结构选型

建筑结构选型建筑52王怡心2150703021建筑结构是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容，是保证房屋安全的重要手段。建筑结构选型工作之所以复杂，不但是因为它涉及到安全、经济、环境、适用等众多领域，还存在许多确定性因素和未知因素需要预见性考虑。在城市空间环境日益紧张、人们审美能力不断提升、环境质量问题受到社会广泛关注的今天，合理的建筑结构选型，势必更加符合城市发展的需要、符合城市居民反对建筑风格单一化的要求，也能在一定程度上缓解建筑扩张给环境带来的压力概说030201定义Definition常见结构体系Structuralsystem实例livingexample目录CONTENTS定义Definition011.1建筑结构选型的现实意义1.2建筑结构类型1.3建筑设计与结构的关系1.4建筑结构的组成与分类5结构如同建筑的骨骼，要承受各种力的作用，形成支撑体系，是建筑物赖以存在的物质基础；通过满足技术要求来满足建筑的使用功能；形成特定的建筑造型；结构科学的进步推动着建筑的发展，一部建筑史也是一部建筑结构发展史。工作概述在此录入图表的综合描述说明，在此录入图表的综合描述说明。大势分析在此录入图表的综合描述说明，在此录入图表的综合描述说明。建筑结构选型的现实意义6最常见的分类方法是按建筑物主要承重构件所用的材料分类和按结构平面布置情况分类。0201建筑物主要承重构件所使用的材料分类受力和构造特点分类建筑结构类型03按结构平面布置情况分类701建筑物主要承重构件所使用的材料分类建筑结构类型序号结构类型名称识别特征适用范围1木结构主要承重构件所使用的材料为木材单层建筑2混合结构（如砖混结构）承重材料为砖石,楼板、层顶为钢筋混凝土单层或多层建筑3钢筋混凝土结构主要承重构件所使用的材料为钢筋混凝土多层、高层、超高层建筑4钢与混凝土组合结构主要承重构件材料为型钢和混凝土超高层建筑5钢结构主要承重构件所使用的材料为型钢重型厂房、受动力作用的厂房、可移动或可拆卸的建筑、超高层建筑或高耸建筑8混合结构体系多层和高层建筑结构框架结构体系剪力墙结构体系平面结构体系：排架（桁架）、单层大跨度建筑结构门式刚架、拱空间结构体系：薄壳、网架网壳、悬索、索和膜建筑结构类型02受力和构造特点分类9建筑结构类型03按结构平面布置情况分类序号结构类型常用范围1框架结构厂房或20层以下多、高层建筑2全剪力墙结构3框架-剪力墙结构4框-支结构5筒体结构(单/多筒)超高层建筑6框筒结构7无梁楼盖结构大空间、大柱网的多层建筑（1）适应建筑功能的要求对于有些公共建筑，其功能有视听要求，如：体育馆为保证较好的观看视觉效果，比赛大厅内不能设柱，必须采用大跨度结构；大型超市为满足购物的需要，室内空间具有流动性和灵活性，所以应采用框架结构。（2）满足建筑造型的需要对于建筑造型复杂、平面和立面特别不规则的建筑结构选型，要按实际需要在适当部位设置防震缝，形成较多有规则的结构单元。建筑结构选型的原则（3）充分发挥结构自身的优势每种结构型式都有各自的特点和不足，有其各自的适用范围，所以要结合建筑设计的具体情况进行结构选型。（4）考虑材料和施工的条件由于材料和施工技术的不同，其结构形式也不同。例如：砌体结构所用材料多为就地取材，施工简单，适用于低层、多层建筑。当钢材供应紧缺或钢材加工、施工技术不完善时，不可大量采用钢结构。（5）尽可能降低造价当几种结构形式都有可能满足建筑设计条件时，经济条件就是决定因素，尽量采用能降低工程造价的结构形式。建筑结构选型的原则12建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种。建筑结构的型式是为了满足建筑功能要求，为创造建筑的美而服务。建筑结构是解决支撑体系问题，处于服务地位，由注册结构师完成。建筑设计是解决功能、适用和美观的问题，处于先行与主导地位，由注册建筑师完成。建筑设计必须和建筑结构有机结合起来，只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性，富有建筑的个性。建筑设计与结构的关系131)建筑结构的定义：建筑结构是指在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。2)建筑结构的组成主要包括各种构件：柱：柱是建筑物中垂直的主结构件，承托在它上方物件的重量。在中国木建筑中，横梁直柱，柱阵列负责承托梁架结构及其他部分的重量，如屋檐，在主柱与地基间，常建有柱础。另外，亦有其他较小的柱，不置于地基之上，而是置于梁架上，以承托上方物件的重量，再透过梁架结构，把重量传至主柱之上。梁：由支座支承，承受的外力以横向力和剪力为主，以弯曲为主要变形的构件称为梁。梁承托着建筑物上部构架中的构件及屋面的全部重量，是建筑上部构架中最为重要的部分。依据梁的具体位置、详细形状、具体作用等的不同有不同的名称。大多数梁的方向，都与建筑物的横断面一致。板：板的定义:当两个方向的尺寸远远大于一个方向的尺寸时称之为板。桁架杆件：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。网架杆件：由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。构成网架的基本单元有三角锥，三棱体，正方体，截头四角锥等，由这些基本单元可组合成平面形状的三边形，四边形，六边形，圆形或其他任何形体。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱网架结构距车间等建筑的屋盖。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。索膜建筑结构的组成与分类常见结构体系Structuralsystem022.1混合结构体系2.2框架结构体系2.3剪力墙结构体系2.4薄腹梁结构2.5桁架结构2.6拱结构2.7网架结构2.8悬索结构15混合结构体系混合结构是指一个建筑物的承重体系中采用两种或两种以上的结构类型混合结构一般指砖混结构，即墙体、基础等竖向承重构件采用砖砌体结构，楼盖、屋盖等水平承重构件采用装配式或现浇钢筋混凝土结构砖墙既是承重结构，又是围护结构16优缺点和应用范围砌体结构所用材料便于就地取材，施工较简单，施工进度快，技术要求低，施工设备简单综合经济指标好，实际造价低廉•强度低，整体性差，抗震性能差砖墙自重较大平面布置灵活性差，使用面积较小，建筑立面效果厚实优点砖墙在防寒、隔热、隔音、抗风雨侵袭和化学稳定性等建筑物理性能方面较为优越、物美价廉砌体结构刚度较大结论:适用于六层及以下的住宅、宿舍、办公室、学校、医院等民用建筑以及中小型工业建筑17混合结构根据承重墙所在的位置，分纵墙承重、横墙承重方案、纵横墙承重方案、内框架承重方案横墙承重方案纵墙承重方案是把楼板支承于梁上，梁把荷载传递给纵梁。横墙的设置主要是为了满足房屋刚度和整体性的要求。优点是房屋开间相对大点，使用灵活。纵墙承重方案横墙承重方案的特点是楼板直接支承在横墙上，横墙是主要承重墙。优点是房屋的横向刚度大，整体性好，但平面使用灵活性差。内框架承重方案内框架承重体系在商场、多层厂房中，常需要较大的空间，可在房屋中部设柱，大梁一端支撑在柱上，另一端支撑在周边承重墙上，这样，在大梁中部形成内框架承重体系。这种体系房屋横墙少，空间刚度差，且柱基础与基础形成不同，容易产生不均匀沉降。纵横墙承重方案部分房间需要做成大空间，部分房间可以做成小空间，根据楼、屋面板的跨度，跨度小的可将面板直接搁置在横墙上，跨度大的方向可加设大梁，板荷载传至大梁，大梁支撑在纵墙上，这样设计成纵横墙同时承重，这种体系布置灵活，其空间刚度介于上述两种体系之间。混合结构房屋的墙体布置18横墙承重方案将楼(屋)盖构件沿厂房纵向搁置在横墙上，由横墙来承受厂房的主要重量。横墙承重方案的特点是：1.横墙是主要的承重墙，纵墙则起围护、隔断和将横墙连成整体的作用。由于纵墙为非承重墙，在纵墙上开门、开窗所受的限制较少，厂房立面处理较为灵活。2.由于横墙间距较小(一般在3-4.5米)，每隔一开间就有一道横墙与纵墙在纵向拉结，因此厂房的空间刚度大，整体性好。对抵抗风力、地震力及调整地基不均匀沉降等的作用，均比纵墙承重方案有利得多。但空间布置灵活性较差。3.楼(屋)盖做法比较简单，施工方便，材料用量较少。但是砖墙材料用料相对较多。19纵墙承重方案一种方式是楼板(屋面板)直接搁置在纵向承重墙上；另一种方式是楼板(屋面板)铺设在梁(或屋架)上，梁(屋架)则搁置在纵向承重墙上。纵墙承重方案的特点是:1.纵墙是主要承重墙。横墙为非承重墙，其设置主要是为了满足厂房空间刚度和整体性的要求，它的间距可以比较大，因而厂房间隔的大小可根据使用要求随意确定，布置比较灵活。2.由于纵墙承受的荷载较大，故在纵墙上开门，开窗或开孔时，其尺寸和位置均受到一定的限制。3.横墙可采用半砖墙、土砖墙或轻质隔墙。因此相对横墙承重方案来说，纵墙承重方案的楼盖材料用量较多，而墙体的材料用量较少。纵墙承重方案适用于使用上要求较大空间或隔断墙位置需要灵活变化的生产厂房。20总结受力特点优点缺点适用条件横墙承重横墙是承重墙，荷载-楼板-横墙-基础-地基，纵墙只承受自身重量，起围护和分隔空间作用横向刚度大，整体性、抗震性、调整地基不均匀沉降等好，对纵墙开门、窗限制少。房间布置不灵活住宅、宿舍、旅馆等纵墙承重纵墙是承重墙，部分横墙起围护和分隔空间作用，部分横墙仍为承重墙。房间布置灵活横向刚度弱，整体性、抗震性不好教学楼的阅览室、实验室等双向承重纵墙横墙均为承重墙前两者兼顾医院，实验楼等局部框架内部框架承重，四周墙体承重刚度大，房间布置灵活造价高商店等21构造要求横墙间距小些，可使结构整体性和空间刚度较好，还可防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂纵墙宜贯通，可利于防止墙体开裂，且易于设置圈梁适当设置伸缩缝和沉降缝，可预防和减少墙体开裂梁跨度较大时，其支承处应加设壁柱房屋平、立面布置规则，房屋质量分布和刚度变化均匀，限制房屋的高度、层高和高宽比，设置防震缝，选用配筋砌体，设置圈梁和构造柱，可提高砌体结构的抗震性能22框架结构体系框架结构体系是利用梁柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理比较方便。主要缺点是是横向刚度小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件(如隔墙，装饰等)破坏进而影响使用。在非地震区，框架结构一般不超过15层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分析。23框架结构的优点(1)框架结构所用的钢筋混凝土或型钢有很好的抗压和抗弯能力，因此，可以加大建筑物的空间和高度;(2)可以减轻建筑物的重量;(3)有较好的抗震能力;(4)有较好的延性;(5)有较好的整体性。缺点因构件截面尺寸不可能太大故强度和刚度受到一定限制，因此房屋的高度受到限制。(1)框架的连接点是钢节点，是一个几何不变体。(2)在竖向荷载作用下，梁、柱相互制约，从而减少横梁的跨中弯矩。(3)在水平力作用下，梁柱的刚接可提高柱子的抗推刚度减小水平变形，很好的抗侧力结构。框架结构体系特点24框架的组成与分类框架的主要受力构件包括梁和柱梁、柱连接处一般为刚接连接，当为铰接连接时成为排架为利于结构受力合理，框架结构一般要求框架梁宜连通，框架柱在纵横两个方向上应与框架梁连接，梁、柱中心线宜重合，框架柱宜纵横对齐、上下对中为了使用功能或建筑造型的要求，框架结构可采用抽梁、抽柱、内收、外挑、斜梁、斜柱等形式25框架的组成与分类框架的主要受力构件包括梁和柱梁、柱连接处一般为刚接连接，当为铰接连接时成为排架为利于结构受力合理，框架结构一般要求框架梁宜连通，框架柱在纵横两个方向上应与框架梁连接，梁、柱中心线宜重合，框架柱宜纵横对齐、上下对中为了使用功能或建筑造型的要求，框架结构可采用抽梁、抽柱、内收、外挑、斜梁、斜柱等形式26框架的组