建築結構

建築結構是由板、梁、柱、牆、基礎等建築構件形成的具有一定空間功能，並能安全承受建築物各種正常荷載作用的骨架結構。

板是建築結構中直接承受荷載的平面型構件，具有較大平面尺寸，但厚度卻相對較小，屬於受彎構件，通過板將荷載傳遞到梁或牆上。梁一般指承受垂直於其縱軸方向荷載的線型構件，是板與柱之間的支撐構件，屬於受彎構件，承受板傳來的荷載並傳遞到柱上。柱和牆都是建築結構中的承受軸向壓力的承重構件，柱是承受平行於其縱軸方向荷載的線型構件，截面尺寸小於高度，牆主要承受平行於牆體方向荷載的豎向構件，它們都屬於受壓構件，並將荷載傳到基礎上，有時也承受彎矩和剪力。基礎是地面以下部分的結構構件，將柱及牆等傳來的上部結構荷載傳遞給地基。

在建築物中，建築結構的任務主要體現在以下三個方面。

(一)服務於空間應用和美觀要求

建築物是人類社會生活必要的物質條件，是社會生活的人為的物質環境，結構成為一個空間的組織者，如各類房間、門廳、樓梯、過道等。同時，建築物也是歷史、文化、藝術的產物，建築物不僅要反映人類的物質需要。還要表現人類的精神需求，而各類建築物都要用結構來實現。可見，建築結構服務於人類對空間的應用和美觀要求是其存在的根本目的。

(二)抵禦自然界或人為荷載作用

建築物要承受自然界或人為施加的各種荷載或作用，建築結構就是這些荷載或作用的支承者，它要確保建築物在這些作用力的施加下不破壞、不倒塌，並且要使建築物持久地保持良好的使用狀態。可見，建築結構作為荷載或作用的支承者，是其存在的根本原因，也是其最核心的任務。

(三)充分發揮建築材料的作用

建築結構的物質基礎是建築材料，結構是由各種材料組成的，如用鋼材做成的結構稱為鋼結構，用鋼筋和混凝土做成的結構稱為鋼筋混凝土結構，用磚（或砌塊）和砂漿做成的結構稱為砌體結構。

(一)安全性

安全性是指建築結構應能承受在正常設計、施工和使用過程中可能出現的各種作用（如荷載、外加變形、溫度、收縮等）以及在偶然事件（如地震、爆炸等）發生時或發生后，結構仍能保持必要的整體穩定性，不致發生倒塌。

(二)適用性

適用性是指建築結構在正常使用過程中，結構構件應具有良好的工作性能，不會產生影響使用的變形、裂縫或振動等現象。

(三)耐久性

耐久性是指建築結構在正常使用、正常維護的條件下，結構構件具有足夠的耐久性能，並能保持建築的各項功能直至達到設計使用年限，如不發生材料的嚴重鏽蝕、腐蝕、風化等現象或構件的保護層過薄、出現過寬裂縫等現象。耐久性取決於結構所處環境及設計使用年限。

一、建築結構按所用材料分類

按照所用材料不同，分為混凝土結構、鋼結構、砌體結構和木結構。

1．混凝土結構。混凝土結構是以混凝土為主要建築材料的結構，包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構。混凝土產生於古羅馬時期，現代混凝土的廣泛應用開始於19世紀中期，隨著生產的發展，理論的研究以及施工技術的改進，這一結構形式逐步提升及完善，得到了迅速的發展。

2．砌體結構

砌體結構是由塊體(如磚、石和混凝土砌塊)及砂漿經砌築而成的結構，大量用於居住建築和多層民用房屋(如辦公樓、教學樓、商店、旅館等)中，並以磚砌體的應用最為廣泛。

磚、石、砂等材料具有就地取材、成本低等優點，結構的耐久性和耐腐蝕性也很好。缺點是材料強度較低、結構自重大、施工砌築速度慢、現場作業量大等，且燒磚要佔用大量土地。

3．鋼結構

鋼結構是以鋼材為主製作的結構，主要用於大跨度的建築屋蓋(如體育館、劇院等)、吊車噸位很大或跨度很大的工業廠房骨架和吊車梁，以及超高層建築的房屋骨架等。鋼結構材料質量均勻、強度高，構件截面小、重量輕，可焊性好，製造工藝比較簡單，便於工業化施工。缺點是鋼材易鏽蝕，耐火性較差，價格較貴。

4．木結構

木結構是以木材為主製作的結構，但由於受自然條件的限制，我國木材相當缺乏，僅在山區、林區和農村有一定的採用，具體應用於單層結構。

二、按結構承重體系分類

1．牆承重結構

用牆體來承受由屋頂、樓板傳來的荷載的建築，稱為牆承重受力建築。如磚混結構的住宅、辦公樓、宿舍等，適用於多層建築。

2．排架結構

採用柱和屋架構成的排架作為其承重骨架，外牆起圍護作用，單層廠房是其典型。

3．框架結構

以柱、梁、板組成的空間結構體系作為骨架的建築。常見的框架結構多為鋼筋混凝土建造，多用於10層以下建築。

4．剪力牆結構

剪力牆結構的樓板與牆體均為現澆或預製鋼筋混凝土結構，多被用於高層住宅樓和公寓建築。

5．框架——剪力牆結構

在框架結構中設置部分剪力牆，使框架和剪力牆兩者結合起來，共同抵抗水平荷載的空間結構，充分發揮了剪力牆和框架各自的優點，因此在高層建築中採用框架——剪力牆結構比框架結構更經濟合理。

6．筒體結構

筒體結構是採用鋼筋混凝土牆圍成側向剛度很大的筒體，其受力特點與一個固定於基礎上的筒形懸臂構件相似。常見有框架內單筒結構、單筒外移式框架外單筒結構、框架外筒結構、筒中筒結構和成組筒結構。

7．大跨度空間結構

該類建築往往中間沒有柱子，而通過網架等空間結構把荷重傳到建築四周的牆、柱上去，如體育館、游泳館、大劇場等。

在建築結構使用中，整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計的某一功能要求，此特定狀態稱為該功能的極限狀態。極限狀態是區分結構工作狀態可靠或失效的標誌。結構的極限狀態可分為兩類：承載力極限狀態和正常使用極限狀態。

(一)承載力極限狀態

承載力極限狀態是指對應於結構或結構構件達到最大承載力，出現疲勞破壞或不適於繼續承載的變形。包括：當結構構件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或因為過度變形而不適於繼續承載；整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；結構轉變為機動體系；結構或結構構件喪失穩定（如壓屈等）；地基喪失承載力而破壞（如失穩等）。超過承載力極限狀態后，結構或構件就不能滿足安全性的要求。

(二)正常使用極限狀態

正常使用極限狀態是指對應於結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規定的極限值。當結構或結構構件出現下列狀態之一時，應認為超過了正常使用極限狀態。影響正常使用或外觀的過大變形；影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；影響正常使用的其他特定狀態。超過了正常使用極限狀態，結構或構件就不能保證適用性和耐久性的功能要求。

結構構件按承載力極限狀態進行計算后，再根據設計狀況，按正常使用極限狀態進行驗算。