《建筑结构选型》PPT课件

腐和防火处理。
混凝土结构
总结词
混凝土结构是一种采用混凝土为主要材 料的建筑结构类型，具有较高的抗压和 抗震性能。
VS
详细描述
混凝土结构主要采用混凝土作为主要承重 材料，通过梁、板、柱等构件组成的空间 结构体系。混凝土结构的优点在于其抗压 和抗震性能较好，能够承受较大的压力和 地震作用。此外，混凝土结构的耐久性较 好，能够长期保持其性能和外观。然而， 混凝土结构的施工周期较长，成本也较高 。
03
建筑结构选型的影响因素
建筑功能需求
总结词
建筑功能需求是影响建筑结构选型的重要因素，不同的功能需求需要不同的结构 形式以满足其使用要求。
详细描述
建筑的功能需求决定了其内部空间布局和荷载分布，进而影响结构选型。例如， 住宅建筑和商业建筑的功能需求不同，住宅建筑注重居住舒适性，商业建筑注重 空间灵活性和人流疏散，因此需要采用不同的结构形式来满足这些需求。
《建筑结构选型》ppt课件
目
CONTENCT
录
• 建筑结构选型概述 • 常见建筑结构类型 • 建筑结构选型的影响因素 • 建筑结构选型的决策过程 • 建筑结构选型的未来发展
01
建筑结构选型概述
建筑结构选型的定义
建筑结构选型是指根据建筑物的使用功能、环境条件等因素，选 择合适的结构形式、材料和构造方式的过程。
建筑结构选型涉及到建筑物的安全性、经济性、适用性和耐久性 等方面，是建筑设计中的重要环节。
建筑结构选型的重要性
合理的建筑结构选型能够确保建筑物的安全性和稳 定性，避免因结构不合理而导致的安全事故。
建筑结构选型还关系到建筑物的经济性，合理的选 型能够降低建筑物的造价和维护成本。
建筑结构选型还影响到建筑物的外观和功能，合理 的选型能够使建筑物更好地满足使用需求，提升其 美观度和舒适度。

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

当框架结构房屋的层数不 多时，其侧移主要表现为 整体剪切变形，整体弯曲 变形的影响很小。
框架侧向变形
2.2.2 剪力墙结构体系
定义：房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。
剪力墙结构平面图
典型剪力墙结构平面布置
剪力墙结构特点
抗侧刚度大，侧移小 室内墙面平整 平面布置不灵活 结构自重大，地震作
我国最高的钢框架结构——北京长富宫，22层，94米
典型框架结构柱网平面布置
典型框架结构剖面示意图
框架结构特点
平面布置灵活，可形成较大的使用空间 施工简便，较经济 抗侧刚度小，侧移大 对支座不均匀沉降较为敏感
框架结构分类
按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和 装配整体式三种。
构的抗扭作用
2.2.4 筒体结构体系
定义：是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的 高层建筑结构体系
筒体结构平面图
筒中筒 多重筒
框架-核心筒 成束筒
特点 筒体结构
框筒-框架 是空间结构， 具有很大的
侧向刚度及
水平承载力，
并具有很好
的抗扭刚度。
目前世界最
高的100幢
高层建筑约
多筒体
有2/3采用 筒体结构。
由于它可以看作是由两级框 架组成，第一级为巨型框架，是 承载的主体；第二级是位于巨型 框架单元内的辅助框架（只承受 竖向荷载），也起承载作用。因 此，这种结构是具有两道抗震防 线的抗震结构，具有良好的抗震 性能。
小框架 巨型梁
巨型柱
上海证券交易所
2.2.6 各种结构体系的 最大适用高度和最大高宽比
平面布置
规则性
平面宜简单、规则 平面长度不宜过长 突出部分宜减小 凹角部分应采取加强措施

砌体
由砖、石或砌块等砌筑而成， 具有良好的抗压、抗剪和保温 性能，适用于多层和底层建筑
。
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材料选用原则及注意事项
01
02
03
04
安全性
选用材料应满足结构安全要求 ，保证建筑物在正常使用和极
端情况下的稳定性。
经济性
在满足安全性的前提下，尽量 选用价格合理、来源广泛的材
料，降低建筑成本。
耐久性
选用耐久性好、抗老化能力强 的材料，延长建筑物使用寿命
绿色建筑材料
采用环保、可再生的原材料和生产工艺，降 低建筑物对环境的影响。
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建筑结构基本构件设计原 理
2024/1/25
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梁、板、柱设计原理
梁的设计原理
主要承受弯矩和剪力的构件，设 计时需考虑梁的截面形状、尺寸
、配筋和混凝土强度等因素。
2024/1/25
板的设计原理
用以承载和传递荷载的平面构件， 设计时应根据板的类型（单向板、 双向板等）、荷载条件、边界约束 等因素进行。
能的建筑。
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框架结构内力分析方法
1
弹性力学方法
基于弹性力学理论，采用结构力学方法进行内力 分析，适用于常规框架结构的内力计算。
2 3
塑性力学方法
考虑材料的塑性性质，采用塑性力学方法进行内 力分析，适用于大震作用下的框架结构内力计算 。
有限元方法
基于有限元理论，采用数值计算方法进行内力分 析，适用于复杂框架结构的内力计算。
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抗力来源主要包括材料的强度、 构件的刚度及稳定性等因素。
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荷载与抗力关系分析
荷载与抗力的关系是建筑结构设计和 分析的核心问题。
通过荷载与抗力的关系分析，可以确 定结构的安全性和稳定性，为建筑结 构的设计和施工提供科学依据。

为重型吊机數量、三为厚板焊接。合楼板组成。
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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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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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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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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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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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。

水立方夜景
二、建筑物的功能要求
包括：空间要求、使用功能要求以及美观要求
1、使用空间的要求
●建筑物的尺度、体量大小和空间组合关系都应根 据业主对建筑物客观空间环境的要求来加以确 定。
●体育馆、剧场、住宅、工业建筑
△结构形式应与建筑物使用空间的要求相适应 ● 北京工人体育馆采用悬索结构体系：场地两侧看台 座位向上升高与层盖悬索的垂直度协调一致，既能符合 使用功能要求又能经济有效地利用室内空间、立面造型 也可处理成轻巧新颖的形状。
适用于：教学楼、医院、商店、旅馆等建筑物。
承重方案的比较
方案
平面布置
刚度
材料
适用范围
纵墙承重 横墙承重 混合承重 内框架承重
室内空间较大 使用布置灵活
横墙较密， 布置受限制
布置比较灵活
布置灵活，易 满足使用要求
横向刚度 较差
楼、屋盖用材 料多，墙使用
材料少
要求空间大的房屋 如厂房、仓库等
横向 刚度好
3．墙体要适当加壁柱或构造柱 4．墙体要适当设伸缩缝 5．墙体要适当设置沉降缝
2.2.4防止或减轻墙体开裂的主要措施 1.防止温差和墙体干缩引起的裂缝 由于温差和墙体干缩等原因，可能引起房屋在正常使
用条件下出现墙体竖向裂缝。为此，应在墙中设置伸 缩缝。
伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、 砌体产生裂缝可能性最大的地方。
（2）框架轻板结构
2. 2 砖混结构房屋的墙体布置 2.2.1砖混结构房屋的墙体布置 1．横墙承重方案 楼层的荷载通过板梁传至横墙，横墙作为主要承重竖向构件， 纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成整体作用。 其荷载的主要传递路线是：
屋（楼）面荷载→横墙→基础→地基 横墙是主要的承重墙

梁的交叉点处不设置柱，可以形成较大的使用空间； 节省材料，造价较低 外型美观
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2.1.2 井式楼盖
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2.1.1 肋梁结构
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2.1.3 密肋楼盖
▪ 密肋楼盖是由薄板和间距较小（肋距≦1.5 m）的肋梁组成。分单向 密肋楼盖和双向密肋楼盖两种。
▪ 密肋楼盖的优点： 适用范围广 材料省、造价低 性能好、外型新颖美观 施工简便，速度快 降低层高和建筑自重。
▪ 楼盖的分类：
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2.1 楼盖结构
楼盖是在房屋楼层间用以承受各种楼面作用的楼板、次梁和 主梁等组成的部件总称，是房屋重要的水平承重结构体系。
▪ 楼盖的作用： 1）将竖向荷载传递给竖向构件 2）将风荷载、水平地震作用等传递到各抗侧力
构件，并且与竖向构件连接成为整体的空间结构 ▪ 设计要求：
1）水平推力由拉杆直接承担 2）水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆 3）水平推力由竖向承重结构承担 4）水平推力直接作用在基础上 • 常用于建造较大跨度的建筑物或桥梁
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2.2 拱式结构——实例1
庆元木拱廊桥
庆元木拱廊桥历史沿革最具连贯性，宋、元、明、清各朝代建造的木拱桥庆元
境内均有分布，目前庆元境内现存各类廊桥100多座。
2.2 拱式结构
拱是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线形构件。拱 结构是以受压为主的结构，拱截面有一定的刚度，不能自由变形。
• 特点 1）拱结构在竖向荷载下会产生水平推力，并因
此，拱截面的弯矩较同跨度、同荷载的梁的弯矩小 得多，并且主要承受压力
2）拱截面上的应力分布较均匀，更能发挥耐压 材料的作用，可充分发挥他们的抗压性能且避免抗 拉强度低的缺点 • 拱结构水平推力的处理

网架支承用摇摆支座, 网架由36 只摇摆 座支承。
网架节点
三向球节点
连接方式
焊接 吊装后局部补焊
分类
按其本身的构造 单层 双层 三层 单层 按建造材料分为：刚网架 铝网架 木网
架 塑料网架 钢筋混凝土网架和组合网 架 按支承情况分为周边支承 四点支承 多 点支承 三边支承 对边支承及混合支承
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。
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
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

建筑结构选型-梁式结构
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联

端的单位面积风荷载以及受风面积进行估算。
风速沿建筑物高度增大，对于受风面形状规则的矩形高层建筑， 风荷载分布可近似视为上大下小的阶梯踏步形分布。
d
b A
d
bd
bd
dh 1 2 b 2d 3 2bd 4 2bd
h /2
2/3h
h
bdh/2 5
2/3h
dh 1 2 3 4
3/4h
B
h
bdh2/3 5 bdh/3
满足建筑造型的需求：荷载路径的几何形式的改变虽 然不会影响荷载的传递效果，但对建筑外观的影响却 是深远的；而对于建筑造型复杂、平面和立面特别不 规则的建筑结构，应尽可能在结构上形成结构选型的基本原则
结构的基本功能是传递荷载 建筑结构形式千差万别，结构使用过程中的荷载也并不 确定； 所有的荷载都应具有荷载路径； 结构形式不唯一。 荷载的有效快捷传递要求所构筑的荷载路径是连续的。
竖向荷载的传递路径是“自上而下”的。 作为传递竖向荷载的结构，要求自上而下没有间断
不完全荷载路径
机械设备与电梯动力房 夜总会 客房平面图 传递结构
来自墙的荷载
客房
接待室餐厅 停车场
停车场平面图
来自柱的反作用力
(a)
(b)
水平荷载的传递路径也要求连续
可将整个建筑视为相对于地面的悬臂结构，则该悬臂结构在传递水平荷 载时不能发生间断
风1
风2 不完全荷载路径 不完全荷载路径
(a)
(b)
建筑物必须具有刚度 向下作用的重力
基础位于重力与土 的承载力之间
土的向上作用力支撑 基础传来的重量
恒载均匀分布时，建筑物的近似总重主要取决于楼面面
积和结构类型，与建筑形式无关。

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下部钢材受拉，上部钢筋混凝土受压，充分 利用其材料特性。
单跨梁 多跨梁
静定梁
超静定梁
静定多跨梁
连续梁
优
1.构造简单 点 2.支座不均匀沉降不 引起附加内力
缺点
1.内力大
2.挠度大
3.适合地基较差的建筑物
悬臂端视野开阔
需要验算整体 抗倾覆稳定性
1.充分发挥材料作用 2.构造上容易实现
简支梁
梁的两端搁置在支座上，但支座仅使 梁不产生垂直移动，可自由转动。为使 整个梁不产生水平移动，加设铰支座和 滚动支座。
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屋架结构的布置 梯形桁架
跨度 间距
屋架的跨度,一般以 3m为模数。
屋架一般宜等间距平行排列,与房屋纵向柱列的间 距一致,屋架直接搁置在柱顶。屋架的间距同时即为 屋面板或檩条、吊顶龙骨的跨度,最常见的为6m,有时 也有7.5m、9m、
在同层中屋架的支座取同一标高。屋架的支座形 式,在力学上可简化为铰接支座。
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三角形桁架
三角形屋架一般 用于屋面坡度较大 的屋盖结构中。一 般宜用于中小跨度 的轻屋盖结构。
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梯形桁架
梯型屋架一般用 于屋面坡度较小的 屋盖中。其受力性 能比三角形屋架优 越,适用于较大跨 度或荷载的工业厂 房。
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矩形屋架也称为 平行弦屋架。其上 下弦平行,腹杆长 度一致,杆件类型 少,易于满足标准 化、工业化生产的 要求。常用于托架 或支撑系统。
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桁架结构的内力
三角形桁架的高 度自跨中最大处向 支座节点最小处呈 线性变化,而弯矩 的变化自跨中向支 座呈抛物线变化, 弯矩的减小速度比 桁架高度的减小速 度慢,故上、下弦 杆内力在跨中节间 最小,而在靠近支 座处最大。