建筑工程4.1概述4.2單層與多層建筑4.3高層與超高層建筑4.4建筑工程的發展前景思

考

題

4.1概述

4.1.1建筑工程基本概念

建筑工程是運用數學、物理、化學等基礎知識和力學、材料等技術知識以及專業知識研究各種建筑物設計、施工與管理的一門學科。建筑工程是興建房屋的規劃、勘察、設計(建筑、結構和設備)、施工的總稱。其目的是為人類的生產和生活提供場所。隨著我國改革開放的不斷深入、經濟的發展、城市進程的不斷推進，必將促使我國建筑業的發展。

房屋好比一個人，它的規劃就像人生活的環境，是由規劃師負責的；它的布局和藝術處理相應于人的體形、容貌、氣質，是由建筑師負責的；它的結構好比人的骨骼和壽命，是由結構工程師負責的；它的給排水、供熱通風和電氣等設施就如人的器官、神經，是由設備工程師負責的。就像自然界完好地塑造人一樣，在城市地區規劃基礎上建造房屋，是建設單位、勘察單位、設計單位的各種設計工程師和施工單位全面協調合作的過程。這個過程可概括為以下十個方面：

(1)建設單位提出使用要求；

(2)初步設計構思；

(3)明確各種功能要求；

(4)形成整體設計方案；

(5)處理各設計工種之間的技術問題；

(6)進行各設計工種的細部設計；

(7)繪制施工圖，編制設計說明，提供工程設計概算，完成總體設計；

(8)交付建設單位招投標，確定施工總承包單位、工程監理；

(9)簽訂合同，交付施工；

(10)工程竣工，房屋落成，交付使用。

4.1.2建筑工程的類別

1．按房屋的層數分類

房屋建筑工程按層數可分為單層建筑、多層建筑、高層建筑和超高層建筑。中國《民用建筑設計通則》將住宅建筑依層數劃分為：一層至三層為低層住宅，四層至六層為多層住宅，七層至九層為中高層住宅，十層及十層以上為高層住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24?m者為單層和多層建筑，大于24?m者為高層建筑(不包括建筑高度大于24?m的單層公共建筑)；建筑高度大于100?m的民用建筑為超高層建筑。

2．按房屋采用的材料分類

根據房屋結構所采用的主體材料的不同，可將建筑物分為以下幾種形式：

(1)砌體結構：主要構件由磚、石、混凝土砌塊等，用砂漿砌筑而成的結構，習慣上稱為磚混結構。這種結構取材方便，施工容易，造價低廉，但整體性和抗震性較差。

(2)鋼筋混凝土結構：主要構件采用鋼筋混凝土或者預應力混凝土做成的結構，是目前土木工程中廣泛應用的結構。該結構利用鋼筋與混凝土之間存在的粘結作用，使兩者能共同受力，充分發揮兩種材料的性能特點，形成強度較高、剛度較大的結構構件。這種結構強度較高，整體性好，耐火、耐久性好，但自重大，施工麻煩，抗裂性能差。

(3)鋼結構：主要構件采用各種熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼或鋼管通過焊接、螺栓或鉚釘等連接方法連接而成的結構。鋼結構具有自重輕，強度高，塑性和韌性好，抗震性能好，施工周期短等優點，因此鋼結構常用于大跨度、大荷載、高層、動力作用的各種建筑及其他土木工程結構中，但鋼結構耐熱不耐火，耐腐蝕性差，造價高，維修費用大。

(4)木結構：主要構件采用方木、圓木等，通過榫、齒、螺栓、釘、鍵連接而成的結構。它是近年來發展起來的新型木結構，是將木料或木料與膠合板拼接成形狀與尺寸符合要求，具有整體木材效能的結構構件，該結構具有較廣的應用前景。木結構多見于中國古代宮廷和廟宇。現在由于環境保護、木材生產的匱乏、木結構防火、防腐蝕性能差等原因，已經很少采用，但木結構抗震性能好。

3．按房屋的使用性質分類

建筑按其使用性質一般可以分為民用建筑、工業建筑、農業建筑和特種建筑四大類。

(1)民用建筑：主要供人們生活使用的建筑物，如住宅、電影院、寫字樓、醫院等。按建筑的使用功能，民用建筑還可以分為以下幾類：

①住宅建筑，如別墅、宿舍、公寓等。它的特點是其內部房間的尺度雖小但使用布局卻十分重要，對朝向、采光、隔熱和隔聲等建筑技術問題有較高要求。它的主要結構構件為樓板和墻體，層數為1～6層或10～30層甚至更多。

②公共建筑，如展覽館、影劇院、體育館、候機大廳等。它是人群大量聚集的場所，室內空間和尺度都很大，人流走向問題突出，對使用功能及其設施的要求很高。公共建筑經常采用將梁柱連接在一起的大跨度框架結構以及網架、拱、殼結構等作為主體結構，層數以單層或多層為主。

③商業建筑，如商店、大型購物中心、銀行、商業寫字樓等。由于它也是人群聚集的場所，因此有著與公共建筑類似的要求。但它往往可以做成高層建筑，對結構體系和結構形式有較高的要求。

④文教、衛生建筑，如教學樓、圖書館、實驗樓、醫院門診等。這類建筑有較強的針對性，如圖書館、實驗樓要安置特殊實驗設備、醫院有手術室和各種醫療設施。這類建筑物經常用框架結構作為主體結構，層數以4～9層的多層為主，也有高層建筑。

(2)工業建筑：主要供生產用的建(構)筑物，如重型機械廠房、紡織廠房、制藥廠房、食品廠房等。這類建筑往往有很大的荷載，沉重的撞擊和振動，需要巨大的空間，而且經常有濕度、溫度、防爆、防塵、防菌、潔凈等特殊要求，以及要考慮生產產品的起吊運輸設備和生產路線等。

(3)農業建筑：主要進行農業生產的建筑，如暖棚、畜牧場、大型養雞場等。

(4)特種建筑：主要指具有特殊用途的工程結構，如水池、水塔、煙囪、電視塔等構筑物。

4．按房屋的結構體系分類

(1)承重墻結構(在高層建筑中稱剪力墻結構)：利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗水平荷載(如風荷載或水平地震荷載)的結構。墻體同時也可作為圍護及房間分隔構件用。另外，在高層建筑中墻體結構也稱為剪力墻結構，如圖4-1(a)所示。

(2)框架結構：采用梁、柱組成的框架作為房屋的豎向承重結構，同時承受水平荷載。其中，如果梁和柱整體連接，相互之間不能自由轉動但可以承受彎矩時，稱為剛接框架結構；如果梁和柱非整體連接，相互之間可以自由轉動但不能承受彎矩時，稱為鉸接框架結構，如圖4-1(b)所示。

(3)錯列桁架結構：利用整層高的桁架橫向跨越房屋兩外柱之間的空間，并利用桁架交替在各樓層平面上錯列的方法增加整個房屋的剛度，同時使居住單元的布置更加靈活，這種結構體系稱為錯列桁架結構，如圖4-1(c)所示。

(4)筒體結構：利用房間四周墻體形成的封閉筒體(也可利用房屋外圍由間距很密的柱與截面很高的梁，組成一個與筒體受力性能相似的結構，因此稱為筒體)作為主要抵抗水平荷載的結構。也可以利用框架和筒體組合成框架-筒體結構，如圖4-1(d)所示。

(5)拱結構：以在一個平面內受力的由曲線形構件組成的拱所形成的結構來承受整個房屋的豎向荷載和水平荷載的結構，如圖4-1(e)所示。

(6)網架結構：由多根桿件按照一定的網格形式，通過節點連接而成的空間結構，具有空間受力、重量輕、剛度大、可跨越較大跨度、抗震性能好等優點，如圖4-1(f)所示。

(7)空間薄殼結構：由曲面殼身與邊緣構件(梁、拱或桁架)和下部結構組成的空間結構。它能以較薄的殼體形成承載能力高、剛度大的承載結構，并能覆蓋大跨度的空間而不需要中間設柱，如圖4-1(g)所示。

(8)索結構：樓面荷載通過吊索或吊桿傳遞到支承構件，再由支承構件傳遞到基礎的結構，如圖4-1(h)所示。

(9)空間折板結構：由多塊平板組合而成的空間結構，是一種既能承重又可圍護、用料較省、剛度較大的薄壁結構，如圖4-1(i)所示。

圖4-1房屋建筑主體結構各種型式示意圖

4.2單層與多層建筑

4.2.1單層建筑單層建筑一般可以分為一般單層建筑和大跨度單層建筑。

1．一般單層建筑公用建筑，如別墅、大禮堂、影劇院、工程結構實驗室、工業廠房以及倉庫等，往往采用單層結構。

工業廠房按層數可以分為單層廠房、多層廠房。因為機械制造類和冶金類廠房設有重型設備，生產的產品重、體積大，因此多采用單層廠房。

單層工業廠房按承重結構所采用的材料，可以分為混合結構(磚柱、鋼筋混凝土屋架或輕鋼屋架)、混凝土結構(鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土屋架或預應力混凝土屋架)和全鋼屋架(鋼柱、鋼屋架)三類。按結構形式可分為排架結構(如圖4-2所示)和剛架結構。剛架結構一般采用門式剛架(如圖4-3所示)，按鉸的個數可分為無鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架。

圖4-2排架結構圖4-3兩鉸門式剛架

圖4-4為常見的裝配式鋼筋混凝土單層工業廠房結構，它是由多個構件組成的空間整體，根據組成構件的不同作用，可以分為承重結構、支撐體系以及圍護結構三大類。直接承受荷載并將荷載傳遞給其他構件的，如屋面結構(包括屋面板(包括天溝板)、屋架或屋面梁(包括屋蓋支撐)、天窗架、托架等)、柱、吊車梁和基礎，是單層工業廠房的主要承重構件。支撐體系包括屋蓋支撐和柱間支撐，其主要作用是加強廠房結構的空間剛度，并保證結構構件在安裝和使用階段的穩定和安全；同時起著把風荷載、吊車水平荷載或水平地震作用等傳遞到主要承重構件上去的作用。圍護結構包括縱墻、橫墻(山墻)、連系梁、抗風柱(有時還有抗風梁或抗風桁架)、基礎梁等構件，主要承受墻面上的風荷載及自重，并將其傳到基礎梁上。

圖4-4裝配式鋼筋混凝土單層工業廠房的組成

輕型鋼結構的柱子和梁均采用變截面H型鋼，柱梁的連接節點采用剛性連接，圖4-5所示為輕型鋼結構工業廠房示意圖。因其施工方便，施工周期短，跨度大，用鋼量經濟，因此在單層廠房、倉庫、冷庫、候機廳、體育館中已有越來越廣泛的應用。

圖4-5輕型鋼結構工業廠房

2．大跨度單層建筑

大跨度單層建筑是指空間結構比較大的單層建筑，如體育館、大型影劇院、展覽廳、航站樓、飛機庫等。目前，大跨度建筑的屋蓋結構體系有很多種，如拱結構、桁架結構、網架結構、懸索結構、薄殼結構、充氣結構、薄膜結構等。

1)拱結構

拱一般為曲線結構，其形態結構與其“自然”力流相似。拱根據鉸個數的不同可分為無鉸拱、兩鉸拱和三鉸拱三種。

雖然從形態上看，拱與梁、板相比僅僅由直線變成曲線，但拱腳水平推力使拱結構的受力狀態發生質的變化，梁、板結構主要承受彎矩和軸力，而拱主要承受軸力，彎矩和剪力較小，如果拱軸線符合合理拱軸線則彎矩為零，從而使構件擺脫了彎曲變形。尤其在古代磚石材料抗壓強度較高，但抗拉抗剪強度低，對于大跨度結構如果采用梁、板結構則很難實現，如采用拱結構，正好發揮材料的抗壓性能。拱結構廣泛應用于橋梁結構，河北趙縣的趙州橋是我國古代橋梁的代表。

目前，拱結構仍是我國最常采用的橋梁形式之一。隨著材料科學、建筑藝術、結構計算功能、建造水平的發展，拱橋采用的材料也由磚、石發展到混凝土、鋼材、組合結構，其樣式也從傳統的上承式發展到下承式。圖4-6是單跨(550?m)世界第一的上海盧浦大橋。

圖4-6盧浦大橋

目前，拱結構在大跨度建筑工程中也廣泛應用，如倫敦希思羅機場五號候機廳(如圖4-7所示)。我國西安秦俑博物館展覽廳，采用三鉸拱，67?m格構式箱形組合截面，拱軸為二次拋物線形，矢高為1/5。

圖4-7倫敦希思羅機場五號候機廳

2)桁架結構

桁架由兩端鉸接的桿件按一定規律而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，適用于較大跨度的結構物，如屋蓋結構中的屋架、高層建筑中的支撐系統或格構墻體、橋梁工程中的跨越結構、高聳結構(如桅桿塔、輸電塔)以及閘門等。

桁架按形狀分，有三角形桁架、梯形桁架、平行弦桁架、折線桁架、拋物線桁架等(如圖4-8所示)。從受力合理性出發拋物線桁架受力最合理，從工業化標準化考慮應選平行弦桁架。按材料分可分為鋼結構桁架、混凝土桁架、木桁架等，目前應用最廣泛的是鋼結構桁架。如圖4-9所示上海歌劇院由兩榀縱向主桁架及十二榀橫向月牙形桁架形成主框架梁，承擔著全部鋼屋蓋的豎向荷載。

圖4-8桁架的類型圖4-9上海歌劇院

3)空間網格結構

空網格結構是由許多桿件根據建筑形體要求，按照一定的規律進行布置，通過節點連接組成的一種網狀的三維桿系結構。它具有各向受力的性能，各桿件之間相互支撐，具有較好的空間整體性，是一種高次超靜定的空間結構。在節點荷載作用下，各桿件主要承受軸力，因而能夠充分發揮材料強度，結構的技術經濟指標較好。

空間網格結構的外形可以為平板狀，也可以呈曲面狀。前者稱為平板網架結構，常簡稱為網架。平板網架按照桿件的布置規律及網格的格構原理分類，可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類，如圖4-10所示；后者稱為曲面網架或殼型網架結構，常簡稱為網殼，國家大劇院外部為鋼結構殼體，呈半橢球形，如圖4-11所示。

圖4-10平板網架類型圖4-11國家大劇院

4)懸索結構

近幾十年來，由于生產和使用需要，房屋跨度越來越大，采用一般的建筑材料和結構形式，即使可以達到要求，也會造成材料浪費，而且其結構復雜，施工困難。懸索屋蓋結構就是為適應大跨度需要而發展起來的一種新型的結構形式。隨著各國不斷地研究改進，使其應用領域更為廣泛，建筑形式更為豐富多彩。

懸索結構由受拉索、邊緣構件和下部支承構件組成。拉索一般是由高強鋼絲組成的鋼絞線、鋼絲繩或鋼絲束。懸索結構通過索的軸向受拉來抵抗外荷載作用，可以充分地利用鋼材的強度。懸索一般是由高強材料制成，可以大大減小材料用量并減輕自重，因此懸索結構適合于大跨度建筑，如飛機庫、體育館、展覽廳等大跨度公共建筑和某些大跨度工業廠房中。一些學者推斷，300

m或者更大的跨度，懸索結構仍然可以做到經濟合理。懸索結構的形式極其豐富多彩，根據幾何形狀、組成方法、懸索材料以及受力特點等不同，可以有多種不同的劃分。通常，可將懸索結構分為四類：單層索系、雙層索系、橫向加勁索系和交叉索網，如圖4-12所示。

圖4-12懸索結構類型

懸索結構有著悠久的歷史，但現代大跨度懸索屋蓋結構的廣泛應用，只有半個多世紀的歷史。第一個現代懸索屋蓋是美國于1953年建成的雷里競技館，采用以兩個斜置的拋物線拱為邊緣構件的鞍形正交索網。日本建筑大師丹下健三設計的代代木體育館是60年代技術進步的象征，它脫離了傳統的結構和造型，被譽為劃時代的作品，如圖4-13所示。我國現代懸索結構之發展始于50年代后期和80年代，北京的工人體育館和杭州的浙江人民體育館是當時的兩個代表作。近幾十年懸索結構得到迅猛的發展，各種單層索系、雙層索系、索-梁(桁)體系、鞍形索網、各種組合懸掛體系都獲得了工程應用，形式豐富多樣。

圖4-13日本代代木體育館

5)薄殼結構

殼體結構是由上下兩個幾何曲面構成的空間薄壁結構。這兩個曲面之間的距離稱為殼體的厚度。當殼體厚度遠小于殼體的最小曲率半徑時，稱為薄殼。在面結構中，平板結構主要受彎曲內力，包括雙向彎矩和扭矩。殼體屬于空間受力狀態，主要承受曲面內的軸力(雙向法向軸力)和順剪力作用，彎矩和扭矩都很小，所以材料強度得到充分利用，同時由于它的空間工作，所以具有很高的強度和很大的剛度。薄殼空間結構內力比較均勻，是一種強度高、剛度大、材料省、既經濟又合理的結構形式。薄壁空間結構常用于中、大跨度結構，如展覽大廳、飛機庫、工業廠房、倉庫等。

常見的形狀有圓頂、筒殼、折板、雙曲扁殼和雙曲拋物面扭殼等。羅馬奧林匹克小體育宮平面為圓形，直徑為60米，屋頂是一球形穹頂，葵花瓣似的網肋，把力傳到斜柱頂，斜柱的傾角與殼底邊緣徑向切線方向一致，把推力傳入基礎，結構輕巧且受力合理，如圖4-14所示。圖4-15為廣州星海音樂廳，造型奇特的外觀，富于現代感，猶如江邊欲飛的一只天鵝，與藍天碧水渾然一體，形成一道瑰麗的風景線。其整體建筑為雙曲拋物面鋼筋混凝土殼體，室內不吊天花板，做到建筑空間與聲學空間融為一體。

圖4-14羅馬奧林匹克小體育宮圖4-15廣州星海音樂廳

6)薄膜結構

薄膜結構是張拉結構中最近發展起來的一種形式，它以性能優良的柔軟織物為材料，可以向膜內充氣，由空氣壓力支撐膜面，也可以利用柔性拉索結構或剛性支撐結構將薄膜繃緊或撐起，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結構體系。膜結構按結構受力特性大致可分為充氣式膜結構、張拉式膜結構、骨架式膜結構、組合式膜結構等四大類。

如圖4-16所示，國家游泳中心又被稱為“水立方”(WaterCube)，位于北京奧林匹克公園內，是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館，也是2008年北京奧運會標志性建筑物之一。外圍為形似水泡的ETFE膜(乙烯-四氟乙烯共聚物)。ETFE膜是一種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光，它的內部是一個多層樓建筑，對稱排列的大看臺視野開闊，館內乳白色的建筑與碧藍的水池相映成趣。無錫蠡湖金城灣公園的一棟膜結構建筑——“波光鷺影”，猶如飛入湖中的白鷺，如圖4-17所示。

圖4-16水立方圖4-17無錫波光鷺影

4.2.2多層建筑

多層建筑主要應用于住宅、學校、商場、辦公樓、醫院、旅館等公共民用建筑。多層建筑常用的結構形式為砌體結構和框架結構體系。

1)砌體結構

磚混結構，是指房屋的墻、柱和基礎等豎向承重構件采用砌體結構，而屋面、樓面等水平承重構件采用鋼筋混凝土結構(或鋼結構、木結構)所組成的房屋結構體系。混合結構是我國應用最普遍的結構體系，廣泛應用于多層建筑，究其原因主要有以下幾個優點：

(1)主要承重結構(墻體)用磚砌，取材方便；

(2)造價低廉、施工簡單，有很好的經濟指標；

(3)保溫隔熱效果較好。

目前，我國的混合結構建筑高度已達11層，局部可達到12層。以前，混合結構的墻體主要采用普通黏土磚，但因普通黏土磚的制作需使用大量的黏土，對寶貴的土地資源是很大的消耗。因此，國家已逐漸在各地區禁止大面積使用普通黏土磚，而推廣空心砌塊的應用。

2)框架結構體系

所謂框架(剛架)結構體系，是指以梁、柱剛性連接形成平面結構，其間以連系梁連接，呈現矩形網格的空間骨架結構，其結構形式如圖4-18所示。按所用材料不同，主要有多層鋼筋混凝土框架結構和多層鋼框架結構。

圖4-18框架結構體系

鋼框架結構體系是指沿房屋的縱向和橫向用鋼梁和鋼柱組成的框架結構作為承重和抵抗側力的結構體系，如圖4-19所示為實際工程結構。與混凝土框架結構比，它具有“高、大、輕”三方面發展的獨特優勢，抗震性能好，施工周期短。但同時存在一定的缺點，如用鋼量大，耐火性能差，后期維護費用高，造價略高于鋼筋混凝土框架結構等。

圖4-19多層鋼框架結構

4.3高層與超高層建筑

4.3.1高層與超高層建筑的發展在國外，高層建筑的發展已經有一百多年的歷史。1885年，美國第一座根據現代鋼框架結構原理建造起來的11層芝加哥家庭保險公司大廈(HomeInsuranceBuilding)，如圖4-20(a)所示是近代高層建筑的開端。1931年，紐約建造了著名的帝國大廈(ImpirestateBuilding)，如圖4-20(b)所示，地上建筑高381?m，共102層。帝國大廈是一棟超高層的現代化辦公大樓，它和自由女神像一起被稱為紐約的標志，雄踞“世界最高建筑”的寶座達40年之久。圖4-20世界高層建筑

20世紀90年代，世界超高層建筑中心轉移到了亞洲，尤其1996年建成使用的馬來西亞吉隆坡國家石油公司雙塔大樓，共88層，以451.9

m的高度打破了當時美國芝加哥希爾斯大樓保持了20年的最高記錄。近十幾年間，隨著我國經濟的高速發展，相繼建成多座摩天大樓。1998年建成的上海金茂大廈，高420.5?m，共88層，至今其高度世界排名第八。2003年建成的香港國際金融中心，樓高415.8?m，共88層。2003年完工的中國臺北的101大樓，如圖4-21(a)所示，樓高508?m，共101層。

2008年竣工的上海環球金融中心是世界最高的平頂式大樓，樓高492?m，地上101層，如圖4-21(b)所示。2009年建成的廣州塔，包括發射天線在內，高達600?m(其中塔體高450?m，天線桅桿高150?m)，共112層，為中國第一高塔，世界第三高塔，僅次于阿聯酋迪拜哈利法塔、日本東京天空樹電視塔(634?m)。南京紫峰大廈完工于2010年，地上89層、地下3層，整體設計高度達450?m。正在建設的上海中心總高為632?m，地上118層，建成后將成為上海最高的摩天大樓，也是城市標志之一。

圖4-21中國高層建筑

4.3.2高層與超高層建筑的發展結構體系

1)框架結構體系

框架結構體系是以梁、柱組成的框架作為豎向承重和抵抗水平作用的結構體系。其建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的教室、會議室、餐廳、車庫等；墻體采用非承重構件既可使立面設計靈活多變，又可降低房屋自重，節省材料；通過合理設計，鋼筋混凝土框架結構可以獲得良好的延性，具有較好的抗震性能。其缺點是結構的抗側剛度小，對建筑高度有較大的限制；地震時側向變形較大，容易引起非結構構件的損壞。常見的框架柱網形式有方格式與內廊式兩類，如圖4-22所示。

(a)方格式布置(b)內廊式布置

圖4-22框架結構體系常見柱網布置

2)框架-剪力墻結構體系

框架-剪力墻結構體系是由框架和剪力墻結合而共同工作的結構體系，如圖4-23所示，兼有框架和剪力墻兩種結構體系的優點。框架和剪力墻協同工作，可以取長補短，既可獲得良好的抗震性能，又可兼顧空間布置的靈活性，多用于10～20層的房屋。圖4-24為某一框架-剪力墻結構體系平面布置示意圖。

圖4-23框架-剪力墻結構體系圖4-24框架-剪力墻結構體系平面布置

3)剪力墻結構體系

利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結構，稱為剪力墻結構體系，如圖4-25所示。現澆鋼筋混凝土剪力墻結構的整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側向變形小，承載力要求也容易滿足，因此這種結構體系適合建造較高的高層建筑。其缺點是：由于樓板的支撐是剪力墻，剪力墻的間距不能太大，因此剪力墻的結構平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求。由于普通剪力墻結構全部由縱橫墻體組成，其剛度比框架-剪力墻結構更好，對于40層以下的高層住宅、高層旅館、公寓十分通用。圖4-26為一剪力墻結構體系的平面布置示意圖。圖4-25剪力墻結構體系圖4-26剪力墻結構體系的平面布置示意圖

4)筒體結構體系

隨著建筑物層數、高度的增加，高層建筑結構承受的水平荷載和地震作用也大大增加，框架、剪力墻和框架-剪力墻結構體系往往不能滿足抗側剛度要求，此時可將剪力墻在平面內圍合成箱形，形成一個豎向布置的空間剛度很大的薄壁筒體；再由加密柱和剛度較大的裙梁形成空間整體受力的框筒構成具有很好的抗風和抗震性能的筒體結構體系。根據筒的布置、組成和數量等，筒體結構體系又可分為框筒體結構體系(如圖4-27所示)、筒中筒結構體系(如圖4-28所示)、桁架筒體系、多筒結構體系(如圖4-29所示)等。

框筒體結構體系一般中央布置剪力墻薄筒、周邊布置大柱距的框架，或周邊布置框筒、中央布置框架，其受力特點類似于框架-剪力墻結構。筒中筒結構體系由內外幾層筒體組合而成，通常內筒為剪力墻薄壁筒，可集中布置電梯、樓梯及管道豎井，外筒是框筒，可以解決通風、采光問題，也可安裝立面玻璃幕墻。桁架筒體系，在框筒結構中由梁和柱組成的矩形網格內加上對角斜撐，即成為桁架筒結構，其剛度和強度都比框架單筒結構高，可建造比框架單筒結構更高的建筑。成束筒結構體系，又稱為組合筒體結構體系，

在平面內設置多個筒體組合在一起，形成整體剛度很大的一種結構形式，其抗風和抗震性能優越，適用于建造50層以上的辦公建筑。多筒結構體系，是成束筒及巨型框架結構。由兩個以上框筒或其他筒體排列成束狀，稱為成束筒。巨形框架是利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數層用巨型梁相連，這樣的筒體和巨型梁即形成巨型框架。這種多筒結構可更充分發揮結構空間作用，其剛度和強度都有很大提高，可建造層數更多、高度更高的高層建筑。

圖4-27框筒體結構體系圖4-28筒中筒結構體系圖4-29多筒結構體系

4.4建筑工程的發展前景

房屋建筑工程將向以下幾個方向發展:

(1)新型建筑材料。多年來，隨著材料科學和現代工業