Page 77 - 建筑结构设计理论及实践研究

第二章 建筑结构优化设计 ◆

成简支。如果相连杆件的总刚度为该梁刚度的 1~3 倍，则端部约束介于完全刚接
与铰接之间，按弯矩分配法计算。

二、结构概念设计与刚度理论

（一）结构体系的演变
对一般的工程结构，以钢筋混凝土结构为例，随着建筑高度的不断增加或抗
风、抗震等级的提高，结构体系由纯框架结构，逐步演变出框架 - 剪力墙、剪力墙、
框架 - 筒体、筒中筒、束筒结构等，也就是随着结构层数越来越多，高度越来越
高，承受的风荷载越来越大，地震反应也越强烈，对结构的整体刚度的要求就越

高，因此就产生整体刚度越来越大的结构体系，以适应建筑物高度的增多和层数
的增加。结构体系的演变过程也是结构刚度不断增大的过程，且结构刚度越来
越大。

从柱体系到排架结构体系、框架结构体系、墙体系、筒体结构体系，整体刚
度是不断增大的。
结构形式、材料、组成和结构体系的不断发展和创新，是围绕着结构刚度的
不断改善展开的。最初应用在结构中的都是片状结构，它们在自身平面内的刚度
很大，但是平面外的刚度却很小，空间结构是在对结构的内在力学性能深入认识

的基础上，利用剪力墙围成实腹筒后翼缘受力的原理，挖掘了结构平面外的潜力，
形成了较大的刚度。在剪力墙围成的筒上开设洞口可形成密柱深梁的框筒结构。
实腹筒和框筒都是空间结构，它们充分利用材料强度，减少了结构构件的数量，

增大了可利用空间，增大了结构抗侧力能力和抗扭刚度，提高了结构效率。桁架
本来是利用它来承受竖向荷载的，大跨度的屋架和桥梁是利用桁架最多的结构，
把桁架竖立起来可以同样有效地抵抗水平荷载，钢结构中的支撑框架由此发展成
桁架简。利用空间结构的性能，将抗侧力结构布置在结构的周边，能加大结构抵
抗倾覆的能力。设计刚度很大的巨型结构或脊骨结构，可在不规则的建筑布置中

建立规则的结构体系。
（二）结构体系的选择
由于侧向刚度不同和承载力不同，各种结构体系的适用范围和适宜高度是不

同的。GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》、JGJ 3—2010《高层建筑混凝土
结构技术规程》、JGJ 99—1998《高层民用建筑钢结构技术规程》中都分别给出

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