第五讲 建筑结构体系与选型 喻 莹 yuying@stu.edu.cn
主 要 内 容 建筑结构基本构件 建筑结构体系 “我的梦中家园”结构选型
一. 建筑结构基本构件
1）板 板的长、宽两方向的尺寸远大于其高度； 板的作用效应主要为受弯
2）梁 梁的截面宽度和高度尺寸远小于其长度尺寸 作用效应主要为受弯和受剪
3）柱 柱的截面尺寸远小于其高度 属于竖向承重构件。主要承受梁传来的压力以及柱自重。
钢结构梁柱 钢筋混凝土梁柱
4）墙 墙的长宽两方向尺寸远大于其厚度 荷载作用方向与墙面平行 作用效应主要为受压。
5）基础 承受墙、柱传来的压力并将它扩散到地基上去。
6）杆 截面尺寸远小于其长度的构件 主要承受轴向压力或拉力 组成平面桁架或空间网格结构。 梯形屋架 拱形屋架 网架
7）索 8）膜 用多根或多股钢丝拧成的柔性绳索 张紧后才能成为结构构件 仅能承受拉力 强度高、柔韧性好的涂层织物 张紧后才能成为结构构件 钢索 8）膜 强度高、柔韧性好的涂层织物 张紧后才能成为结构构件 仅能承受膜面张力 膜材
二. 建筑结构体系 建筑结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。 “鸟巢” 333米 “水立方” 177m 吉隆坡双塔 452m
结构体系的分类 砖混结构 框架结构 剪力墙结构 框架－剪力墙结构 筒体结构 桁架结构 空间网格结构 拱结构 悬索结构 膜结构 高度 跨度
（1）砖混结构 受力特点：楼层荷载通过板、梁传至墙，墙作为主要的竖向承重构件。 圈梁 构造柱 砖混结构示意图 砖混结构震害图
（2）框架结构 受力特点：采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向承重结构，并同时承受水平荷载。
+ 框架结构示例 广州合景金融大厦 地上41层，屋顶标高178m 圆钢管混凝土框架 钢支撑结构体系 利用钢支撑作为主要抗侧力构 件，钢框架主要承担竖向荷栽。
（3）剪力墙结构 受力特点：利用房屋的墙体作为竖向承重和抵抗水平荷载（风、地震荷载等）的构件，同时墙体也作为维护及房间分隔的构件。
剪力墙结构示例 广州白天鹅宾馆 建于1983年，楼高28层， 国内第一家五星级酒店。 采用剪力墙系统，横向剪 力墙和纵向剪力墙共同承 重，侧刚度更强，侧移更 小，从而保证了抗震性能。
（4）框架－剪力墙结构 受力特点：在框架结构的基础上增设一定数量的横向和纵向剪力墙所构成的双重受力体系。
框架—剪力墙结构示例 深圳发展中心大厦 建于1990年，总层数43层， 采用了框架-剪力墙体系。 剪力墙负担大部分的水平荷 载，框架则以负担竖向荷载 为主，两者共同受力、合理 分工，各尽其能。
（5）筒体结构 自然界中的筒体结构 芦苇 竹子
（5）筒体结构 《卧虎藏龙》竹林武打剧照
（5）筒体结构 古代筒体结构建筑 比萨斜塔 1372年 54m 应县木塔 1195年 67m
筒体结构体系的类型：框筒结构、筒中筒结构、框架核心筒结构、多重筒结构和束筒结构 （5）筒体结构 筒体结构——将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体。 剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间，建筑平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商业建筑 筒体结构体系的类型：框筒结构、筒中筒结构、框架核心筒结构、多重筒结构和束筒结构
框筒结构： “密柱深梁”空腹筒 + 框架结构 框筒结构
筒中筒结构： 框筒结构 + 核心筒 （电梯间、设备井道等） 筒中筒结构
筒体结构示例 深圳华联大厦（框筒） 广东国际大厦（筒中筒）
框架-核心筒结构： 外部框架 （柱距在4~5m或更大） + 核心筒 框架-核心筒结构
多重筒结构： 筒中筒 + 中间筒体（柱子、剪力墙） 多重筒结构
束筒结构： 框筒或筒中筒 + 框筒或筒中筒 + 框筒或筒中筒 束筒结构
束筒结构示例 1974，Sears大楼，443m 2012，哈利法塔，828m
（6）桁架结构 梁式结构 帕台农神庙
（6）桁架结构 杆件主要承受轴向力 比梁式结构跨度大 施工方便 平面桁架 平面桁架的侧向刚度小，为了保证桁架平面外的稳定性，通常需要设置支撑系统。 屋架
（7）空间网格结构 网架——平板型的空间网格结构； 网壳——曲面型的空间网格结构。 空间受力体系，整体性强、稳定性好、空间刚度大 重复单元构成，便于工业化生产 施工方便
网格结构实例 嘉兴电厂干煤棚 (双层柱面网壳 跨度96m) 北京奥运会老山自行车馆 （双层球面网壳，跨度133米）
（8）拱结构 受力特征：主要产生压力，摆脱了弯曲变形，但拱脚会有水平推力。 古代的拱结构
日本姬路市中心体育馆
（9）悬索结构 由高强拉索组成的张力结构 悬索为轴心受拉构件，能充分利用钢材的强度 自重很轻、用钢量省，可跨越很大的跨度 悬索结构为柔性索网体系，刚度和稳定性较差 单跨单向悬索结构 双向马鞍型索网结构
悬索结构实例 华盛顿DULLES机场
（10）膜结构 由优质高强薄膜材料和加强构件组成的一种空间结构 形式多样化，自然曲线构成的大跨度空间艺术表现力强 自重轻，抗震性能好，施工速度快 刚度差，抗风性能差
威海市体育中心体育场（2001） 上海体育场 （1997） 大阪世博会富士馆（1970）
三.“我的梦中家园”结构选型 一级项目设计题目：“我的梦中家园” ——汕头大学体育公园规划及设计 拟建汕头大学体育公园
三.“我的梦中家园”结构选型 思考： 汕大体育公园中的酒店和体育馆适合选用何种结构体系？
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