1、建筑结构指导老师：谭琳学生：09建筑-2 周涛建筑结构的定义建筑结构的定义l建筑结构是指在建筑物（包括构建筑结构是指在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料做成用来筑物）中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。建筑结架作用的空间受力体系。建筑结构因所用的建筑材料不同，可分构因所用的建筑材料不同，可分为混凝土结构、砌体结构、钢结为混凝土结构、砌体结构、钢结构、轻型钢结构、木结构和组合构、轻型钢结构、木结构和组合结构等。结构等。建筑结构的演变建筑结构的演变石梁、板结构石梁、板结构木梁、板结构木梁、板结构钢筋混凝土梁、钢筋混凝土梁、板结构板结构
2、预制板结构预制板结构大型板材结构大型板材结构箱型结构箱型结构建筑结构的分类建筑结构的分类l结构形式的分类可以有许多种不同的方法，但就结构形式的分类可以有许多种不同的方法，但就与建筑的关系而言则可以分为四种大的结构体系。与建筑的关系而言则可以分为四种大的结构体系。l以墙或柱承重的梁板结构以墙或柱承重的梁板结构l框架结构框架结构l大跨度结构大跨度结构l悬挑结构悬挑结构l以墙或柱承重的梁板结构以墙或柱承重的梁板结构l框架结构框架结构l大跨度结构大跨度结构l悬挑结构悬挑结构l新型的结构新型的结构石梁、板结构石梁、板结构l石梁不仅自重大，而且石梁不仅自重大，而且又不可能跨越较大的空又不可能跨越较大的空间
3、，因而支撑它的墙或间，因而支撑它的墙或柱，就必须要受到严格柱，就必须要受到严格的限制，使得当时的建的限制，使得当时的建筑不可能具有较大的或筑不可能具有较大的或开阔的室内空间。开阔的室内空间。石梁或石板石梁或石板承重墙承重墙墙的平面投影墙的平面投影l用柱承重的石梁板用柱承重的石梁板结构，柱的间距不结构，柱的间距不可能超越梁的最大可能超越梁的最大跨度，因而以此形跨度，因而以此形成的室内空间必然成的室内空间必然是柱子林立。是柱子林立。石梁或石板石梁或石板承重墙承重墙墙的平面投影墙的平面投影石梁石梁石柱石柱L不能太大不能太大L木、钢筋混凝土梁与板木、钢筋混凝土梁与板l梁与板均属于受弯构件，梁与板均属于
4、受弯构件，而木材的抗弯性能要比而木材的抗弯性能要比石料好，古今中外的许石料好，古今中外的许多建筑都是用石材来做多建筑都是用石材来做梁和板，近代出现的钢梁和板，近代出现的钢筋混凝土结构，充分发筋混凝土结构，充分发挥了混凝土的抗压和钢挥了混凝土的抗压和钢的抗拉性能，由两者组的抗拉性能，由两者组合而成的梁是一种理性合而成的梁是一种理性的受弯构件。的受弯构件。木檩（梁）木檩（梁）承重墙承重墙墙的平面投影墙的平面投影l图为某单身宿舍建筑，图为某单身宿舍建筑，顶部采用硬山架檩结顶部采用硬山架檩结构，其他采用内隔墙构，其他采用内隔墙承重的连续多跨的钢承重的连续多跨的钢筋混凝土楼板结构。筋混凝土楼板结构。木檩
5、木檩承重墙承重墙钢筋混凝土楼板钢筋混凝土楼板承重墙承重墙钢筋混凝土楼板钢筋混凝土楼板承重墙承重墙预制钢筋混凝土楼板预制钢筋混凝土楼板l尽管现浇钢建混凝土连续板尽管现浇钢建混凝土连续板整体性能强，比较经济，但整体性能强，比较经济，但施工进度慢而又需要大量模施工进度慢而又需要大量模板，为便于生产工厂化，施板，为便于生产工厂化，施工机械化，近年来普遍采用工机械化，近年来普遍采用钢筋混凝土预制板。这种板钢筋混凝土预制板。这种板可以按照模数制定若干种规可以按照模数制定若干种规格和尺寸以适应设计要求。格和尺寸以适应设计要求。另外，在设计时也应当按照另外，在设计时也应当按照板的规格来确定平面的轴线板的规格来
6、确定平面的轴线尺寸。尺寸。l图为预制板的铺设情况，两端可放置在墙上，也可以放置在梁上，墙或梁的间距应补超过板的最大允许跨度。短向板短向板钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构承重墙承重墙长向板长向板l放在梁上的为短向放在梁上的为短向板，放在墙上的为板，放在墙上的为长向板。长向板。l短向板一般为短向板一般为3M左左右，长向板一般为右，长向板一般为6M左右。左右。长长向向板板短向板短向板梁梁外墙与内柱承重的结构外墙与内柱承重的结构l某些类型的建筑，由于某些类型的建筑，由于功能要求有较大的室内功能要求有较大的室内空间，不允许在建筑物空间，不允许在建筑物内设置很密的承重墙，内设置很密的承重墙，在这种情况下，就需
7、要在这种情况下，就需要用梁、柱系统来取代内用梁、柱系统来取代内隔墙而承受楼板所传递隔墙而承受楼板所传递的荷载，从而形成了外的荷载，从而形成了外墙内柱承重的结构体系。墙内柱承重的结构体系。楼板楼板梁梁外墙承重外墙承重柱柱外墙承重外墙承重梁梁梁梁梁梁梁梁纵横梁承重纵横梁承重纵梁承重纵梁承重横梁承重横梁承重横梁承重横梁承重l以墙或柱承重的梁板结构以墙或柱承重的梁板结构l框架结构框架结构l大跨度结构大跨度结构l悬挑结构悬挑结构l新型的结构新型的结构木框架结构木框架结构l木材是一种比较理想的建筑木材是一种比较理想的建筑材料，它既可以用来做门、材料，它既可以用来做门、窗、天花、地板，又可以用窗、天花、地板
8、，又可以用来做梁、柱及屋顶结构，古来做梁、柱及屋顶结构，古今中外有许多建筑其主体结今中外有许多建筑其主体结构和装修都是用木材做成的。构和装修都是用木材做成的。由于木材便于加工，富有弹由于木材便于加工，富有弹性和人性，又可以做成各种性和人性，又可以做成各种形式的接榫，因而用它来做形式的接榫，因而用它来做框架不仅制作方便，十分轻框架不仅制作方便，十分轻巧，而且整体性也较强。巧，而且整体性也较强。木框架结构的几种例子木框架结构的几种例子l主要由两片呈A字型的三脚架组成，三脚架的两根斜撑承担全部荷重，下部的水平连梁起拉杆的作用，这种形式的组合稳定性较好，这种形式的框架所形成的内部空间不仅体量较大，而且
9、还呈规则的矩形平面，比较适合于居住的要求。承重的木框架结构与不承重的维护结构的关系承重的木框架结构与不承重的维护结构的关系室内空间可以自由室内空间可以自由灵活地分隔处理灵活地分隔处理设置后墙以防止寒风的设置后墙以防止寒风的侵袭和烈日的暴晒侵袭和烈日的暴晒由于采用了斗由于采用了斗拱，可以使建拱，可以使建筑物出檐深远筑物出檐深远优良的木框架结构，使得其建优良的木框架结构，使得其建筑可以大面积开窗或设置隔扇，筑可以大面积开窗或设置隔扇，可以使室内空间相互连通渗透，可以使室内空间相互连通渗透，特别是把室外空间、庭院、景特别是把室外空间、庭院、景物引入室内，以丰富空间的变物引入室内，以丰富空间的变化。化
10、。钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构l自从钢和混凝土在建筑自从钢和混凝土在建筑中广泛运用后，就出现中广泛运用后，就出现了各种形式的钢筋混凝了各种形式的钢筋混凝土结构。其中尤其是钢土结构。其中尤其是钢筋混图框架结构，不仅筋混图框架结构，不仅强度高，防火性能好，强度高，防火性能好，而且整体性和刚度也较而且整体性和刚度也较强。因而被广泛应用于强。因而被广泛应用于各种类型的建筑。各种类型的建筑。l荷载通过楼板和荷载通过楼板和梁传递到四周的梁传递到四周的柱，然后再由柱柱，然后再由柱传递到基础，基传递到基础，基础则再其传递到础则再其传递到大地。大地。l框架结构的使用，框架结构的使用，使得室内空间布局使得
11、室内空间布局更加灵活多变，上更加灵活多变，上下层的布局几乎可下层的布局几乎可以完全不一样，同以完全不一样，同时，门洞的尺寸也时，门洞的尺寸也可以做得更大、更可以做得更大、更新颖。新颖。l以墙或柱承重的梁板结构以墙或柱承重的梁板结构l框架结构框架结构l大跨度结构大跨度结构l悬挑结构悬挑结构l新型的结构新型的结构桁架结构桁架结构l1、把原来的受弯构件改变为受轴向向力的构建l2、充分利用三角形所具有的刚性特性l基于这两种优点，使得桁架结构能做出大跨度的空间。桁架结构的分类桁架结构的分类简单的三简单的三角形桁架角形桁架中间带拉中间带拉杆的三角杆的三角形桁架形桁架浩式桁架浩式桁架芬式桁架芬式桁架梯形桁架
12、梯形桁架弓形桁架弓形桁架三铰拱式桁三铰拱式桁架架桥式桁架桥式桁架l以墙或柱承重的梁板结构以墙或柱承重的梁板结构l框架结构框架结构l大跨度结构大跨度结构l悬挑结构悬挑结构l新型的结构新型的结构壳体结构壳体结构l壳体结构是一种新型的空间薄壁结构。近代仿壳体结构是一种新型的空间薄壁结构。近代仿生学的发展，启示人们注意到自然界某些动植生学的发展，启示人们注意到自然界某些动植物由于具有合理的外形，从而可以较薄的外壳物由于具有合理的外形，从而可以较薄的外壳而获得很大的强度，这就促使一些工程师努力而获得很大的强度，这就促使一些工程师努力于寻求合理的结构外形，以充分发挥材料的潜于寻求合理的结构外形，以充分发挥
13、材料的潜力。在这个目标的指引下，各种形式的壳体结力。在这个目标的指引下，各种形式的壳体结构就应运而生，并在建筑实践中被广泛地应用。构就应运而生，并在建筑实践中被广泛地应用。壳体结构的类型壳体结构的类型l折壳结构l壳筒结构l双曲面壳体结构l重复组合的双曲面壳结构折壳结构折壳结构l折壳也称折板，是由许多个窄而长的薄板以一定的角度互相连接成为一个整体的空间结构体系。其形式可以分为三角形剖面或梯形剖面、单式或复式、单波或多波、单跨或多跨等以适应不同的平面要求。筒壳结构筒壳结构l筒壳又称单曲面壳，一筒壳又称单曲面壳，一般为圆弧形，也可采用般为圆弧形，也可采用抛物线形。由于单跨多抛物线形。由于单跨多波的组
14、合形式一般适合波的组合形式一般适合于较大跨度的矩形平面，于较大跨度的矩形平面，因而在实践中应用得最因而在实践中应用得最为普遍为普遍。双曲面壳体结构双曲面壳体结构l沿着两个方向都有弯曲变沿着两个方向都有弯曲变化的壳，称之为双曲面壳，化的壳，称之为双曲面壳，扁壳、扭壳、抛物面壳、扁壳、扭壳、抛物面壳、球面壳等均属于双曲面壳。球面壳等均属于双曲面壳。这些壳可单独使用，又可这些壳可单独使用，又可组合在一起使用，形式变组合在一起使用，形式变化极其丰富，无论是对建化极其丰富，无论是对建筑物内部空间还是外部形筑物内部空间还是外部形体处理都有很大的影响。体处理都有很大的影响。重复组合的双曲面壳结构重复组合的双
15、曲面壳结构l双曲面壳结构不仅可以扩大柱网的间距以利于功能要求，同时还可以利用壳体形状的变化来开天窗，以满足通风、采光要求。l以墙或柱承重的梁板结构以墙或柱承重的梁板结构l框架结构框架结构l大跨度结构大跨度结构l悬挑结构悬挑结构l新型的结构新型的结构悬挑结构悬挑结构l为适应近代功能的需要，在出现了钢筋混凝土、为适应近代功能的需要，在出现了钢筋混凝土、钢等具有很强抗弯性能的材料之后，就出现了钢等具有很强抗弯性能的材料之后，就出现了各种形式的悬挑结构各种形式的悬挑结构l特点：可以从支座向外延伸作远距离的悬挑，特点：可以从支座向外延伸作远距离的悬挑，并用以当作屋面来覆盖空间，以适应某些特殊并用以当作屋
16、面来覆盖空间，以适应某些特殊类型建筑的功能要求。类型建筑的功能要求。l以墙或柱承重的梁板结构以墙或柱承重的梁板结构l框架结构框架结构l大跨度结构大跨度结构l悬挑结构悬挑结构l新型的结构新型的结构悬索结构悬索结构l悬索结构是一种新型的大跨度结构。钢作为一种悬索结构是一种新型的大跨度结构。钢作为一种结构材料，在受轴向压力的情况下，先于破损之结构材料，在受轴向压力的情况下，先于破损之前就会变弯，远远发挥不了材料的力学性能，但前就会变弯，远远发挥不了材料的力学性能，但如果用来受拉则可以承受极大地张力。悬索结构如果用来受拉则可以承受极大地张力。悬索结构正式利用这一特点充分发挥钢的极高的抗拉能力，正式利用
17、这一特点充分发挥钢的极高的抗拉能力，从而节省材料、减轻结构自重、加大结构的跨度。从而节省材料、减轻结构自重、加大结构的跨度。受压后易于弯受压后易于弯曲，但受拉时曲，但受拉时却可以承受极却可以承受极大的张力大的张力悬索的分类悬索的分类l单向悬索结构单向悬索结构l轮辐式双层悬索结构轮辐式双层悬索结构l鞍式悬索结构鞍式悬索结构l混合式悬索结构混合式悬索结构l用若干个伞形状组合的混合式悬挂结构用若干个伞形状组合的混合式悬挂结构单向悬索结构单向悬索结构l悬索在受均匀分布荷载后所产生的张力传递给悬索在受均匀分布荷载后所产生的张力传递给立柱，这种张力需要有两个方向的力与之平衡，立柱，这种张力需要有两个方向的
18、力与之平衡，其一是水平拉力，一是垂直的压力。其一是水平拉力，一是垂直的压力。l但是单向悬索结构的稳定性差，在风力的影响但是单向悬索结构的稳定性差，在风力的影响下，难于保持稳定下，难于保持稳定轮辐式双层悬索结构轮辐式双层悬索结构l圆形平面，索分上下圆形平面，索分上下两层，下层索承受屋两层，下层索承受屋顶的全部荷重，故称顶的全部荷重，故称承重索，上层索起稳承重索，上层索起稳定作用，故称稳定索，定作用，故称稳定索，均固定在内外环上，均固定在内外环上，比单向索稳定性强。比单向索稳定性强。稳定索稳定索承重索承重索内环承受张内环承受张力力外环承受压力外环承受压力鞍式悬索结构鞍式悬索结构稳定索受力情况稳定索
19、受力情况承重索受力情况承重索受力情况混合式悬索结构混合式悬索结构l可以充分发挥不可以充分发挥不同材料的力学性同材料的力学性能，以达到经济能，以达到经济有效的目的有效的目的拉索拉索用若干个伞形状组合的混合式悬挂结构用若干个伞形状组合的混合式悬挂结构l用若干个伞状的混合式用若干个伞状的混合式悬挂结构所组成的建筑悬挂结构所组成的建筑空间，并利用其组合的空间，并利用其组合的灵活性开天窗，以满足灵活性开天窗，以满足采光要求。采光要求。网架结构网架结构l网架结构可以用钢、木、钢筋混凝土来做，使网架结构可以用钢、木、钢筋混凝土来做，使用灵活，便于建筑处理，且可获得大跨度的空用灵活，便于建筑处理，且可获得大跨
20、度的空间。间。l网架结构拥有刚性大、变形小，能较大地减轻网架结构拥有刚性大、变形小，能较大地减轻结构自重，节省材料等特点。结构自重，节省材料等特点。帐篷式结构帐篷式结构l帐篷式结构主要又撑杆、拉索、薄膜面层三个帐篷式结构主要又撑杆、拉索、薄膜面层三个部分所组成。部分所组成。l特点：结构简单、重量轻、便于拆迁，适合于特点：结构简单、重量轻、便于拆迁，适合于半永久性建筑的屋顶结构或永久性建筑的遮篷。半永久性建筑的屋顶结构或永久性建筑的遮篷。充气式结构充气式结构l用塑料、涂层织物做成的气囊，充以空气后，利用气囊内外的气压差剪力墙结构剪力墙结构l对于高层建筑来讲，侧对于高层建筑来讲，侧向荷载向荷载-风
21、荷载或地震风荷载或地震的惯性力，常常成为破的惯性力，常常成为破坏建筑的一种不可忽视坏建筑的一种不可忽视的因素。为了调高抗侧的因素。为了调高抗侧向荷载能力，在高层建向荷载能力，在高层建筑中往往以剪力墙结构筑中往往以剪力墙结构体系来取代一般的框架体系来取代一般的框架结构。结构。剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙框架框架剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙井道的围护部分井道的围护部分为剪力墙为剪力墙将楼梯井道做成剪力墙结构是处理高层建将楼梯井道做成剪力墙结构是处理高层建筑水平荷载的一种比较成熟的手法筑水平荷载的一种比较成熟的手法。井筒结构井筒结构l由于剪力墙结构体系使得内部空间分隔极不灵活，因此，近年来部分高层开始采用井筒结构体系，这样既提高了结构的刚度，又为内部空间的分隔提供了较多的灵活性。核心筒体核心筒体外层筒体外层筒体核心筒结构建筑核心筒结构建筑筒中筒结构建筑筒中筒结构建筑框架框架核心筒核心筒中筒中筒连梁连梁外筒外筒The End
