建筑结构选型案例介绍
建筑结构选型案例分析报告
建筑结构选型案例分析报告一、引言二、案例简介该建筑项目为一座高层办公楼，总高度为300米，共有80层。
建筑师要求在满足建筑结构安全性的前提下，尽可能减小重量和成本。
三、结构选型概述1.钢结构：钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，能够满足建筑师的需求。
但是钢结构对于地震和火灾的抵抗能力较差，且需要更多的维护和保养。
2.钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构具有较好的地震和火灾抵抗能力，且成本相对较低。
然而，钢筋混凝土的施工周期较长，对基础要求较高。
3.预应力混凝土结构：预应力混凝土结构在重量轻、耐久性好的同时，还具有较好的自重分担能力。
然而，预应力混凝土结构需要具备较高的技术和施工要求。
四、结构选型决策分析在该案例中，由于建筑高度较高，地震和火灾的抵抗能力成为重要的考虑因素。
因此，钢结构相对来说不是理想的选型，而钢筋混凝土和预应力混凝土结构更适合该项目。
考虑到施工周期和成本的因素，预应力混凝土结构比较适合该项目。
预应力混凝土结构减轻了自重负荷，并提高了地震和火灾抵抗能力。
虽然预应力混凝土结构的技术要求较高，但可以通过雇佣有经验的建筑公司和施工人员来解决。
五、结构选型实施1.技术要求：雇佣有经验的建筑公司和施工人员，确保结构施工的质量和安全。
2.施工期限：根据施工周期和预算制定详细的施工计划，并进行合理的进度安排。
3.质量控制：严格按照设计方案进行施工，强调材料的选取和施工工艺的控制。
4.结构监测：在施工过程中进行结构的实时监测和评估，确保结构的安全性和稳定性。
六、结论通过该案例的分析，我们可以得出以下结论：1.结构选型是建筑设计中的重要环节，直接影响建筑物的结构安全性和成本。
2.在结构选型中，需要综合考虑建筑物的高度、地震和火灾的抵抗能力、施工周期和成本等因素。
3.预应力混凝土结构在该项目中是较为理想的选型，具有重量轻、耐久性好和良好的抗震性能。
4.在实施结构选型时，需要注重技术要求、施工期限、质量控制和结构监测，确保建筑物的安全和稳定性。
建筑结构选型案例分析-CCTV新大楼
主要建筑作品： 法国图书馆(1981年)、拉维莱 特公园(1982年)、波尔多住宅 (1994年)、荷兰驻德国大使馆 (1997年)、纽约现代美术馆加 建(1997年)、西雅图图书馆 (1999年)、中央电视台新楼 (2002年)、广州歌剧院(2002 年)等。
了解世界的窗口
该建筑主要由主楼、电视文 化中心及附属配套设施组成。 主楼屋顶最高处标高234米，比 目前北京市最高建筑———京 广中心高20多米。从外观上看， 央视大楼由两栋倾斜的大楼作 为支柱，在悬空约180米处分别 向外横挑数十米“空中对接”， 形成“侧面S正面O”的特异造型， 犹如一扇“了解世界的窗口”。
雷姆· 库哈斯
雷姆· 库哈斯(Rem Koolhaas)， 1944年11月17日出生于荷兰鹿特 丹，早年曾从事剧本创作并当过 记者。1968-1972年转行学建筑， 就读于伦敦一所颇具前卫意识的 建筑学院Architecture Association。 1972至1979年间，他曾在当时建 筑界很知名的Ungers事务所以及 Peter Eiserman的纽约城市规划/ 建筑研究室工作过，同时也在耶 鲁大学和加州大学洛杉矶分校执 教。1975年，库哈斯与其合作者 共同创建了OMA事务所，试图通 过理论及实践，探讨当今文化环 境下现代建筑发展的新思路。 1978年，库哈斯出版《癫疯的纽 约——曼哈顿的宣言》一书之后， 几乎花了二十年不停地建筑，努 力实现或证实他早年在书中所提 出的建筑理想和宣言，特别是外 表与内在行为简单分裂论 。
2007年12月8日，首批7个节点实现对接
2007年12月26日，两座主楼对接 2009年1月，大楼竣工
施工图片
施工图片——基础施工
施工图片——立面幕墙的施工（右）
建筑结构选型案例分析-CCTV新大楼
央视新大楼——“大裤衩” 位 于朝阳路和东三环交界处的CBD中央 区内，总建筑面积约59万平方米。该 方案由世界著名建筑设计师、荷兰人 雷姆· 库哈斯担任主建筑师，荷兰大都 会建筑事务所负责设计。作为建国以 来国家建设单体最大的公共文化设施， 是2008年北京奥运会的重要配套设施 之一。
雷姆· 库哈斯
施工图片
施工图片——基础施工
施工图片——立面幕墙的施工（右）
施工图片——外墙施工
施工图——悬臂合拢
了解世界的窗
工程难点的认识和理解
钢结构工程量大、分布范围广
结构倾斜，水平和垂直运输难度大 悬臂安装 预调值和结构变形控制 测量控制要求 焊接工作量大、质量要求高 安全防护要求高
工程概况
2006年2月13日，主楼钢结构工程进入实质
阶段 2007年7月底，44塔楼封顶 2007年9月底，52塔楼封顶 2007年10月9日，最关键环节悬臂开始吊装 2007年12月8日，首批7个节点实现对接 2007年12月26日，两座主楼对接 2009年1月，大楼竣工
结构分析
央视大楼主要采用钢结构，其建筑用钢量达
鸟巢的3倍之多
平面图
内部结构及功能
内部剖面结构（左） 内部功能（右）
施工
重点和难点
设计技术要求：悬臂安装完成后，悬 臂，底面为水平，允许向上微翘。达 到设计荷载后，不允许悬臂端出现下 垂 。 采用块体逐步扩大、高空散件组装的 方法 重点：按预调值进行加工，安装施工 的全过程必须按具体的施工组合工况 对预调值进行动态控制
主要建筑作品： 法国图书馆(1981年)、拉维莱 特公园(1982年)、波尔多住宅 (1994年)、荷兰驻德国大使馆 (1997年)、纽约现代美术馆加 建(1997年)、西雅图图书馆 (1999年)、中央电视台新楼 (2002年)、广州歌剧院(2002 年)等。
建筑结构选型(ppt 85页)
讨论 结构选型－结构设计
“鸟巢”方案展现了一个新颖、独特、庞大的异型钢结构建筑物， 该方案预计消耗8万吨各类钢材，最长的一条钢梁达300米，平 均钢梁长度将在50至180米之间，巨型体育场的形象完美纯真， 外观即结构，犹如树枝织成的鸟巢，其灰色矿质般的钢网以透
70年代末，文化部曾重提兴建国家大剧院之事，仍 未实现。
1990年，文化部再次提出在原址上兴建国家大剧院 ，并成立了筹建办公室。
1997年10月，中央决定在人民大会堂西侧空地尽快 兴建国家大剧院。
1998年1月8日，中央决定成立国家大剧院建设领导 小组和国家大剧院业主委员会。确定建设规模12万 平方米，建设内容为4个剧场，建筑设计方案采取邀 请方式为主进行国际招标，用4年左右时间建成。估 算，国家大剧院约需投资25.5亿元，外汇额度1亿美 元，其来源将主要是国家财政拨款。
直径110m 用钢量46.8kg/m2
锥体网架
•四角锥
棋盘形四 角锥
倒四角锥 正四角锥
正放四角锥 斜放四角锥
•三角锥
跳格三角锥
•六角锥
节点复杂，一般不采用
第五节 平面网架受力分析
第六节 网架杆件与节点
杆件可用
钢管（受力合理，节省钢材) 角钢（在小跨度简单型式使 用）
网架的结点
角钢杆件多用钢板连接，焊接或螺栓连接 钢管杆件连接宜采用钢球连接（构造简单，连接 方便，用钢量少，美观）
第三节 网架的结构形式
两向正交正放网架
适合接近正方 形建筑平面 （空间作用）
几何可变（斜 向支撑）
适宜中等跨度 30~60m
两向正交斜放网架
北京国际俱乐部网球馆采用的网架结构型式
三向交叉网架
结构空间刚度好 构件内力均匀 节点连接复杂
建筑结构选型------ 梁板结构
板=>梁=>柱或墙（双向板）；
4.板的力学分类：L1/L2≥3时为单向板；L1/L2≤2时为双向板；
2<L1/L2 <3时宜按双向板计算，当按单向板计算时，长向应配
足量钢筋。L1、L2分别为板的长边和短边。
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现浇肋梁楼盖
• 现浇单向板肋梁楼盖
主梁沿纵向布置 刚度差、开窗小、
降层高
•布置 双向密肋楼盖中楼板平面可以为方 形、矩形，也可为多边形。梁肋可 双 向布置，也可以三向布置，柱 距不宜大于12m。
•肋梁 肋间距常采用1.0- 1.5m．肋高可取 跨度的1/20-1/30，肋宽一般为 150200mm。当肋间距大于1m时，具 有美观的建筑造型效果，可以省去 吊顶，增加楼层净高。
• 现浇单向密肋楼盖
单向板密肋楼盖常用于长宽比大 于1.5的楼盖，跨度不宜大于6.0m， 肋高跨比一般可取1/18—1/20。 肋宽一般为80-120mm。
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现浇密肋楼盖结构
• 现浇双向密肋楼盖
双向矩形布置
•应用 当建筑的柱网为方形或接近方形时 常采用双向密肋楼盖形式。双向密 肋楼盖可用于建造一些中、大跨度 楼盖。
• 钢筋混凝土楼盖的分类
10a.盒子房 吊装过程
10.预应力箱型楼盖
10b.盒 子房吊 装过程
10c.盒子 房最终 效果
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现浇肋梁楼盖
• 现浇肋梁楼盖的特点、组成与传力路径
1.特点：梁板布置灵活，但要求较大的层高；
2.组成：板、次梁、主梁；
3.传力路径：板=>次梁=>主梁=>柱或墙（单向板）或
建筑结构选型
建筑结构选型案例分析
建筑结构选型案例分析高层住宅建筑是指超过一定层高的住宅建筑，一般指多层住宅建筑。
在高层住宅的结构选型中，通常考虑的因素包括但不限于以下几个方面：1.抗震性能：高层住宅建筑往往需要能够满足一定的抗震能力要求，以确保在地震发生时能够保持结构的稳定性和居住的安全性。
因此，在选型时应考虑采用抗震性能较好的结构形式，如框架结构、筒体结构等。
2.经济性：高层住宅建筑一般是大规模的，因此在选型时需要考虑材料和施工成本。
选择经济性好的结构形式和材料可以降低成本，提高经济效益。
3.建筑形态：高层住宅建筑的形态多种多样，可以是塔楼、长条形建筑或者复合结构等。
不同的建筑形态对结构选型有着不同的要求，因此在选型时需要综合考虑建筑的形态和结构的匹配性。
以一个具体的案例进行分析，假设城市的一座高层住宅建筑需要进行结构选型。
该建筑的地震烈度为6度，建筑高度为150m，总层数为30层，建筑形态为直立塔楼。
根据上述情况，可以选择不同的结构形式。
一种可能的选型方案是采用框架结构。
框架结构适用于大高度、无阻塞性的建筑，具有刚性好、抗震性能强、适应性广等特点。
该选型方案可以采用混凝土框架结构，底部加强，并配备抗震钢筋混凝土核心筒。
这样的结构形式能够满足抗震要求，并保证建筑的垂直度和刚度。
另一种可能的选型方案是采用剪力墙结构。
剪力墙结构是利用在结构中增设剪力墙来提高抗震性能的一种结构形式。
对于直立塔楼的高层住宅建筑来说，采用剪力墙结构可以有效抵抗水平力，提供较好的抗震性能。
该选型方案可以采用钢筋混凝土剪力墙结构，通过在建筑内设置剪力墙，增加结构的刚度和稳定性。
综合考虑抗震性能、经济性和建筑形态的匹配性，可以选择混凝土框架结构作为主要结构形式，配合钢筋混凝土剪力墙结构作为次要结构形式。
通过加强底部结构和设置核心筒，能够满足地震要求。
这样的结构形式能够提供稳定的结构，并具有较好的经济性。
总之，高层住宅建筑的结构选型需要综合考虑多种因素，包括抗震性能、经济性和建筑形态的匹配性。
建筑结构选型
建筑结构选型一：桁架结构桁架结构（Truss structure）中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。
桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。
由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。
案例：南京国际展览中心工程概况：南京国际博览中心建筑面积36万平方米，其中展览面积17万平方米，总国际标准展位6000个，室外展览面积3万平方米，停车位2500个。
会议中心包括5000平方米的多功能厅，800人报告厅，20间大小会议室，19间各式餐厅和一幢500间客房的4星级国际酒店。
其他配套设施包括240间客房的经济型酒店，8200平方米办公服务设施等。
结构形式及特点：国展中心的二层展厅是一个长243m ,宽75m 的无柱大空间,屋面呈弧形,南北两端主入口各有15m悬挑,西侧又有14m 悬挑。
为了实现建筑功能要求,经过多方案的比较,最终选定了采用钢管拱架、檩架的结构方案。
27m ×75m 的柱网,纵向27m 跨的檩架承担檩条、压型钢板轻钢屋面荷载,南北两端檩架各向外悬挑15m。
横向跨度75m ,上弦半径125m 的弧形拱架支承檩架,拱架高端悬挑14m ,最终形成结构新颖、气势宏伟的展览大空间(如图1 ,2 所示) 。
结构布置时,采取了多种措施来增加屋面的空间刚度,以保证结构稳定,传力可靠。
拱架的横截面是宽415m、高5m 的倒三角形(图6) 。
弦杆最大为<480 ×25 ,最小为<402 ×15 ,腹杆最大为<194 ×20 ,最小为<133 ×5 。
檩架的横截面是宽4188m、高3m 的倒三角形。
三角形的每个面又都由弦杆、腹杆组成的小三角形平面桁架构成,拱架、檩架本既是几何不变的空间结构,刚度也很好,又便于设备管道、马道等在其中穿行。
单元划分时,使拱架与檩架的划分相呼应。
檩架上弦藉助拱架腹杆是拉通的,下弦除两端悬挑部分是拉通的以外,均做成与拱架下弦节点连接,产生空间作用。
结构选型案例分析之北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
建造特色与建造过程
改造目的： 2006年5月26日工人体育馆开始进行 奥运改造工作，而改造后的工人体育 馆被作为北京2008年奥运会拳击比赛 和残奥会盲人柔道比赛场馆。
改造内容：
改造工程总建筑面积41828平方米， 其中改造原有工人体育馆主建筑面积 40200平方米，新建能源中心1628 平方米。 1. 外观方面： a. 全部更换成绿色环保窗户 镂空浮雕全部被保留 这次改扩建，工人体育馆外观上最大的变化来自窗户的更换。工人体育原来的窗户已经不能满足 现代节能环保的要求，此次改建将全部更换为绿色环保的铝合金双层玻璃窗户。正是这个小小的 变化将给工人体育馆带来一点现代和陌生体育馆内的超级大灯的感觉。 体育馆原来三个大门入口处都镶有成组的水泥浮雕：白胡子老爷爷挥舞斧钺刀叉，马尾辫小姑娘 踢鸡毛毽子……如今，这些反映当年形形色色群众体育、“增强人民体制”的体育活动的浮雕在 重新滩涂涂料后，全部都得到了保留。 体育馆内的超级大灯
屋顶结构
相似 轮辐式双层悬索结构
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
屋顶结构
内径为94米的绷筋混凝土外 环
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
屋顶受力
内环（受拉 环）选择延 性好的钢材
整个屋顶结构形成 一个受力平衡系统
外环（受压 环）使用具 优良抗压性 能钢混材料
下悬钢绞索承受 轴向拉力
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
建筑设计概念 方案生成过程：
圆柱形主体+八角形基座
缺点：外形虽有变化但琐碎； 与上层交接处结构复杂。
优点：外形完整且视线连续可以看到其 他两个大门；角接触结构简单；不会产 生凸角；外圈路最短。
建筑结构选型优秀建筑实例
中国国家大剧院位于北京人民大会堂西侧，西长安街以南，由国家大剧院主体建筑及南北两侧的水下长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成，总占地面积 11.89万平方米，总建筑面积约16.5万平方米，其中主体建筑10.5万平方米，地下附属设施6万平方米。总投资额26.88亿人民币。主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2416个坐席的歌剧院、2017个坐席的音乐厅、1040个坐席的戏剧院、公共大厅及配套用房组成。用钢量6000多t。外部围护钢结构壳体呈半椭球形，其平面投影东西方向长轴长度为212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米，基础埋深的最深部分达到-32.5米。椭球形屋面主要采用钛金属板饰面，中部为渐开式玻璃幕墙。椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达35500平方米，各种通道和入口都设在水面下。 国家大剧院高46.68米，比人民大会堂略低3.32米。但其实际高度要比人民大会堂高很多，因为国家大剧院地下的高度有10层楼那么高，其60％的建筑在地下。 2008年完工 设计：PaulAndreuandADP。
萨伏伊别墅是勒·柯布西耶纯粹主义的杰作，是一个完美的功能主义作品，甚至是勒·柯布西耶的作品中最能体现其建筑观点的作品之一。别墅在设计之初，柯布西耶原本的意图是用这种简约的、工业化的方法去建造大量低造价的平民住宅，没想到老百姓还没来得及接受，却让有亿万家产的年轻的萨伏伊女士相中，于是成就了一件伟大的作品，它所表现出的现代建筑原则影响了半个多世纪的建筑走向
萨伏伊别墅(the Villa Savoye) —框架结构
Байду номын сангаас
萨伏伊别墅是现代主义建筑的经典作品之一，位于巴黎近郊的普瓦西（Poissy），由现代建筑大师勒柯布西耶于1928年设计，1930年建成，使用钢筋混凝土框架结构。这幢白房子表面看来平淡无奇，简单的柏拉图形体和平整的白色粉刷的外墙，简单到几乎没有任何多余装饰的程度，“唯一的可以称为装饰部件的是横向长窗，这是为了能最大限度地让光线射入。”
大跨建筑结构构思与结构选型作业——张拉结构体系屋盖模型实验
【实验目的】通过动手制作及准备过程了解其形态分类、力学特点、组合与演化方式 【实验材料】线、绳、纸板、金属丝等 【实验要求】选取一种张拉结构原型，通过参数调度，演化出不少于三种组合方式和形象。
【报告正文】 一．结构原型 拱壳结构 （1）拱-壳杂交钢结构通过拱
将整个网壳划分为若干局部区段，利用拱结构 整体刚度大、稳定性好的优点，一方面使网壳 结构在变形后内力重分布，提高了结构出现整 体失稳时的承载力；另一方面抑制了局部区域 失稳的扩散，降低了网壳结构对缺陷的敏感 性。（2）网壳结构对拱结构的侧向稳定也有很 大帮助。因此，拱-壳杂交钢结构的整体稳定 性较纯网壳结构有很大提高（如图 1 所示）。
高结构刚度。由于轮辐式悬索结构，特别是柔
性轮辐式张拉结构，空间尺度大、自重轻、受
力合理、极限承载力高并且建筑造型轻巧新
颖，已广泛应用于各种大型复杂的工程中。
图2
二．演化方式 1、索壳组合 把柔索与硬壳结合而成的索壳混合结构是改善索系刚度与稳定性的有效办法之一。
-1-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、索杆组合结构 由拉索与压杆组合成各种形态，索的拉力经过一系列中介压杆而转变方向，使拉索与压杆 借其交织产生空间刚度。最后靠杆对索施加预应力，使索直网紧，达到预定的要求。
-3-
3、双层车辐式张拉结构 在车辐屋盖的柔性结构部分中,径向索、飞柱和环索为主要受力构件,上、下弦径向索之间 的连接索为次要构件。
三．制作体会
-2-
悬索结构类型虽多、式样各异，但其原理与特性却相同， 具有下列共同的优点： 1、受力性能优良 用柔索建立刚性屋面的问题已基本解决。在设计之初就要慎重选择屋盖的几何形状，以 保 证悬索结构的刚度与稳定性。一般规律是双层索系优于单层索系，同向双曲面由于单向曲面， 反向双曲面优于同向双曲面，预应力者优于非预应力，轻屋面优于重屋面。 因之，反向双曲预应力索网是理想的悬索结构型式。其刚度极大，变形很小，结构稳定性 强，屋面排水性能好，抗振性能好，自重轻。 2、非常经济 无论耗钢量、结构重量、造价等各个方面，都是跨度越大越经济。因为小跨的钢索锚固、 边缘构件与支承结构费钱，并不经济。一般悬索结构用于 60m 跨以上。 同时应当注意，悬索结构的经济性只有在合理的型式与屋面材料条件下才充分显示出来。 3、施工简便 索轻，无需满堂鹰架，除预应力张拉设备外，一般施工机械设备即能满足要求。 4、平面适应性强，造型优美 几乎任意形状的建筑平面与体型都可适用悬索结构，且其造型新颖、多样、优美。边缘构 件与支承结构不同，悬索结构的整个建筑体型与空间就不同，它们完全取决于前两者的型式与 组成，而悬索仅仅是一层外皮。这是设计者必须重视的。 通过模型的制作，我更深入地了解了拱壳结构和张拉结构形式，并对其形态、受力特点、 组合及演变方式有了全新的认识，并对这两种结构各部位的受力情况有了亲身的感受，结合老 师对其的讲解，理论联系实际，便于日后在设计中应用。
巴黎世博会机械馆建筑分析
背景
1889年为巴黎世博会而造， 位于埃菲尔铁塔附近 建筑师狄泰特，工程师康泰 曼等人共同合作完成 世界上第一个三铰拱式结构 建筑
4/4/2014
• 体现了全新的空间概念，运用当时最先进的结构和施工技 术，采用钢制三铰拱，跨度115m，长度420m，高度55m， 陈列馆共有20榀这样的钢拱，内部毫无阻挡的庞大室内空 间。刷新了世界纪录，被誉为“建筑艺术 的巅峰“
420m
115m
4/4/2014
• 突破传统砖石建筑厚重的基座，三铰拱可以使推力平均作 用在顶部和基底的铰点上。使得拱越接近地面越窄，在与 地面相接处几乎缩小为一点，每点集中压力有120吨，获 得轻盈的空间感受 • 陈列馆的墙和屋面大部分是玻璃，继伦敦水晶宫之后又一 次造出了使人惊异的建筑内部空间。
4/4/2014
缺点
• 大面积玻璃外墙面使得夏季温室效应明显，热量 集聚不散。 • 也有很多人评论巨大的结构空间尺度与建筑细节 处理上存在的不协调性
4/4/20
结构选型案例分析之北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
北京工人体育馆
建筑空间特点
门廊门厅及入口大厅
建筑首层北、东、西三面为 观众入口，深达6m的门廊 保证了疏散时有足够的缓冲 地带。穿过7.5m深的门厅 就进入宽敞的两层高的大厅。
休息区
由于有机械通风，厕所布置 在内侧较为隐蔽的地方。这 样就可以有效利用看台下部 的空间，把外侧较高、有天 然光线的部分充分利用做休 息厅。而且本是暗房间的运 动员准备室也因为通高处理， 利用高侧窗可以采到比赛场 的漫反射光。
Workers' Gymnasium
北京工人体育馆
建筑空间特点
休息区
由于有机械通风，厕所布置 在内侧较为隐蔽的地方。这 样就可以有效利用看台下部 的空间，把外侧较高、有天 然光线的部分充分利用做休 息厅。而且本是暗房间的运 动员准备室也因为通高处理， 利用高侧窗可以采到比赛场 的漫反射光。
门廊 大厅 运动员休息室 比赛场
Workers' Gymnasium
北京工人体育馆
门厅 休息厅 运动员准备场
功能布局
二层平面图
二层的主要功能是办 公室和休息室，在场 馆的南侧是运动员的 专有区，运动员们可 以在此休闲娱乐。
办公室及休息室
运动员小吃部 大厅上 空
Workers' Gymnasium
北京工人体育馆
北京工人体育馆
建造特色与建造过程
改造目的：
2006年5月26日工人体育馆开始进行 奥运改造工作，而改造后的工人体育 馆被作为北京2008年奥运会拳击比赛 和残奥会盲人柔道比赛场馆。
建筑结构选型案例分析
建筑结构选型案例分析一．双曲扁壳双曲扁壳由壳身及周边竖直的边缘构件组成。
双曲扁壳失高小，结构所占的空间较小，建筑造型美观，结构分析上可以采用一些简化假定，所以得到了广泛的应用。
北京火车站建筑简介车站站台北京站站舍大楼坐南朝北，东西宽218米，南北最大进深124米，建筑面积71054平方米。
站前广场面积40000平方米。
站内主要服务设施：大小贵宾室6个，软席候车室1个，普通候车室4个，高架检票厅候车室1个，重点旅客候车区4个。
站内设有：第一候车室、第二候车室、第三候车室、第四候车室、中央检票厅、第一软席候车室、第二软席候车室、和谐号候车室、北京站商务中心、036敬老助残服务室。
进站天桥2座，自动扶梯6部，直升电梯7座。
售票厅、国际售票处、中转签字加快各1处。
建筑结构分析双曲扁壳结构屋顶尺寸：中央大厅顶盖薄壳的平面为35m见方，失高为7m，壳身厚度仅为80mm。
检票口通廊上一连间隔用了五个双曲扁壳，中间的平面为21.5m见方，两侧的四个平面为16.5m见方，失高为3.3m，壳身厚度为60mm。
形体：壳的中央微微隆起，四周有拱形高窗，采光充分，素雅大方，宽敞宜人。
边缘构件为两铰拱。
扁壳是间隔放置的，各个顶盖可四面采光，使整个通廊显得宽敞明亮。
北京网球馆北京网球馆是用双曲扁壳做顶盖，平面为42m见方，壳身厚度为90mm。
扁壳在中央隆起的结构空间，正好适应网球在空中往返时弧形轨迹的需要，因而整个建筑的空间利用是很充分的。
二．刚接桁架钢接桁架的型式及特点：一般情况下，桁架结构杆件与杆件的连接铰点均简化为铰节点，一方面可简化运算，另一方面也较符合结构的实际受力情况。
但有时，由于桁架结构使用功能上的要求，或由于建筑造型上的要求，桁架结构没有斜腹杆，仅有竖腹杆。
这时若再把桁架节点简化为铰节点，则整个结构就成为了一个几何可变的结构，必须采用刚接桁架。
如无斜腹杆屋架。
上海大剧院建筑简介：上海大剧院整个工期自1994年9月开始，至1998年8月。
香港汇丰银行大厦结构选型分析
香港汇丰银行大楼
桁架结构分析
建筑简介
香港汇丰总行大厦由著名建筑师诺曼· 福斯特设计，由构思到落成耗时6 年。 整座建筑物高180 米，共有46 层及4 层地库，使用了30,000 公吨钢及4,500 公吨 铝建成。 设计特色： •内部并无任何支撑结构，可自由拆卸。 •所有支撑结构均设于建筑物外部，使楼面实用空间更大。 •玻璃幕墙的设计，能够善用天然光 •地下大堂门向着正南正北，冬夏都能保持大堂凉爽，节省不少冷气费 •设计灵活，可按实际需要轻易进行扩建工程而不影响原有楼层 •楼内还有一部文件运输带，可每天自由传送数吨重的文件。
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结构体系
传力方式:
各楼楼面将荷载传递给杆1，2，所以受力为均布荷载。 杆1，2可视为简支梁，作用在C点的合力是竖直向下。
结构体系
内部巨型桁架承受力， 终可等效为一个竖向力，一个水平力和力偶。
结构体系
建筑平面为72*55m，高180m，地面以上43层
结构体系
“衣架计划” • 整个地上建筑用四个构架支撑，每 个构架包含两根桅杆，分别在五个楼 层支撑悬吊式桁架。
• 桁架所形成的双高度空间，成为每 一群楼层的焦点，同时还包含了流通 和社交的空间。 • 每根桅杆是由四根钢管组合而成，在 每层楼使用矩形托梁相互连接。这种布局使桅杆违到最大承载力，同时把桅 杆的平面面积降到最小。 • 将建筑的钢结构特点裸露在外立面上，使得整个建筑具有现代的以及强有 力的气息，，整个大厦可分为8 个“箱体”，大厦所有部件可进行拆卸和重 组。
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结构体系
主要承重构件：
•自基础延伸至不同高度处的两列巨型钢立柱(每
建筑结构选型案例分析(优选.)
1 混合结构体系1.1混合结构体系概述混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。
如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。
由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。
混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆.特点：质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低，适合6层以下，横向刚度大，整体性好，但平面灵活性差。
分类：型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构1.2 实例工程项目概况金茂大厦（JinMaoTower），又称金茂大楼，位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区，楼高420.5米，是上海目前第2高的摩天大楼（截至2008年）、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。
大厦于1994年开工，1999年建成，有地上88层，若再加上尖塔的楼层共有93层，地下3层，楼面面积27万8,707平方米，有多达130部电梯与555间客房，现已成为上海的一座地标，是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体，融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。
因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。
1.3 实例工程项目结构选型与结构布置分析其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。
这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。
这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。
2框架结构体系2.1框架结构体系概述框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架，同时承受竖向荷载及水平荷载的纯框架结构。
其主要优点是建筑平面布置灵活，能够较大程度地满足建筑使用的要求。
建筑结构选型__网架结构__上海体育馆__
简介
由多根杆件按一定的网格形式通过节点 连结而成的空间结构 。 特点是：空间受力 重量轻 刚度大 抗震 性好 缺点是汇交于节点上的杆件数量较多， 制作安装较平面结构复杂
网架结构
使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结 构整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。 网构架高度较小，能利用较小杆形构件拼装成大跨 度的建筑，有效地利用建筑空间。适合工业化生产 的大跨度网架结构，外形可分为平板型网架和壳形 网架两类，能适应圆形、方形、多边形等多种平面 形状。平板型网架多为双层，壳形网架有单层和双 层之分，并有单曲线、双曲线等屋顶形式。 50年代后期上海同济大学曾建造了装配整体式钢筋 混凝土单层联方网架壳形结构建筑，大厅部分净跨 度为40米，外跨度54米。上海文化广场的改建设计 采用钢结构球节点平 板型网架，1970年建成。 1976年建成的美国新奥尔良市体育馆，圆形平面直 径达207.3米,是当今世界上最大的钢网架结构建筑。
大跨度结构
横向跨越60米以上空间的各类结构 形式的建筑。大跨度结构多用于民用建 筑中的影剧院、体育馆、展览馆、大会 堂、航空港候机大厅及其他大型公共建 筑，工业建筑中的大跨度厂房、飞机装 配车间和大型仓库等。 结构类型 有折板结构、壳体结构、网架结构、悬 索结构充气结构、篷帐张力结构等
上海体育馆(上海大舞台)
பைடு நூலகம்
上海体育馆
结构体系
网架结构, 呈园形直径124.6米, 由均匀 分布在1 10 米直径园周上的36 根柱子支承, 支承点以外悬挑7.30 米, 网架中部有气楼。 网架高6 米, 中间起拱2.5 米,由1 1 4 0 0 多 根16 锰无缝钢管和90 多个钢球组成, 设计 总重量6 0 吨
10个经典案例带你一起分析高层结构设计难点
布置优化
通过调整剪力墙的厚度、间距和连梁 布置等方式，实现结构刚度的均匀分 布，减小扭转效应。
剪力墙连梁设计技巧
连梁作用
在剪力墙结构中，连梁作为连接 墙肢的重要构件，起到传递剪力、
协调变形的作用。
设计原则
连梁设计应遵循“强剪弱弯”的 原则，保证连梁在剪切破坏前具
抗震构造措施
采取加强节点、提高构件 延性等措施，提高结构的 整体抗震性能。
经验教训型时，应综合考虑建筑功能、高度、地震作用等因素，
选择合理的结构体系。
抗震设计是关键
02
对于高层建筑而言，抗震设计是确保结构安全的关键环节，必
须予以充分重视。
精细化设计是趋势
03
随着计算机技术的发展，精细化设计已成为高层建筑结构设计
08
经典案例六至十概述及启示
案例六至十简介
案例七
某高层住宅楼，采用框架-剪 力墙结构，注重居住舒适度和 抗震性能。
案例九
某超高层塔楼，采用核心筒结 构，具有极高的建筑高度和复 杂的建筑形态。
案例六
某超高层商业综合体，位于繁 华市区，集购物、办公、酒店 等功能于一体。
案例八
某高层公共建筑，大跨度空间 结构，对结构刚度和稳定性有 较高要求。
注重培养高层结构设计领域的人才队 伍，提高设计人员的专业素养和综合 能力。
展望一
展望二
建议一
建议二
随着新材料、新工艺的发展，未来高 层结构设计将更加注重绿色环保、节 能减排等方面的要求。
加强高层结构设计领域的技术交流和 合作，共同推动行业技术进步和创新 发展。
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结构选型建筑体系实例分析建筑1002班何流 14号一．体育馆建筑------（钢架；桁架结构体系）二．高层建筑 ------（剪力墙；筒中筒结构体系）三．博物馆建筑------（悬索；网壳结构体系）一．体育馆建筑钢架结构体系概述钢结构是把各种型钢或钢板通过焊接或螺栓连接等方法组成基本构件根据使用要求按照一定的规律制造而成的工程结构。
钢结构在工程建设中应用较广如高层建筑、大跨度空间结构、轻钢结构、工业厂房道路工程中的钢桥水工建筑中的钢闸门、加油站的钢顶棚等。
具有材料的强度高，塑性和韧性好；材质均匀，和力学计算的假定比较符合；制作简便，施工周期短；质量轻；钢材耐腐蚀性差；钢材耐热，但不耐火；等优点桁架结构体系概述桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。
桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。
由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。
当涉及大跨度或重荷载时，用于建筑的屋盖结构的桁架通常称作屋架，桁架要比梁更经济。
桁架，是由一些细长直杆按适当方式分别在两端连接而成的几何形状不变的结构。
桁架按其材料可分为木桁架、钢筋混凝土桁架、钢桁架。
本人针对以上两种常常同时出现的结构体系，进行了实地调研。
实例工程项目一南京奥体中心体育场屋盖钢结构工程概况南京奥林匹克体育中心位于南京市城西秦淮河与长江之间的河西新城区中心区域,它东临江东南路,南毗青石埂路、西连上新河路、北接纬八路,占地面积89.6公顷,总建筑面积约40万m2。
体育场的俯视平面为直径285.60 m的圆。
整个体育场建筑造型风格独特,具有自由动态感。
主体结构为部分预应力钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系(2～7层)结构形式体育场的屋盖结构体系是由跨度达376 m、倾斜45°的变断面三角桁架拱与平行设置的钢箱梁和平面支撑形成的单层马鞍形壳组成的空间结构,其大拱的支座处水平推力达13 000 kN。
设计最终采用的拱脚为固接,并要求其支座处水平位移控制在6 mm以内,否则屋盖结构在计算时要考虑水平位移对整个屋盖结构的影响。
该结构的屋顶组合钢结构为由跨越东西看台上空的变断面三角桁架拱(跨度为372.140m,矢高64m,与水平面倾斜45°)及穿越比赛场地的地下连接两拱脚的“弦”(长400m的8×25根预应力钢绞线)组成的大双“弓”,跨越南北面看台前沿上空的跨度140m的悬索状钢管,覆盖整个看台上空的104根平行的箱形梁和其间支撑形成的马鞍形壳和箱梁后端的V形支撑共同组成的空间钢结构体系。
因此,整个屋顶结构传力途径复杂,屋面部分荷载通过拱传给基础,部分由屋面箱梁后端的V形支撑通过看台钢筋混凝土框架结构体系传给基础,力的分配因各种荷载组合工况不同而异。
“弦”的作用主要是使桩基础不承受拱传来的达113万kN的南北向水平推力,使拱支座不产生水平位移。
东西向的水平推力由两相对称的拱脚下的地梁平衡。
a - 平面;b - 轴侧;c - 立面;d - 端部立面屋盖结构示意斜放“弓”结构的设计弓结构的弓背拱的设计是变断面等腰三角形桁架钢拱,底边由中间的宽15m变至5m。
高由7m变至2m。
材质为Q345-C,为美观起见,主管外径均为<1000,壁厚为20～60mm。
拱的设计重点在拱脚和节点上。
将三根主管直接埋入拱脚顶标高为7100 m钢筋混凝土墩内固定。
作为“弓”结构的弦———预留在连接每条拱相对的两个拱墩的地梁中的8×24根<1512无粘结预应力筋也在拱墩基座中锚固。
设计总控制张拉力20000kN,实测数据表明拱脚位移最大为215mm,证明拱在最不利的荷载组合下基本上无水平位移产生。
屋架设计南京奥林匹克体育中心体育馆屋架由14榀大跨曲面钢管桁架构成,整个屋面似一个空间球面,平面尺寸为120m×110m,采用计算机同步控制液压牵引的曲面滑移技术就位,滑移轨道搁置在异形曲面的框架柱顶面上。
需要滑移的主桁架计12榀,每榀单重约80～97t;最大跨距104.4m,最大高度约6m,标准间主桁架水平投影间距8.6m,第1～14榀桁架的水平投影距离约111.8m。
滑移弧线轨道半径约359m,滑移弧线轨道最低点与弧线轨道最高点高差约4.3m。
次桁架及主桁架间支撑构件共计13个单元,每个单元重约30t,整个滑移区域总重约计1 661t。
实例工程项目二南京奥体体育科技中心观光塔南京奥体体育科技中心位于南京奥体中心的西南隅,由九层主楼(体育新闻中心),四层裙房(行政管理中心)和观光塔三部分组成,其中裙房与观光塔相连,与主楼以抗震缝脱开。
观光塔由主塔塔身、弧形桁架和观光平台三部分组成,弧形桁架底部设置两根钢柱斜撑。
主塔塔身布置有两座观光电梯和一座外露的消防楼梯,主塔塔身顶点标高110m,桅杆顶点标高145.3m。
2005年5月建成后的观光塔已成为整个体育中心的一个亮点。
结构形式观光塔采用钢结构,结构体系为框架-支撑体系,下图为塔身平面图和塔身竖向支撑体系布置图,下右图为弧形桁架结构空间视图。
塔身在31.2m标高以上采用了6根Υ800×18钢管混凝土柱和2根组合柱;31.2m标高以下,利用被裙房包裹的消防楼梯间设置了壁厚为500mm的混凝土筒体。
框架梁截面HW400×400×13×21,结合消防楼梯层高,沿塔身高度方向布置间距为2.6m。
观光平台采用空间钢桁架体系,上下平台均为环向不对称悬挑,其中下平台面标高为101.70m,沿正立面悬挑长度左端为8.3m,右端为15.7m,平台楼面采用压型钢板-现浇混凝土组合楼板,现浇混凝土厚75mm。
弧形桁架节间竖向距离10m,弦杆采用Υ900×12钢管,在斜腹杆与桁架弦杆的节点处共采用了11个铸钢节点。
钢材材质为Q345B,钢管混凝土柱内混凝土标号为结构特点观光塔具有以下一些主要结构特点:(1)主塔高宽比大,为110/7=15.7;(2)塔身在31.2m标高处竖向截面突变;(3)观光平台不对称悬挑,结构质心与刚心不重合;(4)弧形桁架,观光平台与塔身三者之间应能较好地共同工作;(5)舒适度指标控制。
设计措施针对观光塔高、柔、不对称性等特点,设计中采取了以下针对性措施:(1)采用钢管混凝土柱,抗侧能力强,且增加了结构质量,结构顶点加速度易满足;(2)将塔身中部的2根Υ800×18钢管混凝土柱改为两根“哑铃形”钢管混凝土组合柱,组合柱由2根Υ800×18钢管通过20mm厚钢板连接组成,结构在两个方向的抗侧移能力,尤其在X方向大幅增强,静力计算风荷载作用下的塔身顶点位移在X和Y方向分别下降了28.4%和19.8%;(3)塔身在31.2m标高以下利用外扩楼梯间设置3m×7.4m的混凝土筒体,并将塔身中部范围内筒体墙厚加厚至500mm;(4)立面和观光要求在Ⅱ、Ⅳ轴及观光电梯的两个侧面不允许布置竖向支撑,且观光梯三个外立面处相应横梁间距由2.60m增加到5.20m,塔身在Y方向仅有Ⅲ轴线一道竖向支撑。
为解决该方向抗侧能力的不足,控制平面扭转,消防剪刀梯采用梁式做法,梯梁为两根200×400×12方钢管,与加强后的楼梯平台一起构成该方向的X形交叉支撑;(5)31.2m标高塔身竖向平面转换采用18mm厚钢板剪力墙过渡,过渡范围沿高度为2.90m;(6)观光层上下平台间沿露天平台内侧环向设置22根Υ245×12的吊柱和柱间支撑,如图5所示,利用上下平台形成的连接刚度,以达到减少平台扭转和降低下平台挠度的目的;(7)下部弧形桁架支座采用万向转动球铰支座,设计内力为:最大水平剪力设计值Vmax=800kN,最大轴力设计值Nmax=3000kN实例工程项目三南京奥体新闻科技中心工程概况南京奥体新闻科技中心位于南京市河西地区,为全国第十届运动会的新闻办公中心。
结构整体东西长123m,南北宽47m,主体结构为九层,外带局部裙房和高为110m的观光塔,科技中心的屋盖结构为空间弧形钢结构体系。
结构形式主体结构是由对称的两个矩形结构组成,通过一系列空中连廊将这两个结构连为整体,下部结构采用了八个V形柱和托梁来支承上部结构,如下图所示。
主体结构为混凝土框架2剪力墙结构体系,结构层1高6.4m,层2高3.5m,层3高5.0m,层4以上高3.8m。
整个结构的混凝土强度等级为:层1～3梁为C40,柱和剪力墙为C45;层4～9梁、柱和剪力墙均为C40。
屋盖结构为空间交叉桁架体系,以两边空间主桁架为主要受力体系,中间通过空间次桁架来连接两主桁架。
结构布置体育科技中心屋盖结构为纵向对称的空间钢结构,是由两片空间交叉弧形钢桁架组成,且两片空间交叉弧形钢桁架在竖向存在一定落差。
左片空间交叉弧形钢桁架又是由2榀纵向空间弧形主桁架和15榀横向次桁架组成的;右片空间交叉弧形钢桁架也是由2榀纵向空间弧形主桁架和18榀横向次桁架组成的,如图所示。
空间交叉桁架杆件采用热轧无缝钢管,钢材材质为Q345B。
体育科技中心屋盖在水平方向的投影长度为118.45m,而横向宽度是渐变的。
整个屋盖左右两片空间交叉弧形钢桁架上均要开洞。
屋盖钢结构空间弧形主桁架与下部混凝土结构之间的连接是通过四角锥体系来实现的,屋盖悬挑钢结构与附属混凝土结构是通过一些摇摆柱来实现连接的。
二．高层建筑剪力墙结构体系概述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。
钢筋混凝土墙板能承受竖向和水平力，它的刚度很大，空间整体性好，房间内不外露梁、柱楞角，便于室内布置，方便使用。
剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式。
其墙体同时也起围护及分割房间的作用。
整体性好，刚度大，抗震性能好，适于建造高层建筑。
不过剪力墙间距太小，平面布置不灵活，自重大，不适应建造公共建筑，一般适用于建造住宅。
剪力墙结构体系主要有：框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框支剪力墙结构、筒式结构等四大类。
筒中筒结构体系概述筒中筒结构由心腹筒、框筒及桁架筒组合，一般心腹筒在内，框筒或桁架筒在外，由内外筒共同抵抗水平力作用。
由剪力墙围成的筒体称为实腹筒，在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒；筒体四壁由竖杆和斜杆形成的桁架组成则称为桁架筒。
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。
在高层建筑中，抵抗水平力是设计的主要矛盾，因此抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题。
高层建筑中基本的抗侧力单元是框架、剪力墙、实腹筒（又称井筒）、框筒及支撑由这几种单元可以组成多种结构体系。
实例工程项目一北京保利国际广场主塔楼工程概况保利国际广场项目位于北京市朝阳区大望京村项目包括三栋办公塔楼塔楼1即地标塔楼，是项目中最高的塔楼，共32层，结构主体高度161.2m塔楼2共17层，高80m塔楼3共13层，高66m地下共有3层，地下一层主要功能为商业，地下二层和地下三层主要为车库基础埋深17.6m，基础形式为桩筏+平板基础，超高层塔楼1下采用800大直径后压浆灌注桩，塔楼2，3和裙楼部分采用平板基础。