結(jié)構與建筑的關系(建筑設計)

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、結(jié)構與結(jié)構與建筑的關系建筑的關系2 2、建筑結(jié)構、建筑結(jié)構上一張 下一張主 頁退 出建筑設計，包括平、立、剖面圖，在滿足使用要求建筑設計，包括平、立、剖面圖，在滿足使用要求的基礎上，還必須綜合考慮其他各專業(yè)（結(jié)構、電的基礎上，還必須綜合考慮其他各專業(yè)（結(jié)構、電氣、暖通、給排水等）的要求。氣、暖通、給排水等）的要求。結(jié)構與建筑的關系，是一個協(xié)調(diào)與統(tǒng)一的關系。建結(jié)構與建筑的關系，是一個協(xié)調(diào)與統(tǒng)一的關系。建筑設計是統(tǒng)領主體，是在主體上滿足功能要求和形筑設計是統(tǒng)領主體，是在主體上滿足功能要求和形象要求的，結(jié)構設計雖然是配合建筑設計的，但是象要求的，結(jié)構設計雖然是配合建筑設計

2、的，但是有自己的特點。有自己的特點。結(jié)構設計要保證建筑物的安全、使用壽命、能結(jié)構設計要保證建筑物的安全、使用壽命、能夠抵御自然界的地震、臺風等自然災害。夠抵御自然界的地震、臺風等自然災害。所以結(jié)構工程師必須在正確分析外部荷載的基所以結(jié)構工程師必須在正確分析外部荷載的基礎上，經(jīng)過計算，慎重選擇建筑材料和建筑結(jié)礎上，經(jīng)過計算，慎重選擇建筑材料和建筑結(jié)構，確定建筑各個構件的具體尺寸，出具詳細構，確定建筑各個構件的具體尺寸，出具詳細可執(zhí)行的施工文件。以保證建筑物的順利建成?？蓤?zhí)行的施工文件。以保證建筑物的順利建成。 建筑工程師必須懂得一些結(jié)構方面的知識，建筑工程師必須懂得一些結(jié)構方面的知識，有的建筑設

3、計在結(jié)構上不合理，或者在實際施有的建筑設計在結(jié)構上不合理，或者在實際施工中難以實現(xiàn)，必須建筑師與結(jié)構工程師進行工中難以實現(xiàn)，必須建筑師與結(jié)構工程師進行充分和反復的協(xié)商。充分和反復的協(xié)商。墻體承重體系墻體承重體系：生土建筑、砌體結(jié)構；骨架承重體系骨架承重體系：木構架、框架、框剪、剪力墻、筒體、框筒結(jié)構、板拄結(jié)構；鋼框架結(jié)構、拱、剛架、桁架、排架、懸挑結(jié)構；空間結(jié)構體系空間結(jié)構體系：網(wǎng)架、折板、薄殼、懸索、薄膜結(jié)構。（1 1）生土建筑）生土建筑即采用土質(zhì)材料承重。硬山或懸山擱檁，其上有木椽屋蓋系統(tǒng)，將荷載傳給土墻或木柱。優(yōu)點：就地取材、節(jié)約能源、施工方便、造價低廉。缺點：材料強度低、結(jié)構整體性弱、

4、抗震能力差。（2 2）砌體結(jié)構）砌體結(jié)構由塊體和砂漿砌筑而成的墻、拄主要受力構件的結(jié)由塊體和砂漿砌筑而成的墻、拄主要受力構件的結(jié)構。構。優(yōu)點：耐火性好，易于就地取材、隔熱、隔聲性能優(yōu)點：耐火性好，易于就地取材、隔熱、隔聲性能好、構造簡單、造價較低。好、構造簡單、造價較低。缺點：抗拉、彎、剪及抗震性能差。結(jié)構自重大，缺點：抗拉、彎、剪及抗震性能差。結(jié)構自重大，砌筑工作強度大，施工進度慢，空間大小受限制。砌筑工作強度大，施工進度慢，空間大小受限制。適用于層數(shù)不多的一般性建筑。適用于層數(shù)不多的一般性建筑。1 1、木構架結(jié)構、木構架結(jié)構用木材組成的構件作為屋架，墻體承重或木柱承重的形式。有人字叉手構件

5、、抬梁式木構架、穿斗式構架及平頂式構架。優(yōu)點：輕、制造容易缺點: 耐火性能不好以梁、板、拄構成建筑物的骨架，傳遞和支撐建以梁、板、拄構成建筑物的骨架，傳遞和支撐建筑物的全部荷載，墻體僅起分隔和維護作用，房筑物的全部荷載，墻體僅起分隔和維護作用，房間布置靈活。間布置靈活。結(jié)構特征和適用范圍：結(jié)構特征和適用范圍：豎向承重結(jié)構剛度大，在水平荷載下，結(jié)構承載豎向承重結(jié)構剛度大，在水平荷載下，結(jié)構承載力低、剛度小、水平位移大，故稱為柔性結(jié)構體力低、剛度小、水平位移大，故稱為柔性結(jié)構體系。系。在地震烈度較高地區(qū)不宜采用，目前主要用于在地震烈度較高地區(qū)不宜采用，目前主要用于1010層左右住宅樓及辦公樓等。層

6、左右住宅樓及辦公樓等?？蚣芙Y(jié)構框架結(jié)構結(jié)構特征和適用范圍結(jié)構特征和適用范圍：指豎向承重結(jié)構全部由一系列橫向和縱向的鋼筋指豎向承重結(jié)構全部由一系列橫向和縱向的鋼筋砼剪力墻所組成，這種結(jié)構測向剛度大，位移小，砼剪力墻所組成，這種結(jié)構測向剛度大，位移小，稱為剛性結(jié)構體系。平面布置不夠靈活。適合于稱為剛性結(jié)構體系。平面布置不夠靈活。適合于小開間的高層住宅。地震區(qū)的剪力墻結(jié)構一般控小開間的高層住宅。地震區(qū)的剪力墻結(jié)構一般控制在制在3535層，總高層，總高110m110m以內(nèi)，非地震區(qū)可適當放寬。以內(nèi)，非地震區(qū)可適當放寬。剪力墻施工剪力墻施工結(jié)構特征和適用范圍結(jié)構特征和適用范圍：在框架結(jié)構中適當布置能抵抗

7、水平推力的墻體，并在框架結(jié)構中適當布置能抵抗水平推力的墻體，并使框架拄樓板有可靠連接而形成的結(jié)構體系。房間使框架拄樓板有可靠連接而形成的結(jié)構體系。房間的豎向荷載由剪力墻和框架結(jié)構共同承擔，而水平的豎向荷載由剪力墻和框架結(jié)構共同承擔，而水平荷載主要由剛度較大的剪力墻來承擔。在我國一般荷載主要由剛度較大的剪力墻來承擔。在我國一般適用于適用于2525層以下的建筑，總高度在層以下的建筑，總高度在90m90m以內(nèi)。以內(nèi)。在這類結(jié)構中，如何合理布置剪力墻的位置，數(shù)量在這類結(jié)構中，如何合理布置剪力墻的位置，數(shù)量及間距對受力、變形及經(jīng)濟性有很大影響。及間距對受力、變形及經(jīng)濟性有很大影響?？蚣芗袅Y(jié)構框架剪力

8、墻結(jié)構框架剪力墻結(jié)構框架剪力墻結(jié)構結(jié)構特征和適用范圍結(jié)構特征和適用范圍：是指由一個或幾個筒體作為豎向結(jié)構，并以各層樓是指由一個或幾個筒體作為豎向結(jié)構，并以各層樓板將井筒四壁相互連接起來，形成一個空間構架的板將井筒四壁相互連接起來，形成一個空間構架的高層房屋結(jié)構體系。筒體結(jié)構比單片框架或剪力墻高層房屋結(jié)構體系。筒體結(jié)構比單片框架或剪力墻的空間剛度大的多，在水平荷載作用下，整個筒體的空間剛度大的多，在水平荷載作用下，整個筒體就像一個粗壯的拔地而起的懸臂梁把水平力傳至地就像一個粗壯的拔地而起的懸臂梁把水平力傳至地面。筒體結(jié)構不僅能承受豎向荷載，而且能承受很面。筒體結(jié)構不僅能承受豎向荷載，而且能承受很

9、大的水平荷載。另外，筒體結(jié)構所構成的內(nèi)部空間大的水平荷載。另外，筒體結(jié)構所構成的內(nèi)部空間較大，建筑平面布局靈活。筒體結(jié)構適用于超高層較大，建筑平面布局靈活。筒體結(jié)構適用于超高層建筑，尤其在地震區(qū)更能顯示其優(yōu)越性。建筑，尤其在地震區(qū)更能顯示其優(yōu)越性。美國芝加哥西爾斯大廈美國芝加哥西爾斯大廈1974年建年建110層采用鋼束層采用鋼束筒結(jié)構筒結(jié)構。結(jié)構特征和適用范圍：結(jié)構特征和適用范圍：有若干個框架與筒體共同組成的結(jié)構體系。其中有若干個框架與筒體共同組成的結(jié)構體系。其中筒體主要承擔水平荷載?？蚣苤饕袚Q向荷載，筒體主要承擔水平荷載。框架主要承擔豎向荷載，這種結(jié)構體系兼有框架結(jié)構和筒體結(jié)構的優(yōu)點，這

10、種結(jié)構體系兼有框架結(jié)構和筒體結(jié)構的優(yōu)點，建筑平面布置靈活，便于設置大房間，又具有較建筑平面布置靈活，便于設置大房間，又具有較大的測向剛度和水平承載力，因此得到廣泛應用。大的測向剛度和水平承載力，因此得到廣泛應用?？蛲步Y(jié)構與框架框筒結(jié)構與框架- -筒體結(jié)構的區(qū)別：筒體結(jié)構的區(qū)別：框筒結(jié)構是純筒體結(jié)構，屬于外筒內(nèi)框架?？蚣芸蛲步Y(jié)構是純筒體結(jié)構，屬于外筒內(nèi)框架。框架- -筒體結(jié)構是框架與筒體的結(jié)合，屬于內(nèi)筒外框架筒體結(jié)構是框架與筒體的結(jié)合，屬于內(nèi)筒外框架結(jié)構。結(jié)構。由樓板、拄等構件組成，承受豎向及水平荷載的由樓板、拄等構件組成，承受豎向及水平荷載的空間結(jié)構體系，也可稱為無梁樓蓋。板拄結(jié)構除空間結(jié)構體

11、系，也可稱為無梁樓蓋。板拄結(jié)構除了有框架結(jié)構的優(yōu)點外，結(jié)構高度小，增大了結(jié)了有框架結(jié)構的優(yōu)點外，結(jié)構高度小，增大了結(jié)構凈空，但樓板較厚，用材料較多。構凈空，但樓板較厚，用材料較多。承受水平荷載的能力較差，使用時，宜在建筑物承受水平荷載的能力較差，使用時，宜在建筑物中布置適量減力墻，作出樓梯間或電梯間抵抗水中布置適量減力墻，作出樓梯間或電梯間抵抗水平荷載。平荷載。筒體平面形狀及結(jié)構類型筒體平面形狀及結(jié)構類型12461、2、框架-筒體 3、框筒結(jié)構 5、成束筒結(jié)構4、6、多邊形筒中筒 3 5結(jié)構特征和適用范圍：結(jié)構特征和適用范圍：普通鋼結(jié)構是主要的建筑結(jié)構類型之一。它的工業(yè)化程度高，工作性能可靠，

12、結(jié)構自重輕，在工程中得到了廣泛的應用。有一下特點：1）、強度高截面小，運輸裝拆方便；2）材料的均勻性和同向性好，符合一般工程力學的基本規(guī)定，應力計算比較可靠；3）材料的可焊性好，可簡化制造工藝；4）耐火性和耐腐蝕性差，維護費用較高；1、重型車間的承重骨架；2、受動力荷載影響的結(jié)構；3、高聳結(jié)構；4、超高層建筑中。鋼結(jié)構的連接方式：1、焊接2、鉚接3、普通螺栓和高強螺栓連接結(jié)構特征和適用范圍：結(jié)構特征和適用范圍：是橫梁和拄以整體連接方式構成的一種門形結(jié)構。在豎向荷載作用下拄對梁有約束作用，因而能減少梁的跨中彎矩；同樣在水平荷載下梁對拄也有約束作用，能減少拄內(nèi)的彎矩。剛架結(jié)構比屋架和拄組成的排架結(jié)

13、構輕巧，可節(jié)省鋼材和水泥。一般用于體育館、禮堂、食堂、菜場等大空間的民用建筑。也可用于工業(yè)建筑，但剛架的剛度較差，當?shù)踯嚻鹬亓砍^100kN時不宜使用。當建筑物跨度較大，（超過當建筑物跨度較大，（超過30m30m）平面形狀為矩形）平面形狀為矩形和其他形狀時，還可采用各種形式的空間結(jié)構，由和其他形狀時，還可采用各種形式的空間結(jié)構，由于空間結(jié)構更好的發(fā)揮了材料的力學性能，因此常于空間結(jié)構更好的發(fā)揮了材料的力學性能，因此常能取得較好的經(jīng)濟效果，并使建筑物的形象具有一能取得較好的經(jīng)濟效果，并使建筑物的形象具有一定的表現(xiàn)力?？臻g結(jié)構系統(tǒng)包括各種形狀的網(wǎng)架結(jié)定的表現(xiàn)力?？臻g結(jié)構系統(tǒng)包括各種形狀的網(wǎng)架結(jié)構、

14、折板結(jié)構、薄殼結(jié)構、懸索結(jié)構、帳篷薄膜結(jié)構、折板結(jié)構、薄殼結(jié)構、懸索結(jié)構、帳篷薄膜結(jié)構、充氣薄膜結(jié)構等。構、充氣薄膜結(jié)構等。（1 1）結(jié)構特征和適用范圍）結(jié)構特征和適用范圍：是由很多桿件以一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構，具有以下優(yōu)點：1）、桿間之間相互起支撐作用，形成多向受力的空間結(jié)構故其整體性強、穩(wěn)定性好。2）當荷載作用于網(wǎng)架各節(jié)點時，桿件主要承受軸向力，故能充分利用材料的強度。3）網(wǎng)架結(jié)構占高度小，增大空間。4）桿件規(guī)格統(tǒng)一，便于工廠化生產(chǎn)。5) 形式多樣，可創(chuàng)造豐富多彩的建筑形式。按其外形分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架。按建筑造材料可分為鋼網(wǎng)架、木網(wǎng)架、鋼筋混凝土網(wǎng)架，單層網(wǎng)架和雙層網(wǎng)架；按網(wǎng)架本身的構

15、造又可分為單層網(wǎng)架或雙層網(wǎng)架。平板網(wǎng)架多采用鋼管和角鋼制作，曲面網(wǎng)架可采用木、鋼、鋼筋砼。平板網(wǎng)架自身不產(chǎn)生推力，支座為簡支，構造比較簡單。曲面網(wǎng)架多數(shù)是由推力的結(jié)構，支座條件比較復雜，但外形美觀建筑造型獨具特色。我國在我國在5 5世紀就已建造了懸索橋梁，跨度達世紀就已建造了懸索橋梁，跨度達104m104m的大渡河瀘定橋就是著名的鐵索橋?qū)嵗?。的大渡河瀘定橋就是著名的鐵索橋?qū)嵗?050年代以年代以后，由于高強鋼絲的出現(xiàn)國外開始用懸索結(jié)構來建后，由于高強鋼絲的出現(xiàn)國外開始用懸索結(jié)構來建造大跨度建筑的屋頂。造大跨度建筑的屋頂。懸索結(jié)構由索網(wǎng)、邊緣構件和下部支撐結(jié)構三部分懸索結(jié)構由索網(wǎng)、邊緣構件和下

16、部支撐結(jié)構三部分組成。索網(wǎng)只能承受軸向拉力，它通過錨固件固定組成。索網(wǎng)只能承受軸向拉力，它通過錨固件固定在邊緣構件上。根據(jù)不同的建筑形式要求，邊緣構在邊緣構件上。根據(jù)不同的建筑形式要求，邊緣構件可以采用梁、桁架、拱等結(jié)構形式，他們必須具件可以采用梁、桁架、拱等結(jié)構形式，他們必須具有足夠的剛度，以承受索網(wǎng)的拉力，懸索的下部支有足夠的剛度，以承受索網(wǎng)的拉力，懸索的下部支撐結(jié)構一般是受壓體，常采用柱子。撐結(jié)構一般是受壓體，常采用柱子。是利用骨架、網(wǎng)索將各種現(xiàn)代薄膜材料繃緊形成建筑空間的一種結(jié)構，它的歷史僅有幾十年，是在懸索結(jié)構的基礎上發(fā)展起來的。它的主要優(yōu)點是：輕巧柔軟、采光好、生材料、構造簡單、安裝方便。易出現(xiàn)的弊病是：抗風能力差而易失去穩(wěn)定，設計時必須合理選擇拉索的支點、曲率和預應力值。充氣薄膜結(jié)構是利用薄膜材料制成氣囊，充氣后形成建筑空間，并承受外力。它在任何情況下都必須處于受拉狀態(tài)才能保持結(jié)構的穩(wěn)定。兼有承重和維護雙重功能，故大大減輕了建筑構造，薄膜充氣后均勻受拉，能充分發(fā)揮材料的力學性能。復習與思考：1、框剪結(jié)構是如何分配荷載的？2、筒體結(jié)構的主要特點是什么？3、鋼結(jié)構的優(yōu)缺點各是什么？4、網(wǎng)架結(jié)構按其外形分為那兩種網(wǎng)架？5、懸索結(jié)構的主要組成部分是什么？1、注意 制圖