1.4 结构体系分类及选型原则

1.建筑结构选型原则

（1）满足建筑空间和功能的要求

对于大型公共建筑，如体育馆比赛大厅无法设柱，必须采用大跨度结构，对大型超市应采用框架结构，对高层住宅应采用剪力墙结构等。

（2）满足建筑造型的需要

对造型复杂，平立面特别不规则的建筑结构选型，要按实际需要在适当部位设置抗震缝，把复杂平面划分为几个规则的单元，以便于计算且容易满足规范要求而不超限。

（3）充分发挥结构自身优势

不同结构形式都有各自的优点和缺点，有不同的使用范围，应结合建筑要求扬长避短，进行结构选型。

（4）考虑当地材料供应和施工条件

结构方案初定时，应结合当地实际施工技术的条件，采用不同的结构形式和材料。

（5）经济合理，降低造价

当几种结构形式都可能满足建筑要求时，应选用造价较低的结构形式，尽量就低不就高，可采用砌体结构时，就不要选用框架结构，可采用框架结构时，就不要选用框架—剪力墙结构。

2.建筑结构体系及适用范围

结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。多高层房屋结构体系包括水平结构体系（楼、屋盖系统）和竖向结构体系（墙、柱）。竖向结构体系的墙、柱与水平结构体系中的梁板共同组成房屋的抗侧空间结构，共同抵抗侧向力作用。多高层建筑的结构体系主要有框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框支剪力墙结构，框架—核心筒结构、筒中筒结构以及其他复杂高层结构形式，各种体系特点、适用范围及结构布置要求详见表1.1。下面就常见的几种结构体系作一些阐述。

（1）框架结构体系

框架结构是由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构体系。按照框架布置方向的不同，框架结构体系可分为横向布置、纵向布置和双向布置三种框架结构形式。框架结构的变形特征为剪切型。在抗震设防地区，要求框架必须纵横向布置，形成双向框架结构形式，以抵抗水平荷载及地震作用。双向框架作用结构布置形式具有较强的空间整体性，可以承受各个方向的侧向力，与纵、横向布置的单向框架比较，具有较好的抗震性能。框架结构的特点是柱网布置灵活，便于获得较大的使用空间。延性较好，但横向侧移刚度小，水平位移大。比较适用于大空间的多层及层数较少的高层建筑。

（2）剪力墙结构体系

剪力墙结构是指竖向承重结构由剪力墙组成的一种房屋结构体系。剪力墙的主要作用除承受并传递竖向荷载作用外，还承担平行于墙体平面的水平剪力。剪力墙结构的变形特征是弯曲型。其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，比框架更适合用于高层建筑的结构体系布置中。并且由于没有梁、柱等外露构件，可以不影响房屋的使用功能，所以比较适合用于宾馆、住宅等建筑类型。缺点是不能提供大空间房屋，结构延性较差。由于剪力墙结构提供的房屋空间一般较小，当在下部一层或几层需要更大空间时，往往在下部取消部分剪力墙，形成框支剪力墙结构。

（3）框架—剪力墙结构体系

框架—剪力墙结构是指由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构体系。由于框架的主要特点是能获得大空间房屋，房间布置灵活，而其主要缺点是侧向刚度小、侧移大。而剪力墙结构侧向刚度大、侧移小，但不能提供灵活的大空间房屋。框架—剪力墙结构体系则充分发挥他们各自的特点，既能获得大空间的灵活空间，又具有较强的侧向刚度。框架—剪力墙的变形特征为弯剪型。在框架—剪力墙结构体系中，框架往往只承受并传递竖向荷载，而水平荷载及地震作用主要由剪力墙承担。一般情况下，剪力墙可承受70%～90%的水平荷载作用。剪力墙在建筑平面上的布置，应按均匀、分散、对称周边的原则考虑，并宜沿纵横两个方向布置。剪力墙宜布置在建筑物的周边附近，恒载较大处及建筑平面变化处和楼梯间和电梯的周围；剪力墙宜贯穿建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐。建筑物纵（横）向区段较长时，纵（横）向剪力墙不宜集中布置在端开间，不宜在变形缝两侧同时设置剪力墙。

（4）筒体结构体系

筒体结构是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的建筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的框筒等。由核心筒与外围的稀柱框架组成的筒体结构称为框架—核心筒结构，由核心筒与外围框筒组成的筒体结构称为筒中筒结构。一般将楼电梯间及一些服务用房集中在核心筒内；其他需要较大空间的办公用房、商业用房等布置在外框架部分。核心筒实体是由两个方向的剪力墙构成的封闭的空间结构，它具有很好的整体性与抗侧刚度，其水平截面为单孔或多孔的箱形截面。它既可以承担竖向荷载，又可以承担任意方向的水平侧向力作用。筒中筒结构是由实体的内筒与空腹的外筒组成，空腹外筒是由布置在建筑物四围的密集立柱与高跨比很大的横向窗间梁所构成的一个多孔筒体。筒中筒结构体系具有更大的整体性和抗侧刚度，因此适用于超高层建筑。

3.建筑常用楼屋盖形式及适用范围

楼盖是建筑结构中的水平结构体系，它与竖向构件、抗侧力构件一起组成建筑结构的整体空间结构体系。它将楼面竖向荷载传递至竖直构件，并将水平荷载（风力、地震力）传到抗侧力构件。根据不同的分类方法，可将楼盖分为不同的类别。按施工方法可将楼盖分为现浇楼盖、装配式楼盖、装配整体式楼盖。现浇楼盖整体性好、刚度大，具有较好的抗震性能，并且结构布置灵活，适应性强。但现场浇筑和养护比较费工，工期也相应加长。我国规范要求在高层建筑中宜采用现浇楼盖。近年来由于商品混凝土、混凝土泵送和工具模板的广泛应用，现浇楼盖的应用逐渐普遍。按照梁板的布置不同，可将现浇楼盖分为：

（1）肋梁楼盖

肋梁楼盖是由板及支撑板的梁组成。梁通常采用双向正交布置，将板划分为矩形区格，形成四边支撑的连续或单块板。肋梁楼盖结构布置灵活，施工方便，广泛应用于各类建筑中。

（2）井式楼盖

单向板梁板结构中，梁可分为次梁和主梁；双向板梁板结构中，梁既可分为次梁和主梁，又可为双向梁系。在双向梁系中，若两个方向的梁的截面相同，不分主次梁，方形或近似方形（也有采用三角形或六边形）的板格，此种结构称为井式楼盖，其特点是跨度较大，具有较强的装饰性，多用于公共建筑的门厅或大厅。

（3）无梁楼盖

不设梁，将板直接支撑在柱上，楼面荷载直接由板传给柱，称为无梁楼盖。无梁楼盖柱顶处的板承受较大的集中力，通常在柱顶设置柱帽以扩大板柱接触面积，提高柱顶处平板的冲切承载力、降低板中的弯矩。不设梁可以增大建筑的净高，而且模板简单，建筑物具有良好的自然通风、采光条件，多用于对空间利用率要求较高的厂房、仓库、藏书库、商场、水池顶、片筏基础等结构。

（4）密肋楼盖

密肋楼盖又分为单向和双向密肋楼盖。密肋楼盖可视为在实心板中挖凹槽，省去了受拉区混凝土，没有挖空的部分就是小梁或称为肋，而柱顶区域一般保持为实心，起到柱帽的作用，也有柱间板带都为实心的，这样在柱网轴线上就形成了暗梁。

（5）拱式结构

拱是一种有推力的结构，主要内力是压力，可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。适用于体育馆、展览馆等建筑。

（6）薄壁空间结构

薄壁空间结构也称壳体结构，属于空间受力结构，主要承受曲面内的轴向压力。常用于大跨度的屋盖结构，如俱乐部、飞机库等。

不同屋盖特点及适用建筑类型详见表1.2。