第2章我国既有工业建筑结构体系调查工业建筑是我国建筑产业中的一大类，与民用建筑相对应，是指用于工业生产及直接服务于工业生产的房屋。工业建筑为工业生产提供了必不可少的物质基础，随着工业产业的发展和科学技术的进步，工业建筑的类型越来越多，工业生产技术对工业建筑的质量要求也越来越高，未来的工业建筑形式依然会有新的发展。
2.1我国既有工业建筑类型
对于我国既有工业建筑，可以从不同角度来划分类型。按工业种类划分，有钢铁厂建筑、机械制造厂建筑、精密仪表厂建筑、航空航天工厂建筑、造船厂建筑、水泥厂建筑、化工厂建筑、纺织厂建筑、食品加工厂建筑、火力发电厂建筑、水电站建筑、核电站建筑、高新技术产业建筑等等。
按工业建筑用途划分，可分为以下六类：第一类是生产厂房，生产厂房中进行主要的工业生产流程，如产品的备料、加工、装配等，是最主要的厂房；第二类是生产辅助厂房，生产辅助厂房是为生产厂房服务的厂房，有修理车间、工具车间等；第三类是动力厂房，动力厂房是为全厂提供能源服务的厂房，如发电站、变电所、锅炉房等；第四类是仓储建筑，仓储建筑是用于储存工业生产的原材料、半成品和成品的厂房；第五类是运输用建筑，运输用建筑是工厂中停放、检修和管理交通运输工具的厂房。第六类是其他建筑，如污水处理建筑等。
按生产状况划分，可分为以下五类：第一类是冷加工车间，冷加工车间是在常温状态下加工非燃烧物质和材料的生产车间，如机械装配、修理等；第二类是热加工车间，热加工车间是在高温和融化状态进行生产，可能产生大量烟雾、灰尘和有害气体的生产车间，如钢铁铸造、锻压和热处理车间等；第三类是恒温恒湿车间，为保证产品质量，恒温恒湿车间内部要求保证恒定的温度和湿度条件，如精密仪器制造车间和纺织车间等；第四类是洁净车间，为保证产品质量，洁净车间内要求高度清洁，要消除空气中的灰尘和细菌，如制药车间和集成电路车间等；第五类是其他特种状况车间，如放射性车间和防电磁波干扰车间等。
按层数划分，可分为以下三类：第一类是单层厂房，单层厂房只有一层，其高度根据生产需要可灵活调整，且便于沿地面水平方向来组织生产流程，布置生产设备，多用于冶金、重型及中型机械工业；第二类似是多层厂房，多层厂房的层数在二层以上，适用于组织生产关系和工艺流程在垂直方向上的工业，多用于食品、电子和精密仪器工业等；第三类是层次混合厂房，层次混合厂房是多层和单层混合在一幢建筑中，多用于化学工业、热电站的主厂房等。
按跨度的数量和方向划分，可分为以下三大类：第一类是单跨厂房，单跨厂房只有一个跨度；第二类是多跨厂房，多跨厂房在一个方向上由几个跨度组合而
成，车间内彼此相通；第三类是纵横相交厂房，纵横相交厂房由两方向的跨度组合而成，车间内彼此相通。
按跨度尺寸划分，可分为以下两类：第一类是小跨度厂房，指跨度小于等于12m的单层厂房，以砌体结构为主；第二类是大跨度厂房，大跨度厂房跨度一般超过15m，以混凝土结构和钢结构为主。
以上对我国既有工业建筑的分类是多维度的，可以包含各类工业建筑，但这些分类大多侧重于建筑外表和使用功能的角度，很少从结构体系角度出发。对于我国的大多数既有工业建筑，因为长期使用过程中在荷载作用和外部环境作用下受到破坏，安全性和耐久性无法满足要求，如今正面临着维修加固和非工业化改造的问题，因而我们需要对各种既有工业建筑的结构体系加以深入的调研和分类，以便于实际检测加固工程的应用，本文在后面将从结构设计角度出发，立足于结构体系对我国既有工业建筑进行调研分析。
2. 2我国既有工业建筑发展及规模调查
我国现代工业开始于清朝末年的“洋务运动”，工业建筑也从那时候开始出现，由于当时中国处于半殖民地状态，工业建筑大多由西方国家设计修建，主要是一批西式的老工业厂房和仓库。1953年以前我国的厂房和仓库面积总共约4000万m2，非常之少。在东北地区遗留的解放前的工业建筑，以日、俄式厂房为主，中部和南部地区的工业建筑，美、英、德、日、法国等各种形式的厂房都存在。这些厂房多数规模不大，其中砖木、砖墙柱、钢屋架结构占一半以上，规模较大的厂房屈指可数，厂房中混凝土结构比例不大。这些厂房至今服役已超过60年，由于生产工艺过时，损坏严重等原因，很多已拆除或改作他用，正在使用的也几乎全部经过挖潜改造和加固。
1953～1957年是我国“一五计划”，这期间建设了许多新中国的工业建筑。其中厂房建筑面积2240万m2、仓库2680 万m2，这些工业建筑绝大多数仿照前苏联模式，是典型的苏式厂房。直到现在，这时期建设的厂房大部分都在使用中。其中单层厂房主要为混凝土结构，构件主要包括大型混凝土屋面板、密肋混凝土板和槽型板，混凝土薄腹梁（跨度≤15m），混凝土柱，混凝土基础。多层厂房大都为钢框架、现浇混凝土（梁）板结构，也有全混凝土框架或砖墙承重梁板结构的。由于当时我国钢产量很低，钢材质量很差，所以在这一时期开始的混凝土结构中大量使用对结构耐久性非常不利的细主筋、低强度等级混凝土、低配筋率以及薄壁构件。
1957年我国开始推广预应力混凝土结构，当时的主要问题是混凝土强度等级低、保护层薄，突出的是薄壁结构。1976～1994年底，我国建造工业厂房4. 08亿m2，仓库1. 57亿m2，合计5. 655亿m2。由于混凝土强度的提高，这期间的
结构强度由C14～C20为主提高到C30～C40为主，同时预应力结构开始普及，结构的设计和施工水平的提高，构件耐久性有所提高。
1995～2015年底，我国建造工业建筑总面积为61.44亿m2，其中1995～2000年建筑面积较少，在1亿m2以下，在2001年达到1.15亿m2，从2008年开始，我国工业建筑快速发展，每年的工业建筑总面积超过4亿m2，2014年最多为5.74亿m2。
经过文献调研，我国由建筑业企业所建造的房屋建筑面积和工业建筑面积，1911年至1994年底见表1，1995年至2015年底见表2。
表1 我国1911年-1994年房屋建筑及工业建筑面积统计表
表2 我国1995年-2015年房屋建筑及工业建筑面积统计表
图1 我国既有工业建筑规模发展趋势
目前我国正处于向工业化、城镇化发展的转型期，建设规模和固定资产投资规模巨大，由上图也可以看出，近几年来我国工业建筑规模发展越来越快。除了规模庞大，我国工业建筑的种类也越来越多样，除了工业厂房和仓库外，其他结构形式复杂的工业建筑也不断出现，如烟囱、水塔、水池、沉淀池、冷却塔、电视塔、输电塔、运输通廊、管线、窑炉、高炉、煤气柜、储油罐等。我国既有工业建筑具有种类多、结构形式复杂、荷载工况复杂、所处环境复杂的特点。
2.3 我国既有工业建筑结构形式调查
我国既有工业建筑中建筑面积最大的是工业厂房，所以本文主要对工业厂房加以重点研究，其他形式的工业建筑选择一些典型案例加以说明。对于工业厂房分为单层工业厂房和多层工业厂房两类。
2.3.1单层工业厂房结构形式
单层工业厂房的结构形式主要有排架结构和门式刚架结构两种。排架结构由于其构造简单，施工方便易行，是最基本、最常用的结构形式，这种结构由屋盖系统、柱和基础组成，柱与屋架为铰接，柱与基础为刚接。因为厂房的生产工艺和使用要求不一样，排架结构可以有等高、不等高和锯齿形等多种形式。
单层厂房中的门式刚架结构是柱与横梁刚性连接，柱与基础一般采用铰接，当厂房有5t以上桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。根据建筑结构材料的不同，单层厂房分为钢筋混凝土厂房、钢结构厂房、砖混厂房等。单层厂房主要的结构特点是构成空间大,中间不设承重柱或少设承重柱。为提高建筑工业化的水平，降低综合造价、提高结构质量，上部结构应尽量选择定型设计和标准化生产。
单层厂房门式刚架轻钢结构，按跨度可分为单跨、双跨和多跨,按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。门式刚架的跨度宜为9-36m，当边柱宽度不等时，其外侧应对齐。高度应根据使用要求的室内净高确定，一般取4.5-9m。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素一般宜取
6 m、7.5m、9m。对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法进行计算。门式刚架的梁、柱多采用变截面实腹焊接H 型钢截面，单跨刚架的梁柱节点采用刚接，多跨刚架中柱与刚架梁的连接可采用铰接；刚架柱柱脚与钢筋混凝土基础的连接，当厂房内设有桥式起重机时按刚接连接，其他情况按铰接连接。门式刚架轻钢厂房的伸缩缝间距,纵向长度不大于3 0 m，横向长度不大于150 m。在每个温度伸缩单元应分别同时设置横向水平支撑和竖向柱间支撑以形成几何不变、稳定的空间结构体系。屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间，当端部支撑设在第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。柱间支撑之间的距离要根据房屋纵向受力分布情况来确定，通常控制在30-45m范围内，如果配置了吊车，最大至60 m，当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层设置。在刚架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆。墙梁和檩条一般采用冷弯卷边槽钢或卷边Z形钢。
2.3.2 多层工业厂房结构形式
多层工业厂房的结构形式主要有框架结构、框架——支撑结构和框架——剪力墙结构等。多层厂房一般是轻工业厂房，为了保证工业厂房的空间足够大，通常采用框架结构，把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑，其优点是使用空间不受影响，缺点是柱子要采用两个方向惯性矩差别不大的矩形截面，这会使用钢量增加。
框架——支撑结构一般是在层数比较多、工艺条件允许的条件下使用，横向设计成刚接框架，纵向设计成柱——支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约，但柱问支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。框架——支撑体系对楼面的刚度要求较大，否则将出现柱子间的变形，致使柱间支撑的作用无法充分发挥。
框架——剪力墙结构具有较高的抗侧向承载力，但剪力墙会对使用空间形成限制，一般适用于层数较多，高度和侧向荷载较大的厂房。
2.3.3 烟囱
烟囱是一种高耸结构，是火电厂和锅炉房必不可少的组成部分，因而存在于大多数与能源相关的工业中。从材料来看，一般有砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类，早期多采用砖烟囱，高度较低，钢筋混凝土烟囱最为普遍，而现在多采用钢烟囱来达到很高的高度，其高度可达几百米以上。工业建筑中的烟囱有单筒式烟囱、自立式钢烟囱、塔架式钢烟囱、套筒式烟囱和多管式烟囱等。
以某电厂的双管自立式钢结构烟囱为例。该双管自立式烟囱由2根直径7.3m、高240m的主管及侧向钢结构析架支撑体系组成，两主管在98.%m标高以上为直段，98.%m标高以下为斜段，斜段的坡度约为1.436%。钢析架支撑体系的主弦杆在98.%m以下分开为树权形，以便炉后上煤方案的布置，输煤栈桥也可借此空间从烟囱的两个排烟筒之间通过。烟囱共设有8层检修、信号灯平台，检修直爬梯可直达烟囱顶部240.0m。该烟囱的三维外形如图1所示。双管自立式烟囱的2根主管既作为烟气排放的工具，又是结构受力体系的一部分。为确保双钢排烟筒能有效地抵抗风及地震等水平荷载的作用，2根主管每隔一定高度设置了1圈环梁，以增加结构在2主管平面内的整体刚度。在2主管平面外，侧向钢管支撑体系可协同主管共同抵抗水平荷载的作用。整个结构上部截面较小、下部截面较大，更有利于抵抗水平荷载。钢管断面的选用使得整个结构受风力相对较小，钢管构件同时具有较大的回转半径以及各向同性的优点，其抗扭性能也较开口截面高，使得该结构具有更好的受力性能。
2.3.4 贮仓
贮仓作为生产调节、运转、贮存物料的设施由于其结构具有容量大、占地少、贮卸料通畅等优点，已成为工业及公共建筑中一项不可缺少的构筑物。贮仓有钢筋混凝土贮仓和钢贮仓，一般有矩形和筒体两种。其中矩形钢仓一般分为无钢竖壁的漏斗仓和带钢竖壁的浅仓两种形式。漏斗仓一般吊挂在梁或钢筋混凝土竖壁下作为小型贮仓单独使用，或作为钢筋混凝土深仓的仓底部使用。矩形钢仓结构布置主要是对钢仓壁的水平及垂直加劲肋的布置，仓壁水平加劲肋的垂直间距一般取700 mm～800 mm。由于矩形钢仓水平及垂直加劲肋结构布置的不同，从而对钢仓各结构构件的受力状态也不尽相同，主要受力状态有以下几种情况：对于无加劲肋的小型漏斗仓，仓壁板在贮料法向压力作用下双向受弯，并承受相邻斜壁传来的水平拉力和竖向荷载在该壁板上产生的斜向拉力。对于有水平加劲肋的钢仓，相邻斜壁传来的水平拉力由水平加劲肋承受，水平加劲肋还承受壁板传来的法向压力引起的弯矩，壁板在法向压力作用下单向或双向受弯，并承受竖向荷载引起的全部斜向拉力。对于有水平加劲肋和垂直加劲肋的钢仓，可按主次梁体系计算壁板和垂直加劲肋的弯矩。壁板双向受弯并承受斜向拉力，垂直加劲肋仅承受壁板传来的法向荷载引起的弯矩，水平加劲肋除承受相邻壁板传来的水平拉
力外，还承受壁板和垂直加劲肋传来的法向荷载引起的弯矩。对于钢竖壁贮仓，坐式仓的钢竖壁承受贮料水平拉力作用下的平面外弯矩和相邻竖壁传来的水平拉力，吊式仓的钢竖壁还将承受下部漏斗传来的竖向拉力，一般吊式仓钢竖壁上方的吊点很密，不用考虑竖壁平面内弯曲。
2.3.5 水塔
水塔是很多工厂生产工艺的一个重要组成部分，是一种用于储水和配水的高耸结构，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。水塔主要由水柜、基础和连接两者的支筒或支架组成。按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石支筒与钢筋混凝土水柜组合的水塔。按水柜形式分为圆柱壳式和倒锥壳式，在我国这两种形式应用最多，此外还有球形、箱形、碗形和水珠形等多种。支筒一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形。支架多数用钢筋混凝土刚架或钢构架。水塔基础有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。当水塔容量较小、高度不大时，也可用砖石材料砌筑的刚性基础。
2.4 我国既有工业建筑荷载作用调查
工业建筑荷载一般包括恒载、活载、风荷载、设备工作荷载等，不同使用状态下的荷载也不同。工业建筑荷载最突出的一点是楼面活荷载大，比一般民用建筑大很多, 活荷载在整个结构总重量中的占比也很大, 楼面活荷载取值的准确性尤为重要, 设计时应按荷载规范或相关的行业标准进行确定, 也可结合甲方的要求进行确定。当楼面有较大的集中荷载时, 应当根据工艺的设备布置图和设备的重量, 按荷载规范等效荷载的计算方法得出楼面等效均布荷载。
目前建筑结构设计中，产生浪费的主要原因之一，就是对实际作用在结构上的荷载缺乏准确的估计。在结构设计中往往以臆断的方式来规定额外的附加荷载，使得所设计的结构物过分笨重，从而引起建设资金的无谓浪费。例如，在设计某热工车间时，对该热工车间的使用情况进行观测的结果说明，在这些车间内，屋面温度可达到0℃，有的甚至达到250℃，因而屋顶上不可能存在积雪。在这种情况下使得我们有理由降低荷载值。有时亦可能由于对实际使用情况了解不够，所采用的荷载值偏低，这使得所设计结构物不安全或影响使用。如某玻璃熔化车间，设计时采用的楼面荷载为8KN/ m2，在实际熔炉检修时，附近堆积的耐火砖很高，一般可达到5~20KN/ m2，个别情况甚至超过了20KN/ m2，因而影响了安全使用。
2.5 我国既有工业建筑环境作用调查
工业建筑的环境作用与民用建筑有很大差别，一般环境作用对工业建筑产生的影响远大于民用建筑。一方面是外部自然环境的影响，一些工厂为了工业生产
便利而建在地质条件不利于建筑耐久性的地方，比如建在海边的金属冶炼厂和海上采油平台，这些工业建筑容易受到海盐侵蚀和干湿循环，损伤了其耐久性；另一方面是工业生产过程中产生的不良环境，比如一些重工业厂房需要承受巨大的设备恒载和活载，炼钢厂和机械铸造车间的吊车承重高达几百吨之重；化工厂房内的化学腐蚀非常严重，酸洗车间长期处于氯离子、硫酸根离子等酸性腐蚀环境，化肥生产车间则长期处于铵根离子等碱性腐蚀环境；一些机械制造厂的生产设备会产生强烈的振动，对建筑结构形成长期反复冲击荷载，导致疲劳破坏；一些密封的油气贮仓内部会形成高压环境，对建筑结构产生很大的压力；还有一些厂房在生产过程中会产生大量余热、烟尘、废水和辐射等，这些都会对建筑结构的耐久性产生影响。可以看到，在复杂的外部环境因素和使用条件的长期作用下，工业建筑的结构构件会出现损伤，结构性能会受到影响，由此则会带来工业建筑结构的强度降低、疲劳破坏和耐久性破坏等问题。
2.6 我国既有工业建筑设计规范调查
我国工业建筑在不同的时期，所采用的规范和技术标准也是不一样的。以混凝土设计规范为例，从上世纪50年代全盘照搬苏联到自主编制，至今已经历74、89、02、10版几次较大变动。总体而言我国早期建设的工业建筑安全度水准相对较低，且较多处于超负荷使用或超期服役状态。建国后至20世纪60年代，受前苏联影响，我国建造了大量的苏式以钢筋混凝土结构为主的工业建筑。在“大跃进”和“设计革命”阶段出现了很多受力性能、抗震性、耐久性很差的结构，造成了很多安全隐患。1974年，我国系列国家规范颁布，俗称74规范，工业建筑开始进入正轨有秩序建设阶段。这版规范采用“K值”安全系数表达方式，结构可靠度指标较低。1978年以前量大面广的结构是不考虑抗震的。1978年改革开放后，工业生产产量急剧增加，我国工业基础设施严重落后，无法满足国民经济快速发展的需求。由于当时无资金进行大规模的改扩建，各工业行业对现有设施的挖潜和改造成为发展生产、提高产能的首要选择。就钢铁行业而言，在工业建筑面积仅增加20%的条件下，钢铁产量从3000 万吨/年增长到6000 万吨/年，主要依靠的就是对企业的技术改造与挖潜实现的，但这种结果是在行政命令和缺乏标准规范依据的条件下取得的，为随后的长期安全使用带来了隐患。1989年89规范出台，安全控制表达式改为分项系数法，可靠度指标比74规范略有提高，但比发达国家水准值略低。2002年，又有新的一代规范颁布，安全控制原理和表达式没有变化，但安全控制指标进一步提高。现行规范在此基础上又进行过一些修编。我国工业建筑结构安全控制经历了一个马鞍型的变化过程。
此外，由于工业建筑独具的特点，除与民用建筑通用的设计标准之外，各行业、各种类型结构还有一些专用的设计规范，见表1、表2。这是由于我国以前
建设管理模式条块分割，各个行业独立垄断，几乎每个行业都有自己的标准规范，然而其中有很多类似内容，在原理上是一样的，可以将其合并统一，未来我国需要一本规定工业建筑结构建设中通用的基本原则和最低要求的统一规范，来降低学习成本，提高设计效率。
表1 部分行业工业建筑现行相关设计规范
表2 部分构筑物现行相关设计规范
2.7我国既有工业建筑损伤破坏调查
造成既有工业建筑损伤破坏的原因有很多，很多都很环境因素相关，本文对主要原因进行归纳分析。根据我从中冶建筑研究总院搜集到的一些我国工业建筑可靠性鉴定报告内容和实地调研观察，同时参考目前的既有工业建筑检测鉴定方法，我将工业建筑的一般损伤破坏形式归纳如下。
混凝土结构主要有混凝土碳化、混凝土剥落、纵筋锈蚀、氯离子含量过高、硫酸根离子含量过高、碱含量过高、混凝土强度不足等。钢结构主要有钢材严重锈蚀、螺栓松动（脱落）、焊缝质量不达标、杆件弯曲变形、杆件被切断、腹板穿洞、杆件积灰、漆膜剥落等。
这些损伤破坏发生的数量和对结构的影响程度也是不一样的，比如混凝土碳化在混凝土结构中最为常见，特别是使用年限超过五年的低强度混凝土结构，碳
化现象尤为严重，而混凝土强度不足则是由于施工问题所致，一般很少见，但对结构的安全性影响却很大。钢结构中出现最多的是钢结构严重锈蚀，这说明防锈是保证钢结构安全性和耐久性的关键所在。
通过我搜集到的30份工业建筑检测鉴定报告中的数据，我将我国既有工业建筑损伤破坏原因及其发生数量多少总结如下图：
燕化橡胶回收框架柱混凝土剥落，钢筋锈蚀
首钢焦化厂烟囱钢筋锈胀，混凝土开裂
济宁电厂冷却塔混凝土碳化
武汉炼钢厂干煤棚主厂房顶棚钢檩条断裂
武汉炼钢厂干煤棚主厂房钢柱脚严重锈蚀
中国南车北京二七车辆厂铸钢车间钢屋架积灰
工业与民用建筑结构的抗震设计浅析 发表时间：2017-12-12T09:57:20.737Z 来源：《建筑科技》2017年第12期作者：江开富[导读] 在建筑结构设计中，抗震性能设计至关重要。 江苏省冶金设计院有限公司江苏南京 210000 摘要：在建筑结构设计中，抗震性能设计至关重要。本文根据实践经验，分析了工业以及民用建筑的不同抗震类型，同时对有效增强建筑的抗震能力提出了相应措施，以供参考。 关键词：工业与民用建筑；建筑结构；抗震设计； 地震作为一种破坏程度巨大的自然灾害，其对工业以及民用建筑的威胁不容忽视，其直接影响结构的稳定与安全。因此，优化建筑的抗震性能，提升抗震能力已经成为建筑结构设计中的重要问题之一。 一、工业与民用建筑抗震结构设计分析 （一）刚性抗震 在我国工业以及民用建筑中，刚性抗震作为抗震设计的一种，最为传统，也最为常用，其主要通过抗震设计使结构具有一定的刚度来抵抗地震作用。一般的框架结构侧向刚度均较弱，在建筑高度较高或地震烈度较大的情况下，不能满足抗震承载力及变形得要求。通常情况下，为了提高结构的抗震能力，可采用支撑，剪力墙等抗侧力构件，提高结构的刚度，从而提升结构的抗倒塌能力，使结构具有一定的抗震性能。这种抗震设计方法本质上是以较大的材料用量来抵抗地震作用，但同时结构刚度的提高会增大地震作用，对结构抗震不利。（二）柔性抗震 柔性抗震是近年来提出的较为先进和新颖的抗震设计方法之一，其主要是利用隔震以及消能减震等技术来实现建筑物的抗震效果。具体表现为，当有地震发生时，建筑物自身可以通过隔震以及消能减震装置来减小地震作用对建筑物上部结构的的破坏，减小上部结构的层间变形，实现建筑物的抗震防震。抗震设计发展真正的进步在于由基于承载力的刚性抗震设计理念发展到基于强度，和变形综合控制的柔性抗震。随着结构动力分析方法和计算技术的发展，各种结构的抗震性能可以进行准确分析，通过结构抗震的性能化设计，从而满足结构的不同抗震需求。 （三）局部抗震 局部抗震不同于整体抗震，其主要是通过分析结构的地震作用效应，然后以构件设计为基础完成整个结构的抗震设计，通过找出地震中受到损坏程度大、频率高的位置，有针对性的进行加强。从而提升结构的安全度。例如，工业以及民用建筑当中，其柱及节点往往受损严重，根据这一情况，需要对这两个部分加强其抗震措施，即人为提高其设计内力及加强其构造措施，从而间接提升建筑整体的抗震效果。 二、改善工业与民用建筑结构抗震性能的途径和措施（一）进一步优化建筑的选址 建筑的选址事关重要，进一步优化选址，首先需要对我国的抗震减灾政策有深入的了解和全面的掌握，特别是对于地震灾害频发的地区更应当注重工业以及民用建筑抗震性能的优化，结合我国的抗震标准，制定出相应的抗震措施；其次，地震灾害高发地在建筑的选址过程中，应当尽可能的选择灾害影响较低的位置，将地震灾害的影响降到最低，尤其是对于地基相对偏弱的地区的建筑，极易受地震影响产生液化的现象，极大的减弱了工业以及民用建筑的抗震性能，地震发生时建筑物易产生倾斜，严重的会发生整体垮塌现象[1]。（二）根据实际情况选择适合的抗震类型 当前，我国在工业以及民用建筑方面有多种结构形式可以选择，不同结构形式其承载能力、变形能力以及刚度等均不相同，对于地震等灾害的适应情况也各有差异，比如较常用的钢结构、混凝土结构以及砖混结构等。因此，应当根据建筑的类型以及建筑实际情况，针对性的选择延性较强、抗变形能力强、承载能力较大的形式，从而将地震灾害的影响降低到最低限度。实际应用中，对于砖混结构的建筑，为了提升其整体的抗震性能，减少沉降和较大载荷对其的影响，有效减少墙体开裂现象的出现，可以沿楼板标高处设置圈梁及较大洞口，纵横墙连接处设置构造柱，从而有效提升建筑的整体性以及墙体的稳定性，但这种结构形式在高烈度区或建筑物高度较高时不能满足抗震的要求，因此需根据实际情况选择合适的结构形似。（三）确保建筑结构延性良好 建筑结构的延性是指其结构所展现出的非弹性的变形能力，是其变形能力的直观反应。从抗震这一角度出发，工业以及民用建筑结构应当保证具有良好的匀质性、较高的延性以及正交各向同性等特征。由此可见，在相应的结构设计当中，建筑不仅仅要具备一定的承载能力，还应当具有相应的延性特征，整体性和连续性以及高的耗能能力，能够在地震中吸收较多的能量，增加防御性能，有利于发挥材料的抗震强度。鉴于建筑结构的延性对抗震性能的重要影响，因此在实际的建筑当中，为了确保其具有良好的延性，可以采取的措施包括增设箍筋，保证建筑的纵向钢筋能够承受局部的压力不至于出现屈曲失稳的现象；合理调整受拉钢筋的配筋率，确保其数量保持在合理的范围之内；对柱子的轴压比进行限制等等。 （四）构建多重地震防线 在工业以及民用建筑的实际建造当中，可以通过构建多道抗震防线来有效提升建筑的抗震效果，这里的多道地震防线主要是指通过人为增加建筑结构的冗余度，从而提升其整体的稳定性和可靠性。如此，在面对地震灾害时，当第一道防线被地震破坏之后，后续的第二道以及第三道防线将会接替第一道防线来抵御地震灾害。（五）科学合理的选择建筑所用材料 有效提升工业以及民用建筑抗震能力，仅从结构设计入手还远远不够，建筑所用材料的选择也会对其抗震性能产生较大的影响。不同建筑材料其质量和抗震能力千差万别，因此，在具体的选择过程中，应当尽量选取具有较高强度、较大韧性的材料。例如在钢筋的选择中，应挑选韧度较大的钢筋材料，冷轧钢筋可以作为建筑在垂直方向上的受力材料，而且钢筋的等级必须保证达到HRB335与HRB400，对于箍筋的选择，建议选择HPB300级热轧钢筋[2]。
建筑结构形式的对比与研究 摘要：目前国内应用的结构形式有：框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、混合结构、钢网架、悬索结构等。本文将对常见的建筑结构形式、对比以及对几种典型的建筑结构形式进行举例叙述，从国外发展经验来看，新型钢结构极有可能取代当前的钢筋混凝土结构，成为城市建设的核心建筑，这一研究的分析对于当前结构形式多样化进一步发展具有一定的示范意义。 关键词:建筑结构形式；框架结构；框架剪力墙结构；钢结构；外形设计。 首先我们先来分析常见建筑结构的类型和特点： （一）框架结构，框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板 材隔墙分户装配而成。适合大规模工业化施工，效率较高，工 程质量较好。框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻， 有利于抗震，节省材料等。 （二）剪力墙结构，即混凝土墙和梁承重，应用于高层普通住宅或复杂的别墅等。优点：抗震力强，房间内没有棱角，缺点：房间 不能拆改，混凝土自重、纯剪力墙结构造价高，施工困难，耗 钢量极大，所以往往因为建设单位的制约，结构抗震设计囿于 成本而不得不降低标准，建议慎用此类结构形式。 （三）框架剪力墙结构，剪力墙又称抗风墙或搞震墙，主要作用是在房屋建筑中承受风荷载或地震作用引起的水平荷载，防止结构
剪切破坏，分为平面剪力墙和立体剪力墙，一般用钢筋混凝土 和现浇钢筋混凝土筑成。优点：抗震于剪力墙结构一样，具备 了框架结构具有的多变拆改优点，但缺点也与剪力墙结构一样。 缺点：不能提供大空间房屋;结构延性较差。 （四）砖混结构，砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑，横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋 混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部 分砖墙承重的结构。砖混结构是混合结构的一种，是采用砖墙 来承重，钢筋混凝土梁柱板等构件构成的混合结构体系。适合 开间进深较小，房间面积小，多层或低层的建筑，对于承重墙 体不能改动，而框架结构则对墙体大部可以改动。优点：造价 低，施工简单快捷。缺点当然是房间大小等构造抗震能力较差， 无法应用于复杂形式。只适用于7层以下建筑。 （五）钢结构，即钢梁、柱承重，应用于工业或超高层民用建筑。钢结构工程主要的建筑结构类型之一。是现代建筑工程中较普通 的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国家，钢结 构工程是以钢材制作为主的结构。优点：自重轻，施工快，可 做到500m以上，地震影响小。缺点：耐火性能差，火灾是其 最危险的情况，且钢结构保养困难、保养成本巨大。 （六）组合或混合结构，组合或混合结构，即有用钢材做柱的框架剪力墙结构等，应用于地标或超高层民用建筑。优点：自重较小，
构造 民用建筑房屋的主要组成部分： 一、基础：建筑最下部的承重构件，承担建筑的全部荷载，并下传给地基。 二、墙体和柱：墙体是建筑物的承重和围护构件。在框架承重结构中，柱是 主要的竖向承重构件。 三、屋顶：是建筑顶部的承重和围护构件，一般由屋面、保温(隔热)层和承重 结构三部分组成。 四、楼地层：是楼房建筑中的水平承重构件，包括底层地面和中间的楼板层。 五、楼梯：楼房建筑的垂直交通设施，供人们平时上下和紧急疏散时使用。 六、门窗：门主要用做内外交通联系及分隔房间，窗的主要作用是采光和通风， 门窗属于非承重构件。 建筑的次要组成部分：附属的构件和配件，如阳台、雨篷、台阶、散水、通风道等。 总则
、民用建筑设计通则 一、建筑耐久年限：（以主体结构确定） 一级：100年以上适用于重要建筑和高层 二级：50~100年适用于一般建筑 三级：25~50年适用于次要建筑 四级：15年以下适用于临时性建筑 二、高度与层数的划分： 住宅见住宅部分。 公共及综合性建筑超过24M（不含单层）为高层建筑。 超过100M均为超高层建筑。 三、全国气候分区： 严寒地区（I区）累年最冷月平均小于等于-10度区 寒冷地区（II区）累年最冷月平均大于-10度，小于等于0度区 温暖地区（III区）累年最冷月平均大于0度 累年最热月平均小于28度区 炎热地区（IV区）累年最热月平均大于28度区 四、设计基本原则： 1、执行当地城市规划实施条例。 2、根据建筑的用途和目的，综合讲求建筑的经济效益、社会效益、环境效益。 3、合理利用土地和空间，提倡社会化综合开发和综合建筑。 4、适应我国经济发展水平，在满足当前需要的同时适当考虑将来提高和改造的可能。 5、节约建筑能耗，保证围护结构的热工性能。 6、建筑设计的标准化应与多样化结合。 7、体现对残疾人、老年人的关怀，为他们生活、工作和社会活动提供无障碍的室内外环境。 8、建筑和环境应综合考虑防火、抗震、防空和防洪等安全措施。 9、在国家和地方公布的各级历史文化名城、历史文化保护区、单位和风景名胜区的各项建设，须按国家或地区的有关条例和保护规划进行。 五、无标定人数的建筑 1、应按专项建筑的设计规范核算并标明人数。 2、公共建筑中的辅助面积接近主题使用部分并有可能与主题部分同时开放它用时，其疏散口宽度和数量应按两部分人数叠加计算。 3、使用人数无控制的公共建筑，应按可能最多人数计算安全出口宽度和数量。
高层建筑的常见结构体系 王轶杰11建筑2班2011331210224 高层建筑常见结构体系有以下几种：纯框架体系、纯剪力墙体系、筒体体系、体系组合，其中体系组合又分以下几种：框支剪力墙体系、框架—剪力墙体系、框架—筒体体系、筒中筒体系、束筒体系。 纯框架体系： 结构特点——整个结构的纵向和横向全部由框架单一构件组成的体系，框架既承担重力荷载，又承担水平荷载，在水平荷载作用下，该体系侧向刚度小、水平位移大。 适用范围——在高烈度地震区不宜采用，目前，主要用于10~12层左右的商场、办公楼等建筑。 实例分析： 芝加哥百货公司大厦，采用的是框架结构，在平 面布置上，通过合理的柱网分布，将平面布置灵 活，而且提供了较大的内部空间，布置上受限制 也就减少了。 纯剪力墙体系： 结构特点——该体系中竖向承重结构全部由一 系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙所组成，剪 力墙不仅承受重力荷载作用，而且还要承受风、 地震等水平荷载的作用，该体系侧向刚度大、侧 移小，属于刚性结构体系。 适用范围——理论上讲该体系可建造上百层的 民用建筑，但从技术经济的角度来看，地震区的剪力墙体系一般控制在35层、总高110m为宜。 实例分析： 广州白云宾馆，该建筑共33层， 横向布置钢筋混凝土剪力墙，纵 向走廊的两遍也为钢筋混凝土剪 力墙，墙厚沿高度由下往上逐渐 减小，混凝土强度等级也随高度 而降低。 筒体体系： 结构特点——由框架或剪力墙合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连
接起来，形成一个空间构件，可将受力构件集中，形成较大的室内空间。 适用范围——超高层建筑都用筒体结构。 实例分析： 美洲银行中心，由密集立柱围合成 的空腹式筒体，属于一个矩形内筒 外框架，拥有筒体结构主要的特征， 内部空间大，并且平面布局也能非 常灵活。 体系组合中体系： 框支剪力墙体系： 结构特点——建筑上部采用剪力 墙结构，下部分采用框架体系来满 足建筑功能对空间使用的要求。 适用范围——适用于高层旅馆、高层综合楼 实例分析： 北京粮食公司高层商店住宅，在底层，则作 为框支剪力墙，使标准层中间6道横向剪力 墙不落地面做成框架，形成较大空间作为商 店营业厅用。 框架—剪力墙体系： 结构特点——框架中布置剪力墙，并使楼 板与框架有可靠连接的结构体系。竖向荷载 由剪力墙和框架承担，水平荷载由剪力墙承 担。 适用范围——绝大多数高层建筑都为框架剪力墙结构，15~25层较多，非地震区120m，7度区可达100m，8度区90m，9度区40m。 实例分析： 北京民族饭店，从平面图上可以看出， 该层平面在框架的的基础上增加了一 定数量的纵、横向剪力墙，图上左边 和右边各有几处剪力墙，竖向荷载由 框架柱和剪力墙共同承担，水平荷载 则主要由刚度较大的剪力墙来承受， 融为一体，取长补短。
民用建筑结构设计中的基础设计 摘要：在民用建筑结构基础设计过程中，其设计技术复杂，设计质量还直接关 系着整个建筑的质量水平的高低。所以，设计人员在实际的基础设计中，应该重 视地基基础设计工作，不断探究设计要求，充分考虑各种因素对基础设计产生的 影响，并且提出有效的措施解决问题，从而提升民用建筑的质量，保障人们的生 命安全，推动我国建筑行业长远的发展。 关键词：民用建筑；结构设计；基础设计 1 民用建筑结构设计要求 1.1 上部结构 在整个民用建筑工程中，是由上部结构和基础地基部分组成，地基基础和上部结构相互 促进作用，共同受力协调。上部结构的设计，不仅关系着地基的承载力，更关系着整个建筑 体的质量与安全。因此，在地基基础设计过程中，要充分的考虑上部结构的强度和刚度，不 同的上部结构对地基基础变形的使用能力也不同。所以，设计人员在深入了解上部结构刚度 特征后，要制定出合理的地基基础形式和结构设计方案。 1.2 地理条件 在民用建筑在进行基础设计前，应该充分的对现场进行勘察和研究，深入的掌握地质资料。同时，掌握建筑场地的交通、供电、排水等情况。不同的建筑物，需要根据不同的地基 方案进行不同的基础改造，并且工程造价和施工难度也不一样。通常情况下，会选择地理条 件优越的地基，简单的施工方式，让设计更符合经济合理的原则。其次，特殊的工程需要在 特定的地形上建设，比如地基强度不稳定或者压缩性较大，无法满足设计要求，则需要按照 不同的情况对地基进行特殊的处理，通过各种处理和优化，来提高地基的稳定性和强度，从 而减少地基变形，为建筑整体质量目标和要求奠定基础保障。同时，再选择建筑地基时，应 该尽量避免滑坡现象的地段。由于地震等其他自然因素的影响，会导致地基受到影响，产生 变形，从而影响建筑体的安全。 1.3 施工环境因素 民用建筑在基础设计过程中，由于天然地基无法满足沉降量和承载力的设计要求，往往 采用桩基础。在城市建筑体密集的地方，桩基础作业带来的环境危害非常多，不仅会影响到 工程的造价和进度，还会对整个工程的质量和安全产生影响。尤其是桩基础施工会对周围环 境造成严重的破坏，如：噪音污染、环境污染等等，甚至还会造成不可挽回的损失。 2 建筑物建设过程中的常见基础形式 2.1 墙下条形基础 在相关的结构基础设计上需要完成有关的研究工作，最大程度的满足其具体的使用需求，在相关的研究来说，墙下需要使用条形基础构建，整体的建设上需要完成混凝土来打基础， 对于混凝土来说其有较强的耐久性，同时在经过相关的使用之后要确保其能够满足实际发展 需求，并且对于较低的建筑物当中，相关的优势就是需要进行合理的造价安排，对于相关建 设来说，主要的优势就是造价较低，综合的满足操作便利的问题，所以对于工程的全面建设 来说，需要结合实际情况因地制宜的对整体刚度进行改进。
建筑结构形式的发展演变 建筑的结构从最初为了满足人类遮风挡雨最基本的需求，到人类对更长跨度、更大空间、更高高度的追求，以及如今日益复杂的建筑经历了多个发展历程：砌体结构→木结构→框架结构→剪力墙结构→框架-剪力墙结构→筒体结构→型钢混凝土组合结构等。 一、砌体结构 砌体结构历史悠久，天然石是最原始的建筑材料之一。长期以来我国占主导地位的砌体材料烧结黏土砖已有二千多年的历史，与黏土瓦并称为“秦砖汉瓦”。其主要优点是可以就地取材，具有很好的保温性能，耐久性能好，抗压性能好，施工简单不需要特殊设备，管理、维护方便；其缺点为抗拉、抗弯、抗剪性能差，抗震性能较差，自重大，施工劳动强度高，运输耗费大。 二、木结构
我国是最早应用木结构的国家之一，木结构早在唐朝时期已经形成一套严整的制作方法，并在南方地区广泛应用。其主要优点是取材方便，加工运输灵活，施工速度快，造型美观，价格便宜，耐水性能好，抗震性能较好；其缺点是承载能力不足，层数不宜超过3层，耐火性能极差。 三、框架结构的主要特点
框架结构广泛应用于大型公共建筑（如商场、歌剧院、图书馆、会议厅、报告厅等）场所，建筑高度一般不超过15层。其主要优点是建筑平面布局灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较灵活；其主要缺点是侧向刚度小，当层数较多时会产生过大的侧移，易引起非结构性构件破坏进而影响使用。 四、剪力墙结构 剪力墙结构主要适用于住宅楼、宿舍楼和公寓。其优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小，建筑高度180以下都可以适用；其缺点是剪力墙的间距小，结构自重较大，建筑平面布置不灵活，不适用于大空间的公共建筑。 五、框架-剪力墙结构
高层建筑结构分析 一、高层建筑结构设计特点 1.水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 2.轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。 3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。 二、高层建筑的结构体系 1.框架-剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。 2.剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。
（四）楼板与地面 主要由楼板结构层、楼面面层、板底天棚三个部分组成。 1．楼板的类型（了解） 2．现浇钢筋混凝土楼板 现浇钢筋混凝土楼板主要分为板式、梁板式、井字形密肋式、无梁式四种。 (1)板式楼板分为单向板、双向板和悬挑板（根部不小于80mm）。房屋中跨度较小的房间（如厨房、厕所、贮藏室、走廊）及雨篷、遮阳等常采用现浇钢筋混凝土板式楼板。 (2)梁板式肋形楼板1）梁板式肋形楼板由主梁、次梁（肋）、板组成。它具有传力线路明确、受力合理的特点。当房屋的开间、进深较大，楼面承受的弯矩较大，常采用这种楼板。梁板式肋形楼板的主梁沿房屋的短跨方向布置，其经济跨度为5～8m。2）板搁置在墙上，板的搁置长度不小于120mm。 3）梁搁置在墙上，次梁搁置长度为240mm，主梁的搁置长度为370mm。 (3)井字形肋楼板1）肋与肋间的跨离较小，通常只有1. 5～3.Om，肋高也只有180～250mm，肋宽120～200mm。 2）当房间的平面形状近似正方形，跨度在10m以内时，常采用这种楼板。井字形密肋楼板具有天棚整齐美观，有利于提高房屋的净空高度等优点，常用于门厅、会议厅等处。
无梁楼板 【2009真题】．某宾馆门厅9mx9m，为了提高净空高度，宜优先选用( )。 A．普通板式楼板 B．梁板式肋形楼板 C．井字形密肋楼板 D．普通无梁楼板 【答案】C 【解析】井字形密肋楼板具有天棚整齐美观，有利于提高房屋的净空高度等优点，常用于门厅、会议厅等处。 【例题】无梁楼板的柱网以（）较为经济。 A．矩形柱网 B．菱形柱网 C．三角形柱网 D．方形柱网 【答案】D 【解析】无梁楼板的柱网一般布置成方形或矩形，以方形柱网较为经济，跨度一般不超过6m，板厚通常不小于120mm。 3．预制装配式钢筋混凝土楼板 (1)预制钢筋混凝土板的类型。
西方建筑结构的发展史-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
2012-3-16 15:23|发布者: |查看: 490|评论: 0 摘要: 伴随着社会进步，建筑结构技术的创新推动了建筑形式的新的进程。本文通过聚焦于西方建筑结构形式和建筑形式，从建筑结构技术的进步推演到建筑形式的推陈出新，而建筑师的奇思妙想同时又促进了建筑结构技术的发展。将 ... 伴随着社会进步，建筑结构技术的创新推动了建筑形式的新的进程。本文通过聚焦于西方建筑结构形式和建筑形式，从建筑结构技术的进步推演到建筑形式的推陈出新，而建筑师的奇思妙想同时又促进了建筑结构技术的发展。将建筑技术研究、设计、生产同新技术相结合起来是建筑形式的发展道路。 建筑的形式美源自于结构技术 随着社会的发展进步建筑的形式也发生巨大的变化，当一座新建筑穿着华丽的外衣展现在世人的面前，我们驻足、流连于建筑形式美给我的心灵的印记，世人对于建筑的评价往往局限于外在的形式美，当建筑师苦苦的求索寻找新的美学形式但仍然黔驴技穷时，我们的设计者应该静下心来思考一下，建筑的形式美源自于什么？我认为形式美的源泉是功能的需求、结构的技术。所以功能、技术与艺术作为建筑的三要素是辩证统一的，建筑象人体一样是作为一个系统而存在的，它是系统的整体的而非孤立的局部的。当下业者对于形式美的理解是由偏颇的，在这种设计思想的指导下，也必然会阻碍建筑的发展和进步。 建筑结构是指将建筑物自身及其在使用中所产生的荷载传递给地基的一种设施。古往今来人们就是在不断的利用新的材料创造着新的建筑形式。
1.原始社会的建筑 原始社会的住屋形式是巢居、穴居、以及在北美的印第安人的帐篷屋，是人类基本生活的需求。原始人使用木材生土当地的建筑材料建造窝棚。 2.奴隶社会的建筑 奴隶社会随着人们征服自然和改造自然的能力的增强建筑的类型建筑的规模以及建筑的形式出现巨大的变化。在古代的埃及人们利用石材建造神庙和陵墓，建筑的结构形式是梁柱体系，古希腊同样继承埃及的梁柱体系，同时由于地域文化的发展演变希腊人将梁柱发展成具有美的形式，出现古典的三柱式，以及女像柱，两者的形式不同但结构的核心是一致的以石材作为基本材料的梁柱体系。由于石材本身的力学性能是抗压能力强于抗弯的能力。所以我们看到埃及、希腊的古建筑的柱距是如此的小，建筑空间也是狭小的。建筑作为单体强调的是外部空间或者建筑的内部狭小空间的神秘化。在希腊建筑往往是作为雕塑来处理的。在古罗马文化时期，随着领地的不断扩张各种文化的融合和碰撞罗马人用自己的聪明才智创造了新的结构形式拱券结构。罗马人利用混凝土这种新建筑材料创造一种新筒形拱形工交叉拱、十字拱解决了大跨度屋盖的结构形式，继而获得了连续的复合的建筑空间。建筑也就成为了真正的意义的建筑，正是在古罗马时代新型建筑材料的出现推动了新的结构形式的产生进而获得新的较大的人类活动的室内空间。就功能决定形式而然，以上的变化必然带来建筑形式的新的突破。我们在研究建筑历史的过程中可能会发现在罗马的建筑上仍然有希腊建筑的影子，罗马人在建筑形式上仍然沿用希腊的柱式，出现古罗马五柱式，罗马的柱式已经没有了希腊柱式结构上的意义，柱式已经成为了壁柱。成为一种装饰，同时由于罗马建筑的体量、建筑的层数的增大希腊的柱式又在罗马时期演变成券柱式、连续券、巨柱式等多种形式。从古罗马的建筑形式生成之初，它是在古希腊时代的建筑形式范围内发展，直到找到适合新技术的建筑形式的出现。我们常说光荣属于希腊、伟大属于罗马。希腊和罗马
高 层 建结 筑构 体 系 分 析 结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。 一．框架结构
框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构,国外多用钢为框架材料,国内要紧为钢筋混凝土，框架结构的特点在于“刚节点”。从框架的刚节点来看,它是一个几何不变体,以门式钢架为例来看,钢架受荷载后，刚节点始终维持节点的几何不变性，因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用,从而刚架横梁产生正弯矩以减少,对梁的好处是专门明显的。刚节点给柱子尽管带来弯矩，但对钢筋混凝土柱来讲也可不能导致坏处，因为钢筋混凝土不仅抗压能力强,而且抗弯能力也专门好。因此,框架结构能够扩大梁的跨度,而且房屋的层数也能够增加。故框架结构体系是六层以上的多层与高层房屋的一种理想的结构形式。 框架结构的优点是:强度高,自重轻,整体性和抗震性好。它在建筑中的最大优点在于不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间,因此它的应用极为广泛,框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有依照需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度;框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些专门用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
工程实例: 概述】 艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建, 自1887 年到19３１年纽约帝国大厦落成前, 保持了４５年世界最高建筑物的地位，铁塔高320 公尺, 建筑设计最闻名的是防范强风吹袭的对称钢筋设计，兼具有用与美感考量。铁塔共分 3 层，登顶收费依楼层而定。搭快速升降梯直达２７4 公尺高的顶层, 就可尽览巴黎美景, 白天视野佳时可远眺72 公里远。 结构特色】 埃菲尔铁塔采纳框架 结构的全钢结构，艾菲尔 铁塔的金属构架有1.5万 个，重达７000吨,施工时 共钻孔70０万个，使用铆 钉25０万个，施工完全依照设计进行,足见设计的合理与计算的精确。铁塔占地约1万平方米，塔的最顶端不到100平方米,上下宽窄悬殊,使其结构不具一格。从远处看去，它四脚立地。拔地而起，呈四方狭长金字塔形,颇似烛台。铁塔除顶端塔楼外,
民用建筑工程设计取费标准 [1992] 价费字 375 号 国家物价局建设部文件 工程设计收费标准总说明 一、工程设计收费标准是工程设计单位与委托任务单位签订合同、履行合同收取设计费地依据. 二、本收费标准由国务院勘察设计主管部门组织国务院各有关部门编制,经国家物价局会同国务院勘察设计主管部门批准颁发.工程设计单位承担任务地工程性质,分别执行本标准中有关行业地收费标准.各建设单位、工作设计单位、设计审查部门和建设银行等单位应该据此掌握并监督执行. 三、本收费标准共分三册.第一册包括：石油、钢铁、黄金、有色冶金、建材、机械、化工与石化、医药、纺织、轻工、交通、广播电视、商业、粮食、林业、民用建筑、市政、水利水电、人防、铁道等二十一个行业；第二册包括：核工业、航空、电子、兵器、船舶、航天等六个行业（ 84 年本）；第三册是《工程勘察、工程设计收费工日定额》试行本,包括煤炭、电力、邮电三个行业. 四、本收费标准是在原国家计委 84 年、 85 年颁发地收费标准基础上,对定额收费中地不合理部分进行了调整地修订本,仍体现了低收费地原则.即本收费标准是根据各行业工程设计单位地综合设计能力和以事业费制度地支出水平为基础进行计算地,同时考虑了必要地技术开发、业务建设、人员培训等所需地费用,以及必须交纳地工商税等. 五、本收费标准以实物定额收费办法为主,辅以按单项工程概算为计算基础地收费办法,另外煤炭、电力、邮电三个行业试行工日定额收费办法. 六、本收费标准地主要内容： 1 ．工程设计费：一般包括初步设计和概算、施工图设计、按合同规定配合施工、进行设计技术交底、参加试车及工程竣工验收等工作地费用.本收费标准中未包括做施工图预算地费用. 2 ．初步设计之前地工作费：是编制可行性研究报告、代编设计任务书、参加厂址选择和规划、进行环境预评价等工作所需地费用. 3 ．非标准设备设计费：是指非定型设备地设计费.有地行业工程设计本身包括设备设计,则不另计收非标准设备设计费.由于行业特点不同,非标准设备设计地范围,由各行业分别作出规定. 4 ．软件编制费：是指工厂生产过程计算机控制程序等编制费用.行业有软件编制收费标准地,执行行业标准；行业没有标准地,可根据软件地使用价值、先进程度,并考虑编制软件地实际工作量由双方商定. 除以上工作之外地其他工作,例如单独提供技术资料、图纸、翻译、电算等,其收费标准由主管部门或工程设计单位另行制订.
（八）屋顶 屋顶（从下到上）主要由结构层、找坡层、隔热层（保温层）、找平层、结合层、防水层、保护层等部分组成。 1．屋顶的类型 (1)平屋顶。平屋顶是指屋面坡度在10%以下的屋顶。 (2)坡屋顶。坡屋顶是指屋面坡度在10%以上的屋顶。 (3)曲面屋顶。屋顶为曲面，如球形、悬索形、鞍形等等。 2．平屋顶的构造 (1)平屋顶的排水。 1)平屋顶起坡方式。 2)平屋顶排水方式。 3)屋面落水管的布置。 F=438D2/H 式中：F-单根落水管允许集水面积（水平投影面积，㎡）； D-落水管管径（cm，采用方管时面积可换算）； H-每小时最大降雨量（mm/h，由当地气象部门提供）。
【例】某地H= 145 mm/h，落水管径D=lOOmm，每个落水管允许集水面积为： F=438*102/145=302.07(㎡) 若某建筑的屋顶集水面积（屋顶的水平投影面积）为1000㎡，则至少要设置4根落水管。落水管间的距离（天沟内流水距离）以10～15m为宜。当计算间距大于适用距离时，应按适用距离设置落水管；当计算间距小于适用间距时，按计算间距设置落水管。 【2011真题】某建筑物的屋顶集水面积为1800平方米，当地气象记录每小时最大降雨量160mm，拟采用落水管直径为120mm，该建筑物需设置落水管的数量至少为（）。 A.4根 B.5根 C.8根 D.10根 【答案】B 【解析】每个落水管允许的集水面积为：F=438D2/H=438*122/160=394.2㎡，该建筑物需设置落水管的数量：1800/394.2=4.57取5，故选B。 (2)平屋顶柔性防水及构造。 表2.1.3 屋面防水等级和设防要求 1)找平层。 表2.1.4 找平层厚度及技术要求
工业与民用建筑结构设计中的安全性探究 发表时间：2019-06-19T10:10:12.743Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：韦荣清[导读] 摘要：随着我国经济发展不断深入，我国的工业与民用建筑数量激增，高速的建筑施工，导致工业与民用建筑结构设计中的安全性存在一定的问题，并严重威胁建筑结构质量与建筑施工安全。广西国兴项目管理有限公司广西南宁 530000摘要：随着我国经济发展不断深入，我国的工业与民用建筑数量激增，高速的建筑施工，导致工业与民用建筑结构设计中的安全性存在一定的问题，并严重威胁建筑结构质量与建筑施工安全。基于此，就要在工业与民用建筑结构设计中总结其中存在的问题，并对提高工业与民用建筑结构设计安全性的有效措施进行深入的研究。 关键词：工业建筑；民用建筑；结构设计；安全性随着我国社会经济的不断发展，人们对建筑结构的要求逐渐提升，不仅要满足人们对建筑的基本要求，还要保证建筑的安全性。保证工业与民用建筑结构的安全性，避免工业与民用建筑结构施工与交工使用中存在的问题，情节严重会危及人们的生命财产安全。因此，就要对工业与民用建筑结构设计中的安全性进行深入的研究。 一、当前工业与民用建筑结构设计中的安全问题现阶段，我国工业与民用建筑结构设计不断发展，人们对结构设计也提出了更高的要求，在这一背景下，结构设计也面临着较多的挑战，工业与民用建筑结构设计中还存在较多的问题，严重影响工业与民用建筑结构设计，情节严重的甚至会威胁人们的生命财产安全。（一）设计人员的安全意识不强 工业与民用建筑结构设计设计工作中，设计人员是否具备良好的安全意识对规范工业与民用建筑结构设计的安全性与合理性会产生重要的影响。但是就实际设计情况来看，工业与民用建筑结构设计的设计人员安全意识不强，不重视结构的安全性，因此就导致工程建设和使用的过程中出现了多种不同程度的安全事故，严重影响了人们的生命及财产安全。基于此，就必须要加强工业与民用建筑结构设计人员的安全意识，并能在工业与民用建筑结构设计找那个严格按照相关的施工规范与设计程序展开设计工作，从而避免设计与施工中存在安全隐患。 （二）工程勘察还不够完善 工业与民用建筑结构设计中只有加强工程勘察才能对工业与民用建筑结构设计的合理性与安全性进行验证，才能保证工业与民用建筑结构设计安全性，建筑工程的质量。要求工业与民用建筑结构设中能够对施工现场的地质和地貌等多个方面的内容结合起来，在实际的施工中还要以工程要求为基础，从而使工业与民用建筑结构设计更加符合建筑结构，从而有效的提升建筑结构的安全性，保证人们的生命财产安全，满足人们对工业与民用建筑结构设计的需求。有部分工业与民用建筑结构设计人员在其设计中认为只有在地震区的工业与民用建筑结构设计才需要考虑抗震性设计，在工业与民用建筑结构设设计中就会违反抗震结构设计的规范要求，导致其中存在安全隐患，严重威胁人们的生命、财产安全，甚至会产生不可估计的损失。 二、提高工业与民用建筑结构设计安全性的有效措施为了能够有效的提升当前工业与民用建筑结构设计的安全性，规避其中存在的问题与不足，就需要相关的设计人员能够对工业与民用件数结构设计的安全性采取有效的措施，从而有效提高工程结构设计的质量，增强建筑结构的安全性与稳定性。（一）规范工业与民用建筑结构设计流程 随着我国的社会经济不断发展，人们对工业与民用建筑结构设计的合理性、安全性越来越关注，我国也逐渐出台了大量的工业与民用建筑结构设计的相关法律法规与规范，对工业与民用建筑结构设计提出了明确的要求。为了能够保证工业与民用建筑结构设计的安全性，就要求工业与民用建筑结构设计的设计人员能够严格按照相关的设计流程与设计规范来展开设计工作，对于其中一些设计不符合规范的地方要及时的找出，然后根据该问题进行研究，找出有效的解决措施。鉴于以往的工业与民用建筑结构设计中暴露出来的多次违规操作行为的问题，这就需要相关的部门能够在其中构建举报责任制，尽可能的避免在规范工业与民用建筑结构设计中存在违规操作的问题，从而能够有效的避免规范工业与民用建筑结构设计与实际施工中存在的问题，减少在设计与施工中导致的经济损失与人身安全威胁。（二）增强设计人员的安全观念 相关设计人员具备较强设计安全观念对工业与民用建筑结构设计的安全性具有重要意义。只有使相关的设计人员都具较好的工业与民用建筑结构设计安全意识，在其设计中才能将可能出现的各类安全问题都进行有效的规避，从而游侠的保证建筑结构的安全性，进一步促进我国工业与民用建筑设计的持续发展。这就要求凡是参与到工业与民用建筑结构设计中的设计人员本身具备较高的专业素养，并能主动自发的利用空闲时间来学习与完善自身。因为工业与民用建筑结构设计中所包含的内容比较复杂，这就需要相关的设计人员不仅掌握牢固的设计基础知识与技术，还能在设计实践中积累丰富的设计经验。在工业与民用建筑结构设计中能够将多方的知识与技术结合起来，从而设计规划较为完善的施工设计方案。同时，相关的工作人员还要定期参与一些专业的培训与交流活动，在该过程中能不断提升其安全理念，这对于提升设计人员的技术水平也具有重要意义。为了能够使工业与民用建筑结构设计施工投入使用之后更好地满足用户的需求，就需要工业与民用建筑结构设计人员能够与行业专家进行交流与沟通，从而有效提升工业与民用建筑结构的安全性与完整性。（三）设计合理的建筑结构体系 在工业与民用建筑结构设计中，为了能够有效地提升工业与民用建筑结构设计的安全性，就要求相关的施工设计人员能够认识到在其结构中可以通过框架梁水平加腋来提升建筑的框架结构安全性。在实际的建筑工程施工中要求框架梁水平的加腋的厚度可与梁截面高度保持一致，在该建筑结构进行加腋处理后，就能够有效的提升建筑结构中的框架梁、柱节点承受荷载的能力。尤其在一些地震频发区，就要去相关的设计人员能够在其工业与民用建筑结构设计中能够尽可能的避免使用框架与砌体墙混合的承重结构，而是要尽可能的应用多采用框架承重结构，在其基础上还必须要设计非承重填充墙，这样就可以有效的提升建筑结构中的框架梁、柱节点承受荷载能力。为了能够有效的减少混凝土收缩影响导致的建筑结构安全问题，就可以在工程的实际施工中设计后浇带，这样就可以有效的减少混凝土的收缩力度，使得建筑伸缩缝间距得以增加。同时，也可以通过在工业与民用建筑结构设计中增加配筋增加预应力的设计方案，从而有效的改善混凝土裂缝和强度不够等问题。 （四）满足工业与民用建筑结构设计的安全性
建筑主要结构形式介绍 1、砖混结构 砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑，横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。 特点：适合开间进深较小，房间面积小，多层（4-7层）或低层（1-3层）的建筑，对于承重墙体不能改动。 2、框架结构 架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。 特点：可以建造较大的室内空间，房间分隔灵活，便于使用；工艺布置灵活性大，便于设备布置；抗震性能优越，具有较好的结构延性等优点。 使用：不宜超过10层的建筑。 3、剪力墙结构 剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
特点：剪力墙的主要作用是承担竖向荷载（重力）、抵抗水平荷载（风、地震等）；剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，不利于形成大空间，住户无法对室内布局自行改造。 4、框架——剪力墙结构 框架-剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同样又有足够的剪力墙，有相当大的刚度。 特点：框剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。 5、筒体结构 筒体结构由框架-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。 特点：主要抗侧力，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和柱框架组成竖向箱形截面的框筒，形成整体，整体作用抗荷，多用于写字楼建筑。 6、钢结构 钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。 特点：强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑
房屋建筑学习题 0．绪论 一、填空题 1．建筑的基本要素有三个方面，即：、和。 二、选择题 1．建筑的构成三要素中（）是建筑的目的，起着主导作用。 A．建筑功能 B．建筑的物质技术条件 C．建筑形象 D．建筑的经济性 2．建筑是建筑物和构筑物的统称，（）属于建筑物。 A．住宅、堤坝 B．学校、电塔 C．工厂、展览馆 D．烟囱、办公楼 三、名词解释 1．建筑 2．建筑物 3．构筑物 四、简答题 1．建筑物的构成三要素间的辩证关系是什么？ 建筑构造概论 一、填空题 1．建筑物按其使用功能不同，一般分为、和等。2．建筑物的耐火等级是由构件的和两个方面来决定的，共分为级。 3．公共建筑及综合性建筑总高度超过 m者为高层（不包括单层主体建筑）；高度超过 m时为超高层建筑。 4．住宅建筑按层数划分为：层为低层；层为多层； 层为中高层；为高层。 5．《建筑模数协调统一标准》中规定，基本模数以表示，数值为。6．一幢建筑物一般由、、、、、等组成。 7．建筑物的六大组成部分中，属于非承重构件。 二、选择题 1．民用建筑包括居住建筑和公共建筑，其中（）属于居住建筑。 A．托儿所 B．宾馆 C．公寓 D．疗养院 2．建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为（）年，适用于一般性建筑。 A．50—100年 B．80—150年 C．25—50年 D．15—25年 3．耐火等级为二级时楼板和吊顶的耐火极限应满足（） A．， B．， C．， D．， 三、名词解释 1．耐火极限 2．建筑模数 3．模数数列 4．大量性建筑 四、简答题
1．建筑构件按燃烧性能分为几类，各自的特点是什么？ 2．建筑物按耐久年限划分为几类，各级的适用范围是什么？ 3．建筑物的耐火等级分为几级？每级中各主要构件的耐火极限是多少？ 4．建筑物的构造组成有哪些？各自的作用是什么？ 5．影响建筑构造设计的因素有哪些？ 6．建筑构造设计的原则是什么？ 基础与地下室 一、填空题 1．是建筑物的重要组成部分，它承受建筑物的全部荷载并将它们传给。 2．至基础底面的垂直距离称为基础的埋置深度。 3．地基分为和两大类。 4．地基土质均匀时，基础应尽量，但最小埋深应小于。5．基础按构造类型不同分为、、、、等。 6．当地下水的常年水位和最高水位时，且地基范围内无形成滞水可能时，地下室的外墙和底板应做防潮处理。 7．砖基础为满足刚性角的限制，其台阶的允许宽高之比应。 8．钢筋混凝土基础不受刚性角限制，其截面高度向外逐渐减少，但最薄处的厚度不应小于。 9．按防水材料的铺贴位置不同，地下室防水分和两类，其中防水是将防水材料贴在迎水面。 二、选择题 1．砖基础采用台阶式、逐级向下放大的做法，可采用每两皮砖挑出（）的砌筑方法。A．1/2砖 B．1/4砖 C．3/4砖 D．一皮砖 2．为了节约混凝土，常在混凝土中加入粒径不超过（）的毛石，称为毛石混凝土。A．800mm B．500mm C．300mm D．100mm 3．地下室的外包卷材防水构造中，墙身处防水卷材须从底板上包上来，并在最高设计水位（）处收头。 A．以下50mm B．以上50mm C．以下500-1000mm D．以上500-1000mm 4．地下室为自防水时，外加剂防水混凝土外墙、底板均不宜太薄。一般墙厚为（）以上，底板为（）以上。 A．300mm、250mm B．200mm、150mm C．100mm、200mm D．75mm、100mm 三、名词解释 1．地基 2．基础 3．基础埋置深度 4．刚性基础 5．柔性基础 6．刚性角 四、简答题 1．地基与基础的关系如何？ 2．影响基础埋置深度的因素有哪些？