(2)墙墙 体：体：承重、围护、分隔空间。承重、围护、分隔空间。(3)(3)楼地层：楼地层：承重、分隔、支撑。承重、分隔、支撑。(4)(4)屋屋 盖：盖：承重、围护、防水排水、立面造型。承重、围护、防水排水、立面造型。(5)(5)楼楼 梯：梯：交通联系、安全疏散、装饰空间。交通联系、安全疏散、装饰空间。(6)(6)门门 窗：窗：联系分隔空间，采光通风、美观装饰。联系分隔空间，采光通风、美观装饰。 檐沟、明沟、窗台、遮阳板、雨蓬、阳台等。檐沟、明沟、窗台、遮阳板、雨蓬、阳台等。. ( (三三) )民用建筑的结构类型民用建筑的结构类型 建筑结构建筑结构建筑物中的由建筑物中的由承重
4、构件（梁、柱、承重构件（梁、柱、桁架、墙、楼板、基础等）桁架、墙、楼板、基础等）组成的承力体系，用以组成的承力体系，用以承受建筑物上的各种荷载。承受建筑物上的各种荷载。.1.1.按主要承重结构的材料分按主要承重结构的材料分(1)(1)木结构建筑木结构建筑以木材作为房屋承重骨架的建筑以木材作为房屋承重骨架的建筑(2)(2)混合结构建筑混合结构建筑主要承重结构构件由两种或以上的材料构成的建筑主要承重结构构件由两种或以上的材料构成的建筑(3)(3)钢筋混凝土结构建筑钢筋混凝土结构建筑主要承重结构构件采用钢筋混凝土的建筑主要承重结构构件采用钢筋混凝土的建筑(4)(4)钢结构建筑钢结构建筑主要承重结构构
5、件采用钢材制作的建筑主要承重结构构件采用钢材制作的建筑砖木结构、石木结砖木结构、石木结构、砖混结构构、砖混结构.人类原始的居住模式：穴居、巢居人类原始的居住模式：穴居、巢居 杨鸿勋列出的穴居、巢居发展序列杨鸿勋列出的穴居、巢居发展序列.陕陕西西半半坡坡村村原原始始社社会会大大方方形形房房屋屋.中国发展了以中国发展了以木构架木构架为主体的结构体系为主体的结构体系佛佛光光寺寺大大殿殿结结构构.佛光寺大殿横剖面：佛光寺大殿横剖面：.佛光寺大殿正立面：佛光寺大殿正立面：.佛佛光光寺寺大大殿殿内内部部.山西太原晋祠圣母殿立面：山西太原晋祠圣母殿立面：.山西太原晋祠圣母殿横剖面：山西太原晋祠圣母殿横剖面：
6、.山西太原晋祠圣母殿：山西太原晋祠圣母殿：.山西应县木塔：山西应县木塔：.钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构的出现，的出现， 触发了建筑师的创作灵感触发了建筑师的创作灵感 混凝土是人工石材，由石子、砂粒、水泥、外加剂和水按照一定比例拌和而成，简称“砼”。 砼受压能力强、抗拉能力差；钢材受压抗拉能力都比较强。. 钢筋混凝土钢筋混凝土强度强度大、耐久性好、抗震大、耐久性好、抗震性好，并具有可塑性性好，并具有可塑性等，所以是一种主要等，所以是一种主要的结的结 构材料。但是构材料。但是自重大、抗裂能力差、自重大、抗裂能力差、建造工期长、费工费建造工期长、费工费模板。模板。.钢结构和玻璃材质钢结构和玻璃材质的
7、运用，的运用， 使建筑有了新的表达方式使建筑有了新的表达方式范范斯斯沃沃斯斯住住宅宅 .蓬蓬皮皮杜杜中中心心.新技术、新材料、新结构新技术、新材料、新结构的发展的发展 使建筑形式更加多姿多彩使建筑形式更加多姿多彩香港汇丰银行香港汇丰银行.深深圳圳地地王王大大厦厦.东京充气体育馆东京充气体育馆.l珠海体育馆珠海体育馆.雷诺汽车零件配送中心：雷诺汽车零件配送中心：.建造地点：斯文登，英国建筑面积：25000 这一建筑是福斯特的典型作品之一，在当时的雷诺公司广告宣传中鼓噪一时。雷诺公司的这座建筑位于英国斯文登西部一块不规则的斜坡地皮上，用地面积大约6.5公顷。 设计兼顾了不规则土地的利用和将来公司规
8、模的扩建。公司所有相关设施都安置在建筑的整个棚架结构之下，其整体结构都由2424m见方的标准模块单元组成，内部空间高7.5m，而悬挑结构顶点则高达9.5m，帐篷式的建筑主体悬挂在16m高的钢结构柱之上。建筑整体应用了42个这种单元模块，为雷诺公司提供了仓储库、产品配送中心、地区办公室、汽车展厅、销售及售后服务培训学校、工作车间、餐厅和入口挑棚等一应俱全的相关设施。当地的规划师看过福斯特的设计方案后非常赞同，并允许将原来规定的土地使用率控制在50这一条款放松，而福斯特的方案可以使桅杆等支撑结构在不影响正常使用的情况下进行施工，使空间使用率提高到67，成功为雷诺公司增加了10000的建筑面积。此外
9、，建筑的采光和排烟以及通风设计也都十分巧妙灵活，漆成黄色的悬挑结构立于玻璃外墙之外，使悬挂在空中的绳索和复杂的拱形钢梁组件清晰可见。屋顶是连续的增强PVC薄膜，在每根柱子周围透明玻璃板形成透空屋顶，不仅满足了室内的自然光线采集，同时能看到外部的桅杆和悬索结构。 这一设计成功完成了雷诺公司提出的苛刻建设要求，极具想象力的设计同时满足了公司生产运营、工作空间、工作环境以及公司形象等多方面的要求，以合理的投资和足够短的工期完成了一座理想的建筑。 .混合结构：混合结构： 同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重体系材料组成的承重体系 目前，应用最广
10、泛的是由钢筋混凝土楼盖（屋目前，应用最广泛的是由钢筋混凝土楼盖（屋盖）和砖墙承重的结构体系，故也称盖）和砖墙承重的结构体系，故也称砖混结构砖混结构特点：特点： 优点优点便于就地取材，经济可行；纵横墙便于就地取材，经济可行；纵横墙布置的建筑整体刚度较大。布置的建筑整体刚度较大。 缺点缺点砖砌体强度低，自重大，层数受限砖砌体强度低，自重大，层数受限制；层数较多时，墙体加厚，建筑有效面积少；抗制；层数较多时，墙体加厚，建筑有效面积少；抗震性能差。震性能差。. 墙承重结构墙承重结构(承重墙结构承重墙结构).赫特利住宅：赫特利住宅：.应用范围：应用范围： l五层或五层以下的楼房，如：住宅、宿舍、办公楼、
11、五层或五层以下的楼房，如：住宅、宿舍、办公楼、学校、医院等民用建筑及中小型工业建筑学校、医院等民用建筑及中小型工业建筑使用经验：使用经验： l现浇楼盖的组成现浇楼盖的组成: 板、次梁、主梁板、次梁、主梁l现浇楼盖的传力系统现浇楼盖的传力系统:l单向板楼盖荷载传递路线：单向板楼盖荷载传递路线： 板板-次梁次梁-主梁主梁-柱（或墙）柱（或墙）-基础基础-地基地基l双向板楼盖荷载传递路线：双向板楼盖荷载传递路线： 板板-梁梁-柱（或墙）柱（或墙）-基础基础-地基地基.现浇梁板的经济跨度：现浇梁板的经济跨度：主梁主梁-58米米次梁次梁-47米米单向板（长宽比单向板（长宽比2）-23米米双向板（长宽比双
12、向板（长宽比2）-35米米.梁、板截面尺寸梁、板截面尺寸: 板厚：板厚：单向板单向板: 单跨不小于单跨不小于1/30板跨板跨 多跨不小于多跨不小于1/40板跨板跨屋面板厚不小于屋面板厚不小于6cm；楼面板厚不小于；楼面板厚不小于7cm双向板双向板: 单跨不小于单跨不小于1/40板跨板跨 多跨不小于多跨不小于1/50板跨板跨板厚不小于板厚不小于8cm 次梁截面：次梁截面：高高=(1/11-1/15)梁跨梁跨 宽宽=(1/2-1/3)梁高梁高 主梁截面：主梁截面：高高=(1/9-1/13)梁跨梁跨 宽宽=(1/2-1/3)梁高梁高 悬臂梁截面：悬臂梁截面：高高1/6梁跨梁跨 宽宽=(1/2-1/3
13、)梁高梁高.2.2.按建筑结构的承重形式分按建筑结构的承重形式分(1)(1)承重墙结构承重墙结构荷载通过墙体传给基础荷载通过墙体传给基础(2)(2)骨架结构骨架结构( (框架结构框架结构) )荷载由骨架传给基础荷载由骨架传给基础(3)(3)剪力墙结构剪力墙结构荷载通过抗水平剪切力的钢筋混凝土墙体传给基础荷载通过抗水平剪切力的钢筋混凝土墙体传给基础(4)(4)筒体结构筒体结构荷载由四周围合的钢筋混凝土墙体传给基础荷载由四周围合的钢筋混凝土墙体传给基础(5)(5)空间结构空间结构大跨度、大体量建筑中屋盖采用的特种结构大跨度、大体量建筑中屋盖采用的特种结构框架结构、排架结构、框架结构、排架结构、刚架
14、结构刚架结构纯剪力墙结构和纯剪力墙结构和框架框架剪力墙结构剪力墙结构纯筒体结构和纯筒体结构和框架框架筒体结构筒体结构拱结构、壳体结构、桁架结构、拱结构、壳体结构、桁架结构、网架结构、悬索结构等网架结构、悬索结构等.框架结构：框架结构： l概念：概念：由梁和柱刚性连接（焊接、螺栓连接等由梁和柱刚性连接（焊接、螺栓连接等机械连接）的骨架结构机械连接）的骨架结构 国外国外-多采用钢材为框架材料多采用钢材为框架材料-钢框架结构钢框架结构 国内国内-以钢筋混凝土为主要材料以钢筋混凝土为主要材料-钢筋混凝钢筋混凝土框架结构土框架结构l钢筋混凝土：钢筋混凝土：钢筋、水泥、石料钢筋、水泥、石料.范斯沃斯住宅范
15、斯沃斯住宅 .框架结构施工：框架结构施工：.西港岛学校西港岛学校.特点：特点： 优点强度高，耐久性好，结构的整体性优点强度高，耐久性好，结构的整体性和抗震性好；不靠砖墙承重，墙只起分隔作用，建和抗震性好；不靠砖墙承重，墙只起分隔作用，建筑平面布置灵活，使用方便。筑平面布置灵活，使用方便。 缺点当层数太多时，在水平荷载下，抗缺点当层数太多时，在水平荷载下，抗侧力刚度不够，水平偏移大，层数越多越明显。侧力刚度不够，水平偏移大，层数越多越明显。应用范围：应用范围： 615层楼房层楼房(钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构).使用经验：使用经验： 柱距：柱距：3.36米（结合建筑使用要求考虑）米（结合
16、建筑使用要求考虑）梁跨：梁跨：612米米 （经济跨度不宜超过（经济跨度不宜超过9米）米）梁截面尺寸梁截面尺寸:高高=(1/8-1/12)梁跨梁跨宽宽=(1/2-1/3)梁高梁高柱截面尺寸柱截面尺寸:长、宽约为层高的长、宽约为层高的1/81/20现浇楼盖的荷载传递路线：现浇楼盖的荷载传递路线：板板-次梁次梁-主梁主梁-柱柱-基础基础-地基地基.排架结构排架结构 、刚架结构、刚架结构 目前常用的刚架结构是装配式钢筋混凝土门式刚架：它是由梁或屋架目前常用的刚架结构是装配式钢筋混凝土门式刚架：它是由梁或屋架与柱刚接为同一构件，柱与基础一般为铰接，使基础不受弯矩，减少基础与柱刚接为同一构件，柱与基础一般
17、为铰接，使基础不受弯矩，减少基础用料，同时也可减少基础变形对结构的影响，图用料，同时也可减少基础变形对结构的影响，图11781178为钢筋混凝土三铰、为钢筋混凝土三铰、两铰及无铰门式刚架。两铰及无铰门式刚架。 图图11771177为钢屋架与钢筋混凝土柱组为钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架结构，它一般用于跨度较大的厂成的排架结构，它一般用于跨度较大的厂房。当以砖墙或砖垛代替钢筋混凝土柱时，房。当以砖墙或砖垛代替钢筋混凝土柱时，则为砖排架结构，一般用于轻型厂房。则为砖排架结构，一般用于轻型厂房。 .剪力墙结构：剪力墙结构：l概念：概念： 以剪力墙代替框架以提高建筑的抗剪强度及刚度的以剪力墙代替框架以
18、提高建筑的抗剪强度及刚度的结构体系结构体系 l剪力墙剪力墙-抵抗水平荷载抵抗水平荷载l剪力墙同样以钢筋混凝土为主要材料剪力墙同样以钢筋混凝土为主要材料l特点：特点： 优点强度高，刚度大优点强度高，刚度大, 结构的整体性和抗震性结构的整体性和抗震性好好, 抗水平荷载能力强。抗水平荷载能力强。 缺点剪力墙的使用会限制空间布置的灵活性。缺点剪力墙的使用会限制空间布置的灵活性。.地王大厦地王大厦.应用范围：应用范围： 框架剪力墙结构：框架剪力墙结构： 在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架，剪力墙负担绝大多数水平荷载，框架以承担竖向荷架，剪力墙负担绝
19、大多数水平荷载，框架以承担竖向荷载为主。载为主。 适用于适用于2525层以下的楼房层以下的楼房剪力墙结构：剪力墙结构： 全部由剪力墙承重而不设框架的结构体系。全部由剪力墙承重而不设框架的结构体系。 适用于适用于25254040层的楼房层的楼房筒式结构：筒式结构： 把剪力墙集中到房屋的内部或外部，形成封闭受力把剪力墙集中到房屋的内部或外部，形成封闭受力筒体的结构体系。筒体的结构体系。 优点刚度极大，抗扭性能好有框架筒、筒中筒、优点刚度极大，抗扭性能好有框架筒、筒中筒、束筒结构等束筒结构等.广东国际大厦塔楼平面：广东国际大厦塔楼平面：.广广东东国国际际大大厦厦塔塔楼楼.其它结构介绍：其它结构介绍：
20、 大跨度建筑结构：大跨度建筑结构：l门式刚架结构门式刚架结构（用于工业厂房、礼堂、食堂）（用于工业厂房、礼堂、食堂）.l薄腹梁结构薄腹梁结构主断面是主断面是“工工”字形，上部较字形，上部较宽，每隔宽，每隔1.51.5米处有一预埋铁，用以焊接大型米处有一预埋铁，用以焊接大型屋面板。下部的主筋，用以承受拉力。屋面板。下部的主筋，用以承受拉力。 中间中间较薄（多用于厂房）较薄（多用于厂房）.l桁架结构桁架结构由杆件通过焊接、铆接或螺栓由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构连接而成的支撑横梁结构 （用于房屋上的（用于房屋上的桁架常称屋架）桁架常称屋架）钢桁架结构钢桁架结构.钢桁架形式：钢桁架
21、形式：.拱结构（用于桥梁、仓库等）拱结构（用于桥梁、仓库等）.薄壳结构：薄壳结构： 薄壳结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生薄壳结构就是曲面的薄壁结构，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。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，但较为费工和费模且
22、能适应各种平面的建筑，但较为费工和费模板。板。 .华夏艺术中华夏艺术中心心.网网架架结结构构.网架结构（珠海机场候机楼）网架结构（珠海机场候机楼）.悬索结构悬索结构（用于大空间及其它特殊建筑）（用于大空间及其它特殊建筑）.珠海体育馆珠海体育馆.薄膜结构薄膜结构（用于大空间及其它特殊建筑）（用于大空间及其它特殊建筑） 拉膜结构拉膜结构.学习小结：学习小结： 归纳以上各种常用结构体系，其运用层数大致如下：归纳以上各种常用结构体系，其运用层数大致如下： l砖混结构砖混结构5层以下层以下l框架结构框架结构15层以下（最经济为层以下（最经济为10层左右）层左右）l框剪结构框剪结构30层以下（最经济为层以
23、下（最经济为1125层）层）l剪力墙结构剪力墙结构40层以下（最经济为层以下（最经济为1640层）层）l框筒结构框筒结构30层以下层以下l筒中筒结构筒中筒结构30层以上的超高层建筑层以上的超高层建筑.实例欣赏：实例欣赏： 奥黑尔国际机场奥黑尔国际机场.德方斯新凯旋门：德方斯新凯旋门： . 福福冈冈体体育育馆馆.关西国际机场：关西国际机场：.哈默尔冬奥会滑冰馆：哈默尔冬奥会滑冰馆： .哈默尔冬奥会滑冰馆室内：哈默尔冬奥会滑冰馆室内：.汉中体育馆：汉中体育馆：.法国里昂机场法国里昂机场TGV铁路客运站：铁路客运站：.六甲集合住宅：六甲集合住宅：.悉尼奥运会场馆悉尼奥运会场馆 .悉尼多功能体育馆：悉尼多功能体育馆：.香港新界粉领室内体育馆：香港新界粉领室内体育馆：.斜拉结构：斜拉结构： .入口：入口：.主要参考资料：主要参考资料： .END.l剪应力剪应力 物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面相切的称为剪应力或切应力。
