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1、第三篇 常用结构体系所适用的建筑类型,第1章 墙体承重结构所适用的建筑类型,第1章 墙体承重结构所适用的建筑类型,墙体承重结构体系以部分或全部建筑外墙以及若干固定不变的建筑内墙作为垂直支承系统的一种体系,墙体材料的来源丰富，施工方便，对建筑平面的适应性强，因此大量应用于低层和多层的民用建筑，特别是住宅、旅馆、学校、幼托、办公用房和一些小型商业用房、工业厂房、诊疗所等,预制装配式的建筑平面相对较为规整，往往以横墙承重居多，使用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、旅馆、住宅、办公等建筑的要求 ；(工业化生产)现浇的往往大量应用于高层建筑，特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中,横墙承重的方
2、式在纵方向可以获得较大的开窗面积，易得到较好的采光条件，但平面较呆板,纵墙承重的方式可减少横墙的数量，对开放室内空间有一定的好处，但其整体刚度往往不如横墙承重的方案好，纵向开窗面积也受到限制，所以在高烈度地震区应慎重对待,纵、横墙混合承重的方案除应有一定数量的纵墙及横墙拉齐以加强建筑物的刚度、满足抗震的要求外 ，其墙体的布置相对较为自由，在平面组合方面可获得交通组织的方便并能够形成较好的采光和通风的条件，尤其适用于民用住宅,砌体墙承重,横墙承重,纵墙承重,纵横墙承重,砖石结构的住宅和小型旅馆,砖墙承重的混合结构多层学生宿舍,砌块墙承重的混合结构实验楼,某混合结构的多层教学楼,钢筋混凝土墙承重系
3、统,预制装配式的建筑平面相对较为规整，往往以横墙承重居多，使用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、旅馆、住宅、办公等建筑的要求 ；(工业化生产),板材装配式建筑,钢筋混凝土墙承重系统,钢筋混凝土墙承重系统,1967年蒙特利尔世界博览会展出的预制装配式盒子住宅,现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层住宅楼,钢筋混凝土墙承重系统,现浇的往往大量应用于高层建筑，特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中,现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层办公楼,钢筋混凝土墙承重系统,钢筋混凝土墙承重系统,短肢剪力墙的体系较之长肢的剪力墙体系更能够增加建筑空间在使用过程中变动的可能性,第2章 骨架结构体系所适用的建筑类型,第
4、2章 骨架结构体系所适用的建筑类型,骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活,柱网需要有对位关系，平面不宜转折过多，对于建筑布局的灵活性的意义主要还是体现在那些内部需要较多的大空间,萨伏伊别墅,多层框架结构,框架结构建筑的特点：由于墙体不用承重，故可以创造开敞的空间，且作为围护分隔
5、的墙体可以根据各个楼层的不同需要设置，无需上下对齐,一层平面,二层平面,框架结构支承系统,多层框架结构,萨伏伊别墅位于巴黎郊区，1928年设计，1930年完工。在1926年出版的建筑五要素中，柯布西耶曾提出了新建筑的“五要素”，它们是：1、底层的独立支柱；2、屋顶花园；3、自由平面；4、自由立面；5、横向长窗。萨伏伊别墅正是勒柯布西耶提出的这“五要素”的具体体现，甚至可以说是最为恰当的范例，对建立和宣传现代主义建筑风格影响很大。,钢筋混凝土框架结构,多层框架结构,钢筋混凝土框架支承的大型体育馆的看台下部室内空间,框架结构建筑的围护及分隔墙体的选材及布置,第2章 骨架结构体系所适用的建筑类型,骨
6、架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活,框剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方面的需要外，如能与建筑空间的布置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的适当变形，可以造成丰富的建筑体型,广东国际大厦63层，200m，钢筋混凝土内筒外筒由钢骨混凝土和钢
7、柱组成,筒体结构体系,西尔斯大厦，1974年建成，443m，110层（美国芝加哥）,加强桁架,第2章 骨架结构体系所适用的建筑类型,骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活,板底平整，可降低层高，且内部空间分隔不受梁的影响。适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等,以
8、接近正方形的双向板为最合理，均布荷载合适的建筑物,概念：楼盖平板（或者双向密肋板）直接支承在柱子上，而不设主梁和次梁，楼面荷载直接通过柱子传到基础。,优点：简化传力路径，扩大楼面净空直接获得平整的顶棚，采光、通风、卫生都较好，施工时模板也较少缺点：楼板厚度大，混凝土及钢筋用量较大,无梁楼盖结构,无梁楼盖的分类,1）无柱帽无梁楼盖。经济适用跨度：混凝土4.5-7.2m,预应力混凝土7.2-10.5m。,无梁楼盖结构,2）有柱帽无梁楼盖。柱帽的作用是提高板柱节点受冲切承载力并减小板的计算跨度。,无梁楼盖结构,无梁楼盖的分类,伞状结构的无梁楼盖,3）双向密肋楼盖。经济适用跨度：混凝土9-12m,预应
9、力混凝土12-21m。,无梁楼盖结构,无梁楼盖的分类,第2章 骨架结构体系所适用的建筑类型,骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活,在结构上属于平面受力体系，可以通过改变排列方式或平面尺寸适应较活泼的建筑平面和体型；还可以结合空间结构屋盖系统覆盖大空间,单层骨架结构梁柱之间为刚性
10、连接的是刚架，属于平面受力体系平面外的刚度较小，适用于跨度不是太大（钢筋混凝土18m），檐口高度不是太高（钢筋混凝土10m）的内部空旷的单层建筑,钢制刚架结构的飞机库,钢制刚架结构的玻璃暖房,46,拱:以轴向受压为主的结构；材料：砼、砖、石等。,梁和柱在平面内按照某一曲率成为连续的弯曲构件时，就形成了拱。受力情况以轴力为主，比刚架更能充分发挥材料的性能,筒形拱到交叉拱,最简单的拱形结构三角拱也要比梁跨越更大的空间,拱形筒比三角拱更加优越，但是水平推力大,交叉拱把重力和水平推力集中于四角，解放四壁,拱券在早期建筑中的应用,拱券结构的住宅室内,拱在体育建筑及展示空间中的应用,57,德国某建筑入口处
11、钢拱,58,大拱门（卓罗山通讯塔）：位于密西西比河畔圣路易斯市，高192米，呈倒U字形，使用886吨不锈钢建成。整个拱体就像一个三棱镜那样，是一个三面体，它的周边即使让个人合抱也抱不过来。拱体的外壳是用两层不锈钢板夹钢筋混凝土拼砌而成的，而拱体内部却是空心的，里面有电梯，可以乘坐它到达拱顶眺望。 设计：沙里宁 竣工时间：1965年10月,59,60,61,上海卢浦大桥,工程概况：2003年6月建成通车。跨度550m。全长3900米，主桥长750米，主桥面宽28.7米，桥下净高46米 。总设计师：林元培,62,重庆朝天门长江大桥,2009年4月通车，钢结构拱桥，主跨长552米，全长1741米。,
12、63,新河峡谷拱桥NEW RIVER GORGE BRIDGE,位于美国西弗吉尼亚州，横跨卡诺瓦河（新河），是一座铁质拱桥。桥体长924米，跨径518米，桥面高出峡谷267米，在1977年桥梁建成时，它是世界上桥面高度最高的行车桥。,64,65,66,悉尼歌剧院,4.5 拱式结构的工程实例,第2章 骨架结构体系所适用的建筑类型,骨架结构体系对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此
13、较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活,屋架等与柱子之间铰接，能够承受大型的起重设备运行时所产生的动荷载,排架,排架,排架结构某单层厂房室内,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式,自然界某些动植物的种子外壳、蛋壳、贝壳，可以说是天然的薄壳结构，它们的外形符合力学原理，以最少的材料获得坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。 以蛋壳为例，鸡蛋的横径在4厘米左右，蛋壳厚度只有0.38毫米，二者的比值接近1:105。这么薄
14、的蛋壳，简直不堪一击。然而，蛋壳的形状可以影响它的受力，凸出向外的曲面能把力均匀散开。特别是当它均匀受力时，抗压性就更大了，远不是看上去的那么脆弱。可见薄壳结构运用到大跨度建筑中，能够达到满应力设计准则的要求。人们从这些天然壳体中受到启发，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，创造出各种形式的薄壳结构。建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构（学术上把满足t/R1/20的壳体定义为薄壳）。,壳体结构的强度和刚度主要是利用其几何形状的合理性，而不是以增大其结构截面尺寸取得的，这是薄壳结构与拱式结构相似之处。,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而
15、结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式,属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。对建筑而言，结构本身就形成了“面”，而且可以切削,罗马小体育宫,折板薄壳结构建筑,某折板结构水泵房 （外景）,某折板结构水泵房 （内景）,美国混凝土协会（ACI）折板结构屋盖,巴黎国家工业与技术中心陈列馆,美国麻省理工学院（MIT）礼堂（球壳平面为正三角形）,1.屋顶为球面薄壳，薄壳曲面由1/8球面构成，是由三个与水平面夹角相等且通过球心的大圆从球面上切割的2.平面形状为48m*41.5m的曲边三角形3.壳面荷载通过薄壳的三个边传至支座。,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,空间结构支承系统各向受力，可以较
16、为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式,由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成，可以分为平板网架和网壳两种。网架空间整体性好。平板网架杆件正交、斜交后可以形成不同的平面形状，使用相当灵活。在需要时结构杆件可以暴露,网架结构的定义 空间网架结构是由多根杆件根据建筑体型的要求，按照一定规律进行布置，通过节点连接起来的三维空间铰接杆系结构。 网架结构根据外形可分为平板网架和曲面网架，平板网架称为网架，曲面网架称为网壳。,网架结构的应用范围1.体育建筑 2.公共建筑 3.单层工业厂房4.飞机库 5.加油站 6.收费站 7.其它,95,网架结构的工程实例,网架结构的
17、工程实例,网架结构的工程实例,网壳相当于格构化的薄壳，但由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重要小得多，除了用作大空间的顶盖外，还可以整体化地围合空间,由网架结构覆盖的音乐厅,由网架结构覆盖的交通空间,空间网架在建筑物入口处的运用,曲面网架的大型展示空间及运动馆,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式,用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。对于建筑而言，由于拉索显示出柔韧的状态，使得结构形
18、式轻巧且具有动感,悬索结构的形成,蜘蛛网也许是世界上最有效的张拉索结构。它个充分利用了蜘蛛丝很高的抗拉强度，结构合理、自重轻、承载力大。 猎物的挣扎以及冷凝雾水的重力等一般都不能把它扯坏。 自然界的许多结构是很值得我们学习的。这就是仿生学。,悬索结构的形成,定义悬索结构基本组成,悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件所组成。拉索一般采用高强钢丝组成的钢铰线、钢丝绳或钢丝束；边缘构件和下部支承构件则常为钢筋混凝土结构。,悬索结构的实例,现存最早的悬索桥四川泸定桥,悬索结构的实例,南京长江三桥,2005年10月建成通车，跨江大桥长4.744km，主桥采用主跨648m的双塔钢箱梁斜拉桥，桥塔采用钢
19、结构，为国内第一座钢塔斜拉桥，也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。,悬索结构的实例,浙江黄龙体育中心主体育场,观众席上部建有双塔斜拉索悬吊式挑蓬，气势雄伟壮观。结构上首次将斜拉桥的结构概念用于体育场的挑蓬结构，为斜拉网壳挑蓬式，由塔、斜拉索、内环梁、网壳、外环梁和稳定索组成。网壳结构支撑于钢箱形内环梁和预应力钢筋混凝土外环梁上，通过斜拉锁悬挂在两端的吊塔上。吊塔为85m高的预应力混凝土通体结构，筒体外侧施加预应力，,悬索结构的实例,美国华盛顿DULLES机场,美国华盛顿DULLES 机场，是现代主义者芬兰建筑师Eero Saarinen设计，1962 年建造的。屋盖为平行布置的悬索结构。机场的柱
20、子是向外倾斜的。索拉紧外倾的柱子，在自重和屋面载荷下自然下垂成悬链状。在柱子之间，有倾斜的梁板，这个板状梁倾斜方向是沿着索的方向的。其外侧形成屋檐的形状。内侧承受屋面索的拉力。,华盛顿杜勒斯机场候机楼,悬索结构的实例,南京站,南京站始建于1968年9月。2002年在原址改建，新站房改建工程总投资3.5亿元，历时三年，于2005年9月1日投入试运行。新建成的站房外型采用法国AREP公司的设计方案，内部功能采用铁道第四勘察设计院的设计方案。车站站房采用桅杆斜拉索悬挂结构，用18根桅杆（钢管混凝土构件）支撑起横向钢梁。,悬索结构的实例,悬索结构的实例,屋盖用悬索结构的冰球馆,悬索结构屋面覆盖的世博会
21、展厅,某展示厅（意大利）,日本代代木体育馆,慕尼黑奥林匹克体育场,慕尼黑奥林匹克体育场,慕尼黑奥林匹克体育场,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式,在本质上也是受拉构件。像薄壳一样，兼有承重和围护的双重功能。其张拉力来源于充气或者用桅杆、拱、拉索等构件来将膜绷紧。由于这些构件灵活的布置形式以及膜本身轻柔的外表，在城市室外空间小品中也常应用,体育场张拉膜结构顶盖,可以想象把索网结构的索细化加密，直到交织成一张薄膜,佐治亚穹顶,张拉膜结构的连廊,张拉膜结构的展示空间,某体育场由半透明的充气膜结构覆
22、盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色,安联体育场 慕尼黑，赫尔佐格德梅隆,充气膜结构的植物园穹顶,膜结构的空间研究大楼,膜结构工程实例,丹佛国际机场,膜结构工程实例,丹佛国际机场,膜结构工程实例,丹佛国际机场,美国明尼阿波利斯的大城市穹顶,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式,按照建筑设计的要求及材料、结构功能的合理性，以多种形式混合使用,雷诺汽车中心悬索与屋面钢梁混合使用,上海八万人体育馆变截面柱、悬臂桁架及张拉膜的混合使用,第3章 空间结构体系所适用的建筑类型,空间结构支承系统各向受力，
23、可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式, 各种空间结构类型比起其它平面类型的结构形式来，除了在发挥材料性能、减少结构自重、增加覆盖面积方面的优势外，其形状的富于变化以及支座形式的灵活选用及灵活布置，对建筑空间以及建筑形态的构成无疑都有着积极的意义,空间结构支承系统不但适用于各种民用和工业建筑的单体，而且可以应用于建筑物的局部，特别是建筑物体型变化的关节点、各部分交接的连接处以及局部需要大空间的地方。这些部分要么是垂直承重构件的布置需兼顾被连接部分的结构特征，或者需要局部减少垂直构件的数量以得到较大的使用空间；要么是在建筑方面需要形成较为活跃的元素，希望能够在这个位置上有较为活泼的建筑体型,空间结构体系在各种建筑类型上面的应用,空间结构体系在建筑物“关节”点及顶层大空间上的应用,各结构体系的实用层数,
