建筑结构选型案例分析
建筑结构选型案例分析报告
建筑结构选型案例分析报告一、引言二、案例简介该建筑项目为一座高层办公楼，总高度为300米，共有80层。
建筑师要求在满足建筑结构安全性的前提下，尽可能减小重量和成本。
三、结构选型概述1.钢结构：钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，能够满足建筑师的需求。
但是钢结构对于地震和火灾的抵抗能力较差，且需要更多的维护和保养。
2.钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构具有较好的地震和火灾抵抗能力，且成本相对较低。
然而，钢筋混凝土的施工周期较长，对基础要求较高。
3.预应力混凝土结构：预应力混凝土结构在重量轻、耐久性好的同时，还具有较好的自重分担能力。
然而，预应力混凝土结构需要具备较高的技术和施工要求。
四、结构选型决策分析在该案例中，由于建筑高度较高，地震和火灾的抵抗能力成为重要的考虑因素。
因此，钢结构相对来说不是理想的选型，而钢筋混凝土和预应力混凝土结构更适合该项目。
考虑到施工周期和成本的因素，预应力混凝土结构比较适合该项目。
预应力混凝土结构减轻了自重负荷，并提高了地震和火灾抵抗能力。
虽然预应力混凝土结构的技术要求较高，但可以通过雇佣有经验的建筑公司和施工人员来解决。
五、结构选型实施1.技术要求：雇佣有经验的建筑公司和施工人员，确保结构施工的质量和安全。
2.施工期限：根据施工周期和预算制定详细的施工计划，并进行合理的进度安排。
3.质量控制：严格按照设计方案进行施工，强调材料的选取和施工工艺的控制。
4.结构监测：在施工过程中进行结构的实时监测和评估，确保结构的安全性和稳定性。
六、结论通过该案例的分析，我们可以得出以下结论：1.结构选型是建筑设计中的重要环节，直接影响建筑物的结构安全性和成本。
2.在结构选型中，需要综合考虑建筑物的高度、地震和火灾的抵抗能力、施工周期和成本等因素。
3.预应力混凝土结构在该项目中是较为理想的选型，具有重量轻、耐久性好和良好的抗震性能。
4.在实施结构选型时，需要注重技术要求、施工期限、质量控制和结构监测，确保建筑物的安全和稳定性。
建筑结构选型案例分析-CCTV新大楼
主要建筑作品： 法国图书馆(1981年)、拉维莱 特公园(1982年)、波尔多住宅 (1994年)、荷兰驻德国大使馆 (1997年)、纽约现代美术馆加 建(1997年)、西雅图图书馆 (1999年)、中央电视台新楼 (2002年)、广州歌剧院(2002 年)等。
了解世界的窗口
该建筑主要由主楼、电视文 化中心及附属配套设施组成。 主楼屋顶最高处标高234米，比 目前北京市最高建筑———京 广中心高20多米。从外观上看， 央视大楼由两栋倾斜的大楼作 为支柱，在悬空约180米处分别 向外横挑数十米“空中对接”， 形成“侧面S正面O”的特异造型， 犹如一扇“了解世界的窗口”。
雷姆· 库哈斯
雷姆· 库哈斯(Rem Koolhaas)， 1944年11月17日出生于荷兰鹿特 丹，早年曾从事剧本创作并当过 记者。1968-1972年转行学建筑， 就读于伦敦一所颇具前卫意识的 建筑学院Architecture Association。 1972至1979年间，他曾在当时建 筑界很知名的Ungers事务所以及 Peter Eiserman的纽约城市规划/ 建筑研究室工作过，同时也在耶 鲁大学和加州大学洛杉矶分校执 教。1975年，库哈斯与其合作者 共同创建了OMA事务所，试图通 过理论及实践，探讨当今文化环 境下现代建筑发展的新思路。 1978年，库哈斯出版《癫疯的纽 约——曼哈顿的宣言》一书之后， 几乎花了二十年不停地建筑，努 力实现或证实他早年在书中所提 出的建筑理想和宣言，特别是外 表与内在行为简单分裂论 。
2007年12月8日，首批7个节点实现对接
2007年12月26日，两座主楼对接 2009年1月，大楼竣工
施工图片
施工图片——基础施工
施工图片——立面幕墙的施工（右）
建筑结构选型案例分析-CCTV新大楼
央视新大楼——“大裤衩” 位 于朝阳路和东三环交界处的CBD中央 区内，总建筑面积约59万平方米。该 方案由世界著名建筑设计师、荷兰人 雷姆· 库哈斯担任主建筑师，荷兰大都 会建筑事务所负责设计。作为建国以 来国家建设单体最大的公共文化设施， 是2008年北京奥运会的重要配套设施 之一。
雷姆· 库哈斯
施工图片
施工图片——基础施工
施工图片——立面幕墙的施工（右）
施工图片——外墙施工
施工图——悬臂合拢
了解世界的窗
工程难点的认识和理解
钢结构工程量大、分布范围广
结构倾斜，水平和垂直运输难度大 悬臂安装 预调值和结构变形控制 测量控制要求 焊接工作量大、质量要求高 安全防护要求高
工程概况
2006年2月13日，主楼钢结构工程进入实质
阶段 2007年7月底，44塔楼封顶 2007年9月底，52塔楼封顶 2007年10月9日，最关键环节悬臂开始吊装 2007年12月8日，首批7个节点实现对接 2007年12月26日，两座主楼对接 2009年1月，大楼竣工
结构分析
央视大楼主要采用钢结构，其建筑用钢量达
鸟巢的3倍之多
平面图
内部结构及功能
内部剖面结构（左） 内部功能（右）
施工
重点和难点
设计技术要求：悬臂安装完成后，悬 臂，底面为水平，允许向上微翘。达 到设计荷载后，不允许悬臂端出现下 垂 。 采用块体逐步扩大、高空散件组装的 方法 重点：按预调值进行加工，安装施工 的全过程必须按具体的施工组合工况 对预调值进行动态控制
主要建筑作品： 法国图书馆(1981年)、拉维莱 特公园(1982年)、波尔多住宅 (1994年)、荷兰驻德国大使馆 (1997年)、纽约现代美术馆加 建(1997年)、西雅图图书馆 (1999年)、中央电视台新楼 (2002年)、广州歌剧院(2002 年)等。
高层建筑结构优化设计案例分析(全文)
高层建筑结构优化设计案例分析(全文)范本一：正文：一：引言高层建筑结构优化设计是现代建筑设计中的重要环节，对于提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性具有重要意义。
本文以某高层建筑项目为例，进行了结构优化设计案例分析，旨在探讨高层建筑结构在设计过程中的优化方法和技术。
二：背景该高层建筑项目位于城市中心地带，总高度达到200米，层数共计60层，包含商业、办公和住宅等功能。
项目地处地质条件复杂的地区，同时还需要考虑抗震、防风等因素，在设计过程中面临着诸多挑战。
三：结构设计3.1 结构形式本项目采用框架结构形式，通过立柱和梁的组合形成结构框架，然后再使用混凝土填充实现整体刚度的提升。
这种结构形式具有良好的承载能力和稳定性，能够满足高层建筑的要求。
3.2 结构材料主体结构材料采用高强度混凝土和钢材，其中混凝土强度等级为C50，钢材采用Q345B。
这种结构材料能够有效提高建筑的抗震性能和承载能力。
3.3 结构优化技术在设计过程中，采用了多种结构优化技术，包括有限元分析、参数化设计和多目标优化等。
通过有限元分析，对结构进行了力学计算和模拟，确定了合理的结构形态和尺寸。
参数化设计则通过调整参数来优化结构，使其在满足要求的前提下减少材料使用。
多目标优化则通过考虑多个指标因素来寻找最佳的结构设计方案。
四：设计成果经过优化设计，最终确定了高层建筑的结构方案。
该方案不仅满足了建筑的功能要求，还能够在地震和风载等自然力的作用下保证建筑的稳定性和安全性。
同时，该方案还有效降低了建筑的材料使用量，提高了经济性和可持续性。
五：结论通过本案例分析，我们可以得出结论：在高层建筑结构的优化设计过程中，采用框架结构形式，结合高强度混凝土和钢材等材料，运用有限元分析、参数化设计和多目标优化等技术，能够有效提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性。
附件：1. 结构设计图纸2. 有限元分析报告3. 结构参数化设计数据法律名词及注释：1. 结构形式：指高层建筑的整体结构组成形式，如框架结构、剪力墙结构等。
高层建筑案例分析
难点一
由于本工程造型独特,由钢管混凝土柱组成的斜交网络外框简分为16 个节,每个节27m,钢管混凝土柱在每个节间为直线段,相邻节段的柱于节 点层形成一个折点,并于节点层平面内产生向外的推力，从而在楼层梁板 中产生拉力，如何抵抗该拉力是本工程设计中的一个技术难点。
解决方式
本工程采用了外框筒环梁+拉梁+核心简内闭合环梁构成的独立的平面 内抗拉体系,如图2所示;为了进一步提高节点层抗拉体系的安全储备,在 节点层周边设置体外高强钢绞线预应力索。张拉索使节点层平面内产生 沿径向的压力,大大减少了环梁、拉梁及核心筒连梁的拉力,还可降低楼 板中的拉应力水平,有效地控制楼板的裂缝宽度。
难点二
本工程的另一个主要技术难点是组成斜交网格外框筒的钢管混凝土 柱的“X"形相贯节点。建筑师要求采用2根钢管混凝土柱空间相贯，在 柱轴线交点处截面面积最小,所受轴力最大,因此必须设计一个特殊节点 以满足既不增大节点截面尺寸又能承受更大内力的要求。
解决方法
本工程设计了一个新型节点,利用竖向放置的椭圆形拉板连接4 根相贯 的钢管,节点区内钢管壁适当加厚，细腰处设置水平加强环，该节点形 式简洁,受力明确,便于管内混凝土浇灌施工。
高层建筑讨论课是由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演 变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到 房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点 是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于写字 楼建筑。筒体结构包括框筒、筒中筒、桁架筒和束筒结 构，后来还出现了多筒和多重筒等筒体结构。
在简体结构中，剪力墙筒的截面面积较大，它承受大部分水平剪力，所以柱子承受的剪力 很小；而由水平力产生的倾覆力矩，则绝大部分由框筒柱的轴向力所形成的总体弯矩来平衡， 剪力墙和柱承受的局部弯矩很小。由于这种整体受力的特点，使框筒和薄壁筒有较高的承载 力和侧向刚度，而且比较经济。
建筑结构选型案例分析
建筑结构选型案例分析高层住宅建筑是指超过一定层高的住宅建筑，一般指多层住宅建筑。
在高层住宅的结构选型中，通常考虑的因素包括但不限于以下几个方面：1.抗震性能：高层住宅建筑往往需要能够满足一定的抗震能力要求，以确保在地震发生时能够保持结构的稳定性和居住的安全性。
因此，在选型时应考虑采用抗震性能较好的结构形式，如框架结构、筒体结构等。
2.经济性：高层住宅建筑一般是大规模的，因此在选型时需要考虑材料和施工成本。
选择经济性好的结构形式和材料可以降低成本，提高经济效益。
3.建筑形态：高层住宅建筑的形态多种多样，可以是塔楼、长条形建筑或者复合结构等。
不同的建筑形态对结构选型有着不同的要求，因此在选型时需要综合考虑建筑的形态和结构的匹配性。
以一个具体的案例进行分析，假设城市的一座高层住宅建筑需要进行结构选型。
该建筑的地震烈度为6度，建筑高度为150m，总层数为30层，建筑形态为直立塔楼。
根据上述情况，可以选择不同的结构形式。
一种可能的选型方案是采用框架结构。
框架结构适用于大高度、无阻塞性的建筑，具有刚性好、抗震性能强、适应性广等特点。
该选型方案可以采用混凝土框架结构，底部加强，并配备抗震钢筋混凝土核心筒。
这样的结构形式能够满足抗震要求，并保证建筑的垂直度和刚度。
另一种可能的选型方案是采用剪力墙结构。
剪力墙结构是利用在结构中增设剪力墙来提高抗震性能的一种结构形式。
对于直立塔楼的高层住宅建筑来说，采用剪力墙结构可以有效抵抗水平力，提供较好的抗震性能。
该选型方案可以采用钢筋混凝土剪力墙结构，通过在建筑内设置剪力墙，增加结构的刚度和稳定性。
综合考虑抗震性能、经济性和建筑形态的匹配性，可以选择混凝土框架结构作为主要结构形式，配合钢筋混凝土剪力墙结构作为次要结构形式。
通过加强底部结构和设置核心筒，能够满足地震要求。
这样的结构形式能够提供稳定的结构，并具有较好的经济性。
总之，高层住宅建筑的结构选型需要综合考虑多种因素，包括抗震性能、经济性和建筑形态的匹配性。
结构选型案例分析之北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
建造特色与建造过程
改造目的： 2006年5月26日工人体育馆开始进行 奥运改造工作，而改造后的工人体育 馆被作为北京2008年奥运会拳击比赛 和残奥会盲人柔道比赛场馆。
改造内容：
改造工程总建筑面积41828平方米， 其中改造原有工人体育馆主建筑面积 40200平方米，新建能源中心1628 平方米。 1. 外观方面： a. 全部更换成绿色环保窗户 镂空浮雕全部被保留 这次改扩建，工人体育馆外观上最大的变化来自窗户的更换。工人体育原来的窗户已经不能满足 现代节能环保的要求，此次改建将全部更换为绿色环保的铝合金双层玻璃窗户。正是这个小小的 变化将给工人体育馆带来一点现代和陌生体育馆内的超级大灯的感觉。 体育馆原来三个大门入口处都镶有成组的水泥浮雕：白胡子老爷爷挥舞斧钺刀叉，马尾辫小姑娘 踢鸡毛毽子……如今，这些反映当年形形色色群众体育、“增强人民体制”的体育活动的浮雕在 重新滩涂涂料后，全部都得到了保留。 体育馆内的超级大灯
屋顶结构
相似 轮辐式双层悬索结构
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
屋顶结构
内径为94米的绷筋混凝土外 环
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
屋顶受力
内环（受拉 环）选择延 性好的钢材
整个屋顶结构形成 一个受力平衡系统
外环（受压 环）使用具 优良抗压性 能钢混材料
下悬钢绞索承受 轴向拉力
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
建筑设计概念 方案生成过程：
圆柱形主体+八角形基座
缺点：外形虽有变化但琐碎； 与上层交接处结构复杂。
优点：外形完整且视线连续可以看到其 他两个大门；角接触结构简单；不会产 生凸角；外圈路最短。
建筑结构选型案例分析ppt课件
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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1
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。
装配式钢混结构案例分析对比
PART 2
上海中心大厦
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上海中心大厦
建筑设计
上海中心大厦是一座高度达632米的超高层建筑，其建筑设计具有以下特点
独特的造型：上海中心大厦采用双曲线的外形设计，使得建筑在各个角度都有不同的 视觉效果
绿色节能：建筑表皮采用了绿色节能设计，包括高性能玻璃、LED灯光系统等，以实现 建筑能耗的降低
构的未来发展提供有力的支撑
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未来展望
综上所述，装配式钢混 结构作为一种先进的建 筑结构形式，在未来仍
然有很大的发展空间
通过不断的创新和改进， 可以期待其在建筑领域 发挥更大的作用，为人 类创造更美好的生活环 境
PART 5
挑战与对策
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挑战与对策
尽管装配式钢混结构具有许多优点，但在实际应用中仍然面临一些挑战。以下是对这些挑 战的探讨以及相应的对策
在施工过程中，该工程采用了预制构件和模块化施工方法。预制构件在工厂内生产，然后 运到现场进行组装，大大缩短了施工周期。同时，模块化施工方法也减少了施工现场的污 染和噪音，提高了施工效率和质量
该桥梁建成后，为两个城市的交流提供了便利的交通条件。同时，其独特的造型和优美的 线条也成为了当地的一大景观
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高成本：装配式钢混结构由于其复杂性和技术要求，导致其初始建设成本相对 较高。为了降低成本，可以采取以下措施
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挑战与对策
综上所述，尽管装配式钢混结构面临一些挑战，但通 过相应的对策和措施，可以有效地应对这些挑战，推 动其可持续发展
PART 6
案例分享
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案例分享
案例一：某城市综合体
某城市综合体采用了装配式钢混结构，其建筑设计独特，结构体系复杂。该综合体由商业 、办公、酒店等多种功能组成，总建筑面积达到20万平方米
巴黎世博会机械馆建筑分析
背景
1889年为巴黎世博会而造， 位于埃菲尔铁塔附近 建筑师狄泰特，工程师康泰 曼等人共同合作完成 世界上第一个三铰拱式结构 建筑
4/4/2014
• 体现了全新的空间概念，运用当时最先进的结构和施工技 术，采用钢制三铰拱，跨度115m，长度420m，高度55m， 陈列馆共有20榀这样的钢拱，内部毫无阻挡的庞大室内空 间。刷新了世界纪录，被誉为“建筑艺术 的巅峰“
420m
115m
4/4/2014
• 突破传统砖石建筑厚重的基座，三铰拱可以使推力平均作 用在顶部和基底的铰点上。使得拱越接近地面越窄，在与 地面相接处几乎缩小为一点，每点集中压力有120吨，获 得轻盈的空间感受 • 陈列馆的墙和屋面大部分是玻璃，继伦敦水晶宫之后又一 次造出了使人惊异的建筑内部空间。
4/4/2014
缺点
• 大面积玻璃外墙面使得夏季温室效应明显，热量 集聚不散。 • 也有很多人评论巨大的结构空间尺度与建筑细节 处理上存在的不协调性
4/4/20
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梁式桥
工程简介
美国亚斯托利亚桥属于 连续梁：两跨或两跨以上连 续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生 的支点负弯矩 • 因为连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降 会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于地基 条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利 亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376 米。 •
1、沃兰汀步行桥
沃兰汀步 行桥是西班牙 本土建筑师卡 拉特拉瓦的作 品，横跨于毕 尔巴鄂市中心 内维隆河上， 紧邻古根海姆 博物馆。和古 根海姆博物馆 一样，沃兰汀 步行桥也是毕 尔巴鄂城市改 造计划的一部 分，同样在建 成后立刻成为 毕尔巴鄂的地 标之一。
沃兰汀步行桥桥身从桥墩挑出，就像悬浮于水面之上， 很是特别。桥上又使用了拉锁来拉住桥身，使整个结构既 美观，又十分稳固。 挑出的桥面 使桥的下部空 间更加宽敞， 因为没有桥墩 或者是其他的 支撑结构置于 桥下，所以整 个桥洞更有利 于船只的通过， 既美观，有使 用。
1、里斯本东方车站
由西班牙建筑大师Santiago Calatrava设计兴建。Calatrava素有结构诗人之称，作 品宛如抽象雕塑。
里本斯东方车站的简要分析：
里斯本东方车站采 用了大量的悬挑结构， 比如车站站台的顶棚， 还有月台的顶棚等，都 采用了悬挑的设计，不 但使得造型更加新颖独 特，而且加大了空间的 使用率，并且减少了周 围的遮挡物，因此视线 更开阔，光线也更加的 充足。这样的大开敞空 间，悬挑结构能够给人 带来最好的使用一端（或两端） 路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方 便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。
简要分析
• 对跨中正弯矩有卸载的作用， 使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可 以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超 载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截 面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。 • 主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主 梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩 的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁 材料用量。连续梁桥通常是将3～5孔做成一联，在一联 内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可 以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。 或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。
上海总会
创设于1861年。1864年建楼。 1909年在原址建6层新楼， 1910年1月启用。新楼占地 1811平方米，建筑面积9280 平方米。建筑立面为三段式 处理，2—3层中部有6根爱 奥尼柱式的石柱，顶端各设 置了巴洛克式的风亭，细部 创设于1861年。1864年建楼。1909年在原址 雕刻细腻优美。建筑设计师 建6层新楼，1910年1月启用。新楼占地1811Tarrant。室内装潢由马 是H. 平方米，建筑面积9280平方米。 海洋行的日本建筑师设下田 菊太郎设计，装饰华丽，以 长达34米的黑白大理石酒吧 柜台著称。
桥身与一般桥梁迥异，呈现出优雅的抛物线造型， 仿佛迎着河上清风招展的丝带。白色的拱、扶手和支架为 钢材，而桥面则使用玻璃板。显得整个结构清晰，稳定。
THE
END
THANK
YOU
——梁式建筑
上海总会新楼采用钢筋混泥土结构，采用梁式结 构的建筑。 建筑结构力的传递分析图如下：
结构的简要分析
梁式结构基本的横向受力构件，主要承受弯矩和建 立的作用。 在荷载作用下，导致梁浇纵轴弯曲，荷载使梁上部纤 维收缩，下部纤维伸长，使梁垂直纤维方向相对滑动。
结构弯矩简图
悬挑梁结构
• 悬挑结构是指两端部都有支撑，一端埋在 或者浇筑在支撑物上，另一端伸出挑出支 撑物的结构。 • 优点：在悬挑端无支撑构件，视野开阔， 空间布置灵活。可以使建筑体型独特、外 观新颖、增大上部空间的容量。 • 缺点：在结构的固定端有较大的倾覆力矩。 设计时除了考虑结构的强度和形变外，还 要注意结构的抗倾覆稳定性。