建筑结构选型章节案例分析
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。
建筑结构选型实例分析
建筑结构选型实例分析建筑结构选型大作业12-城规、程睿（）第一章悬挑结构：现代MOMA1. 工程概况：当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧，拥有首都北京的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米，其中住宅为万平方米，配套商业面积达万平方米，包括多厅艺术影院，画廊，图书馆等文化展览设施，还包括了精品酒店，国际幼儿园，顶级餐饮，顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。
当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授Steven Holl设计，项目规划概念是BEIJING LINKED HYBRID，在建筑艺术方面实现了世界的唯一，更加充分的发掘城市空间的价值，将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。
当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展，在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上，将大规模使用可再生的绿色能源。
从可持续的观点出发，当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使用可再生的绿色能源是大城市发展的方向，是真正“节能省地型”的项目。
在当代MOMA的规划设计中，更多考虑了未来城市的生活模式，引入了复合功能的概念，实现开放功能的城市社区，在这里不单是居住功能，而且能够和谐的工作，娱乐、休闲消费、交通，作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区，充满生气与活力，将创造更和谐的国际化生活氛围，不仅为社区创造更舒适的环境，更多的交往机会，也将完善城市区域功能，为北京的城市形象，为北京奥运会增添光彩。
项目计划2005年初开始建设，在2008年奥运会之前建成使用。
2. 结构形式：为减轻自重，梁柱采用H型钢，并且设置了受拉的钢斜撑，提高悬挑结构的刚度和承载力．为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩，在悬挑部分增设钢斜撑，将倾覆力矩传递到塔楼上；在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。
使塔楼整体承受倾覆力矩。
在塔楼内除设置核心筒外。
还设置了十字型剪力墙，提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。
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。
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。”
建筑结构选型课程报告_结构实例分析报告
建筑结构选型课程报告——结构实例分析目录一、引言 (3)二、框架结构 (4)三、剪力墙结构、框剪结构 (6)四、超高层建筑（筒结构）抗风/抗震 (7)五、桁架结构 (9)六、拱结构 (11)七、网架结构/大跨度屋盖 (13)八、悬索结构 (15)九、膜结构 (16)一、引言著名的建筑师及结构师奈尔维在他的《结构在建筑中的地位》一书中这样说：“现在建筑设计所要求的新的、宏伟的结构方案，使得建筑师必须要有理解结构构思，而且应达到这样一个深度和广度：使其能把这种基于物理学、数学和经验资料之上而产生的观念转化为一种非同一般的综合能力，转化为一种直觉和与之同时产生的敏感能力。
”结构概念是建筑物赖以生存的基础，建筑师只有掌握它，并在建筑设计的初期就自觉地运用它，才能设计出真正优秀的建筑。
对建筑师而言，从整体把握结构的概念掌握结构体系的选择以及布置，远比了解结构计算重要。
正是出于上述原因，作为一名新时代建筑学的学子，对建筑结构的学习才显得尤其重要。
而了解建筑结构很重要的一条就是对结构实例进行分析，只有对建筑的实例有深层的学习研究，打下坚实的基础，才能真正成为一名优秀的做建筑的人。
本文就是对著名建筑结构的实例进行分析，通过此分析来总结对《建筑结构选型》这门课程的学习成果。
而且在本文的中几个案例是自己去调研，还有自己的一些看法。
通过这门课的学习，确实让我增长了不少知识和见识；还要感老师，这几周的辛苦。
二、框架结构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适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
采用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、粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。
建筑实例大剧院工程概况大剧院项目已列入市“十一五”发展规划和《市城市总体规划(2005～2020年)》。
项目所在地市山南新区已预留规划建设用地。
建筑结构选型案例分析ppt课件
焊接： 方面尽管不是在香港制作，但同一时间处理
极大量厚板、并用全自动及半自动工艺，特别是大部分钢 构为“ Z向性能厚板” 亦成为一个佳话。
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11
施工图片
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总平、立面布局
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堆填岛及地基系统
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15
顶层屋面
外观复杂的屋面其实是由一个简单的几何系统组合而成。 其形状是由6 个不变的横截面构件组成。最上层屋面基本上 是在建筑物南北轴线上的筒形构筑物。稍下是对称的两对 中层屋面和低层屋面。它们从建筑物的轴线侧旋到特定角 度,形成拱状构架并斜向地面。较小的南向屋面是一种筒状 结构, 垂直于建筑物的轴线。
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9
悬空钢柱
每组由4根500x500拼装工字钢组 合而成、厚度由20mm至80mm不等， 亦是充分发挥钢构件本身高拉力特性 的代表产品。
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10
楼面结构: 为组合结构，利用3m多高x27m长的
楼面桁架、2.5m高x18m长的次桁架组成。
施工方法 ：主要分为三方面，一为重型安装、二
建筑结构选型案例分析
之香港会议展览中心
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1
香港会议展览中心扩建项目
香港会议展览中心扩建项目是一个受特殊地理环境及 施工工期约束而完成的项目。 首先，项目横跨海岸边一期大楼和人工岛，施工场地 天然制约且局促。 其次，项目从2007年施工至2008年十月要求交付使用， 工期异常苛刻。 再次，项目由于自身的功能和环境要求，使得设计结 构复杂程度相当高，带来施工的难度超出以往操作案 例。 故此，该项目亦因其堪称史无前例的结构之复杂、工 期之紧张、施工难度之艰巨、整体设计之完美而取得 了2010年度香港最佳建筑优异奖。
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。
建筑结构选型章节案例分析
目录第一章一般平板结构第二章桁架与屋架第三章刚架结构与排架结构第四章网架结构第五章高层建筑结构第六章拱结构第七章悬索结构第八章薄壁空间结构附篇膜建筑结构第一章一般平板结构举例中央电视台新址结构形式中央电视台总部大楼主楼的两座塔楼双向内倾斜6度，在163米以上由“L”形悬臂结构连为一体，建筑外表面的玻璃幕墙由强烈的不规则几何图案组成，央视大楼的结构是由许多个不规则的菱形渔网状金属脚手架构成的。
这些脚手架构成的菱形看似大小不一，没有规律，但实际上却经过精密计算。
作为大楼主体架构，这些钢网格暴露在建筑最外面，而不是像大多数建筑那样深藏其中。
奥雷·舍人说，这样压力基本都能沿着系统传递下去，并找到导入地面的最佳路径。
从外观上看，大楼有一部分钢网结构（包括拐角等压力较大部位）比较密集，它们也是整体设计思想的一部分。
由于大楼的不规则设计造成楼体各部分的受力有很大差异，这些菱形块就成为了调节受力的工具。
受力大的部位，将用较多的网纹构成很多小块菱形以分解受力；受力小的部位就刚好相反，用较少的网纹构成大块的菱形。
施工情况1、压力不平衡可致地陷，就像跷跷板两边分别放坦克和书桌。
“好看难建”。
北京市勘察设计研究院的国家级勘察大师张在明用了这四个字简单概括了央视新址的工程特点。
具体负责央视新址勘察的耿一然工程师介绍说，央视新楼的怪异形状导致了对地基压力的极端不平衡。
“两座巨型塔楼和旁边的低矮建筑位于同一个地基之上，这就像把一辆坦克和一张书桌放在跷跷板的两边”。
据测算，央视新楼的地基将承受三种截然不同的压力：两座塔楼的地上层数分别为51层和45层，高约230米。
由于塔楼主体并不是垂直于地面的，而是呈84度斜角向天空延伸，其压力相当于约300米高楼的压力，超200吨／平方米；地上建筑为9层的裙楼，下压力较为正常，大约是40吨／平方米；而主塔楼的旁边是地上1层、地下3层的低矮建筑，这部分地基的压力仅有15吨／平方米，甚至还没有挖掉的土的压力大。
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。
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。
建筑结构选型实例分析.
成绩考查课结课作业（论文）题目：建筑结构选型实例分析课程名称：建筑结构选型学院：土木与建筑工程学院学生姓名：学号：201104030002专业班级：城市规划11-1任课教师：尹涛2013年6月《建筑结构选型》课程报告评分表学生姓名专业班级城市规划11-1 题目名称建筑结构选型实例分析项目考核指标权重得分课程报告质量收集调研相关资料独立查阅资料、进行调研；有收集处理相关信息及获得新知识的能力。
10内容完整、分析正确合理内容完整，每部分均包括概述、实例分析和小结，要求图文并茂。
结构实例综合分析的正确、合理性。
30格式规范、条理清楚条理清楚、结构严谨、文理通顺、用语规范、书写格式规范。
20 创新工作中有创新意识，一定的自己的理解，一定独创性。
20完成任务及答辩的情况答辩根据课程报告内容，正确回答相关问题10 学习态度、按时提交，按要求修改完善10总分简要评语：任课教师签名：年月日目录一、引言 (1)二、多层建筑（砖混结构、框架结构）.................... (1)三、高层建筑（剪力墙结构、框剪结构）........................ .. (5)四、超高层建筑（筒中筒结构）................................ . (8)五、工业厂房（轻型钢结构） (9)六、大跨度公共建筑（桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等）.. (10)七、桥梁结构（桁架结构、拱结构、悬索结构等）................. . (13)八、总结 (17)引言对于建筑结构，它们并不是我们通常所说的建筑物，而是隐藏于建筑物外表之下的，构成建筑空间、承载建筑荷载，使建筑物得以安全使用的骨架。
人们往往认为结构与外形是相同的概念，其实不然。
建筑师根据结构功能要求的原则(安全性、适用性、经济性、耐久性)将外表看来很花哨的建筑物与内部规整合理的结构很好的结合在一起，就形成了各种各样的建筑结构型式。
某高层建筑结构设计实例分析
某高层建筑结构设计实例分析随着城市的快速发展，高层建筑如雨后春笋般涌现。
高层建筑的结构设计不仅关系到建筑的安全性和稳定性，还影响着建筑的使用功能和经济性。
本文将通过一个具体的高层建筑结构设计实例，对其进行详细的分析，以期为相关设计提供参考。
一、工程概况该高层建筑位于城市中心商务区，总建筑面积为_____平方米，地上_____层，地下_____层。
建筑高度为_____米，主要用途为商业和办公。
二、结构选型根据建筑的功能和高度要求，本工程采用了框架核心筒结构体系。
框架柱采用钢筋混凝土柱，核心筒采用钢筋混凝土剪力墙。
这种结构体系能够有效地抵抗水平荷载，保证结构的稳定性。
框架柱的布置充分考虑了建筑的平面布局和受力要求，柱距均匀合理，既满足了建筑使用功能的要求，又保证了结构的受力性能。
核心筒位于建筑的中心部位，其剪力墙的厚度和配筋根据不同楼层的受力情况进行了优化设计。
三、荷载取值在结构设计中，准确的荷载取值是至关重要的。
本工程考虑的荷载主要包括恒载、活载、风荷载和地震作用。
恒载包括结构自重、建筑装修和设备重量等。
活载根据不同的使用功能，按照相关规范进行取值。
风荷载根据当地的气象资料和建筑的体型系数进行计算。
地震作用根据抗震设防烈度和场地类别，采用反应谱法进行计算。
四、结构分析采用专业的结构分析软件对结构进行了整体计算分析。
分析结果表明，结构的各项指标均满足规范要求。
在水平荷载作用下，框架和核心筒协同工作，有效地抵抗了风荷载和地震作用。
结构的位移比、周期比、层间位移角等指标均在规范允许的范围内。
五、构件设计（一）框架柱根据计算结果，框架柱的截面尺寸和配筋进行了合理设计。
柱的纵筋采用高强度钢筋，箍筋采用复合箍筋，以保证柱的承载能力和延性。
（二）核心筒剪力墙剪力墙的厚度和配筋根据不同楼层的受力情况进行变化。
底部加强区的剪力墙厚度较大，配筋率较高，以提高其抗震性能。
（三）梁梁的截面尺寸和配筋根据跨度和受力情况进行设计。
杭州某高层建筑结构选型与分析
杭州某高层建筑结构选型与分析摘要:高层建筑功能越来越复杂,形式越来越多样。
在工程实例的基础上,针对结构形式进行多方面的比较分析,从而采取更为合理的形式;然后就转换层的计算进行了分析,最后对转换层的构造作了说明。
关键词:结构形式；梁式转换；转换层的构造措施。
1、工程概况本工程位于杭州,由三栋高度分别为72m、84m、100m的高层建筑组成,其中地下2层均为车库,地上分别为14层、17层、21层。
地上五层以下是为会展和会议服务之用的餐饮、交通用房,六层以上全部是办公。
由于第五层上下的功能不同,为满足建筑的需要,在设计中应用了转换层,转换层标高44m。
本工程抗震设防烈度为6度,设计抗震为一组,设计基本地震加速度值为0.05g,场地属Ⅲ类场Tg=0.45s,抗震设防类别为丙类。
转换层示意图见图1～3。
下面主要介绍72m高的A栋。
2、结构形式的确定本工程的特点是跨度大、高位转换。
为了结构设计的安全、可靠、经济、实用,进行了多种结构形式的比较分析,从而确定最合理的结构形式。
(结果见表1)从表1可以看出三种结构形式各有优缺点。
（1）带支撑钢框架结构优缺点:结构自重轻,刚度好,抗震性能好,但其造价高,防火性能差,且支撑竖向不连续并影响建筑外观。
（2）框架-剪力墙结构优缺点:结构造价低,利用楼电梯间作为核心筒,刚度好,而且核心筒竖向连续,但结构自重大,构件尺寸大。
（3）钢-混凝土混合结构优缺点:特点是介于以上两者之间,但其最大的缺点是构造不好处理,混凝土构件与钢构件的连接难度大,给施工造成不便。
本工程地处6度抗震设防地区,其烈度不是很高,且层高控制要求不是很严,有做混凝土梁的空间,基于以上的分析比较,出于经济角度的考虑,决定采用框架-剪力墙混凝土结构体系。
3、转换层的设计3.1转换层形式的确定目前转换层的形式多种多样,现在常用的有梁式转换、板式转换、桁架式转换、箱形转换等等。
其中由于板式转换抗震性能不好,设计施工都很复杂;箱形转换很少用于房屋结构工程,故不予考虑。
香港汇丰银行大厦建筑结构分析
体系介绍
每根格构柱为 4.8 m×5.1 m，四角为四根圆形钢管，底 层钢管为ф 1 400 mm×100 mm，向上逐渐减小，顶层钢管 为ф800 mm×40 mm。
受力分析
1
框架结构中杆件以 受弯为主，截面刚 度主要取决于截面 高度，但过大的截 面高度势必增加层 高，或使得结构构 件与建筑功能发生 矛盾。
3
巨型钢结构悬挂体 系能够充分利用材 料强度。
选择原因
钢结构悬挂体系
建筑规划要求大 楼底层为全开敞 式大空间，与前 面的皇后广场自 然地连成一片。
由于开场底层限 制了上部框架落 地，最后确定采 用钢结构悬挂体 系。
体系介绍
平面为72*55m，高 180m，地面以上43层， 采用巨型桁架，分5层悬挂 在8根巨型格构式柱上。
结构创新
2.商品混凝土和散装水泥应用技术 该技术应用于地下连续墙，钻孔灌注桩，基坑 围护、支撑，主楼核心商、复合巨型柱。楼板等 工程部位。应用的总量达到了157000立方米。
结构创新
3.粗直径钢筋连接技术 大厦的核心筒和巨型柱的模板均采用定型加工 的钢大模，所以在核心筒与楼面梁的钢筋连接处， 主楼旅馆区环板与核心筒钢筋连接处，巨型柱与 楼面梁的钢筋连接处，采用锥螺纹连接的施工技 术。
结构师简介
司令级不列颠帝国勋章获得者 Text 英国土木工程师协会会员
悉尼歌剧院，香港汇丰银行大厦
奥韦·阿鲁普（Ove Arup,1895.4.16— 1988.2.5
国际著名工程咨询公司奥雅纳的创始人
英国结构师协会会员
目录
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建筑介绍
结构分析 结构创新 总结结论
设计理念
3.能充分利用占地 面积 1.在建筑上要有与 众不同的独特外貌 2.在使用上要有最 大的灵活性和可变 性
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目录第一章一般平板结构第二章桁架与屋架第三章刚架结构与排架结构第四章网架结构第五章高层建筑结构第六章拱结构第七章悬索结构第八章薄壁空间结构附篇膜建筑结构第一章一般平板结构举例中央电视台新址结构形式中央电视台总部大楼主楼的两座塔楼双向内倾斜6度，在163米以上由“L”形悬臂结构连为一体，建筑外表面的玻璃幕墙由强烈的不规则几何图案组成，央视大楼的结构是由许多个不规则的菱形渔网状金属脚手架构成的。
这些脚手架构成的菱形看似大小不一，没有规律，但实际上却经过精密计算。
作为大楼主体架构，这些钢网格暴露在建筑最外面，而不是像大多数建筑那样深藏其中。
奥雷·舍人说，这样压力基本都能沿着系统传递下去，并找到导入地面的最佳路径。
从外观上看，大楼有一部分钢网结构（包括拐角等压力较大部位）比较密集，它们也是整体设计思想的一部分。
由于大楼的不规则设计造成楼体各部分的受力有很大差异，这些菱形块就成为了调节受力的工具。
受力大的部位，将用较多的网纹构成很多小块菱形以分解受力；受力小的部位就刚好相反，用较少的网纹构成大块的菱形。
施工情况1、压力不平衡可致地陷，就像跷跷板两边分别放坦克和书桌。
“好看难建”。
北京市勘察设计研究院的国家级勘察大师张在明用了这四个字简单概括了央视新址的工程特点。
具体负责央视新址勘察的耿一然工程师介绍说，央视新楼的怪异形状导致了对地基压力的极端不平衡。
“两座巨型塔楼和旁边的低矮建筑位于同一个地基之上，这就像把一辆坦克和一张书桌放在跷跷板的两边”。
据测算，央视新楼的地基将承受三种截然不同的压力：两座塔楼的地上层数分别为51层和45层，高约230米。
由于塔楼主体并不是垂直于地面的，而是呈84度斜角向天空延伸，其压力相当于约300米高楼的压力，超200吨／平方米；地上建筑为9层的裙楼，下压力较为正常，大约是40吨／平方米；而主塔楼的旁边是地上1层、地下3层的低矮建筑，这部分地基的压力仅有15吨／平方米，甚至还没有挖掉的土的压力大。
耿一然介绍，在同一个地基上的三种压力竟然相差十多倍，这在北京的建筑史上是非常罕见的。
塔楼的压力足以使地基下陷超过一米，如解决不好，可致使建筑物出现结构变形、管线爆裂、玻璃幕墙脱落等问题。
2、反弹力可致地基上浮，地基就像漂起来的空盒子。
危险性不止在于土，地基压力极小的低矮建筑部分还要受到地下水的严重影响。
耿一然介绍说，由于低矮建筑部分压力过小，在地下水反弹力的影响下，地基肯定要上浮；另一方面，目前央视工程的地下水位在地下15米左右，但其历史最高水位曾达到地下3米。
“如果地下水位上升，低矮建筑就会像‘空盒子’在水里漂起来。
”三难悬梁百米空中建楼罕见就像半空出现海市蜃楼塔楼在百米左右的空中将通过一折成直角的悬挑部分相连接，而这一悬挑部分实际就是一座约10层楼的建筑体。
这个建筑体下方没有任何依托，就好像半空中出现的海市蜃楼，其空间难题可想而知。
解决方案一：底板就像雪地上放木板，人站上面不下陷，针对塔楼压力，专家们的解决米的钢筋混凝土底板，这样就可以将压力减小到110吨／平方米。
耿一然说：“这就好像在雪地里放一块大木板，人站上去就不会陷进去。
”解决方案二：桩柱就像钉子钉入木头，既防下陷又防外拔。
在加铺底板的同时，专家们研究出另一个方案———打桩，将若干混凝土柱子插入地基下面一定深度。
它一方面可将地下土层“挤”得更密实，增强抗压能力；另一方面可与周围土层产生强大的摩擦力，就像钉子钉入木头一样，再往下压就会很困难。
耿一然介绍说：“普通桩柱已经不能满足要求，将采用一种直径达1米、长达50米的桩柱，这么深的桩柱在北京的建筑中将是首次使用。
”在地基压力小的地方，也将采用打桩的办法。
与前者不同的是，桩柱在这里的作用是“抗浮”，耿一然同样用了“钉子”来打比方：“当把钉子钉进木板后，要想把它往外拔也不是件容易的事情。
”第二章桁架与屋架举例鸟巢结构形式国家体育场是钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构。
看台地下1层为混凝土结构，地上7层为钢筋混凝土框架，体育馆的外部为钢结构，体育馆屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构。
体育馆混凝土看台为剪力墙结构。
（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成为剪力墙结构）施工情况1、构件体型大，单体重量重作为屋盖结构的主要承重构件，桁架柱最大断面达25m×20m，高度达67m，单榀最重达500吨。
而主桁架高度12m，双榀贯通最大跨度145.577+112.788m，不贯通桁架最大跨度102.391m，桁架柱与主桁架体型大、单体重量重。
2、节点复杂由于该工程中的构件均为箱型断面杆件，所以，无论是主结构之间，还是主次结构之间，都存在多根杆件空间汇交现象。
加之次结构复杂多变、规律性少，造成主结构的节点构造相当复杂，节点类型多样，制作、安装精度要求高。
3、工期紧该工程量大，但安装工期相当短，工程于2003年12月24日开工，于2007年底前完工，2008年3月底竣工。
工期紧，与土建施工交叉作业，平面场地紧张。
4、单纯从结构角度看，将格构式钢架用于如此大的跨度并不十分理想，其梁柱连接部位及跨中部位受力均较大，导致结构用钢量过大，也使结构永久荷载所占比例过高。
因此在2004年曾对设计方案进行过一次调整，即取消原有的可开启屋盖，并相应扩大了屋顶开口，这样调整仍然保持了“鸟巢”的设计理念，但用钢量减少了22.3%，相应也提高了结构的安全性。
第三章刚架结构与排架结构举例某厂房结构形式第四章网架结构举例水立方结构形式国家游泳中心工程地上钢结构墙体和屋盖为新型多面体的空间钢架结构体系，多面体的空间钢架结构几何构成的理论基础是“气泡理论”，即用两种不同的单元体，一种是14面体，另外一个为12面体，将三维空间细分为若干小部分，每个部分的体积相等但保证接触表面积均最小”这种多面体组合被称为wp多面体。
“水立方”结构几何体的基本模型是基于优化改良的多面体组合建立起来的。
其几何体是这样形成的：首先生成一个比水立方建筑的的更大的多面体阵列，再把这个阵列围绕（0,0,0）——(1,1,1)矢量轴旋转60°，在多面体阵列中切出176.5389m×176.5389m×29.3789m立方体的建筑外形。
然后在立方体的内部挖去内部使用空间，这样便切出了屋盖和墙体结构。
多面体单元在两个切割平面上切出的屋盖结构的上弦、下弦杆件和墙体结构内外表面弦杆，两个切割平面之间的多面体棱边便为结构的腹杆。
新型多面体空间刚架结构最基本的特点是其几何构成不同于传统的空间。
传统网格结构都是由简单基本单元(例如三角锥，四角锥等)组合而成,而这种新结构则由复杂的类WP多面体单元填充的实体减去不需要的空间而得到，基本类WP多面体单元一个角点(即结构中的节点)上只有四条边(即结构中的杆件)与之相连,而传统网架一个节点上至少有6根杆件与之相连,角点形式只有三种,一共只有四种边长，类WP多面体阵列经旋转、切割形成结构的屋面和墙面后,与表面上节点相连的杆件数最多为6根。
施工情况对整个施工现场的轴线网进行测量，杆件的定位采用全站仪三维投点法。
确定杆件一端三维坐标点，将三维坐标输入全站仪，运用三台全站仪实测坐标取平差值，以同样方法确定杆件另一端三维坐标，调整框架安装精度，达到规范允许偏差范围内。
第五章高层建筑结构举例香港汇丰银行大厦结构形式悬挂结构结构设计的重点是“衣架计划”的设计方案。
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。
另外，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。
主体结构的主要承重构件为自基础延伸至不同高度处的两列巨型钢立柱(每列4个共8个)，用它们承受全楼的重力荷载和水平荷载。
每个立柱的平面尺寸为4.8mX 5.1m，由4个圆钢管柱组成。
钢管柱间每隔3．9m(层高)均连以矩形截面加肋钢梁，形成空腹桁架式的竖向构件。
各楼层的重力荷载由5个在不同高程上设置的“两层高伸臂桁架”分别承受。
具体做法是在次桁架的中部和两端部共悬吊3根吊杆分别承受4～7层楼盖的荷载，并将它们传递给巨型立柱。
3.全楼东西向的稳定由上述5个两层高的桁架来保证，而南北向的稳定则靠设置在巨型立柱中间的5排双层交叉支撑提供。
举例约翰汉考克大厦结构形式框架结构汉考克大厦建筑结构属于巨型框架结构。
整幢结构用巨柱、巨梁和巨型支撑等巨型杆件组成空间桁架，相邻立面的支撑交汇在角柱，形成巨型空间桁架结构。
其受力体系为巨型桁架结构以及巨型框架结构。
这种结构是由大型构件(巨型梁、巨型柱和巨型支撑)组成的，主结构与常规结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。
巨型结构的结构特点：从平面整体上看。
巨型结构的材料使用正好满足了尽量开展的原则，可以充分发挥材料性能；从结构角度看，巨型结构是一种超常规的具有巨大抗侧刚度及整体工作性能的大型结构，是一种非常合理的超高层结构形式；从建筑角度看。
巨型结构可以满足许多具有特殊形态和使用功能的建筑平立面要求。
因此这种结构更加适合汉考克大厦严肃、刚强的外形。
第六章拱结构举例悉尼歌剧院结构形式澳大利亚悉尼歌剧院采用预制的预应力混凝土落地三铰拱结构。
其拱身是尺度特别大的箱形拱。
悉尼歌剧院在外观整体上看，有由十对壳体组成的3组白色壳状屋顶，两个剧院占用两组大的壳体，另外一组小壳体为餐厅，其中歌剧厅、音乐厅与休息厅并排而立，各由四块巨大的壳状屋顶覆盖，这些壳状屋顶依次排列，前三个一个盖着一个，面向海湾依抱，最后一个则背向海湾侍立。
可以认为，单个壳体之间的组合是其屋顶的基本组成成分。
与巨大的壳形屋顶相协调的是底部高达19 rn的基座，这为屋顶结构提供了一个有效地抗侧推力的手段(图1)。
在扇形肋拱间形成的空的部位的结构组合上，采用梁板式结构体系，以拱肋的主体结构为基础，于拱肋上搭梁，并且因交接处应力的集中，在结构交接处的部位梁截面较厚，从而形成了这样的一个传力体系，来自屋面板的压力传递给梁，再传递给作为主体结构的拱肋，最后传至大石座基础。
施工情况第七章悬索结构举例东京代代木国立综合体育馆结构形式首先是一个类似悬索桥的系统，它是吊起整个巨大屋面的主要构件，它决定了结构的尺度，它的安全也决定了整个结构的安全。
然后，两边各有一个半圆形的钢筋混凝土刚性环被从主缆上伸出的众多钢缆吊离地面，与地面形成一个倾角，整个体育馆的基本形态就是这样。