第一章 建筑结构概论 1.1 结构类型

一、 建筑结构体系的组成与定义

建筑结构是建筑物中能够承受各种作用的骨架，由上部结构（±0.00以上）和下部结构（基础，±0.00以下）组成：

1. 水平结构分体系：由屋盖和各层楼盖构成。它主要有三个作用：
   • 直接承受楼屋面的竖向荷载并传递给竖向结构；
   • 为竖向构件之间提供水平联系；
   • 将水平荷载传递并分配给各个竖向构件。
2. 竖向结构分体系：由竖向构件及联系竖向构件的水平构件组成，负责承受全部荷载并将其传递至基础，整体结构体系的名称也常取自竖向结构体系。
3. 结构构件的定义：在建筑结构中，只有承受自重以外荷载的部件，才被称为“结构构件”。

二、 建筑结构的三大分类维度

从结构设计的角度，建筑结构主要按层数与高度、材料和结构形式进行分类：

1. 按结构层数与高度分类

• 单层结构。
• 多层结构。
• 高层结构：我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（高规）以 ≥10层或高度 ≥28m 作为高层与多层的界限。视频中指出，28米是目前普通消防云梯可达的高度，超过此高度的建筑必须具备“自救能力”。
• 超高层结构：高度超过 100m 的结构。

2. 按结构材料分类

• 木结构：我国传统建筑的主流，如民居、官府和寺庙。其中1056年建造的山西应县木塔是世界现存最古老、最高的木结构建筑。传统木结构采用圆木榫卯连接，现代木结构则采用胶合木和金属连接件。
• 砌体（砖石）结构：如南京无梁殿（1381年建）、罗马万神殿（124年建）。由于砌体材料的抗拉强度较低，其水平结构一般做成拱或穹顶（翘型）。
• 纯钢结构：钢材做建筑材料是近代才兴起的。1889年建成的法国埃菲尔铁塔（高300米）是纯钢结构的典型代表。钢结构特别适合体育馆等大跨度建筑，在厂房和住宅中的应用也日益广泛。
• 混凝土结构：目前在我国应用最广泛的结构（我国水泥用量占全球的40%，每年超24亿吨），广泛用于多层办公楼、高层住宅、厂房以及核反应堆安全壳等。
• 混合结构：指不同部位构件采用不同材料的结构，能发挥不同材料的优势。常见形式有：
  • 砖-木混合（承重砖墙+木楼盖/屋盖）；
  • 砖-混凝土混合（承重砖墙+混凝土楼、屋盖，这是目前使用最广泛的混合结构形式）；
  • 钢-木混合（钢梁柱+木楼板）；
  • 砖-木-钢混合（承重砖墙+钢梁+木楼板）。
  • ⚠️ 注意：判定是否为混合结构的前提是墙体必须承重。若砖墙仅为不承重、仅承受自重的填充墙，则该建筑不属于砖木混合结构，而属于纯木结构。

3. 按结构形式分类

• 水平结构体系：
  • 梁板结构：绝大多数楼盖采用的形式，也是本课程的设计重点之一；
  • 大跨结构：主要用于屋盖，形式包括网架、桁架、壳体、拱、索、膜结构。
• 竖向结构体系：
  • 框架结构：以柱为竖向构件，分为铰接的排架结构和刚接的刚架（框架）结构；
  • 墙体结构：以墙为竖向构件，包括承受竖向荷载为主的承重墙结构（砌体房屋）和承受水平荷载为主的剪力墙结构；
  • 筒体结构：以筒体（如框筒、筒中筒）为主体承受侧向力；
  • 复合结构：不同部位采用不同结构形式，包括平面复合（平面不同位置采用不同形式，如框架-剪力墙、框架-支撑、框架-筒体）和竖向复合（竖向不同位置采用不同形式，如转换结构、底框结构）。
• 基础类型（下部结构）：
  • 浅基础（埋深 < 5m：独立基础、条形基础、筏形基础、十字基础、箱形基础等；
  • 深基础：桩基础、地下连续墙、沉井。

4. 完整的结构体系命名规则

一个完整的建筑结构体系名称，必须同时包含层数、材料和结构形式（例如：“单层混凝土排架结构”或“多层钢框架结构”）。

三、 结构设计的过程

结构设计是一个严谨的闭环，主要分为四个阶段：

思考题

思考题： 某拟建住宅项目地上共 6 层，层高均为 $3\text{m}$。其竖向承重体系采用钢梁和钢柱，楼板和屋盖采用木板；建筑外墙由于保暖和隔音需要，采用非承重的普通粘土砖墙（仅起填充和围护作用，不承受上部自重以外的荷载）。

1. 请根据本讲所学的结构材料分类原则，判断该住宅属于“钢-木混合结构”还是“纯钢结构”？并简述理由。
2. 结合本讲小结中建筑结构的命名规则，请写出该住宅建筑最规范、最完整的“建筑结构体系名称”。
3. (提示：解答本题需重点思考“非承重墙体在混合结构判定中的地位”以及“完整结构体系名称所必须包含的三大要素”。)

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