建筑结构类型

建筑结构类型

一、建筑结构的定义

建筑结构是指在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。

二、建筑结构类型的划分

1.结构类型按照材料来划分：砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构。

2.其中钢筋混凝土多层、高层房屋的结构体系可分为：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构和筒体结构。

三、钢筋混凝土房屋的结构体系

1. 框架结构

（1）框架结构的定义

框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。

（2）框架结构的分类

框架结构又称构架式结构。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分为对称、不对称；按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架（现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。

（3）框架结构特点

框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过15层的房屋。

2. 框架—剪力墙结构

（1）框剪结构定义

框架-剪力墙结构，简称为框剪结构。它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

（2）框剪结构受力特点

框剪结构是当代高层建筑设计普遍采用的结构形式，全称为“框架剪力墙结构”该结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，足够数量的剪力墙使建筑本身拥有相当大的刚度。框剪结构的受力特点是框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力结构形式，所以它的框架不同于纯框架中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于纯剪力墙结构中的剪力墙，因为在下部楼层剪力墙的位移较小，它拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分水平力，上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形，框架除了负担荷载产生的水平力外，还额外负担了把剪力墙拉回来的附加水平力，剪力墙不但不承受荷载产生的水平力，还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力，所以上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也出现相当大的剪力，框架剪力墙结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。

框剪结构的变形是剪弯型。众所周知，框架结构的变形是剪切型，上部层间相对变形小，下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型，上部层间相对变形大，下部层间相对变形小。对于框剪结构，由于两种结构协同工作变形协调，形成了弯剪变形，从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比，使结构的侧向刚度得到了提高。

（3）框剪结构设计及施工的特点

在建设用地日益紧张的今天，高层框剪结构的建筑设计被广泛采用，高层框剪结构一般都设计地下室，基础采用筏板基础全现浇砼结构，在高层建筑群体建筑设计中，一般利用地下室或架空层与各主楼连接，主楼基础与地下室连接，连接部分的基础之间设置后浇带，后浇带一般设计要求在主楼主体封顶后再进行浇筑，高层框剪结构建筑根据设计的高度和层数不同，每平方米含钢量在55kg～85kg之间，设计选用的钢材，主受力钢筋一般采用二级钢和三级钢，三级钢采用的较多，构造钢筋一般选用二级钢和一级钢，砼设计一般采用C50 、C40 、C35三个等级的砼，也有个别采用C55、C60等级的。

当前，框剪结构施工较流行的工艺为：采用现场搭设钢管脚手架作为承重和支撑体系，采用现场加工木模板作为砼构件的成型模具，钢筋采用直螺纹连接和竖向对焊；城市市区施工采用商品砼，郊区施工条件许可可自设大型搅拌站，砼现浇采用砼输送泵进行浇筑，振捣采用插入式振动器振捣，垂直运输采用塔吊和施工电梯。[1]

3. 剪力墙结构

剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。

剪力墙结构中，钢筋混凝土墙体构成的承重体系。剪力墙结构指的是竖向的钢筋混凝土墙板，水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上，这样构成的一个体系，叫剪力墙结构。为什么叫剪力墙结构，其实楼越高，风荷载对它的推动越大，那么风的推动叫水平方向的推动，如房子，下面的是有约束的，上面的风一吹应该产生一定的摇摆的浮动，摇摆的浮动限制的非常小，靠竖向墙板去抵抗，风吹过来，板对它有一个对顶的力，使得楼不产生摇摆或者是产生摇摆的幅度特别小，在结构允许的范围之内，比如：风从一面来，那么板有一个相当的力与它顶着，沿着整个竖向墙板的高度上相当于一对的力，正好像一种剪切，相当于用剪子剪楼而且剪楼的力越往下剪力越大，因此，把这样的墙板叫剪力墙板，也说明竖向的墙板不仅仅承重竖向的力还应该承担水平方向的风荷载，包括水平方向的地震力和风对它的一个推动。

事实上，剪力墙这个叫法是不太合适的。剪力墙结构抗侧刚度较大，发生的变形基本为弯曲型变形。此种变形由正应力引起，变形时一侧受拉一侧受压（框架结构抗侧刚度较小，层间变形随层高上升而减小，发生的变形基本为剪切型变形，由剪应力引起）。因此在一些高层设计的相关书籍中，更愿意称其为结构墙。

4. 筒体结构

筒体结构又可分为框架—核心筒结构，框筒结构，筒中筒结构，多筒结构等。框架—核心筒结构由内筒与外框架组成，这种结构受力很接近框架—剪力墙结构，适用于10～30层的房屋。框筒结构及筒中筒结构，有内筒和外筒两种，内筒一般由电梯间＼楼梯间组成，外筒一般为密排柱与窗裙梁组成，可视为开窗洞的筒体。内筒与外筒用楼盖连接成一个整体，共同抵抗竖向荷载及水平荷载。这种结构体系的刚度和承载力都很大，适用于30～50层的房屋。