建筑结构选型（精） .ppt

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1、建筑结构选型绪 论 结构对于建筑的意义 建筑结构选型的原则 建筑结构的组成与分类 建筑结构选型实例分析 结构如同建筑的骨骼，要承受各种力的作用，形成支撑体系，是建筑物赖以存在的物质基础；通过满足技术要求来满足建筑的使用功能；形成特定的建筑造型；结构科学的进步推动着建筑的发展，一部建筑史也是一部建筑结构发展史。一、结构对于建筑的意义 建筑结构与建筑设计的关系（一）建筑结构是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容，是保证房屋安全的重要手段。建筑结构的型式是为了满足建筑功能要求，为创造建筑的美而服务。建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种。建筑结构与建筑设计的关系（二）建筑结构是解决支

2、撑体系问题，处于服务地位，由注册结构师完成。建筑设计是解决功能、适用和美观的问题，处于先行与主导地位，由注册建筑师完成。建筑设计必须和建筑结构有机结合起来，只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性，富有建筑的个性。二、建筑结构选型的原则 在建筑设计中，空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结在建筑设计中，空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结构选型。结构选型应遵循以下原则：构选型。结构选型应遵循以下原则：（1）适应建筑功能的要求）适应建筑功能的要求 对于有些公共建筑，其功能有视听要求，如：体育馆为保证较好的观看视觉效对于有些公共建筑，其功能有视听要求

3、，如：体育馆为保证较好的观看视觉效果，比赛大厅内不能设柱，必须采用大跨度结构；大型超市为满足购物的需要，室果，比赛大厅内不能设柱，必须采用大跨度结构；大型超市为满足购物的需要，室内空间具有流动性和灵活性，所以应采用框架结构。内空间具有流动性和灵活性，所以应采用框架结构。（2）满足建筑造型的需要）满足建筑造型的需要 对于建筑造型复杂、平面和立面特别不规则的建筑结构选型，要按实际需要在对于建筑造型复杂、平面和立面特别不规则的建筑结构选型，要按实际需要在适当部位设置防震缝，形成较多有规则的结构单元。适当部位设置防震缝，形成较多有规则的结构单元。（3）充分发挥结构自身的优势）充分发挥结构自身的优势 每

4、种结构型式都有各自的特点和不足，有其各自的适用范围，所以要结合建筑每种结构型式都有各自的特点和不足，有其各自的适用范围，所以要结合建筑设计的具体情况进行结构选型。设计的具体情况进行结构选型。（4）考虑材料和施工的条件）考虑材料和施工的条件 由于材料和施工技术的不同，其结构形式也不同。例如：砌体结构所用材料多由于材料和施工技术的不同，其结构形式也不同。例如：砌体结构所用材料多为就地取材，施工简单，适用于低层、多层建筑。当钢材供应紧缺或钢材加工、施为就地取材，施工简单，适用于低层、多层建筑。当钢材供应紧缺或钢材加工、施工技术不完善时，不可大量采用钢结构。工技术不完善时，不可大量采用钢结构。（5）尽

5、可能降低造价）尽可能降低造价 当几种结构形式都有可能满足建筑设计条件时，经济条件就是决定因素，尽量当几种结构形式都有可能满足建筑设计条件时，经济条件就是决定因素，尽量采用能降低工程造价的结构形式。采用能降低工程造价的结构形式。三、建筑结构的组成与分类 建筑结构的组成主要包括各种构件：建筑结构的组成主要包括各种构件：柱梁板桁架杆件网架杆件索膜建筑结构按受力和构造特点分类 混合结构体系多层和高层建筑结构 框架结构体系 剪力墙结构体系 平面结构体系：排架（桁架）、单层大跨度建筑结构 门式刚架、拱 空间结构体系：薄壳、网架网壳、悬索、索和膜混合结构是指一个建筑物的承重体系中采用两种或两种以上的结构类型

6、 混合结构一般指砖混结构，即墙体、基础等竖向承重构件采用砖砌体结构，楼盖、屋盖等水平承重构件采用装配式或现浇钢筋混凝土结构 砖墙既是承重结构，又是围护结构 第一章 混合结构体系 砌体结构所用材料便于就地取材，施工较简单，施工进度快，技术要求低，施工设备简单砌体结构刚度较大，强度低，整体性差，抗震性能差综合经济指标好，实际造价低廉平面布置灵活性差，使用面积较小，建筑立面效果厚实砖墙在防寒、隔热、隔音、抗风雨侵袭和化学稳定性等建筑物理性能方面较为优越、物美价廉，但自重较大适用于六层及以下的住宅、宿舍、办公室、学校、医院等民用建筑以及中小型工业建筑 优缺点和应用范围 横墙承重方案 纵墙承重方案 纵横

7、墙承重方案 内框架承重方案 混合结构房屋的墙体布置 与结构选型有关的构造要求横墙间距小些，可使结构整体性和空间刚度较好，还可防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂纵墙宜贯通，可利于防止墙体开裂，且易于设置圈梁梁跨度较大时，其支承处应加设壁柱适当设置伸缩缝和沉降缝，可预防和减少墙体开裂房屋平、立面布置规则，房屋质量分布和刚度变化均匀，限制房屋的高度、层高和高宽比，设置防震缝，选用配筋砌体，设置圈梁和构造柱，可提高砌体结构的抗震性能第二章 框架结构体系 一般用于不多于15层（不超过50米高度）的多层和高层房屋 结构特点和优缺点 框架的组成与分类框架结构按承重方式分类框架结构的适用层数、高宽比与适用高度第

8、三章 剪力墙结构体系 各类剪力墙结构的性能、特点与适用范围框架-剪力墙结构的适用范围框架-筒体结构二、剪力墙结构第四章 薄腹梁结构薄腹梁的设计要点和大致尺寸第五章 桁架结构 桁架的结构特点与优点 屋架结构的选型第六章 拱结构 拱的受力特点与适用范围 拱的类型 拱的截面形式与主要尺寸 拱的结构选型与布置第七章 薄壳结构薄壳的结构效能薄壳的型式以及典型曲面形式第八章 网架结构 网架的受力特点与适用范围 平板网架的结构形式及其选型第九章 悬索结构悬索结构的组成悬索结构的结构形式第十章 膜结构膜结构的结构形式膜结构材料实例分析广州合景金融大厦（1）、工程概况广州合景金融大厦位于广州市天河区珠江新城J1

9、-6地块，主楼地上41层，屋顶标高为178m（未计向上延伸至198m的外墙构架）；地下室5层，埋深22.16m。总建筑面积为108000m2，其中地下28660m2。五层以下为商业用途，五层以上均为办公用途。地下五层为停车库及设备用房，其中地下四五层兼作五级人防地下室。（2）、结构型式及特点广州合景金融大厦采用圆钢管混凝土框架-钢支撑框架结构体系。结构方案控制原则：刚度、强度，舒适度、延性满足规范要求。小震作用下，主、次结构均要求处于弹性阶段，满足小震不坏的目标；中震作用下，主体结构墓本处于弹性状态，无损坏或损坏程度小，次结构有一定程度损伤，但损伤程度为可修复，修复时不会对主体结构的稳定性和安

10、全性造成很大影响；大震作用下，地震能量主要依靠次要构件耗散，少数抗侧力构件出现塑性铰，整体结构内力重分布，结构整体仍具有一定的抗侧刚度，可继续工作。通过设置部分偏心支撑，在支撑与柱之间或支撑与支撑之间形成耗能梁段。在大震作用下通过耗能梁段的弹塑性变形耗能，保证支撑不屈曲。高出屋面的幕墙采用钢桁架结构，并设置部分粘弹性消能阻尼器，以起到减少风振和在地震作用下耗能的作用。广州合景金融大厦框架柱采用圆钢管混凝土：柱、支撑体系采用跨层、形矩形钢管支撑，层内人字形及V字形热轧或焊接正放H型钢支撑，框架梁采用烘轧或焊接H型钢与闭口型或缩口型压型钢板组合楼板的组合形式。利用钢支撑作为主要抗侧力构件，钢框架土

11、要承担竖向荷栽。钢柱与钢梁节点，钢支撑与钢骨连接点均采用刚性连接，主次梁节点为铰接。（1）、工程概况广州白天鹅宾馆是中国内地第一家五星级大酒店。酒店于1983年开业，2000年重新装修，楼高28层，共有客房总数842间套。广州白天鹅宾馆是“世界一流酒店组织”之首家中国成员，是今日广州豪华酒店佼佼者，矗立于珠江河畔历史悠久的沙面岛。2010年广东省第三次文物普查，广州白天鹅宾馆将被认定为文物。（2）、结构选型及特点广州白天鹅宾馆主楼采用剪力墙大阪系统，主楼地下室采用钢筋混凝土防渗墙结构。横向剪力墙和纵向剪力墙共同承重，侧刚度更强，侧移更小，从而保证了抗震性能。深圳发展中心大厦(1)、工程概况深圳

12、发展中心大厦建于1990年，总层数43层，建筑面积75889m2，是一幢集酒店、办公、商业和娱乐等多功能为一体的超高层大厦。外型独特，体现出特区所具有的活力。（2）、结构型式及特点 深圳发展中心大厦，采用了框架-剪力墙体系。剪力墙负担大部分的水平荷载，框架则以负担竖向荷载为主，两者共同受力、合理分工，各尽其能。中央电视台新址（1）、工程概况中央电视台新台址地处北京市朝阳区东三环中路东，在北京市中央商务区(CBD)规划范围内。用地面积19万m2，总建筑面积约60万m2，包括CCTV主楼、电视文化中心以及服务楼三个单体。CCTV主楼由两座塔楼、裙房及基座组成，地下三层。地上总建筑面积40万m2。两

13、座塔楼呈双向6倾斜，分别为51层和44层，在37层处通过14层高的L形悬臂结构连为一体。结构屋面高度234m，最大悬挑长度75m。裙房为9层，与塔楼连为一体。（2）、结构型式及特点CCTV主楼采用钢支撑筒体结构体系。带斜撑的钢结构外筒体提供结构的整体刚度，部分钢结构外筒体表面延续至筒体内部，以加强塔楼角部及保持钢结构外筒体作用的连续性。外筒体由水平边梁、外柱及斜支撑组成，筒体在两个平面都倾斜6。外筒框架柱采用钢柱、型钢混凝土柱。斜支撑截面尺寸及分布根据受力需要而变化。外筒体由两层高的三角形模块构成，即每隔两层柱、边梁和支撑交于一点，因而楼面结构也分为“刚性层”和“非刚性层”。包括塔楼在内，所有

14、心筒及内柱都是竖直的，它们与外筒柱起作用，为“刚性层”之间的楼板提供稳定性。塔楼的核心筒为钢框架结构体系，核心筒体横向布置一定数量的柱间支撑，而纵向主要依靠抗弯框架的作用。核心筒内两个楼层平面之间的侧向约束可以保证两“刚性层”楼板之间楼层的侧向稳定，并将有关荷载传递下去。塔楼内设置了一系列的转换桁架以支承由于垂直内筒与倾斜外柱之间的跨距加大而增加的内柱。这些转换桁架将柱的荷载传递到核心筒和外部筒体上，通常布置于机电层。两塔楼之间悬臂部分的底下两层也设有转换桁架，悬臂部分的柱荷载通过这些桁架传递至周边筒体。在裙楼处，为了形成演播厅和中央控制区的开敞空间，也设有转换桁架用以支承上部楼面的内柱。天津

15、奥林匹克中心体育场（1）、工程概况天津奥林匹克中心体育场为2008年北京奥运会足球赛场。体育场位于天津中心市区西南部。体育场建筑面积15.8万m2，共由6层组成，总高53m，可同时容纳6万名观众，可满足国际足球和田径比赛的要求。结构设计的构思为：屋顶桁架选用V字形平行弦桁架，悬挑结构，以表现体育场地的动感与轻快。该体育场成为天津市重大体育活动的中心场地和标志性建筑。（2）、结构型式及特点天津奥林匹克体育中心体育场基础为高强混凝土预应力管桩，主体为钢筋混凝土框架结构，屋顶桁架选用V字形平行弦桁架，悬挑结构。主桁架最大跨度117m，主、环桁架均为平面管桁架结构形式，桁架最大安装高度达53m，整个钢

16、屋盖由主桁架、子桁架、二道环形桁架及水平、垂直支撑、檩条组成，总用钢量约13000t。主桁架上口定位采用柱帽杆固定于看台柱顶支座上，下口定位采用落地形式。俄罗斯风景桥（1）、工程概况风景桥（Zhivopisng Bridge）是俄罗斯首都莫斯科克雷拉茨科耶区横跨莫斯科河（Moskva River）的一座公路斜拉桥，全长1460m，其中主桥长409.50m，宽37m；跨河钢拱桥塔高105m，拱跨182m，斜拉索78根，拱顶下部建有圆形观景台和餐厅；桥面至水面高30m。风景桥于2007年12月建成通车。这座桥的独特之处在于构思的巧妙。为了避免道路与附近的地铁、公园、抽水站等公共设施的干扰，在地形地物受限的情况下，充分利用了河道上的空间，将桥梁架设在河道中心线上，在平面上桥梁与河流重叠。(2)、结构型式及特点俄罗斯风景桥利用刚架拱横向布置巧妙地将桥墩基础设置在两岸岸边，这样既能保证桥墩的生根，又能使桥下河流畅通无阻，真是巧夺天工的设计。风景桥还有一个特点就是它的斜拉索体系。桥梁主跨为等截面的钢箱梁，钢箱梁被由刚架拱上的斜拉索牵引支撑，梁塔（刚架拱）完全分离，形成全浮悬状态，在78根拉索下组成