剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙，而承重墙是指支撑着上部楼层重量的墙体，这样说可能很多人都不了解，为了大家更好地了解剪力墙和承重墙，下面小编就为大家介绍一下二者的区别。　　

　　房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体，防止结构剪切破坏。又称抗风墙或抗震墙、结构墙。一般来说剪力墙又分为平面剪力墙、简体剪力墙两种。

　　1、平面剪力墙：平面剪力墙的作用主要是增加结构的刚度、强度和抗倒塌能力。

　　2、简体剪力墙：筒体剪力墙用于高层建筑，一般比平面剪力墙高，可以承受较大的水平荷载。　

　　指支撑着上部楼层重量的墙体,是支撑建筑的脊梁,是决定室内安全的一个重要部分。在房屋户型图中,工程图上标注为黑色的墙体都是承重墙,标注为白色部分的墙体为非承重墙,这类墙体可以改造拆除,对房屋建筑不会有影响。　　

　　剪力墙与承重墙的区别：

　　1、剪力墙—由钢筋混凝土构成的墙体,承重墙指支撑着上部楼层重量的墙体,可能为钢筋混凝土也可以是砖混结构。

　　2、承重墙是支撑上部楼层的墙体,而剪力墙有可能做承重墙也有可能做非承重墙!(一般来说,剪力墙都是承重墙)。

　　3、我们看到的墙体内有钢筋的墙都是剪力墙,和砖混结构中的承重墙有所不同,如果说没有柱子框架的房子可能是砖混结构,砖混结构的房屋内也是承重墙。

　　4、承重墙与非承重墙户型图上都是比较好看的,黑色与白色的标注就能看清楚。而剪力墙则是隐藏的墙体,不容易看到。

　　关于剪力墙与承重墙的区别家装网小编就为大家介绍到这里，希望对大家有帮助，想要了解更多家装资讯，请关注家装网。

工程的特点_土木工程概论

●基本要求 熟悉建筑按不同方法的分类和的依据；理解的组成和各部分的作用；熟悉单层房屋结构、多层房屋结构和大跨结构房屋的主要概念、结构形式和适用条件；熟悉的特点、常用结构形式及其适用范围；了解特种结构的类别；了解未来建筑的发展。

●重点　建筑构造的组成和各部分的作用，单层房屋、多层房屋、高层房屋的常用结构类型和适用范围。

●难点　单层房屋、多层房屋、高层房屋的常用结构类型和适用范围。

③砖石砌体砌筑工作量大，劳动强度高；烧制粘土砖大量占用农田，影响农业生产。

框架结构是指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。因框架结构采用梁柱承重，框架既承受竖向荷载，又承受水平荷载。框架柱截面小，不占建筑空间，结构中没有承重墙体，可自由布置从获得较大的使用空间，故框架结构应用广泛，主要用于多层工业厂房、仓库、商场、办公楼等建筑，如图5.19所示。框架结构相比砌体结构具有强度高、自重轻、整体性和延性好的优点。框架结构按结构材料可分为钢筋混凝土框架、钢框架、钢-混凝土组合框架三种。

图5.19　框架结构的平面形式

多层钢筋混凝土框架结构可采用现浇，也可采用装配式或装配整体式结构。其中，现浇钢筋混凝土结构整体性好，适应各种有特殊布局的建筑；装配式和装配整体式结构采用预制构件，现场组装，其整体性较差，但便于工业化生产和机械化施工。随着泵送混凝土的出现，混凝土的浇筑变得方便快捷，机械化施工程度已较高，因此近年来，多层建筑已逐渐趋向于采用现浇混凝土。其缺点是现场施工的工作量大，湿作业量大、强度增长慢、工期长，并需要大量的模板。

钢框架结构一般是在工厂预制钢梁、钢柱，运送到施工现场再拼装连接成整体框架。它具有自重轻、抗震性能好、施工速度快、机械化程度高等优点，但用钢量稍大、耐火性能差、耐腐蚀性能差、后期维修费用高、造价高于钢筋混凝土框架。

钢-混凝土组合框架的梁、柱由钢和混凝土组合而成，其中梁有两种组合形式：一种是内置型钢的混凝土构件，称为型钢混凝土梁，也称钢骨混凝土梁；另一种是混凝土翼板与钢梁组合而成的构件。组合柱也有两种形式：一种是型钢混凝土柱；另一种是在钢管内灌注混凝土形成的钢管混凝土柱。型钢混凝土比一般钢筋混凝土结构构件截面尺寸小，延性好；由于型钢在施工阶段能承受荷载，可以减少脚手架；与钢结构相比，提高了构件的稳定性，一般不需要进行稳定验算；克服了钢结构防火和防锈性能差的弱点，可以减少后期维护费用。钢管混凝土中钢管约束了其中的混凝土，使其处于三向受压状态，抗压强度大大提高，钢管的稳定性能也得到大大改善。

5.2.3　大跨度结构

大跨度建筑通常出现在体育场馆、会展中心、交通枢纽、飞机库等类型中。一般认为30 m宽度以上的结构被称作大跨度结构。大跨度结构的主要形式可分为平面结构和空间结构两大类。平面结构主要有拱结构和桁架结构等；空间结构主要有网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构、折板结构及各种组合结构等。

大跨度建筑覆盖面积大，其结构主要是抵御以重力为主的竖向力，这是因为相对于结构跨度的增大，结构自身的体积和质量增加得更快，加之屋面结构形态趋于扁宽型，其竖向刚度和承载能力是结构的薄弱环节，从而使竖向力成为大跨度建筑结构最重要的作用力。

大跨度建筑结构受到温度变化、支座位移和地震等间接作用的影响较大，会在结构中引起较大的作用力。例如，温度变化在小跨度的结构中作用或许并不明显，但在大跨度结构中温度变化累积的结构变形就十分可观，会造成内力增加、应力分布改变等。

大跨度建筑结构由于跨度大，使得结构的竖向自振频率比普通建筑低，因而对脉动风压的周期性低频激励易引起共振效应，引起较大的结构附加内力，这在悬索结构、膜结构等柔性结构体系中表现尤为显著。

平面桁架结构的形式很多，根据材料的不同，可分为木桁架、钢桁架、钢-木组合桁架、轻型钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、钢筋混凝土-钢组合桁架等。按桁架外形的不同，有三角形桁架、梯形桁架、抛物线形桁架、折线形桁架、平行弦桁架等（见图5.20）。由于平面桁架在其自身平面内为几何形状不可变体系并具有较大的刚度，能承受桁架平面内的各种荷载。但是在垂直与桁架平面的侧向刚度和稳定性则很差，不能承受水平荷载。因此为使桁架结构具有足够的空间刚度和稳定性，必须在桁架间设置上弦和下弦平面横向和纵向水平支撑、桁架两端和中间垂直支撑、系杆等支撑系统。

图5.20　平面桁架形式

在东西方古国，很早就产生了拱结构，如：中国的弧拱，古埃及、希腊的券拱，古罗马的半圆拱，拜占庭的帆拱，罗马风格建筑的肋形拱，哥特建筑的尖拱等。

现代的拱结构多采用圆弧拱或抛物线拱，其所采用的材料相当广泛，可以用砖、石、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土建造，也有采用木材和钢材的。拱结构有广泛的应用范围，最初用于桥梁。在建筑中，拱主要用于屋盖或跨门窗洞口，有时也用作承托围墙或地下沟道顶盖。

拱所承受的荷载不同，其压力曲线的弧形亦不相同，一般按恒载下的压力曲线考虑；在活载作用下，拱内可能产生弯矩，这时铰的设置就会影响拱内弯矩的分布状况。与刚架相仿，只有地基良好或两侧拱脚处有稳定边跨结构时才采用无铰拱，这种拱很少用于房屋建筑。双铰拱应用较多。为适应软弱地基上支座沉降差及拱拉杆变形，最好采用静定结构的三铰拱（见图5.21）。如西安秦俑博物馆展览厅，由于地基为Ⅰ～Ⅱ级湿陷性土而采用67

图5.21　各类型的拱

拱身可分为两大类，即梁式拱和板式拱。

①梁式拱有2种：肋形拱、格构式拱。

②板式拱有6种：筒拱、凹波拱、凸波拱、双波拱、折板拱、箱形拱。

拱以曲杆抗衡外力并把它传递给支座，故铰支座不仅承受竖向力，并有相当大的水平向外的拱脚推力，其合力位于拱轴曲线支座点处的切线方向上。拱脚有推力是拱的主要力学特征之一，矢高越小，推力越大。一次超静定的双铰拱，其支座的垂直或水平位移均会引起内力变化。由此可见，为了使拱保持正常工作，务必确保其支座能承受推力而无位移，故拱脚推力的结构处理，是拱结构设计的中心问题。对于支座要求无变位时，处理就更加严格了。

一般抵抗推力结构的处理方案有推力由拉杆直接承担、推力由水平结构承担、推力由竖向结构承担、推力直接传给基础——落地拱等几种。

网架结构是由很多杆件通过节点，按照一定规律组成的网状空间杆系结构，为大跨度结构中最常见的空间结构形式。因其为空间杆系结构，具有三维受力特点，能承受各方向的作用，故一般称为空间网架。并且网架结构一般为高次超静定结构，倘若一杆件局部失效，仅减少一次超静定次数，内力可重新调整，整个结构一般并不失效，具有较高的安全储备。

网架结构中空间交汇的杆件，既为受力杆件，又为支撑杆件，工作时互为支承，协同工作，因此它的整体性好、稳定性好、空间刚度大，能有效地承受非对称荷载、集中荷载和动荷载，并有较好的抗震性能。在节点荷载作用下，各杆件主要承受轴向的拉力和压力，能充分发挥材料的强度，节省钢材，如图5.22所示。

图5.22　正四角锥网架

由于网架结构组合有规律，大量杆件和节点的形状、尺寸相同，并且杆件和节点规格较少，便于工厂成批生产，产品质量高，现场进行拼装容易，可提高施工速度。而且结构占用空间较小，更能有效利用空间，如在网架上下弦之间的空间布置各种设备及管道等。平面布置灵活，可以用于矩形、圆形、椭圆形、多边形、扇形等多种建筑平面，建筑造型新颖、轻巧、壮观、极富表现力，深受建筑师和业主的青睐。

其杆件多采用圆钢管、角钢或薄壁型钢，节点根据杆件采用钢板、焊接空心球、螺栓球节点，现场安装。首都体育馆平面尺寸为99 m×112.2 m，为我国矩形平面屋盖中跨度最大的网架。上海体育馆平面为圆形，直径110 m，挑檐7.5 m，是目前我国跨度最大的网架结构。1999年新建成的厦门机场太古机库，平面尺寸（155+ 157）m×70 m，是我国当前建筑覆盖面积最大的单体网架结构。

网壳结构是曲面型的网格结构，兼有杆系结构和薄壳结构的特性，受力合理、覆盖跨度大，是一种颇受国内外关注、半个世纪以来发展最快、有着广阔发展前景的空间结构。网壳与网架的区别在于曲面与平面。网壳结构由于本身特有的曲面而具有较大的刚度，因而有可能做成单层，这是不同于平板型网架的一个特点。

当网壳结构的曲面形式确定后，根据曲面结构的特性，支承的数目、位置、形式、杆件材料和节点形式等，便可确定网壳的构造形式和几何构成。网壳结构形式较多，可按不同方法分类。按高斯曲率可分为零高斯曲率网壳（柱面网壳、圆锥形网壳）、正高斯曲率网壳（球面网壳、双面扁网壳、椭圆抛物面网壳）、负高斯曲率网壳（双曲抛物面网壳、单块扭网壳），分别见图5.23～5.25。按层数可分为单层柱面网壳、单层球面网壳、双层柱面网壳、双层球面网壳和变厚度网壳。按材料可分为钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、木网壳、塑料网壳及其他材料等。

悬索结构是由一系列高强度钢索组成的一种张力结构，受力特点为仅承受拉力不承受弯矩。这样，由于其自重轻、用钢量省，可以充分发挥材料的受拉性能并结合支撑体系使其构成大跨度结构。

悬索结构一般是由索网、边缘构件和下部支承结构组成。索网是悬索结构的主要承重构件，是一个轴心受拉构件，既无弯矩也无剪力，利用高强钢材去做“索”，就最能发挥钢材受拉性能好的特点，因此索网一般由多根高强碳素钢丝扭绞而成。边缘构件是索网的边框，用以承受索网的巨大拉力。下部支承结构一般是钢筋混凝土立柱或框架结构，为保持稳定，有时还要采取钢缆锚拉的设施。

悬索结构的特点是运用各种组合手段。主要的方式是将两个以上的索网或其他索体系组合起来，通常需沿两个曲率相反的主曲率方向布置悬索，一个方向为承重索，另一个方向为稳定索，并设置强大的拱或钢架等结构作为中间支撑，形成各种形式的组合屋盖结构。悬索结构的主要形式有：单曲面单层悬索结构、单曲面双层悬索结构、双曲面单层悬索结构、双曲面双层悬索结构和交叉索网悬索结构等，如图5.26所示。

图5.26　交叉索网体系

膜结构是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，是由优良性能的高强薄膜材料和加强构件（钢索或钢架、钢柱）通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成具有一定刚度并能承受一定外荷载、能够覆盖大空间的一种空间结构形式。

膜结构从结构形式上可分为张拉式膜结构和充气式膜结构。张拉式膜结构是采用钢索张拉成型或通过柱和钢架支承成型后再覆以膜体。充气式膜结构，是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部充气形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。充气式膜结构可分为气承式和气压式两类，前者为单层薄膜做成，靠比外部大气压力稍微高一点的内部空气压力支撑成形，而后者为双层薄膜，内部充入压力空气形成构件，如图5.27所示。这两种类型的充气结构中，空气压力引起了薄膜中的拉应力，另一方面，作用在薄膜上的外力引起薄膜中部分拉应力的释放。在任何可能的荷载作用下，内压力必须足够地大，从而防止薄膜压应力的产生。

图5.27　充气式膜结构

膜结构的突出特点之一就是它形状的多样性，曲面存在着无限的可能性。对于以索或骨架支承的膜结构，其曲面就可以随着建筑师的想象力而任意变化，给人以强大的艺术感染力和神秘感。膜结构具有造型活泼优美，富有时代气息；建筑膜材料具有高强、防水、透光且表面光洁、易清洗、抗老化的优点；价格相对低廉，施工速度快；结构抗震性能好等特点。而且还具有易建、易拆、易搬迁、易更新、充分利用阳光和空气以及与自然环境融合等特长，在工程界和科研领域具有很好的发展前景。但薄膜对风的空气动力效应十分敏感，容易引起薄膜的颤振。中东阿拉伯联合酋长国迪拜340 m高的标志性膜建筑物——阿拉伯塔酒店，酒店外形好似一枚位于发射平台上的火箭。

薄壳结构是仿生于自然界中的果壳、种子、蛋壳、蚌壳等，为双向受力的空间结构。由于壳体内主要承受以压力为主的薄膜内力，且薄膜内力沿壳体厚度方向均匀分布，所以材料强度能得到充分利用；而且壳体为曲面，处于空间受力状态，各向刚度都较大，因而用薄壳结构能实现以最少之材料构成最坚之结构的理想。薄壳结构常用的形状为圆顶壳、筒壳、双曲扁壳、折板和幕结构等，如图5.28所示。圆顶可为光滑的，也可为带肋的。世界最大的混凝土圆顶为美国西雅图金郡圆球顶，直径202

图5.28　薄壳的形式

钢筋混凝土扭壳结构省材且覆盖面积大，同时能做到横向曲率不变，使模板施工大为便利，具有良好的技术表现力和低廉的造价。由丹麦建筑师丁·乌特松主持设计的悉尼歌剧院是世界著名的建筑之一，于1973年建成，它作为澳大利亚的标志性建筑与印度泰姬陵和埃及金字塔齐名。悉尼歌剧院屋顶像一艘整装待发的航船，整个壳体结构用自然流畅的线条勾勒出宛如天鹅般高雅的外形。

壳体结构由于体形多为曲线，复杂多变，采用现浇结构时，模板制作难度大，费模费工，施工难度较大；一般壳体既做承重结构又做屋面，由于壳壁太薄，隔热保温效果不好；并且某些壳体（如球壳、扁壳）易产生回声现象，对音响效果要求高的大会堂、体育馆、影剧院等建筑不适宜。

折板结构是把若干块薄板以一定的角度连接成整体的空间结构体系，从几何形成上来说，折板结构和筒壳结构没有本质上的区别，因此折板结构具有筒壳结构受力性能好的优点。特别是V形折板截面构造简单，施工方便，模板消耗量少，自重轻，经济指标好，跨度可以做得比较大，外形具有波浪起伏的轮廓和丰富多变的阴影，在工程中得到了广泛的应用（见图5.29）。

5.3　高层与超高层建筑

城市中的高层建筑是反映这个城市经济繁荣和社会进步的重要标志，进入20世纪90年代以来，随着社会和经济的蓬勃发展，特别是城市建设的发展，要求建筑物所能达到的高度与规模不断地增加。目前世界上高度超过300 m的高层建筑已达几十幢，世界上最高的人工建筑物——摩天大楼是位于阿拉伯联合酋长国迪拜的哈利法塔（也称迪拜塔），2010年1月建成使用，高度为828m、169层，修建哈利法塔总共使用了33万m3强化混凝土、6.9万t钢材及14.2万m2玻璃，而且也是史无前例地把混凝土垂直泵上逾460 m的地方。且拥有56部电梯，速度最高达17.4 m/s，是世界上速度最快且运行距离最长的电梯。位于台北的国际金融大厦（也称台北101大厦）高508 m，为世界第二高的建筑，于2004年12月竣工。我国最高的建筑物是位于上海的环球金融中心，于2008年8月竣工，高度为492 m、101层，为世界第三高楼，在该建筑的100层、距地面472 m处设计的长度约55 m的观光天阁，可以俯瞰上海的都市全景，成为世界新的观光景点。高层建筑在全球范围内突飞猛进的建设，从科学技术方面看，得益于力学分析方法的发展、结构设计和施工技术的进步以及现代机械和电子技术的贡献。

关于高层建筑的定义，1972年联合国国际高层建筑会议将高层建筑按高度分为四类：9～16层（最高为50 m）；17～25层（最高为75 m）；26～40层（最高为100 m）；40层以上（即超高层建筑）。我国规定超过100 m的为超高层。

高层建筑相比于单层和多层建筑，具有如下几个方面的特点：

①在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应，玻璃幕墙过多的高层建筑群还可能造成光污染现象。

②在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。

③从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，从而节省城市建设与管理的投资。但人口的过分密集有时也会造成交通拥挤、出行困难等问题。

④高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，而且从建筑防火的角度看，由于室外消防车的举高喷射高度达不到高层建筑的上部，高层建筑的防火要求要远高于中低层建筑，因此高层建筑的工程造价和运行成本均较高。

⑤从结构受力特性来看，高层建筑结构的简化计算模型就是一根竖向悬臂梁，高层建筑结构分水平、竖向承重结构，水平承重结构主要承担风荷载和地震作用，竖向承重结构主要承担竖向荷载。同低层和多层建筑相比，高层建筑结构的受力有如下特点：a.水平荷载（风荷载和地震作用）在高层建筑的分析和设计中起着更为重要的作用，特别是在超高层建筑中将起主要作用；b.侧移成为控制指标；c.结构延性是重要设计指标。因此高层建筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多。

高层建筑常用的结构体系主要有框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构或框架-支撑结构、筒体结构等4类，还有桁架筒结构、巨型空间桁架结构、悬挂结构等。在使用中，根据建筑物所处的地理位置、建筑功能、设计高度、抗震烈度等综合考虑后选定。

框架结构既是多层建筑中常用的结构型式，也是高层建筑中常用的结构型式。框架结构因其受力体系由梁、柱组成，能很好地承受竖向荷载，但是其抗侧移能力较差，而高层结构侧移成为控制指标，因此仅适用于房屋高度不大的建筑。当层数较多时，水平荷载将起很大的影响，会造成梁、柱的截面尺寸很大，在技术经济上不如其他结构体系合理。

为了改善框架结构抵抗水平荷载的能力，提高框架结构的侧向刚度，将柱子做成小筒体或格构柱，在筒体与筒体之间每隔若干层设置巨型梁或桁架，形成主框架结构；其余楼层设置次框架，次框架落在巨型梁上或悬挂在巨型梁上，次框架上的竖向荷载和水平荷载全部传递给主框架。这种框架结构称为巨型框架结构，如图5.30所示。

图5.30　巨型框架结构

5.3.2　剪力墙结构

剪力墙以承受水平荷载为主，因其抗剪能力很强，故称为剪力墙，在抗震设防区也称为抗震墙。根据结构材料可以分成钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型钢混凝土剪力墙等。一般剪力墙的长度从几米到几十米，远大于框架柱的截面高度，因此其抗侧刚度也远大于框架柱，具有比框架结构更适合高层建筑的特性。而其厚度仅仅几百毫米。所以剪力墙在其平面内有很大的刚度，而在平面外的刚度很小，一般可以忽略不计。当房屋层数更高时，横向水平荷载已对结构设计起控制作用，剪力墙结构因剪力墙同时承受竖向和水平荷载，受楼板跨度的限制，剪力墙结构的开间一般为3～8 m，建筑布置极不灵活，一般用于住宅、旅馆等小开间建筑。1976年建成的33层广州白云宾馆采用的就是剪力墙结构体系，它是我国首栋百米高层，总高114.05 m，其结构平面如图5.31所示。

图5.31　剪力墙结构的广州白云宾馆

为了使底层或底部若干层有较大的空间，可以将结构做成底层或底部若干层为框架、上部为剪力墙的框支剪力墙结构。在地震作用下，框支层的层间变形大，造成框支柱破坏，甚至引起整栋建筑倒塌，因此，地震区不允许采用底层或底部若干层全部为框架的框支剪力墙结构。地震区可以采用部分剪力墙落地、部分剪力墙由框架支承的部分框支剪力墙结构。

5.3.3　框架-剪力墙结构或框架-支撑结构

框架-剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成，它克服了框架结构侧向刚度小和剪力墙结构开间小的缺点，发挥了两者的优势，既可使建筑平面灵活布置，又能对层数不是太多（30层以下）的高层建筑提高足够的侧向刚度。由于楼盖在自身平面内的巨大刚度，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主，这样可以大大减少柱子的截面，如图5.32所示。

框架-支撑结构体系是在部分框架柱之间设置支撑斜杆形成竖向支撑，即为支撑框架，框架柱和支撑构成竖向桁架，形成框架+竖向桁架的平面复合结构体系来共同承担竖向荷载和水平荷载。竖向桁架的侧向刚度比框架大得多，可以承担大部分水平荷载，大大提高了结构的侧向刚度。由于钢框架结构侧向刚度比混凝土框架结构小，并且钢结构的节点连接较易实现，框架-支撑结构体系一般用于钢结构，如图5.33所示。

图5.32　框架-剪力墙结构

图5.33　框架-支撑结构

无论是框架-剪力墙结构还是框架-支撑结构，剪力墙和支撑的布置在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。这种体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。

筒体结构是由一个或多个封闭的剪力墙做承重结构的高层建筑结构体系，适用于层数更多的高层建筑。在侧向风荷载作用下，其受力类似刚性的箱形截面的悬臂梁，迎风面将受拉，而背风面将受压。

筒体结构可分为框筒体系、筒中筒体系、框架-筒体体系、成束筒体系等。

框筒结构是由布置在建筑物周边的柱距小、梁截面高的密柱深梁框架组成的空腹筒结构。从立面上看，框筒结构犹如由4榀平面框架在角部拼装而成，角柱的截面尺寸往往较大，起着连接两个方向框架的作用。框筒结构在侧向荷载作用下，不但与侧向力相平行的两榀框架（常称为腹板框架）受力，而且与侧向力相垂直方向的两榀框架（常称为翼缘框架）也参加工作，形成一个空间受力体系，框筒同时又作为建筑物围护墙，梁、柱间直接形成窗口（见图5.34）。单独采用框筒作为抗侧力体系的高层建筑结构较少，框筒主要与内筒组成筒中筒结构或多个框筒组成束筒结构。

图5.35　筒中筒结构

筒中筒结构指用框筒作为外筒，将楼（电）梯间、管道竖井等服务设施集中在建筑平面的中心作为内筒，就成为筒中筒结构（见图5.35）。采用钢筋混凝土结构时，一般外筒采用框筒，内筒为剪力墙围成的井筒；采用钢结构时，外筒用框筒，内筒一般也采用钢框筒或钢支撑框架。筒中筒结构也是双重抗侧力体系，在水平力作用下，内外筒协调工作，外框筒的平面尺寸大，有利于抵抗水平力产生的倾覆力矩和扭矩；内筒采用钢筋混凝土墙或支撑框架，具有比较大的抵抗水平剪力的能力。筒中筒结构的适用高度比框筒结构更高。

（3）框架-核心筒结构

框架-核心筒结构指内芯由剪力墙构成，周边加大外框筒的柱距，减小梁的高度，形成稀柱框架，目的是调节建筑物对外视线、景观设计、建筑外形的单调等，形成了框架-核心筒结构，如图5.36所示。框架-核心筒结构的周边框架与核心筒之间形成的可用空间较大，与筒中筒结构类似，广泛用于写字楼、多功能建筑等。

框架-核心筒结构可以采用钢筋混凝土结构（钢筋混凝土的框架和核心筒）、钢结构（钢的框架和框筒或钢支撑框架）、混合结构（指由钢构件、钢筋混凝土构件和组合构件中的两种或两种以上的构件组成的结构，钢框架-混凝土核心筒结构、钢骨混凝土框架-混凝土核心筒结构、钢管混凝土柱-钢或混凝土梁-混凝土核心筒等）。1998年建成使用的上海金茂大厦，地面以上88层、420.5 m高，是我国第二高的建筑物，采用的就是混合结构的框架-核心筒结构。主体结构中部为八角形型钢配筋混凝土核心筒，筒壁厚800～450 mm，筒内井字形墙到56层结束，然后单筒升到337.3 m，核心筒四周为8根型钢配筋混凝土大柱，截面由1.5 m×5 m逐渐收至1 m×3.5 m，以配合逐渐收进的外形。

图5.36　框架-核心筒结构

图5.37　美国西尔斯大厦

成束筒结构指由指两个或两个以上筒体组成的筒体结构。成束筒结构中的每一个筒体，可以是方形、矩形或者三角形等；多个筒体可以组成不同的平面形状；其中任一个筒体可以根据需要在任何高度中止。最有名的束筒结构是芝加哥的西尔斯大厦，110层，443 m高。底层平面尺寸为68.6 m×68.6 m；50层以下为9个筒体组成的束筒，51～66层是7个筒体，67～91层为5个筒体，91层以上2个筒体，在35、66和90层，沿周边框架各设一层楼高的桁架，对整体结构起到箍的作用，提高抗侧刚度和抗竖向变形的能力。如图5.37所示。

特种结构是指除普通的工业与民用建筑结构研究对象以外的，在建筑工程中有广泛用途的、功能比较特殊的、且结构的作用以及结构的形式比较复杂的工程。比如贮液池、水塔、烟囱、筒仓、冷却塔、核电站、挡土墙等。

贮液池用于贮存液体，多建造于地面或地下。贮液池按材料分为钢、钢筋混凝土、钢丝网水泥、砖石贮液池等。其中钢筋混凝土贮液池具有耐久性好、节约钢材、抗渗性能好、构造简单等优点，应用最广。按照其形状常见的有圆形贮液池和矩形贮液池，矩形贮液池在进行内力分析时，根据其结构的主要尺寸，把贮液池分为浅池、深池和双向板式贮液池。按施工方法分为预制装配式和现浇整体式。

作用在贮液池上的荷载可能是下面各种荷载的全部或部分的组合。池外部的侧压力、池内液体的侧压力、池顶盖上的填土、顶盖自重及活荷载、池底上的液体压力及地基反力、地下水的浮力、地震作用、温度及温度变化产生的附加力等。如果是开敞式的贮液池，将只承受池壁和池底的各种作用，这种贮液池以游泳池最为常见。

水塔是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物，用来保持和调节给水管网中的水量和水压，并起到沉淀和安全用水的作用。水塔由水箱、塔身、基础三部分组成的主体和出入水管、爬梯、平台、避雷照明装置、水位控制指示装置等附属设施组成。

水塔按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石塔身与钢筋混凝土水箱组合的水塔。水箱的形式有圆柱壳式、倒锥壳式、球形、箱型水箱，如图5.38所示。

图5.38　水塔的结构形式

塔身一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形，也可采用钢筋混凝土刚架或钢构架做成支架式塔身。水塔基础的形式可根据水箱容量、水塔高度、塔身的类型、水平荷载的大小、地基的工程地质条件来确定。常用的基础类型有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。当水塔容量较小、高度不大时，也可用砖石材料砌筑的刚性基础。

烟囱是工业中常用的构筑物，特别是锅炉房、电力、冶金、化工等企业中必不可少的附属建筑，是把烟气排入高空的高耸结构，能改善燃烧条件，减轻烟气对环境的污染。烟囱按建筑材料可分为砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。烟囱的形式有单管式、多管式等。

砖烟囱的高度一般不超过50 m，多数呈圆截锥形，用普通粘土砖和水泥石灰砂浆砌筑。钢筋混凝土烟囱多用于高度超过50 m的烟囱，外形多为圆锥形，优点是自重小，造型美观，整体性、抗风、抗震性能好，施工简便，维修量小。钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地，但耐腐蚀性差，需经常维护。钢烟囱按其结构可分为拉线式（高度不超过50 m）、自立式（高度不超过120 m）和塔架式（高度超过120 m）。

烟囱基础形式的选择与烟囱筒壁的材料种类、外形、重力、地震设防烈度、地基承载力有关，一般有刚性基础、钢筋混凝土环板基础、壳体基础和桩基础。

筒仓是贮存粒状或粉状松散物体（如谷物、面粉、水泥、碎煤、精矿粉等）的立式容器，可作为生产企业调节和短期贮存生产原料用的附属设施，也可作为长期贮存料或粮食的仓库，这种贮仓都是仓顶进料，仓底出料，如图5.39所示。

筒仓根据所用的材料，可做成钢筋混凝土、钢和砖砌筒仓。钢筋混凝土筒仓又可分为整体式浇注和预制装配、预应力和非预应力的筒仓。从经济、耐久性等方面考虑，工程上应用最广泛的是整体式浇注的普通钢筋混凝土筒仓。

按照平面形状的不同，筒仓可做成圆形、矩形（正方形）、多边形和菱形，目前国内使用最多的是圆形和矩形（正方形）筒仓。根据筒仓高度与平面尺寸的关系，可分为浅仓（H/D0或H/b0≤1．5，其中H为贮料计算高度，D0为圆形筒仓的内径，b0为矩形筒仓的短边长）和深仓（H/D0或H/b0> 1．5）两类。由于在浅仓中所贮存的松散物体的自然坍塌线不与对面仓壁相交，一般不会形成料拱，因此可以自动卸料。深仓中所存松散物体的自然坍塌线经常与对面立壁相交，形成料拱引起卸料时堵塞，因此从深仓中卸料需要动力设施或人力。深仓主要供长期贮料用。

1）建筑材料向轻质、高强、环保等方面发展

①墙体材料大力发展利用工业废料、火山灰等生产的砌块结构，改善传统墙体的性能，增加强度、增强延性、改进形状和模数尺寸、改善孔型、增加孔洞率、减轻自重等。

②大力发展绿色高性能混凝土和超高性能混凝土，前者用工业废渣（如水淬矿渣、优质粉煤灰、复合细掺料）为主代替大量水泥熟料，以更有效地减少环境污染；后者如活性细粒混凝土、注浆纤维混凝土、压密配筋混凝土，其特点是高强度、高密实性，以大量纤维增强来克服混凝土材料的脆性，大幅度提高混凝土的强度。

③采用低合金、热处理等方法大力提高金属材料的屈服强度和综合（包括防锈和防火）性能，向更高强度、低松弛、耐腐蚀、具有较高延性的方向发展。

④组合材料将大力开发。利用层压技术把传统材料组合起来形成各种具有建筑装饰、受力、热工、隔音、绝缘、防火等方面新性能的复合材料，用于屋面、墙体乃至结构构件，是建筑业发展的新天地。

⑤化学合成材料将被广泛应用于建筑中。可以用化学合成材料扩展用于建筑的外围部件，如用之代替钢、铜、木和陶瓷等传统材料；也可改善建筑制品的性能，包括保温、隔热、隔声、耐高温、耐高压、耐磨、耐火等新的需求；还可进行深入研究、开发其受力和变形性能后广泛用于抗力结构，比如碳纤维已经代替钢材用于结构补强和加固。

2）使建筑的发展具有可持续性，建设绿色建筑

节能建筑的含义是有效地利用能源，并能用新型能源取代传统能源的建筑。如利用太阳能技术，提高围护结构的保温性能，使用双层、三层玻璃窗，采用有效地密封和通风技术，种植树木遮掩建筑物来降低空调要求，自然光和自然通风的利用，取暖炉和高效照明灯具等节能设备的使用，地壳深处地热的利用等，都是节能建筑的重要措施。香港汇丰银行大楼就是利用风道狭窄出现的持续强风来发电的。瑞典、加拿大、美国已修建了近万幢超级绝热房，节能效率比传统建筑提高了75%。

生态建筑是同周围环境协同发展的，具有可持续性的，利用可再生资源的，减少不可再生资源消耗的建筑。通常将生态建筑分为两类：一类是利用高新技术精心设计以提高对能源和资源的利用效率，保持生态环境的建筑；另一类是利用较低技术含量的措施，侧重于传统地方技术的改进以达到保护原有生态环境的目标。

节地建筑指最大限度地少占地表面积，并使绿化面积少损失或不损失的建筑。适度地建造高层建筑是节地的一个途径，开发地下建造地下建筑是节地的另一途径。未来建筑高度将不断增加，继迪拜塔的818 m高度之后，将会有更高建筑物的出现。如日本竹中工务店宣布的要建设空中城市——空中城1 000，地面直径400 m，高1 000 m，地基深达60 m，建筑面积800万m2，可供10万人居住，提供3.5万个工作职位，预计造价4 760美元/m2，预计工期14年。日本清水建筑公司宣布建造的TRY2004，高2 004 m，金字塔底边达350 m。建筑功能和用途也越来越多，各种新型的建筑结构类型和结构体系日趋多样化。

当前成功的可持续建筑的实例，如1987年建造在阿姆斯特丹南郊的荷兰国际银行新总部。它是一幢用矿物纤维绝热层、空腔空气层和外皮砖墙包着的建筑物。这种外层变成一个热槽，贮存从太阳与其他内部热源积蓄的热量，然后在气温变凉时可释放热量使之变暖的建筑，充分显示了它贮存能量的效应，比相邻的同时代大厦可节能80%。又如1992年在马来西亚雪兰莪建成的梅纳拉·梅西涅加/IBM塔楼是代表另一类可持续建筑的实例。该项目被设计成有盘旋、凹进和遮阳的窗户，有天然日照的楼梯和电视厅，有在外墙上盘旋并带有通高滑门便于自然通风的阳台，以及有热面效应的供服务用的核心区；它的最有力的效果来自空中院落和带遮阳的屋顶，它们不仅在热带的烈日下防护着这座塔楼，而且还提供自然通风的气流。

智能建筑一般包括办公自动化、通讯自动化、建筑管理自动化、设备自动化、空气处理和配送自动化、照明自动化等内容。智能建筑的特征是所有设备都是用计算机的先进管理系统监测与控制的，并能通过优化控制来保证使用者对舒适、安全、能源利用率和可靠性的需要。建筑物中遍布多种智能传感器用于检测应力、畸变、沉降、裂纹、腐蚀以及各种构件的其他功能。建筑物中可能会装上环境传感装置，用于检测空气的温度、湿度和污染。通过墙壁和屋顶对空气进行过滤，这些信息都将反馈到一个中央处理机构，以保证建筑的安全与健康。

1984年在美国哈特福特市出现了第一幢智能大厦，楼内设置了程控交换机和计算机等办公自动化设备，配电、供水、空调和防火系统均由计算机控制和管理，用户享有电子邮件、文字处理、语音传输、科学计算、信息检索和市场行情查询、防盗、闭路电视监控、火灾报警、应急照明等全方位服务。日本青山大楼是一座供智囊团思考、立案、企划的工作场所。大楼设有联络处，可显示以确认个人行踪和传达找人；备有为会议中心提供数据、文字、图形、概念、情报检索等大型荧光屏显示；有完善的防火、防震、防盗的报警系统并设有地震仪和自动播送火灾、震级和指导疏散的信号。

动态建筑能够借助铰链和滑道改变外形，墙壁和屋顶可以重新排列组合，房间可以扩大或缩小，也可以由长方形变成多边形，甚至还能从一处整体移到另一处，许多建筑物可以整体旋转，使太阳能电池始终对着太阳。

1.建筑工程的特点是什么？

2.建筑设计中要考虑哪些因素？

3.一幢建筑物是由哪些部分组成的？

4.建筑物的基础有哪些类型，分别在什么情况下使用？

5.简述墙的分类和墙在建筑物中的作用。

6.简述楼盖的组成及各自所起的作用。

7.建筑结构按材料分有哪些类型，它们分别有哪些优缺点？

8.建筑按结构型式分为哪些类型？

9.简述单层房屋结构的特点。

10.简述混合结构房屋的特点。

11.简述框架结构房屋的特点。

12.列举大跨度建筑结构的结构形式。

13.高层建筑的特点有哪些？常用结构形式有哪些？各有何特点？

14.特种结构有哪些类型？