建築結構形式

建築結構形式分類主要方法有按主要承重構件所用材料不同和構築形式組合形式及受力特點不同兩種。

基本介紹

• 中文名：建築結構形式
• 外文名：Building structure
• 分類方法：所用材料分類，構築組合形式分類
• 套用領域：建築

材料分類

木結構

指在建築中以木材為主製成的結構，-般用榫卯、齒、螺栓、釘、銷、膠等連線。木材是一種取材容易、加工簡便的結構材料。木結構自重較輕，木結構便於運輸、裝拆，能多次使用，故廣泛地用於房屋建築中，也用於橋樑和搭架。

近代膠合木結構的出現，更擴大了木結構的套用範圍。但在空氣溫度、濕度較高的地區，白蟻、蛀蟲、家天牛等對木材危害頗大;木材處於潮濕狀態時，將受木腐菌侵蝕而腐朽;木材能著火燃燒。故木結構應採取防蟲、防腐、防火措施，以保證其耐久性。中國是最早套用木結構的國家之一。

木結構約在西元前的春秋時期已初步完備，在唐朝形成一套嚴整的製作方法到了漢代發展得更為成熟。現今社會成片的木結構房屋需要大量的木材，需要砍伐大量的樹木，在中國，隨著“天保”工程的實施，大部分地區已嚴禁砍伐樹林，針對長期以來我國天然林資源過度消耗而引起的生態環境惡化的現實所以木結構並不適合在我國長期發展。

一般用榫卯、齒、螺栓、釘、銷、膠等連線。木材是一種取材容易、加工簡便的結構材料。木結構自重較輕，木結構便於運輸、裝拆，能多次使用，故廣泛地用於房屋建築中，也用於橋樑和搭架。

近代膠合木結構的出現，更擴大了木結構的套用範圍。但在空氣溫度、濕度較高的地區，白蟻、蛀蟲、家天牛等對木材危害頗大;木材處於潮濕狀態時，將受木腐菌侵蝕而腐朽;木材能著火燃燒。

故木結構應採取防蟲、防腐、防火措施，以保證其耐久性。

磚石結構

指在建築中以磚或石材為主砌築製成的結構，是我國傳統的建築結構形式之一，造就了中國磚石塔發展的高峰，形式豐富，結構多樣，構造作法進步。從平面看，有方形、六邊形、八邊形，北宋中期以後，以八邊形為主。

從外觀看，有密檐式、樓閣式、花束式等不同類型。在密檐式塔中出現了八角形密檐塔。在樓閣式塔中，一種是塔身用磚造，外圍的平座及腰檐用木構，另一種是全部用磚或石砌築，而形式完全仿木構，第三種是簡化的仿木樓閣式塔。

花束式塔則完全不同於以上類型，與歷史上的塔沒有繼承發展關係，為新出現的一種形式，它的上半部外作花束式，下半部仍為塔室形。

混凝土結構

指以普通混凝土為主製作的結構。《建築結構設計通用符號、計量單位和基本術語》(GEM83-85)中指出:它包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構等。其套用範圍極廣，是土木建築工程中用得最多的一種結構。

與其他材料的結構相比，其主要優點是:整體性好，可灌築成為一個整體;可模性好，可灌築成各種形狀和尺寸的結構;耐久性和耐火性好;工程造價和維護費用低。主要缺點是:混凝土抗拉強度低，容易出現裂縫；結構自重比鋼、木結構大;室外施工受氣候和季節的限制；新舊混凝土不易連線，增加了補強修復的困難。

鋼筋混凝土

指用配有鋼筋增強的混凝土製成的結構。由於混凝土的抗拉強度遠低於抗壓強度，因而混凝土結構不能用於受有拉應力的梁和板。

如果在混凝土梁、板的受拉區內配置鋼筋，則混凝土開裂後的拉力即可由鋼筋承擔，這樣就充分發揮了混凝土抗壓強度較高的優勢，起到共同抵抗的作用，提高了混凝土梁、板的承載能力。鋼筋混凝土結構在土木工程中的套用範圍極廣，各種工程結構都可採用鋼筋混凝土建造。

鋼結構

指以鋼材為主製成的結構。其中，由鋼帶或鋼板經冷加工而成的型材製作的結構稱冷彎鋼結構。常用鋼板和型鋼等製成的鋼樑、鋼柱、鋼桁架等構件組成;各構件或部件之間採用焊縫、螺栓或鋤釘連線。

鋼結構具有重量輕、承載力大、可靠性較高、能承受較大動力荷載、抗震性能好、安裝方便、密封性較好等特點。但鋼結構耐鏽蝕性較差，需要經常維護，耐火性也較差。常用於跨度大、高度大、荷載大、動力作用大的各種工程結構中。

預應力結構

指在結構上施加荷載以前用特定的方法預加應力，使內部產生對結構承受外荷有利的應力狀態的鋼結構。大跨度房屋建築結構、吊車梁、橋跨結構、大直徑貯液庫、壓力管道和壓力容器等都可採用預應結構。

預應力鋼結構可擴大結構或構彈性工作範圍，減少撓度，更有效地利強度鋼材，從而改善結構或構件的狀況。

磚混結構

是指建築物中樞向承重結構的樓、柱等採用磚或者砌塊砌築，梁、樓板、屋面板等採用鋼筋混凝土結構。也就是說磚混結構是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚牆承重的結構。

磚混結構是混合結構的一種，是採用磚牆來承重，鋼筋混凝土樑柱板等構件構成的混合結構體系。

適合開間進深較小，房間面積小，多層或低層的建築，對於承重牆體不能改動，而框架結構則對牆體大部可以改動。

特點不同

砌體結構

指在建築中以砌體為主製作的結構。:它包括磚結構、石結構和其他材料的砌塊結構。分為無筋砌體結構和配筋砌體結構。一般民用和工業建築的牆、柱和基礎都可採用砌體結構。

煙囪、隧道、涵洞、擋土牆、壩、橋和渡槽等，也常採用磚、石或砌塊砌體建造。

牆板結構

指由牆和樓板組成承重體系的房結構。牆既作承重構件，又作房間的隔斷，是居住建築中最常用且較經濟的結構形式。缺點是室內平面布置的靈活性較差。垃圾桶結構多用於住宅、公寓，也可用於辦公樓、學校等公用建築。牆板結構的承重牆可用磚、砌塊、預製或現澆混凝土做成。

樓板用預製鋼筋混凝土或預應力混凝土空心板、槽形板、實心板，預製與現澆疊合式樓板，全現澆式樓板。牆板結構按所用材料和建造方法的不同分為三類:(1)混合結(2)裝配式大板結構;(3)現澆式牆板結構。

現澆式牆板

指牆體用混凝土現澆、樓板採用預製或現澆的房屋結構。主要優點是抗震性能好。與混合結構相比，牆面抹灰量大量減少，勞動強度減輕，用量少;與裝配式大板結構相比，施工簡便，是我國地震區多層與高層住宅的主要結構形式之一。

現澆式牆板結構的牆體材料與建造方法可分內外牆全部現澆混凝土及橫牆與內縱牆現澆，外牆採用預製大板(簡稱內澆外掛)或磚、塊(簡稱內澆外砌)兩類。

裝配式大板

指用預製混凝土牆板和樓板拼裝成的房屋結構，是一種工業化程度較高建築結構體系。主要優點是可以進行商品化生產，現場施工效率高，勞動強度低，自重較輕，結構強度與變形能力均比混合結構好。但造價較高，需用大型的運輸吊裝機械，平面布置不夠靈活。

裝配式大板結構的聯結構造是房屋能否充分發揮強度、保證必要的剛度和空間整體性能的關鍵。

框架結構

框架結構是由梁和柱組成承重體系的結構。主梁、柱和基礎構成平面框架，各平面框架再由聯繫梁連線起來而形成框架體系。框架結構的最大特點是承重構件與圍護構件有明確分工，建築的內外牆處理十分靈活，套用範圍很廣。這種結構形式雖然出現較早，但直到鋼和鋼筋混凝土出現後才得以迅速發展。

根據框架布置方向的不同，框架體系可分為橫向布置、縱向布置及縱橫雙向布置三種。橫向布置是主梁沿建築的橫向布置，樓板和聯繫梁沿縱向布置，具有結構橫向剛度好的優點，實際採用較多。縱向布置同橫向布置相反，橫向剛度較差，套用較少。縱橫雙向布置是建築的縱橫向都布置承重框架，建築的整體剛度好，是地震設防區採用的主要方案之一。

剪力牆結構

剪力牆結構是利用建築的內牆或外牆做成剪力牆以承受垂直和水平荷載的結構。剪力牆一般為鋼筋混凝土牆，高度和寬度可與整棟建築相同。因其承受的主要再載是水平荷載，使它受剪受彎，所以稱為剪力牆，以便與一般承受垂直荷載的牆體相區別。

剪力牆結構的側向剛度很大，變形小，既承重又圍護，適用於住宅和旅遊等建築。

框架-剪力牆結構

簡稱框一剪結構。它是指由若干個框架和剪力牆共同作為豎向承重結構的建築結構體系。框架結構建築布置比較靈活，可以形成較大的空間，但抵抗水平荷載的能力較差，而剪力牆結構則相反。

框架一剪力牆結構使兩者結合起來，取長補短，在框架的某些柱間布置剪力牆，從而形成承載能力較大、建築布置又較靈活的結構體系。在這種結構中，框架和剪力牆是協同工作的，框架主要承受垂直荷載，剪力牆主要承受水平荷載。

筒體結構

指由一個或數個筒體作為主要抗側力構件而形成的結構稱為筒體結構。筒體，是由密柱高梁空間框架或空間剪力牆所組成，在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側力構件。

簡體結構適用於平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建築。筒體結構分筒體一框架、框筒、筒中筒、束筒四種結構。

筒體-框架結構

筒體一框架結構是中心為抗剪薄壁筒，外圍是普通框架所組成的結構。

框筒結構

框筒結構是外圍為密柱框筒，內部為普通框架柱組成的結構。

筒中筒結構

筒中筒結構是中央為薄壁筒，外圍為框筒組成的結構。

束筒結構

束筒結構是由若干個筒體並列連線為整體的結構。

殼體結構

指由曲面形板與邊緣構件(梁、拱或桁架)組成的空間結構。殼體結構具有很好的空間傳力性能，能以較小的構件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結構，能覆蓋或圍護大跨度的空間而不需中間支柱，能兼承重結構和圍護結構的雙重作用，從而節約結構材料。

殼體結構可做成各種形狀，以適應工程造型需要，因而廣泛套用於工程結構中。如大跨度建築物頂蓋，中小跨度屋面板、工程結構與襯砌、各種工業用管道、冷卻塔、儲液罐等。工程結構中採用的殼體多由鋼筋混凝土做成，也可用鋼、木、石、磚或玻璃做成。

網架結構

指由多根桿件按照一定的格線形式通過節點聯結而成的空間結構。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優點，可作體育館、影劇院、展覽廳、候車廳、體育場、看台雨篷、飛機庫、雙向大柱距車間等建築的屋蓋。

缺點是會交於節點上的桿件數量較多，製作安裝較平面結構複雜。網架結構按所用材料分有鋼網架、鋼筋混凝土網架以及鋼與鋼筋混凝土組成的網架，其中以鋼網架用得較多。

懸索結構

是以鋼索(鋼絲束、鋼絞線、鋼絲繩等)作為主要受拉構件的結構。鋼索主要承受軸向拉力，可以充分發揮材料的強度，並且由於鋼索的抗拉強度很高，從而使結構具有自重輕、用鋼省、跨度大的優點。懸索結構按其表面形式不同分為單曲面及雙曲面兩類，每一類又按索的布置方式分為單層懸索與雙層懸索兩種，其中雙曲面懸索中還有一種交叉索網體系。

單曲面單層或雙層懸索適用於矩形建築平面;雙曲面單層或雙層懸索適用於圓形建築平面;雙曲面交叉索網體系的屋面因剛度大、層面輕、排水處理方便，能適應各種形狀的建築平所以在實際中套用較為廣泛。

框架輕板建築

是採用柱、梁或柱、板組成承重框架，再以各種輕質材料製品作圍護結構的建築。它與一般框架結構建築的不同之處是建築的內外牆體都採用新型輕質牆板。輕質外牆板，按其構造特點分單一材料板如（如加氣混凝土板）和多層複合板(如石棉水泥板、陶粒混凝土礦棉夾芯板、預應力薄板內復石膏板等)兩種。按外牆板的支承方式，可分為自承重式和懸掛式(牆板懸掛架樑上)兩種。

輕質內牆板一般有三種類型：一種是用各種輕質材料製成的實心板，二是用輕質材料製成的空心板;三是用輕質板製成的多層複合板。框架輕板建築既具有一般框架結構建築的特點，又有自重輕、使用面積大、節省水泥、施工速度快和合理利用工業廢料等突出優點。

大模板建築

大模板建築採用整塊的工具式大模板現澆混凝土承重內牆，用相當於一個房間大小的台模現澆樓板(或採用預製樓板)，用預製外牆板(或採用磚砌體)做圍護結構的施工方法建造的建築。

外牆採用預製大板的做法稱為內澆外掛;外牆採用手式砌築磚牆的做法稱為內澆外砌;內外牆採用大模板現澆混凝土的做法則為全現澆式。大模板建築的優點是整體性好，抗震性強，施工工藝設備簡單，技術容易掌握，機械化程度較高，施工速度較快，工期也較短。

套用於城市中的多層和高層住宅建築有很大的優越性，同時也適用於多層和高層的公共建築。因此，採用大模板建築是比較適合我國國情的一種工業化施工方法。

升板建築

升板建築通常是先將樓板和屋面板在地面上分層重疊澆築成型，然後沿已建成的柱網利用安裝在柱子上的提升設備將樓極逐層提升並就位固定的施工方法建造的建築。它具有節約模板、構件運輸量少、施工速度快而安全、不需大型起重設備、升板操作容易掌握、施工占地少、施工噪音小等優點。

適用於鋼筋混凝土柱子承重、樓面前載較大、內牆較少的各類建築。如果把圍護結構的大型牆板預先安裝在樓板上，然後整層一起提升，由頂層往下逐層就位固定，這種方法稱為升層法，是將升板和大板施工工藝結合起來的施工方法。如果將升板和滑升模板技術相結合以升帶滑，則稱為升板滑模法。此外還有集層升板法和懸掛升板法等，都是在升板的基礎上發展的。

滑模建築

滑模建築一般按建築的平面形狀組裝成一定高度的模板系統，利用液壓提升設備不斷提升模板，上邊撓築混凝土，下邊隨即脫模而連續澆注混凝土牆體的施工方法建造的建築。

滑升模板只解決牆體的撓撞，建築內部的樓板和梁等還需採取預製和現燒的方法進行施工。滑升模板由模板系統、操作平台系統、液壓系統和支承桿等基本部分組成。滑模建築可適用於多層、高層住宅、辦公樓等建築，更適用於多層、高層工業建築和構築物(如多層框架、儲告、煙囪、冷卻塔、電視塔、高層建築中的電棉井等)。

其特點是施工速度快，機械化水平高，節省人工、模板和施工用地，建築的整體性好，抗震能力強，但工藝設備較複雜，施工操作難度也較大。