第一講緒論

建筑結構主講人：豐正偉

第一篇建筑結構概論

豐正偉，專業道路與橋梁工程、結構工程；

畢業后工作于廈門廈工重工有限公司（原廈工集團）。主要從事的工作：

橋梁、輕鋼廠房的鋼結構施工圖設計及圖紙審核；

鋼結構制作工藝及施工現場的技術指導和協調工作。聯系方式：

辦公室：理工樓4F-17

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Email：fengzhengwei@

第一篇建筑結構概論

(1-3章）

第一章緒論1.1、建筑結構的概念1.2、建筑設計與結構設計的關系1.3、建筑結構的分類

1.3.1按材料分類1.3.2按受力和結構特點分類1.3.3按建筑物層數分類：高層、多層、低層1.4、建筑結構課程的要求1.1、建筑結構的概念：

1.1.1、建筑是形成一定空間及造型，并具有承受人為和自然界施加于建筑物的各種荷載作用，使建筑物得以安全使用的骨架，用來滿足人類的生產、生活需求以及對建筑物的美觀要求。北京故宮上一張下一張主頁退出周莊建筑上一張下一張主頁退出

住宅建筑

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上海大劇院

想：還包括哪些？

工業廠房、礦井、鐵路、道路（高速及城市公路等）、橋梁、隧道（公路及海底隧道）、地鐵站及地下空間、港口、住宅以及公共設施的建筑物、構筑物等等。上一張下一張主頁退出

（鋼結構）工業廠房

1.1.2、結構是在建筑中，由若干構件（如梁、板、柱等）連接而構成的能承受各種外界作用（如荷載、溫度變化、地基不均勻沉降等）的體系。上一張下一張主頁退出（鋼筋砼框架結構）辦公樓

1.2、建筑設計與結構設計的關系：1、結構設計是建筑三大構成要素中建筑技術的組成內容，是保證房屋安全的重要手段。

2、結構設計的型式是為了滿足建筑功能要求，為創造建筑的美而服務。上一張下一張主頁退出

3、結構設計是解決支撐體系問題，處于服務地位，由注冊結構師完成。

4、建筑設計是解決功能、適用和美觀的問題，處于先行與主導地位，由注冊建筑師完成。

5、建筑設計必須和結構設計有機結合起來，只有真正符合結構邏輯的建筑才具有真實的表現力和實際的可行性，富有建筑的個性。上一張下一張主頁退出1.3建筑結構的分類簡單的說就是房屋的承重骨架。建筑結構的組成柱下基礎樓板柱梁梁墻樓梯墻下基礎地下室底板1.3.1按材料分類1.混凝土結構：素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構。適用范圍：廣泛用于一般工業與民用建筑及多種特種結構（水塔、水池、煙囪等）中。優點：節約鋼材、耐火耐久、可模性好、整體性好。缺點：自重大，抗裂性差。

混凝土結構

（三峽重力壩）2.砌體結構：由塊材及砂漿砌筑而成的結構。適用范圍：主要用于居住建筑和多層民用房屋（如辦公樓、教學樓、旅館等）中。優點：易于就地取材，成本低。結構耐久性和耐腐蝕性好。缺點：自重大，施工砌筑進度慢，整體性差。

砌體結構3.鋼結構：以鋼材為主的結構。適用范圍：主要用于大跨度的建筑屋蓋（如體育館、劇院等）、吊車噸位很大或跨度很大的工業廠房骨架，以及超高層建筑的房屋骨架。優點：鋼結構材料質量均勻、強度高，構件截面小、重量輕，可焊性好，制造工藝簡單。缺點：鋼材易腐蝕，耐火性差，成本高。4.木結構：以木材為主的結構。適用范圍：受到自然條件的限制，僅在山區和林區使用。優點：制作簡單，自重輕，容易加工。缺點：易燃、易腐蝕。網架結構拱結構膜結構深圳會展中心鋼屋架結構網殼結構國家大劇院天津奧林匹克體育場橋梁結構懸索結構西班牙迪加航空港國家體育場

磚木結構（西安鐘樓鼓樓）

5.鋼－混凝土組合結構：結構構件用型鋼和混凝土組成，或型鋼、鋼筋和混凝土組成。（1）鋼－混凝土組合樓板（見下圖）（2）鋼骨混凝土結構（又稱勁性混凝土結構）：以型鋼為骨架外包鋼筋混凝土組成的結構。其截面形式見附圖。（以深圳帝王大廈為例）（3）鋼管混凝土結構：在封閉的薄壁鋼管中澆注混凝土形成的組合結構，一般用作受壓構件。（以日本東京中央區高層住宅為例）鋼－混凝土組合梁板結構鋼－混凝土組合梁板結構，梁下部用鋼梁，上部用混凝土（一般采用壓型鋼板－混凝土組合板）。鋼梁和混凝土板之間用剪力連接件連接。主要用于高層樓蓋、吊車梁和橋梁結構。優點：鋼－混凝土組合梁截面中混凝土主要受壓，鋼梁受拉，充分利用材料。混凝土板參與組合梁工作，提高鋼梁的豎向和側向剛度。缺點：鋼材易腐蝕，耐火性差。

鋼骨混凝土結構深圳帝王大廈81層，高325米。建成時是我國目前最高的鋼－混凝土組合結構，58層以下采用鋼骨混凝土柱。日本東京中央區高層住宅（a）標準層平面（b）梁柱接頭

該住宅地上33層，高99.9米，采用鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土梁結構，是鋼－混凝土組合結構的一個成功范例。內部2排柱用圓管，外部4排柱用方管，混凝土強度36-42MPa。1.3.2、按受力和結構特點分類

1、混合結構：樓、屋蓋一般采用鋼筋混凝土結構構件，墻體和基礎采用砌體結構。2、排架結構：主要承重體系是屋面橫梁（屋架或屋面大梁）、柱及基礎，主要用于單層工業廠房。3、框架結構：由橫梁和柱及基礎組成的主要承重體系。4、剪力墻結構：縱、橫布置的成片鋼筋混凝土墻體稱為剪力墻。剪力墻和鋼筋混凝土樓、屋蓋整體連接形成剪力墻結構。5、其他形式的結構：（1）高層和超高層結構體系中有：框架－剪力墻結構、框架－筒體結構、筒中筒結構等（2）單層廠房：剛架結構（3）單層大跨度房屋的屋蓋：殼體結構、網架結構、懸索結構等1）框架結構※采用梁、柱組成的結構體系作為建筑承重結構。※框架結構的主要構件是梁和柱，而墻體只是作為圍護構件。※平面布置比較靈活，可以獲得較大的使用空間

由梁、柱構件通過結點連接組成的結構稱為框架。框架結構體系框架結構是多層房屋的主要結構形式，也是高層建筑的基本結構單元。2）剪力墻結構

※利用建筑物的縱向及橫向的鋼筋混凝土墻體作為主要承重構件，再配以梁板組成的承重結構體系。※整體性好，剛度大，抗震性能好，適于建造高層建筑（10－50層范圍內都適用）。※不過剪力墻間距太小，平面布置不靈活，自重大，不適應建造公共建筑，一般適用于建造住宅。

剪力墻鋼筋布置

剪力墻結構體系3）筒體結構※用鋼筋混凝土墻組成一個筒體作為房屋的承重結構※筒體可以由密柱深梁組成一個筒體，也可以用多個筒體組成筒中筒、束筒，還可以將框架和筒體聯合起來組成框筒結構。※筒體結構在各個方向的抗側剛度都很大，是目前高層建筑中較多采用的結構形式。框筒是上個世紀60年代由美國工程師法盧齊－坎恩第一次提出來的。筒體結構筒體的基本形式

實腹筒、框筒、桁架筒、筒中筒等實腹筒、框筒、桁架筒、筒中筒紐約世界貿易中心大樓(WorldTradeCenterTowers)1972年建造，110層，高402m，鋼結構。紐約世界貿易中心：大樓于1966年開工，歷時7年，1973年竣工以后，以411米的高度作為110層的摩天巨人而載入史冊。它是由5幢建筑物組成的綜合體。其主樓呈雙塔形，塔柱邊寬63.5米。大樓采用鋼結構，用鋼7萬8千噸，樓的外圍有密置的鋼柱，墻面由鋁板和玻璃窗組成，有“世界之窗”之稱。撞機倒塌瞬間混合結構剪力墻結構框架結構排架結構1.3.3按建筑物層數分類：高層、多層、低層自左向右：臺北101大樓、芝加哥席爾斯大樓、吉隆坡雙子星大樓、上海金茂大廈、香港國際金融中心、紐約帝國大廈多層及高層劃分：《高層建筑混凝土結構技術規程》1~9層為多層建筑，10層及以上的建筑或高度超過28m的建筑為高層建筑。《高層民用建筑設計防火規范》十層及十層以上的居住建筑（包括首層設置商業服務網點的住宅）；建筑高度超過24m的公共建筑。高層建筑結構的特點：A.高層建筑中，水平荷載和地震作用對結構設計起著決定性的作用；

B.動力反應不可低估；C.結構軸向變形、剪切變形以及溫度、沉降的影響加劇；D.材料用量、工程造價呈拋物線關系增長。1.4、建筑結構課程的要求將建筑與結構進行一些必要的聯系。從建筑師的觀點出發，分析建筑設計中的結構選型問題。應充分熟悉各種結構形式的基本力學特點、應用范圍，并能夠進行簡單的力學計算。掌握基本的結構概念，結合本國國情，從建筑師的角度分析和解釋建筑設計中的結構選型問題。建筑設計和結構設計（1）一棟優秀的建筑是合作的產物：建筑師、結構工程師、設備工程師。（2）一個好的建筑設計，必須要有一個好的結構型式。（3）結構選型