1、一、建筑结构的定义建筑结构 建筑中由若干构件连接而成的能承受“作用”的平面或空间体系。注： “作用” 能使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝等）的各种原因的总称。分为： （1）直接作用 即荷载：如结构自重、人群荷载、风荷载等； （2） 间接作用：如地震、基础沉降、温度变化等。,二、建筑结构的组成1. 水平构件：梁、板等，用以承受竖向荷载。2. 竖向构件：柱、墙等，其作用是支承水平构件或承受水平荷载。3. 基础：其作用是将建筑物承受的荷载传至地基。,1.1 建筑和结构的关系,建筑和结构的统一体即建筑物 特质：安全性、适用性、耐久性取决于结构使用性、美学性取决于建筑,1.2 建筑结构的基本要求,
2、建筑结构的基本要求是：,1、平衡；,3、承载能力；,2、稳定；,4、适用；,5、经济；,6、美观。,（一）建筑结构按承重结构所用的材料不同分类,木结构,钢结构,砌体结构,混凝土结构,1.3 建筑结构的分类,1. 混凝土结构 （1）混凝土结构的概念素混凝土结构混凝土结构 钢筋混凝土结构预应力混凝土结构,第一章 绪论,素混凝土结构（Plain Concrete),Foundation,Masonry wall,素混凝土结构是指不配置任何钢材的混凝土结构。,第一章 绪论,钢筋混凝土结构（Reinforced Concrete Structure),Reinforcement,Stirrup,Supp
3、ort,钢筋混凝土结构是指用钢筋作为配筋的普通混凝土结构,图0-1a、b,钢筋混凝土结构是指用钢筋作为配筋的普通混凝土结构、图0-1为常见钢筋混凝土结构和构件的配筋实例.,第一章 绪论,预应力混凝土结构（Pre-stressed Concrete Structure),Pre-stress rebar,Concrete,Hollow tube,Pre-stressed concrete hollow floor,12,1）就地取材； 2）耐久性好； 3）整体性好； 4）可模性好； 5）耐火性好； 6）刚度大，承载力较高,1）自重大； 2）抗裂性能差； 3）现浇结构模板用量大； 4）工期长等等。
4、,（2）钢筋混凝土结构的特点,主要优点：,主要缺点：,2. 砌体结构（1）概念,由块体（砖、石材、砌块）和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。,（2）特点主要优点：1）取材方便，造价低廉；2）具有良好的耐火性及耐久性；3）具有良好的保温、隔热、隔音性能，节能效果好；4）施工简单，技术容易掌握和普及，也不需要特殊的设备。主要缺点：自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大。,以钢材为主制作的结构 。,3. 钢结构,（1）概念,（2）特点 主要优点： 1）材料强度高，塑性和韧性好，自重轻，材质均匀； 2）便于工厂生产和机械化施工，便于拆卸，施工工期短； 3）具有优越的抗震性
5、能； 4）无污染、可再生、节能、安全，符合建筑可持续发展的原则，可以说钢结构的发展是21世纪建筑文明的体现。,主要缺点：易腐蚀，需经常油漆维护，故维护费用较高；钢结构的耐火性差，当温度达到250时，钢结构的材质将会发生较大变化；当温度达到500时，结构会瞬间崩溃，完全丧失承载能力。,4.木结构 （1）概念 指全部或大部分用木材制作的结构。,（2）特点主要优点：易于就地取材，制作简单，对环境污染小，木材材质轻、强度较大、可再生、可回收。主要缺点：易燃、易腐蚀、变形大，并且木材使用受到 国家严格限制。,（二）按受力和构造特点分类,其他形式的结构,剪力墙结构,框架结构,混合结构,排架结构,1、混合结
6、构 混合结构的楼、屋盖一般采用钢筋混凝土结构构件，而墙体及基础等采用砌体结构。,2、排架结构 排架结构的承重体系是屋面横梁（屋架或屋面大梁）和柱及基础，主要用于单层工业厂房。,单层工业厂房排架结构,3、框架结构 框架结构由横梁、柱和基础组成主要承重体系。,4、剪力墙结构 剪力墙与钢筋混凝土楼、屋盖整体连接，形成剪力墙结构。,5、其他形式的结构,（一）多层和高层房屋结构 层数10层，或高度28m高层房屋结构 层数9层多层房屋结构 主要承重结构体系有：混合结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系。,1.4 建筑结构选型,1、混合结构体系 （1）多层房屋的层数和高度限值（表1-1）； （2）层高和房屋
7、最大高宽比（表1-2）； （3）纵横墙布置：在进行结构布置时应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重方案，纵横墙的布置宜均匀对称。,2、框架结构体系布置形式：横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框架共同承重。结构形式：全框架结构、内框架砖房、底部框架上部砖房。 在水平荷载作用下，框架的整体变形为剪切型。,框架结构,框架结构,3、剪力墙结构体系,剪力墙的类型分为以下四类：整体剪力墙整体小开口剪力墙双肢及多肢剪力墙壁式框架,整截面剪力墙,（不开洞或开洞面积不大于15%的墙）,整截面剪力墙,整体小开口剪力墙 （开洞面积大于15%，但仍较小的墙）,双肢及多肢剪力墙 （开口较大、洞口成列布置的剪力墙 ）,壁式框
8、架 洞口尺寸大，连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙,（1）框架剪力墙结构 在框架的适当位置设置剪力墙，剪力墙宜贯通房屋全高。,（2）剪力墙结构 当纵横交叉的房屋墙体都由剪力墙组成。 适用于40层以下高层旅馆、住宅等房屋。,图5-5 框架-剪力墙体系,框架-剪力墙体系,当高层剪力墙结构的底部要求有较大空间时，可将底部一层或几层部份剪力墙设计为框支剪力墙，形成部份框支剪力墙体系。部分框支剪力墙结构属竖向不规则结构，上、下层不同结构的内力和变形通过转换层传递，抗震性能较差，能用于9度以下的地区的建筑。,图5-4 部份框支剪力墙体系,（3）筒体结构 将房屋的剪力墙集中到房屋的外部或内部形成一个竖向、封
9、闭箱体时，可大大增强房屋的整体空间受力性能和抗侧移能力，这种封闭的箱体成为筒体结构。,图5-7 几种筒体结构透视图 （a）核心筒结构 （b）筒中筒结构 （c）成束筒结构,4、高层房屋结构布置要点 （1）平面宜简单、规则、对称，尽量减少偏向；平面长度不宜过长，注意长宽比限值。 （2）结构竖向体型力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内缩。 （3）结构沿数相符的侧移刚度变化宜均匀。,（二）单层大跨度房屋结构 1、钢筋混凝土单层厂房结构 （1)排架结构,（2）刚架结构,（3）拱结构 拱是以承受轴压力为主的结构。,无铰拱,三铰拱,2、其他型式的结构 （1)薄壳结构 薄壳结构是一种以受压为主的空间受力曲面结
10、构。其曲面厚度很薄，不致产生明显的弯曲应力，但可以承受曲面内的轴力和剪力。,旋转曲面：平面曲线绕竖轴旋转而成,平移曲面 一竖向曲线（母线）沿另一曲线（导线）平行移动时所形成的曲面。,椭圆抛物面,双曲抛物面,双曲扁壳结构,华南理工大学新校区体育馆：总建筑面积12377平方米，设有坐席5000个，将作为大型运动会的乒乓球比赛馆。在造型设计上，由四个扭壳组合而成的反曲屋面呈现出流畅的造型和蓬勃向上的生命力。,广州大学体育馆：总建筑面积为8160平方米，设有坐席4000个，可在大型运动会上作为篮球比赛主馆。体育馆造型设计新颖简洁，屋顶为弧形网架结构，外墙面为素混土，与淡蓝色玻璃窗相衬，朴实大方。,直纹
11、曲面,华南师范大学体育馆：建筑面积为11105平方米，设坐席约5000个，作为大型运动会的羽毛球单项比赛场地，并可作为全国大型活动闭幕式场馆。游泳馆建筑面积8101平方米，坐席为4737个。,（2)网架结构网架结构是由平面桁架发展起来的一种空间受力体系。,平面网架结构,平面网架结构,（3)悬索结构悬索结构包括索网、侧边构件及下部支承结构。广泛应用于桥梁工程及大跨度建筑物。,（4）折板结构 折板结构可视为柱面壳的曲线由内接多边形代替的结构。折板的截面形式可以多种多样。折板厚度一般不大于100mm，板宽不大于3m，折板高度（含侧边构件）一般不小于跨度的1/10.,成吉思汗博物馆：建筑面积为1.2万平方米，屋面结构长193.7m，宽94.4m，高36.5m，屋面展开面积为18390平方米。屋盖采用管桁架+焊接球节点网架组成的折板壳结构。,广东药学院体育馆：总建筑面积9786平方米，固定坐席约3008个，活动坐席为2006个，作为大型运动会健美操比赛主馆。主馆屋顶的造型上，采用富于动感的折面形式，从东西两旁看去，展现出一条富于韵律的折线。,
