建筑结构体系

减少砌体的透气性，提高砌体的保温性能与抗冻性能。
一、砌体结构
砂浆
强度等级
作用
分类、特点及适用情况
水泥砂浆
适砂浆品种 用于水 中水泥砂浆 及潮湿 环混合砂浆 境中的 非水泥砂浆 砖砌体。
混合砂浆
非水泥砂浆
砂浆特点比较 塑性掺合料 和易性、保水性 强度 耐久性 耐水性 适用 于地 无
有
有
差 下水位以 好 上的砖砌 好 体。
一、砌体结构 应用
南京明城墙
南京灵谷寺无梁殿
一、砌体结构 应用
圣索菲亚大教堂
亚眠大教堂
一、砌体结构 应用
比 萨
苏
州 虎 丘 塔
斜
塔
一、砌体结构 应用
美国芝加哥的
莫纳德· 洛克大楼。
长 62m，宽 21m， 高 16 层。 但 由于 当时的技术条件限 制，其底层承重墙 厚 1.8m。
应用
西尔斯大厦 束筒结构
合肥海顿国际广场 框筒结构
广州国际会展中心 筒中筒结构
五、筒体结构
转换层
(1) 转换层的概念 设臵结构转换层：水平结构，梁很大，一两个楼 层高。 (2) 转换层的作用——过渡
改变下方楼层柱子的排列，或者过渡上下层剪力 墙的不同位臵，以此获得特别的楼层柱网－－创造大 空间并将上部荷载传递到下面相对少而大的几根柱或 几片墙上。
五、筒体结构
转换层
五、筒体结构
转换层
框筒结构外筒框距较密，常常不能满足建筑使 用要求。为扩大底层柱距，减少底层柱子数，常用 巨大的梁或桁架等支撑上部的柱子。
五、筒体结构
受力特点
• 材料力学中的应力分布
• 矩形 、工字形受弯构件截面的正应力线性 分布，距离中和轴相同距离的截面纤维应力相 等。
设置斜向支撑；
设置加劲层——使框筒结构翼缘框架各柱的拉力和压力趋 于均匀，减小结构剪力滞后效应。
五、筒体结构
平面布置
平面形状
平面选形的原则：要有利于筒体空间整体工作
特性的充分发挥；具有双轴对称，使地震引起的扭
转振动减小到最低限度。因此，平面形状采用圆形
和正多边形最为有利。
五、筒体结构
框筒结构
筒中筒结构
框架—核心筒结构 多重筒结构
束筒结构
五、筒体结构
分类——框筒结构
由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁组成的结构
密 柱 深 梁
孔洞面积不宜大于立面总面积 60 ％；柱轴线间 距不宜大于 4.5 m ；窗裙横梁高 ：0.6 － 1. 2 m。
五、筒体结构
分类——筒中筒结构
核心筒和框筒组成。
五、筒体结构
定义
q

内力或位移
qH 4 f (H 4 ) 8EI
1 M qH 2 f ( H 2 ) 2
N WH f ( H )
M
H
五、筒体结构
定义
道法自然
五、筒体结构
定义
将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒 体。由筒体来承受水平和竖向荷载的结构叫筒体结构。 筒体可以是剪力墙薄壁筒，也可以是密柱框筒。
平面布置
形状 位移 水平荷载 相同时 柱子最不 利轴力 位移 基本风压 相同时 柱子最不 利轴力
不同平面形状框筒工作性能的对比
圆形 0.91 正六边形 0.96 正方形 1 正三角形 1 1：2矩形 1.72
0.67
0.96
1
1.54
1.47
0.48
0.83
1
1.63
2.46
0.35
0.83
1
2.53
本节课主要内容
一、砌体结构 二、框架结构 三、剪力墙结构 四、框架—剪力墙结构
五、筒体结构
本节课主要内容
六、门式刚架 七、网架结构 八、桁架结构 九、膜结构
十、折板结构
本节课主要内容
十一、蒙皮结构 十二、悬吊结构 十三、高耸结构
一、砌体结构 定义
由块体和砂 浆砌筑而成 的砌体作为
主要承重体
向剪力墙所构成的双重受力体系。
剪力墙
框架
四、框架—剪力墙结构
定义
在框架结构中布 置一定数量的剪 力墙可以组成框 架—剪力墙结构。 竖向荷载主要由 框架承受，水平 荷载主要由剪力 墙承受。
四、框架—剪力墙结构
定义
框架－剪力墙结构平面图
四、框架—剪力墙结构
特点
(1) 空间布臵灵活、刚度大 框架----自由灵活的大空间，以满足不同建筑 功能的要求； 剪力墙----较强的抗震抗风能力，且刚度较大， 大大减少了结构的侧移；
四、框架—剪力墙结构
特点
(2) 多道抗震设防线
剪力墙的抗侧刚度较大，承担大部分地震作用， 作为第一道防线。 框架作为第二道防线，需具备足够的能力和刚 度承担第一道防线刚度退化后转移的内力。现 行规范规定框架至少承受20%的地震作用。
四、框架—剪力墙结构
适用范围
25层以下的房屋，不宜超过40层；
三、剪力墙结构
特点
(3) 剪力墙结构的适用范围 比较适用于高层住宅和旅馆。 为满足下部大空间的要求，可以使用框支剪力墙，
但对抗震要求较高的结构，需做专门的研究论证。
四、剪力墙结构
特点
自底层向上，位移增量 越来越大，称“弯曲型”
四、框架—剪力墙结构
定义
在框架体系的基础上增设一定数量的横向和纵
五、筒体结构
分类——筒中筒结构
地上 50 层，高 160m 。抗 震设防烈度为 6度。外筒 高宽比为 4.5 ，内筒高宽 比为8.8。 深圳国际贸易中心
五、筒体结构
分类——筒中筒结构
深圳国贸中心一层弯矩分配比例
由柱及墙肢轴力形成的整体弯矩 外框筒 50.4% 内筒 40.3% 由柱及墙肢的弯曲所承担的弯矩 外框筒 2.7% 内筒 6.6%
集承重、抗风、抗震、围护和分隔于一体，经济
合理的利用了结构材料。
与框架结构体系相比，施工相对简便与快捷。
三、剪力墙结构
特点
(2) 剪力墙结构的缺点
墙体较密，使建筑的平面布臵和空间利用受到限
制，难以满足大空间建筑功能的要求。
结构自重和抗侧刚度较大，结构自振周期较短，
导致较大的地震作用。
地震区的五层以上的工业厂房；
由于剪力墙的存在，一定程度上限制了建筑平 面布置的灵活性，这种体系用于旅馆、公寓、 住宅等建筑最为适宜。
四、框架—剪力墙结构
适用范围
四、框架—剪力墙结构
应用与发展
在框架体系的基础上增设 一定数量的横向和纵向剪 力墙，这些横向和纵向剪 力墙若形成一个筒体，则 构成了框架-筒体结构 （框筒结构），通常将筒 体布置在楼梯间或电梯间 部位。
三、剪力墙结构
应用
三、剪力墙结构
应用
柳京饭店
三、剪力墙结构
分类
实体剪力墙 双肢剪力墙 联肢剪力墙 壁式剪力墙 框支剪力墙 错洞剪力墙 带小墙肢的剪力墙
三、剪力墙结构
特点
(1) 剪力墙结构的优点
结构整体性强，抗侧刚度大，在水平位移作用下
侧向变形小。
外筒：密肋框架柱 。
内筒：电梯间、楼梯间等组成。
内筒与外筒之间的距离不大于12m；
结构上双向刚度较大 。
适用于商务办公楼，有较大的环形空间；
五、筒体结构
分类——筒中筒结构
如内筒过大，内外筒之间的使用面积减小，影响 建筑的使用效益； 内筒过小，则结构的抗侧刚度变小，影响到结构 受理的合理性； 一般为内筒边长是外筒边长的1/3左右； 内筒宜贯通建筑物全高，竖向刚度宜均匀分布。
一、砌体结构 发展趋势
(1) 可持续性发展 传统的小块粘土砖耗能大、毁田多，运输量大 的缺点越来越不适应可持续发展和环境保护的要求。 发展趋势是充分利用工业废料和对方性材料。 (2) 发展高强、轻质、高性能的材料。 (3) 采用新技术、新的结构体系和新的设计理论。
二、框架结构
定义
以由梁、 柱组成 的框架 作为竖 向承重 和抗水 平作用 的结构 体系。
一、砌体结构 应用范围
（1）砌体结构广泛应用于房屋建筑的基础、墙体等。房屋大 量建造5~6层。 （2）在中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房以及影剧院、 食堂、仓库等建筑中，曾广泛采用砖墙、柱承重结构。
（3）还用于建造各种构筑物，如烟囱小型水池、料仓、渡槽、 水塔等。
（4）也广泛应用于桥梁工程中。
y
五、筒体结构
受力特点
实际应力分布 角柱处应力较大 翼缘框架 中部应力较小 材料力学解答
材料力学解答
腹 板 框 架 翼缘框架 实际应力分布 腹 板 框 架
剪力滞后
剪力 ：主要由腹板框架承担 弯矩： 主要由翼缘框架承担
荷载作用方 向
五、筒体结构
受力特点
减小柱间距；
为减小剪力滞后效应
调整结构平面使之接近于正方形； 加大窗裙梁的刚度； 控制结构的高宽比；
五、筒体结构
100m以上建筑 占70%
定义
筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空 心柱体，结构空间刚度极大，抗扭性能也好。 抗侧力发展：框架 剪力墙 剪力墙 筒体
剪力墙集中成筒体不妨碍房屋的使用空间，
适用于各种高层公共建筑和商业建筑。
五、筒体结构
应用
比萨斜塔 应 县 木 塔
建于1173－1370年
深圳国贸中心底层剪力分配比例
外框筒 27% 内筒 73%
五、筒体结构
分类——框架核心筒结构
受力性能同框架-剪力墙
结构，但柱子比框架 -剪力
墙结构的少而断面大；
要保证内筒的抗侧刚度 和结构的抗震性能。 建筑空间较大 ，常用于办公楼。柱间距较大 ， 外框架形不成筒的作用。
五、筒体结构
2.69
五、筒体结构
平面布置
筒体结构平面形状的优选顺序 •圆 形 其它复杂 形状 正多边形 正方形 矩形
截角三角形
正三角形
四、框架—剪力墙结构
应用与发展
上海明天广场： 60
层， 238m，最高的
框架 —剪力墙结构，
98年建成。
四、框架—剪力墙结构
应用与发展
马来西亚吉隆坡石油双塔大厦。框架－剪力墙结构，内框 23m，外框46.2m，地上88层，84层采用钢筋混凝土.
四、框架—剪力墙结构
应用与发展
南京新百二期工程。（钢框架—筒体结构）
分类——多重筒体结构
当建筑平面尺寸 很大或当内筒较小时 ，内外筒之间的距离 较大，使楼板加厚或
楼面大梁加高，可在
中间加设一圈柱子或 剪力墙。形成多重筒 结构。
五、筒体结构
分类——多重筒体结构
当建筑高度或平面尺
寸进一步加大，以至
于框筒或筒中筒结构
无法满足抗侧刚度要
求时，可采用成束筒
结构。
五、筒体结构
较高
好
好
高
低
较好
差
差
无
一、砌体结构 砂浆材料
砂浆
作用 分类、特点及适用情况 强度等级
M15、 M10、 M7.5、 M5、M2.5
一、砌体结构 应用
金字塔
长城
一、砌体结构 应用
一、砌体结构 应用
紫禁城
一、砌体结构 应用
隋代李春建 造，世界最早 建造的单孔圆 弧石拱桥，距 今 约 1400 年 ， 净 跨 37.02m ， 宽约9m。 安济桥
梁
柱
二、框架结构
混凝土框架
分类
施工方法
全现浇框架
半现浇框架
装配式框架
装配整体式框架 全框架结构
钢框架
承重类型
半框架结构
底部框架结构
二、框架结构
应用
二、框架结构
应用
三、剪力墙结构
定义
由钢筋混凝土墙体作为竖向承重和抗水平荷载的 结构体系称为剪力墙结构。 根据受力特点可以分为承重墙和剪力墙，在抗震 设防区，水平荷载主要由水平地震作用产生，因此剪 力墙有时也称为抗震墙。 剪力墙的刚度很大，它在水平力作用下犹如悬臂 的深梁,抗弯惯性矩大，其抗侧刚度很大，抗剪强度也 很大。所以剪力墙结构通常用于高层和超高层建筑中。
四、框架—剪力墙结构
应用与发展
国内最高，世界排 名第二的混凝土结 构，1996年建成，
80层框架－筒体结
构，高322.5m，连
桅杆382.5m。
广州中信大厦
四、框架—剪力墙结构
应用与发展
组合桁架 组合楼板 混凝土组合柱
金
茂
钢柱
大
厦
组合梁
钢筋混凝土筒体
高421m，地下三层，地上88层。钢－混凝土组合结构
系的结构称
为砌体结构。
一、砌体结构 块体材料
砌体材料
块体 砂浆
砖
砌块
石材
一、砌体结构 块体材料
烧结普通砖
石材
轻集料混凝土小型空心砌块
一、砌体结构 块体材料
砖砌体
石砌体 砌块砌体
一、砌体结构 砂浆材料
块体 作用 分类、特点及适用情况 砌体材料 砂浆 强度等级
将砌体中的单个块体连成一个整体； 抹平块体表面而促使应力的分布较为均匀；
建于1056年
早期筒体结构建筑的特点：高度低， 跨度小，承载 能力低，材料为砖石和木材。
五、筒体结构
应用
37层，108米，框 架—筒体结构， 1983年建成。
南京金陵饭店
五、筒来自百度文库结构
应用
60层，374米，筒体结构 ，92年建成。
香港中环中兴广场
五、筒体结构
应用
五、筒体结构
分类