建筑结构选型复习
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《建筑结构选型(第2版)》课外练习题及答案第一章梁1.梁按支座约束分为:静定梁和超静定梁,根据梁跨数的不同,有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。
2.简述简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点答:简支梁的缺点是内力和挠度较大,常用于中小跨度的建筑物。
简支梁是静定结构,当两端支座有不均匀沉降时,不会引起附加内力。
因此,当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。
简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。
多跨连续梁为超静定结构,其优点是内力小,刚度大,抗震性能好,安全储备高,其缺点是对支座变形敏感,当支座产生不均匀沉降时,会引起附加内力。
(图见5页)第二章桁架结构1.桁架结构的组成:上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆2.桁架结构受力计算采用的基本假设:(1)组成桁架的所有各杆都是直杆,所有各柱的中心线(轴线)都在同一平面内,这一平面称为桁架的中心平面。
(2)桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。
(铰接只限制水平位移和竖向位移,没有限制转动。
)(3)所有外力(包括荷载及支座反力)都作用在桁架的中心平面内,并集中作用于节点上(节点只受集中力作用)3.桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号(拉或压)有何关系答:斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号(拉或压)有直接的关系。
对于矩形桁架,斜腹杆外倾受拉,内倾受压,竖腹杆受力方向与斜腹杆相反,对于三角形桁架,斜腹杆外倾受压,内倾受拉,而竖腹杆则总是受拉。
(图见11页)4.按屋架外形的不同,屋架结构形式有几种答:三角形屋架,梯形屋架,抛物线屋架,折线型屋架,平行弦屋架等。
5.屋架结构的选型应从哪几个方面考虑答:(1)屋架结构的受力;(2)屋面防水构造;(3)材料的耐久性及使用环境;(4)屋架结构的跨度。
6.屋架结构的布置有哪些具体要求答:(1)屋架的跨度:一般以3m为模数;(2)屋架的间距:宜等间距平行排列,与房屋纵向柱列的间距一致,屋架直接搁置在柱顶;(3)屋架的支座:当跨度较小时,一般把屋架直接搁置在墙、垛、柱或圈梁上。
1.建筑结构由竖向承重结构体系,水平承重结构体系和下部结构三部分组成2.按建筑材料分类:混凝土结构,钢结构,钢-混凝土组合结构,砌体结构,木结构和混合结构。
3.主体结构体系有墙体结构体系,框架结构体系,框架-剪力墙结构体系和筒体结构体系4.按结构层数分类:单层建筑结构,多层建筑结构,高层建筑结构。
5.按竖向荷载的传递途径分类:横向承重结构、纵向承重结构、纵横向混合承重结构。
6.按结构的空间分类:壳体结构,网架结构,膜结构,悬索结构7.作用的分类:a永久作用-主要是指结构自重,土压力,水位不变时的水压力等,惯称恒载。
其特点是:在设计基准期内,荷载的量值不随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不计。
b可变作用-主要是指楼(屋)面活荷载,风荷载,雪荷载,水位变化的水压力等可变荷载,惯称活荷载。
在工业厂房中可能还有吊车荷载,屋面积灰荷载(位于水泥厂,高炉,转炉等车间附近的房屋)等。
其特点是:在设计基准期内,荷载的量值随时间而变化。
且其变化与平均值相比不可忽略。
可变荷载是设计基准期内可能存在也可能卸去或移动的荷载。
c偶然作用-主要是指撞击,爆炸,罕遇地震等。
其特点是:在设计基准期内不一定出现,而一旦出现,其量值很大且持续时间很短。
8.荷载标准值:在结构使用期间内可能出现的最大荷载值,包括永久荷载标准值和可变荷载标准值,即《建筑结构荷载规范》规定的荷载基本代表值。
9.延性:一般用于抗震设计,是指超过弹性极限后直至破坏的过程中,材料耐受变形的能力10.伸长率:钢材受拉破坏时的应变值称为伸长率,它是钢材塑性性能的主要指标。
伸长率较大表明钢材的塑性性能较好。
11.冷弯性能:冷弯性能是衡量钢材加工性能的一个指标,是指钢材在冷加工(常温加工)下产生塑性变形时不致发生裂缝的能力,用冷弯试验来检验。
通过冷弯冲头加压,使试件弯曲。
发生裂缝时试件的弯转角度越大,塑性性能越好。
12.焊接性:焊接连接是钢结构最常用的连接形式。
焊接时将在焊缝附近的钢材中形成热影响区,由于冷热不均,在钢材中引起较大的焊接应力。
1 建筑结构选型的基本原则:①功能②造型③结构自身优势④材料⑤施工经济2 简支梁,中小跨度。
悬臂梁,固定段有较大弯矩(倾覆力矩)3 悬挑结构的抗倾覆平衡公式:悬挑结构的抗倾覆安全系数>1.5 抗倾覆力矩:倾覆力矩>1.5 p104桁架结构的组成(上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆)(上弦杆、下弦杆、腹杆)5桁架结构计算的假定:①组成桁架的所有各杆都是直杆,所有各杆的中心线(轴线)都在同一平面内,这一平面称为桁架的中心平面。
②桁架的杆件与杆件相连接的节点均为交接节点。
③所有外力(包括荷载及支座反力)都做用在中心平面内,并集中作用于节点上。
6 屋架结构的主要尺寸包括屋架的矢高、坡度、节间距。
7 屋架结构的选型:①从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合理。
②当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。
当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱形屋架、折线型屋架和缓坡梯形屋架。
③对于湿度大、通风不良等工业厂房,用预应力混凝土屋架。
④跨度<18m,用钢筋混凝土—刚组合屋架,跨度<36m,用预应力混凝土屋架,跨度>36m,钢屋架。
8 张弦结构:将平面桁架结构的受拉下弦杆用高强度拉索代替,并通过张拉拉索在结构中施加预应力,可有效改善结构的受力性能。
根据这一原理衍生出一种新的结构形式称为张拉结构。
9 钢架结构:是指梁、柱之间为刚性连接的结构。
10 排架结构:梁与柱之间为铰接的结构。
11 单层单跨刚架结构的结构计算简图,按构件的布置和支座约束条件可分成无铰刚架、两铰钢架、三铰刚架三种。
12 拱按结构支撑方式分类,可以分成三铰拱、两铰拱和无铰拱。
三铰拱为静定结构,两铰拱和无铰拱为超静定结构。
13 拱的受力特点支座反力①在竖向荷载作用下,拱脚支座内将产生水平推力。
②在竖向荷载作用下,拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所产生的在相应顶铰C截面上的弯矩M除以拱的矢高f。
同济大学建筑学构造选型题库1、试述建筑平立面尺寸对构造性能的影响。
答:1. 建筑平面的对称性建筑平面形状最好是双轴对称的,这是最理想的,但有时也可能只能对一个轴对称,有时可能是根本找不到对称轴。
不对称的建筑平面对构造来说有三个问题:一是会引起外荷载作用的不均匀,从而产生扭矩;二是会在凹角处产生应力集中;三是不对称的建筑平面很难使三心重合。
因此,对于单轴对称或无轴对称的建筑平面,在构造布置时必须十分小心,应该对构造从各个方向反复进展计算,并考虑构造的空间作用。
2. 质量布置的对称性仅仅由于建筑平面布置的对称并不能保证构造不发生扭转。
在建筑平面对称与构造刚度均匀分布的情况下,假设建筑物质量分布有较大偏心,当遇到地震作用时,地震惯性力的合力将会对构造抗侧刚度中心产生扭矩,这时也会引起建筑物的扭转及破坏。
3. 构造抗侧刚度的对称性抗侧力构件的布置对构造受力有十分重要的影响。
常常会遇到这样的情况,即在对称的建筑外形中进展了不对称的建筑平面布置,从而导致了构造刚度的不对称布置。
在建筑物的一侧布置墙体,而在其他部位那么为框架构造。
由于墙体的抗侧刚度要比框架大得多,这样当建筑物受到均匀的侧向荷载作用时,楼盖平面显然将发生图中虚线所示的扭转变位。
4、需要抗震设防的建筑,构造抗震设计标准对建筑体型有较多的限制条件,其主要原那么是:建筑的平、立面布置宜规那么、对称,建筑的质量分布宜均匀,防止有过大的外挑与内收,构造抗侧刚度沿竖向应均匀变化,楼层不宜错层,构件的截面由下至上逐渐减小,不突变。
当建筑物顶层或底部由于大空间的要求取消局部墙柱时,构造设计应采取有效构造措施,防止由于刚度突变击产生的不利影响。
对于矩形平面,其长边及短边之比不宜过大。
对非矩形平面,那么还应限彻其翼肢的长度,在构造布置中应通过调整平面形状与尺寸,采取构造与措施,尽量使整个建筑物形成一个整体构造,以提高构造的抗震,不然的话,那么应设置抗震缝,将建筑物划分为假设干个独立的构造单元。
建筑结构选型复习资料1、简述简支梁和多跨连接梁的受力和变形特点?简支梁的缺点是内力和挠度较大,常用于中小跨度的建筑物。
简支梁是静定结构,当两端支座有不均匀沉降时,不会引起附加内力。
因此,当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。
简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接结构。
多跨连续梁为超静定结构,其优点是内力小,刚度大,抗震性能好,安全储备高,其缺点是对支座变形敏感,当支座产生不均匀沉降时,会引起附加内力。
2、桁架结构的受力计算采用了哪些基本假定?一、组成桁架结构的所有各杆都是直杆,所有各杆的中心线都在同一平面内,这一平面称为桁架的中心平面。
二、桁架的杆件和杆件的相连接的节点都是铰接节点。
三、所有外力都作用在桁架的中心平面内,并集中作用于节点上。
3、桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号(拉或压)有何关系?斜腹杆的布置方向对腹杆受力符号(拉或压)有直接关系。
对于矩形桁架,斜腹杆外倾受拉,内倾受压,竖腹杆受力方向与斜腹杆相反。
对于三角形桁架,斜腹杆外倾受压,内倾受拉,而竖腹杆总是受拉。
4、屋架结构的布置有哪些具体要求?一、屋架的跨度:一般以3米为模数二、屋架的间距:宜等间距平行排列,与房屋纵向柱列的间距一致,屋架直接搁置在柱顶三、屋架的支座:当跨度较小时,一般把屋架直接搁置在墙、跺、柱或圈梁上。
当跨度较大时,则应该采取专门的构造措施,以满足屋架端部发生转动的要求。
5、钢筋混凝土刚架在构件转角处为避免受力过大,可采取什么措施?在构件转角处,由于弯矩过大,且应力集中,可采取加腋的形式,也可适当的用圆弧过渡。
为了减少材料用量,减轻结构自重,也可采用空腹刚架,其形式有两种:一种是把杆件做成空心截面,另一种是在杆件上留洞。
6、刚架结构的支撑系统起何作用?应怎样布置?为保证结构的整体稳定性,应在纵向柱之间布置连系梁及柱间支撑,同时在横梁的顶面设置上弦横向水平支撑。
柱间支撑和横梁上弦横向水平支撑宜设置在同一开间内。
建筑结构选型知识点一、填空部分:1网架结构的分类:网架结构按外形的不同,可分为曲面网架和平面网架两类.曲面网架又称“网壳",可以是单层曲面网格,也可以是双层曲面网格。
平面网架又称“平板网架" ,是双层平面网格.2、平板网架的结构形式:平板网架通常由平行弦桁架交叉组成,根据桁架交叉方式的不同有下述几种型式.两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向交叉网架、锥体网架。
前面三种网架都是由平行弦桁架相互交叉组成,故属于交叉桁架体系网架。
锥体网架是由三角锥、四角锥或六角锥的锥体单元组成的空间网架结构,故属于角锥体系网架。
3、筒体结构的类型:(1)筒体-框架结构(2)框筒结构(3)筒中筒结构(4)多筒体结构4、薄壳结构:薄壳必须具备两个条件:一是“曲面的",二是“刚性的”。
薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。
薄壳的结构组成一般包括曲面的壳板和周边的边缘构件两部分。
薄壳的型式很多,诸如球面壳、圆柱壳、双曲扁壳、幕结构、折结构等,都是由曲面变化而创造出的各种型式。
薄壳的型式是可以千变万化的。
不过,其基本曲面形式的几何形成不外乎下述几类而已。
旋转曲面、平移曲面、直纹曲面、复杂曲面。
在上述的基本几何曲面上任意切取一部分,或将曲面进行不同的组合,便可得到各种各样复杂的曲面.实际常用的薄壳型式是下面讨论的:圆顶薄壳型式、圆柱形薄壳、双曲扁壳5、折板的型式:折板结构的型式主要分为有边梁和无边梁的两种。
分别讨论如下.(一)无边梁的折板——预制v形板无边梁的折板结构由V形折板和横隔构件组成。
(二)有边梁的析板—筒壳式析板结构有边梁的折板结构由折板、边梁和横隔构件三部分组成,是现浇结构,型式与筒壳相似.二、名词解释部分:建筑结构:是形成一定空间及造型,并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用,使建筑物得以安全使用的骨架。
结构选型:在建筑设计中,空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案,即结构选型.基础:基础是建筑物与地基相联系的部分,承受建筑物的全部荷载并传至地基.砖混结构:又称墙体结构,是以墙体作为支撑水平构件及承担水平力的结构.框架结构:由梁和柱刚性连接的骨架结构。
选型复习题一、选择(5个×2’=10’)填空(5个×1’=5’)1.砌体材料抗压强度较高而抗拉强度较低,因此砌体结构构件主要承受轴向压力或小偏心压力,而不利于受拉或受弯。
2.按房屋竖向荷载传递路途的不同,可以划分为五种不同类型:(纵墙承重体系)、(横墙承重体系)、(纵横墙承重体系)、(内框架承重体系)以及(底部框架上部砌体结构承重体系)。
3. 横墙承重主要楼面荷载的传递途径:板——横墙——基础——地基。
(有利于开窗)纵墙承重主要楼面荷载的传递途径:板——梁——纵墙——基础——地基。
(不利于开窗)对于进深不大的房屋,有另一种方案:板——纵墙——基础——地基。
4. 砌体结构房屋中的墙体是受压构件,除了满足承载力要求外,还必需保证其稳定性。
5. 裂缝的形态有(斜裂缝)、(垂直裂缝)、(水平裂缝)、(八字裂缝)等。
可设(拉结筋)防止(裂缝)。
6. 砌体结构房屋的抗震概念设计是保证“(小震不坏、中震可修、大震不倒)。
”7. 单层厂房排架结构通常由屋面板、屋架、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础等结构构件组成。
8. (10层和10层以上)或(高度超过24m )的民用建筑称为高层建筑。
9. 筒体结构通常有(框架-筒体结构)、(筒中筒结构)、(多筒结构)等。
10. 横墙承重体系对设置(门窗大小和位置)的限制(较小),建筑设计上简洁满足(采光)和(通风)的要求。
11. 墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向每隔400~500mm设拉结钢筋,其数量为每120mm墙厚不少于1φ6或焊接钢筋网片,埋入长度从墙的转角或交接处算起,每边不小于600mm。
12. 房屋的平、立面布置宜规则、对称,房屋的质量分布和刚度变更宜匀整。
13. 楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间及转角处,不宜突出,也不宜开设过大的窗洞,以免将楼层圈梁切断。
14. 无配筋的砌体房屋高度越高和层数越多,震害就越严峻。
15. 一般砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高,不应超过3.6m;底部框架-抗震墙房屋的底部和内框架房屋的层高不应超过4.5m。
混合结构优点:1主要承重结构墙体是用砖砌,易于就地取材2刚性较大3较节省三大材料,有很好的经济指标。
缺点:砖砌结构强度低,房屋层数受到限制2抗震性差3工程繁重施工速度慢。
适用范围:五层以及五层以下的楼房。
混合结构墙体布置方案:1横墙承重,特点:横强为主要承重墙,纵墙起维护隔断和维持墙体的整体作用。
优点整体的刚度好。
缺点:横墙间距房屋布置灵活性差。
使用:宿舍等居住建筑。
2纵墙承重特点:纵墙是主要承重墙,横墙只承受小部分荷载。
优点:房屋空间较大,平面布置灵活,墙面积小。
缺点:房屋刚度差。
适用:教学楼、实验楼、办公楼、医院。
3纵横墙承重特点:纵横墙同时承重房屋刚度提高。
4内框架承重特点:房屋的空间刚度差、适用上可取得较大的空间。
适用教学楼、医院、商店、旅馆。
墙体构造要求:1须注意横墙间距的大小2纵墙易尽可能贯通3墙体要适当假设壁柱4墙体要适当设置伸缩缝5墙体要适当设置沉降缝。
补充:1横墙间距小于1.5倍建筑物宽度可增强墙体的抗裂性2墙厚小于24厘米,大梁跨度大于6米时梁支撑处的墙体应加壁柱,承受吊车荷载的墙体或者承受风荷载为主的墙体应就加壁柱。
3一般现浇式楼盖有保温伸缩缝间距为50米,没有为30米,宽度为2——5厘米。
装配式楼盖的选型:铺板式楼盖为最常用形式,常用预制铺板的截面形式有:实心平板、空心板、槽型板、檩条。
一般房屋采用空心板,走道采用平心板或者槽型板。
现浇式楼盖一般由板、次梁和主梁组成。
单向板肋梁楼盖荷载传递路线:板-次梁-主梁-柱-或者墙-基础-地基。
双向板传递路线:板-梁-柱-基础-地基。
板厚单项板:单跨简支是h≥L/30 而且天面板h≥6厘米。
多跨连续时h≥L/40,而且楼面板h≥7厘米双向板:单跨简支是h≥L/40 而且h≥8厘米多跨连续时h≥L/50 悬臂板:h大于等于l/12。
框架结构:框架是由梁和柱刚性连接的骨架结构。
特点在于“刚接点”优点:强度高、自重轻、整体性和抗震性好。
适用范围:合理层数是6~15层,最经济的是10层左右。
结构:是建筑物的基本受力骨架构件:结构的组成部分,例如:梁、柱、板结构的作用:承担荷载结构的基本功能要求:可靠、适用、耐久,以及在偶然事故中,当局部结构遭到破环后,仍能保持结构的整体稳定性。
建筑上的使用功能,结构上的安全合理,施工上的可能条件,造价上的经济价值,艺术上的造型美观。
荷载分类永久荷载(恒荷载):大小、方向、作用点不随时间改变的荷载为永久荷载,如自重、土压力、预应力等;可变荷载(活荷载) :大小、方向或作用点随时间改变而变化的荷载为可变荷载,如楼面和屋面活载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、车辆荷载等;门式刚架的结构特点与适用范围特点杆件较少,制作方便,结构内部空间较大梁柱刚接,横梁弯矩较铰接减少,适用于中小跨结构,跨度可达40米,最适宜18米左右刚度较差,受荷后产生挠度,用于工业厂房时,吊车起重量不能过大适用范围广泛用于工业厂房和体育馆、礼堂等中小跨度建筑中。
门式刚架的类型与构造1门式刚架的结构计算简图,按构件的布置和支座约束条件可分成无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架三种。
2.按外形分:水平横梁式、折线横梁式3.按跨数分:单跨、双跨、三跨、多跨4.按材料分:胶合木结构,钢结构,,,混凝土结构5.按截面形式分:实腹式刚架空腹式刚架格构式刚架等截面刚架变截面刚架构造纵向柱距:6米横向跨度:3米的倍数,如24米、27米h/L: h减小将使推力增大三铰刚架:h>L两铰刚架:L稍大于h第二章薄腹梁结构梁的型式1 按材料分类:石梁木梁钢梁钢筋混凝土梁预应力钢筋混凝土梁钢-钢筋混凝土组合梁3 按支座约束条件分类:静定梁超静定梁根据跨多不同可分为:单跨静定梁(简支、悬臂)单跨超静定梁(两端固定、一端固定一定简支)多跨静定梁多跨连续梁薄腹梁的优缺点和应用范围优点:制作、构造、吊装及设计较简单,侧向刚度大,可以降低厂房的高度和不需设置屋面支撑缺点:自重较大适用跨度:普通钢筋混凝土薄腹梁为6~12m预应力时为12~18m薄腹梁的设计要点和大致尺寸梁端部高度:一般不小于60cm双坡度的屋面坡度:1/8~1/12梁截面高度:单坡梁h=(1/18~1/12)l双坡梁h=(1/14~1/6)l梁腹厚度:6~10cm第三章桁架结构桁架的结构受力特点与优缺点受力特点:杆件为轴向受压或受拉杆件,充分利用材料强度。
建筑结构与结构选型结构基本概念一、强度——承载能力刚度(受弯构件)、稳定性(受压构件)——抗变形能力 整体性——不散架承载能力和抗变形能力是结构设计的最基本的问题 水平构件——挠度拉、压、弯、剪、扭il 0=λ AI i =ϕ——稳定系数<1 λ↗ϕ↘,则实际承载力越小一般提高压感承载力的措施为:1、选用有较大i 值的截面,即面积分布尽量远离中和轴2、改变柱端固接条件或增设中间支撑以改变杆件计算长度0l剪应力:1、剪应力在梁高方向的分布是中和轴处最大,以近似抛物线的形状分布,在截面边沿处剪应力为零。
2、沿梁长度方向,制作出剪力最大,剪应力也最大3、截面的抗剪主要靠腹板(即梁的截面中部)受弯变形1、梁的挠度跨中最大2、挠度的大小与正弯矩成正比3、跨度相同、荷载相同,简支梁的挠度比连续梁、二端固定或一端固定简支梁要大4、挠度的大小与梁的EI(刚度)成反比砌体结构一、优点:经济缺点:整体性差二、构造要求1、满足高厚比当高厚比不能满足要求时:1)增加墙体厚度2)加设壁柱(墙垛)3)加设构造柱4)减小横墙间距三、砌体结构的基本抗震措施1、限制建筑物高度2、控制结构体型的高宽比3、控制横墙间距4、设置变形缝(防震缝)5、尽端、他突出部位加强锚固6、楼梯尽量不布置在平面尽端7、圈梁、构造柱8、平面几何中心与刚度中心尽量重合框架结构一、刚接——框架铰接——排架框架的连接点是刚节点,是一个几何不变体。
跨度一样,中柱不产生弯矩剪力墙结构一、剪力墙结构的特点1、空间刚度大,刚度很大将使结构的周期过短,地震力太大2、建筑空间灵活性较差3、墙承重体系二、调整剪力墙刚度的方法1、适当减小剪力墙的厚度2、降低连梁的高度3、增大门窗洞口宽度4、超过8米的剪力墙应用施工洞划分小墙肢三、框支剪力墙1、保证大空间有充分的刚度,防止属相的刚度过于悬殊2、加强转换层的刚度与承载力,保证转换层可以将上层剪力可靠的传递到落地墙上去。
3、落地剪力墙的布置和数量1)底部大空间层应有落地剪力墙或落地筒,落地纵横剪力墙最好成组布置结合为落地筒2)平面为长矩形,横向剪力墙的片数较多时,落地的横向剪力墙的数目与横向剪力墙数目之比,非抗震设计时不宜小于30%,抗震设计时不宜少于50% 对于一半平面,上下层的刚度比:——在非震区应尽量接近于1,不应大于3在抗震设计时应尽量接近于1,不应大于23)框支梁的宽度不应小于上部剪力墙厚度的2倍框支梁上部层不宜设边门洞,不得在中柱上方开设门洞框架剪力墙框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求:1 剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;2 平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;3 纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[形等型式;4 单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40%;5 剪力墙宜贯通建筑物的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;6 楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置;7 抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
一,混合结构的优缺点,及其适用范围?优点:1.主要承重结构用砖砌2.房屋纵横墙体布置容易满足刚度要求3.砌体结构具有较好的耐火性和耐久性4.混凝土、钢材主要用于楼屋盖上,造价低缺点:(1)砖砌体强度低,层数受限制。
(2)自重大(占自重的40-60%)( 3)抗震性能差( 4)施工速度慢适用范围:一般用于五层以下的楼房,如住宅、宿舍、办公楼、医院等民用建筑以及中小型工业建筑。
混合结构一般不超过5层,在非抗震区有的也可做到7-8层,层数越多,承重的砖墙可能越厚,有效建筑面积会大大减少,不够经济。
二,混合结构的房屋墙体布置方案及其各自特点?1.横墙承重方案主要靠横墙支撑楼板,横墙是主要承重墙,纵墙主要起围护隔断和维持横墙的整体作用。
2.纵墙承重方案受力为板荷载传给梁,再由梁传给纵墙,纵墙是主要承重墙,横墙只承受小部分荷载,横墙的设置是为了满足房屋刚度和整体性的需要。
3.纵横墙承重同时承重方案横墙的布置随房间的开间需求而定,横墙间距比纵墙承重方案的小,所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。
4.内框架承重方案采用钢筋混泥土柱代替内承重墙,由于横墙较少,房屋的空间刚度较差。
以柱代替内承重墙在使用上可取得较大的空间,墙的带型基础和柱的单独基础在沉降量方面不一致。
三,框架结构的特点与优点?框架是由梁和柱刚性连接的骨架结构,钢筋混泥土框架设计时,要求结构上把节点造成刚接,框架结构的特点就在于“刚节点”。
优点:1.建筑平面布置灵活、易于设置较大房间、使用方便2.构件类型少,易于标准化、定型化;3.可以采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,有时还可采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。
4.现浇结构的整体性好,抗震性能好,在地震区应优先采用。
四,框架的布置方案?1,主要承重框架横向布置 2,主要承重框架纵向布置 3,主要承重框架纵横两向布置。
五,框架结构中梁,板,柱的截面尺寸?横梁截面:梁高h=(1/8~1/12)梁宽b=(1/2~1/3)h。
建筑结构第1章概论1.建筑结构与建筑的关系强度是建筑的最基本特征,它关系到建筑物保存的完整性和作为一个物体在自然界的生存能力,满足此“强度”所需要的建筑物部分是结构,结构是建筑的的基础,没有结构就没有建筑物。
结构以建筑之间的关系能够采用多种形式,结构是建筑物的基本受力骨架。
2.建筑结构的基本要求安全性、经济性、适用性、耐久性、可持续性3.建筑结构的分类1.按组成材料1)木结构优点:施工周期短;易于扩建和改造;保温隔热性能好;节能环保性能好。
缺点:多疵病;易燃;易腐;易虫蛀。
2)砌体结构(包括无筋砌体和配筋砌体等)消防限制,最高七层。
优点:耐久性好;耐火性好;就地取材;施工技术要求低;造价低廉。
缺点:强度低,砂浆与砖石之间的粘接力较弱;自重大;砌筑工作量大,劳动强度高;粘土用量大,不利于持续发展。
3)混凝土结构(包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
)优点:耐久性好;耐火性好;可模性好;整体性好;可就地取材。
缺点:自重大;抗裂差;施工环节多;施工周期长;拆除、改造难度大。
4)钢结构优点:强度高、重量轻;材性好,可靠性高;工业化程度高,工期短;密封性好;抗震性能好。
缺点:钢材为非燃烧体,耐热但不耐火;耐腐蚀性差。
5)组合结构(可分为钢骨混凝土结构和混合结构)优点:刚度大;防火、防腐性能好;重量轻;抗震性能好;施工周期短、节约模板缺点:需要特定的剪力连接件、需要专门焊接设备与人员、需要二次抗火设计2.按结构体系1)混合结构体系—主要承重构件由不同的材料组成的房屋。
主要用于量大面广的多层住宅。
2)排架结构—由屋面梁或屋架、柱和基础组成,其屋架与柱顶为铰接,柱与基础顶面为固接。
主要用于单层工业厂房中。
3)框架结构—采用梁、柱等杆件组成空间体系作为建筑物承重骨架的结构。
优点:建筑室内空间布置灵活;平面和立面变化丰富。
缺点:在水平荷载作用下,结构的侧向刚度较小,水平位移较大;框架结构抗震性能较差,适用于非抗震设计;层数较少,建造高度不超过60m的建筑中。
一级注册建筑师:建筑结构与结构选型要点背记1、多选在幕墙大批量加工安装施工前,必须进行()试验.A、幕墙雨水渗透性能试验B、幕墙空气渗透性能试验C、幕墙风压变形性能试验D、幕墙平面内变形性能试验E(江南博哥)、幕墙保温性能试验正确答案:A, B, C2、填空题幕墙单元内石板的连接可采用铝合金T型连接件或L型连接件连接,其连接件最小厚度不应小于()正确答案:4.0mm3、填空题夹层玻璃应采用()胶片干法加工合成。
正确答案:聚乙烯醇丁4、填空题玻璃幕墙四性试验一般是指测试其()、()、()。
正确答案:风压变形性能;雨水渗漏性能;空气渗透性能5、单选幕墙玻璃表面周边与建筑内,外装饰之间的缝隙不宜小于()mmA.5B.3C.10D..8正确答案:A6、单选钢结构设计规范中对角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值三者取()。
A.相同值B.不同值C.视焊接质量而定的值D.抗压和抗剪强度设计值为相同值,而抗拉强度需视焊接质量而定正确答案:A7、单选钢筋混凝土梁如出现裂缝,下列哪种说法是正确的?A.不允许B.允许,但应满足构件变形的要求C.允许,但应满足裂缝宽度的要求D.允许,但应满足裂缝开展深度的要求正确答案:C参考解析:提示:根据《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)第3.3.3条及3.3.4条规定,钢筋混凝土梁出现裂缝是允许的,只是要满足规定的最大裂缝宽度的要求。
8、单选幕墙玻璃之间的拼接胶缝宽度应能满足玻璃和胶的变形,不小于()mmA.3B.5C.8D.10正确答案:D9、填空题支承结构用碳素钢和低合金高强度结构钢用用氟碳漆喷聚氨酯漆喷涂时,涂膜厚度不宜小于();在空气污染严重及海滨区,涂膜厚度不宜小于()正确答案:35μm ; 40μm10、单选下列哪种结构构件可以采用无粘结预应力筋作为受力钢筋?()A.悬臂大梁B.水下环境中的结构构件C.高腐蚀环境中的结构构件D.板类构件正确答案:A参考解析:提示:预应力技术适合于大跨和长悬臂结构。
第二章:砖混结构一、砖混结构的定义1、混合结构同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成承重结构,称为混合结构2、砖混结构由承重的砖砌体墙和钢筋混凝土楼盖屋盖组成的承重结构体系3、砖混结构适用范围适用于建筑层数不超过7层的住宅、公寓、办公楼、医院等占多层建筑结构体系的85%左右弱砖混结构超过6层,则墙体很厚,会大大减少建筑有效面积4、如何发展砖混结构发展工业化生产的新体系如砌块结构、大板体系、大模体系、框架轻板体系等改善传统的砖混结构,加强研究抗震措施二、砖混结构的优缺点1、优点主要承重结构墙体所用材料为各种砌体砖或砌块,为此造价低廉取材方便房屋纵横墙布置容易满足刚度要求混凝土、钢材主要用于楼屋盖上,整体结构造价低2、缺点砖砌体强度低,层数受到限制抗震性能差施工速度慢三、砖混结构房屋墙体的布置方案1、横墙承重方案受力特点主要靠横墙支撑楼板、屋面传来的荷载横墙:承重墙纵墙:维护、分隔、维持横墙的整体作用、承担自身重量优点横墙较密,房屋横向刚度较大,整体刚度好外纵墙立面处理方便,可设较大洞口缺点横墙较密,房间布置不;、灵活适用范围宿舍、住宅2、纵墙承重方案受力特点板荷载传给梁,由梁传给纵墙纵墙:承重墙横墙:满足房屋刚度和整体性优点:房间空间大,房间布置灵活,墙面积小缺点:房屋横向刚度差,纵墙较厚或要加壁柱、构造柱使用范围:使用上要求有较大空间或者隔墙位置可能变化的房屋,如教学楼、办公楼、医院3、纵横墙混合城中方案受力特点:纵横墙共同承重优点:房间开间和进深能满足使用要求,房屋纵横向刚度较为接近4、内框架承重方案受力特点:外墙和内柱共同承重优点:可获得较大的使用空间缺点:房屋空间刚度差,易发生不均匀沉降,使结构产生内力使用范围:使用上要求有较大空间的房屋5、底框架承重方案6、总结四、砖混结构房屋墙体布置注意事项1、墙体布置需要满足构造要求、高厚比要求外,还需要考虑保证房屋整体性、空间刚度以及方式开裂等问题;2、横墙间距小于倍建筑物宽度刚性方案3、纵墙宜尽可能贯通,有利于增强墙体抗裂能力,减少地基不均匀沉降,方便圈梁设置4、墙体要适当加设壁柱大梁、吊车、山墙、构造柱原因:脆性材料,弯曲抗拉强度低;墙厚≤24cm,而大梁跨度≥6m时,梁支承处应加壁柱;承受吊车荷载的墙体或承受风荷载为主的山墙应加壁柱5、适当设置伸缩缝砖与混凝土膨胀系数不同现浇钢筋混凝土楼屋盖:有保温层或隔热层:伸缩缝间距为50m;无保温层或隔热层:伸缩缝间距为30m;缝宽:20-50mm6、适当设置沉降缝当房屋建于地质较大的基础上或者房屋相邻高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法差别较大时,为避免房屋开裂,宜设沉降缝;缝宽:50-120mm,和层数有关五、砖混结构的房屋楼盖布置1、铺板式楼盖:由许多预制楼板直接铺放在砖墙或楼面大梁上预制楼板:实心平板、空心板、槽形板规格:通用图集基本模数:300mm2、装配式楼盖的结构平面布置:布置方案和墙体承重方案相对应:即包括横墙承重方案、纵墙承重方案、纵横墙承重方案、内框架承重方案平面尺寸符合300mm的基本模数,以便和预制楼板的模数相配合发展趋势:加大板宽3、现浇式楼盖的选型结构形式:单向板肋梁楼盖、双向板了梁楼盖;单向板:单向板指板上的荷载沿一个方向传递到支撑构建上的板;两对边支承,或四边支承而L1/L2>3时应按单向板计算,2≤L1/L2<3按照双向板计算优点:计算简便,结构简单,施工方便双向板:指板上的荷载沿两个方向传递到支承构件上的板;四边支承而且L1/L2<2.优点:梁较少,接近正方形,天棚平整,外形美观,适用于门厅部分或者公共建筑的楼盖缺点:配筋构造复杂,施工不方便梁板经济跨度:楼盖造价占房屋总价的30%到40%,所以楼盖梁板布置是否经济合理,对工程造价起决定性意义;单向板:2-3M 双向板:3-5M 次梁:4-7M 主梁:5-8M六、现浇楼盖的组成及传力路径1、现浇楼盖的组成:单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖组成:板、次梁、主梁2、传力路径单向板:板→次梁→主梁→柱或墙→基础→地基双向板:板→梁→柱或墙七、现浇楼盖的梁板尺寸要求梁板尺寸的确定要考虑强度、刚度两方面的要求1、梁板挠度的控制主要是通过对其几何尺寸进行限制,几何尺寸越大,刚度越大,挠度与刚度成反比,这样挠度就越小;一般情况下,挠度必须控制在跨度的1/300-1/200以内;2、板截面尺寸:单跨简支板:单向板h≥l/30且大于60mm;双向板h≥l/40且大于80mm;多跨连续简支板:单向板h≥l/40且大于70mm;双向板h≥l/50;悬臂板:h≥1/12;3、梁截面尺寸:次梁截面:h=l/11~15;b=h/2~3;主梁截面:h=l/8~12;b=h/2~3;悬臂梁:h≥l/6;b=h/2~3;第三章框架结构体系一、框架结构特点1、受力特点:刚结点,受力性能好梁、柱形变特征:剪切型2、框架结构的优缺点及适用范围优点:建筑平面布置灵活、易于设置较大房间、使用方便强度高,自重轻,构件类型少,易于标准化、定型化;可以采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,有时还可采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构;现浇结构的整体性好,抗震性能好,在地震区应优先采用;缺点:抗侧刚度低,20层及以下建筑适用范围:办公楼、餐厅、车间、营业室、教室、实验室等二、框架结构的类型1、按框架结构组成划分梁板式结构多层和高层无梁式结构仓库、冷藏室2、按框架的施工方法分现浇整体式框架:工地现浇优点:结构整体性及抗震性能好,节省钢材;缺点:现场工作量大,模板消耗多,施工周期较长;半现浇式框架:梁柱现浇,板预制优点:减少了混凝土浇筑量,节约模板;缺点:整体性及抗震性能不如现浇式框架;装配式框架:优点:构件可以在工厂预制,质量容易保证,施工现场的工作量较少,比现浇框架节省模板并能缩短工期;缺点:增加了框架的节点连接,用钢量大,整体性较差,抗震性能差;装配整体式框架其梁板柱可以在工厂预制,在施工现场将构件吊装就位,再用现浇混凝土将框架连接成整体,因而这种框架兼备了前两种框架的优点;3、按承重结构划分全框架内框架:降低房屋造价缺点:钢筋混凝土和砖墙刚度不协调,房屋整体性和总刚度差,抗震性能差4、装配整体式框架的构件划分短柱单梁式:制作、运输、安装方便,但接头多,施工复杂长柱单梁式:减少柱子接头,增加了结构的整体性;但柱子长,运输困难,吊装内力大,长度不宜超过16米组合单元式:接头少,增加了结构的整体性;构件制作复杂,运输困难,起重吨位大5、装配整体式框架的接头形式梁与柱的接头暗牛腿刚接方式明牛腿刚接方式柱与柱的接头方式--焊接连接梁与板的接头方式--迭合梁式三、框架结构的组成1、框架结构由梁、柱组成;2、根据梁柱连接方式的不同,叫法是不同的:刚性连接的为通常所说的框架结构,铰接的通常称为排架结构3、为使结构受力合理,框架结构一般要求框架梁宜连通,框架柱在纵横方向应有框架梁连接,梁柱中心线宜重合,框架柱宜纵横对齐,上下对中;4、框架结构为满足使用功能或建筑造型的要求,也可存在抽梁、抽柱、内收、外挑、斜梁、斜柱等形式四、梁柱的布置及柱网尺寸1、基本要求:框架的柱网布置应力求简单、规则、整齐要满足生产工艺和建筑平面布置的要求要使结构传递体系明确,受力合理柱网布置应便于施工柱网尺寸应符合经济原则和尽量符合模数2、分类内廊式柱网、等跨式柱网、对称不等跨式柱网内廊式:对称三跨;房间进深:6m、、走廊跨度:、、开间方向柱距:~8m适用范围:旅馆、教学、办公、医院等跨式柱网:常用跨度为6米、米、9米、12米开间方向柱距:6m适用范围:厂房、仓库、商店⏹注意:⏹无论是工业或民用建筑的柱网布置,当房屋长度较大55米时,均需设置伸缩缝,在缝的两侧应各自设置框架3、框架的布置:按承重框架布置方向分为三种:1.主要承重框架横向布置特点:横向梁为主梁,纵向梁为次梁连系梁优点:承重框架横向布置可有效提高纵房屋横向的抗侧力强度和刚度;有利于立面处理和室内采光2.主要承重框架纵向布置特点:纵向梁为主梁,横向梁为次梁连系梁优点:有利于楼层净高的有效利用,房屋的使用划分比较灵活;缺点:横向很差刚度;适用范围:层数不多的无抗震要求的厂房3.主要承重框架纵横两向布置两个方向均有较好的抗侧刚度;框架承重方案有楼盖布置关系4、变形缝的设置1、在实际工程中,遇到房屋纵向太长、立面高差太大、体型比较复杂时,应对建筑进行变形缝的设置,使结构受力合理;2、变形缝分类:伸缩缝:又名温度缝,主要与结构的长度有关,未采取措施时,伸缩缝间距不宜超过按表3-1中的值;沉降缝:主要与基础受到的上部荷载和场地的地质条件相关;沉降缝可利用挑梁、搁置预制板、预制梁、设双柱等方法处理;其与温度缝的缝宽一般不小于50mm;防震缝:主要与建筑物平面形状、质量分布、刚度、地理位置等相关;防震缝设置应力求使各结构单元简单、规则,刚度和质量分布均匀,避免发生地震作用下的扭转效应;尽量不设缝或少设缝,且“三缝合一”;5、框架结构柱网尺寸框架柱网布置应力求简单,并尽量符合模数要求多层厂房:柱距一般采用6m,跨度,根据柱网形式而分内廊式 6m++6m 或 ++等跨式常用跨度6,,9,12m四种一般6m,最好不超过9m,为什么多层民用房屋的柱网尺寸因民用房屋种类繁多,功能要求各有不同柱距:旅馆建筑,常为6-8m跨度:6-12m经济考虑,不宜超过9m若建筑长度较大时,应考虑设置伸缩缝,伸缩缝间距见混凝土结构设计规范GB50010-20016、构件截面尺寸框架横梁截面:梁高h=1/8~1/12l梁跨梁宽b=1/2~1/3h梁高框架柱截面的宽与高=1/15~1/20Hi层高五、框架结构的受力特点与适用层数和高宽比1、框架结构的受力特点框架结构是由梁和柱相互刚接而成的,框架的承载能力和结构效能主要依赖于梁与柱的强度和节点刚度;框架竖向荷载和水平荷载对框架的作用是什么竖向荷载:框架层数的增加而框架的变形和弯矩没有显着的变化框架的变形和弯矩与框架的层数多少没有太大的关系水平荷载:框架的层数越多,产生的水平位移越大,框架的内力也随层数的增加而迅速增长,层数超过一定程度时,水平荷载产生的内利远远大于竖向荷载产生的内力;这时,水平荷载对设计起主要控制作用;2、框架结构的适用条件架结构层数较少时,竖向荷载起控制作用,框架结构比较经济;当房屋向更高的层数发展时,采用框架结构将会产生矛盾:1强度方面:由于层数和高度的增加,竖向荷载和水平荷载产生的内力都要相应增大,特别是水平荷载产生的内力增加更快;当高度达到一定的数值,框架中将产生相当大的内力;2刚度方面:随着房屋高度的增加,在水平荷载作用下,框架结构本身柔性较大,水平位移成为重要的控制因素;要满足强度和刚度的要求,就必须增大构件的截面尺寸,太大不经济,甚至不合理;合理层数是6~15层,最经济是10层左右;高宽比:5~7框架结构房屋最大适用高度六、抗震设防区框架体系结构布置的要求1、结构平面布置的原则a)结构平面布置简单、规则、对齐、对称,有利于抵抗水平荷载▪平面形状:板式、塔式▪板式是指房屋宽度较小,而长度较大的建筑▪为了增加板式结构的侧向刚度和稳定,避免“一字形”建筑,可以做成折板式或曲线式;▪塔式则是指平面的长度和宽度相接近的建筑▪在塔式建筑中,常用圆形、方形、长宽比较小的矩形、Y形、井形、三角形或其他各种形状;b)尽量避免部分突出及刚度突变c)控制房屋的长宽比 L/B不宜超过d)抗侧力结构的布置应尽可能使房屋的刚度中心与地震力合力作用线接近或重合e).抗侧力结构的布置应使房屋中各部分的刚度均匀,不应过分悬殊f)在烈度较高的抗震设防区、楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位2、结构立面布置的原则a)沿房屋的竖向高度刚度和质量分布均匀,不要发生过大的突变,尽量避免夹层、错层、抽柱现象b)各层楼板应尽可能设置在同一标高上,尽可能不采用复式框架c)房屋顶部不宜有局部突出和刚度突变,如不能避免,突出部分应逐步收小,并需作抗震验算竖向规则建筑:立面局部收紧尺寸不大于该方向总尺寸的25%;楼层刚度不小于相邻上层刚度的70%,且连续三层的总刚度下降不超过50%;底柔上刚结构,底部容易破坏d)下刚顶柔结构,容易出现“辫梢”效应;震害调查表明:房屋顶部突出结构震害严重e)f)3、12破坏3避免相邻房屋的相互碰撞4减轻摇晃的感觉七、无梁楼盖结构1、类似的框架结构没有楼盖,具有板底平整,室内净高可有效利用,便于管道在室内天棚架设等优点广泛用于冷藏库、仓库,也可用于商场和多层工业厂房建筑中2、无梁结构与有梁节后的不同点钢筋混凝土板直接支承在柱上没有次梁和主梁板的厚度在较有梁楼盖的厚柱的上端与板整体连接处尺寸加大,形成“柱帽”,作为板的支座;3、现浇无梁楼盖结构整体现浇、装配式、升板法施工无梁楼盖结构由板、柱帽及柱子组成柱网通常布置成正方形或矩形无梁楼盖的静力分析:把楼板在纵横两个方向上假想地划分为两种板带:“柱上板带”弹性的柔软支座和“跨中板带”支承于柱上板带4、无梁楼盖的厚度无梁楼盖板的厚度根据采用的柱帽形式不同而不同;采用图3-12a时,板厚不宜小于1/35~1/32跨度采用图3-12b和c时,板厚不宜小于1/40~1/35跨度板厚一般为160~200mm5、柱子尺寸柱子的尺寸由计算确定楼盖荷载较大时,层高与柱子截面宽度比值不宜大于1/10当楼盖四周的板不伸出边柱外时,在周边应设圈梁;第四章:剪力墙结构体系一、剪力墙为什么可以提高房子的抗侧力刚度这墙片在水平力作用下的工作犹如悬臂的深梁;由于深梁的抗弯惯性矩大,换而言之,抗侧力刚度就大大的提高了;同时,这块大截面墙片的受剪效能看它的抗剪能力比框架结构强的多,这片剪力墙为整个房屋提供很大的抗剪强度和刚度;二、剪力墙结构体系的类型特点和适用范围剪力墙结构体系的分类按施工工艺分类大模现浇剪力墙结构体系施工工艺及机械设备相对较简单,适合我国国情,技术经济指标较好滑模现浇剪力墙结构体系全装配大板结构体系内浇外挂剪力墙结构体系高层结构体系选型中,应充分考虑工程的施工条件和具体的施工工艺等因素;按剪力墙的整体性墙体开洞大小分类实体剪力墙:未开洞或开洞很小双肢剪力墙:墙面开有一排洞口联肢剪力墙:沿竖向开有一列或多列较大的洞口壁式框架:开洞很大,连系梁和墙肢的刚度均较小,受力与变形接近于框架,几乎每层墙肢均有一反弯点框支剪力墙:结构抗震性能差,造价高错洞剪力墙:墙面上开有错行或错列洞口带小墙肢的剪力墙:墙肢与其余部分墙体尺寸相比较较小的剪力墙结构体系的类型纯剪力墙结构框支剪力墙结构框架剪力墙结构筒体结构1.全剪力墙结构概念:利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构;优缺点及适用范围优点:整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力强度要求也容易满足,房间内无梁柱外露;缺点:剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求,结构自重往往也较大;适用范围:较小开间的住宅及旅馆建筑,高层建筑;特征:自底层向上,位移增量越来越大,与悬臂梁的弯曲变形曲线类似;故称“弯曲型”适用范围:房屋刚度比框架-剪力墙体系更好,适用的层数更高,层数超过25层的房屋宜采用全部剪力墙结构理论上可达100~150层,但墙体太厚,不经济,以40层以下为宜全剪力墙的高宽比:不宜大于62.框支剪力墙结构优点:底层作商店或停车场而需要大空间的旅馆或住宅缺点:房屋刚度突变,抗震性能较差避免房屋刚度突变的措施:1把框架层扩展到2~3层,层高逐渐变化,使刚度逐渐减弱而避免突变2在框架的最上面一层设置设备层,作为刚度的过渡层3尽可能把一部分剪力墙伸到底层以加强整个房屋的刚度⏹结构转换层:水平结构,梁很大,一两个楼层高⏹作用:过渡,改变下方楼层柱子的排列,或者过渡上下层剪力墙的不同位置,以此获得特别的楼层柱网--创造大空间并将上部荷载传递到下面相对少而大的几根柱或几片墙上3.框架剪力墙结构概念:在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架特点:以框架结构为主,以剪力墙为辅助补救框架结构的不足的半刚性结构;剪力墙承担大部分的水平荷载,框架以负担竖向荷载为主适用范围:H/B不宜大于4~525层以下的房屋,最高不宜超过30层地震区的五层以上的工业厂房由于剪力墙的存在,一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性,这种体系用于旅馆、公寓、住宅等建筑最为适宜不同剪力墙结构的比较4.筒体结构特点:将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体,结构空间刚度极大,抗扭性能也好剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间,建筑平面布置灵活,适用于各种高层公共建筑和商业建筑筒体结构的类型根据建筑高度不同,可采用不同筒体结构形式内筒体:将电梯井、楼体井、管道井、服务间等集中成为一个核心筒体;外筒体:四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成---多孔墙体;建筑物内部可不设剪力墙;筒中筒:内筒体与外筒体相结合多筒体组合:根据建筑平面要求可采用:多重套筒,组合筒---几个筒体由楼板联合束筒---若干个筒体成束状结构,筒体可错落不齐;筒体结构的主要特征框筒及桁架筒做为外筒,实腹筒做为内筒,形成筒中筒结构,筒体结构属于空间受力体系1变形特点框筒侧向变形仍以剪切型为主,而核心筒通常则是以弯曲型变形为主2受力特点框筒结构是具有箱形截面的悬臂构件,柱子分为受拉和受压柱,形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架;5.束筒结构使用条件:当建筑高度或其平面尺寸进一步加大,以至于框筒或筒中筒结构无法满足抗侧力刚度要求时,必须采用多筒体系1、成束筒两个以上框筒或其它筒体排列在一起成束状,称为成束筒;优点:结构的刚度和承载能力比筒中筒结构有所提高,沿高度方向,还可以逐个减少筒的个数,分段减少建筑平面尺寸,结构刚度逐渐变化有效地减少外筒翼缘框架中的剪力滞后现象,使内筒或内部柱子充分发挥作用2、巨形框架利用筒体作为柱子,在各筒体之间每隔数层用巨形梁相连,巨型梁每隔几层或十几层楼设置一道,截面一般为一层或几层高,筒体和巨型梁即形成巨型框架特点:超越一般结构概念一般结构的截面尺寸与层高相关巨型结构:由两级结构组成第一级:结构超越楼层划分,形成跨越几个楼层的巨柱以及一层空间的巨梁巨型框架结构巨型桁架结构第二级:巨型框架或桁架间为一般框架结构小型柱、梁与楼板;•在巨型层底下,可设无柱大空间;•巨型结构外露与建筑立面相结合•空间利用灵活•施工速度快,巨型主框架施工后,各层可同时施工•巨型框架---巨型开洞•形成气流通道,减小风压6.结构体系的选择主要考虑因素建筑物高度----结构抗侧刚度与抗震性能建筑物用途----建筑平面布置,空间利用要求高层的控制因素水平荷载和刚度而不是竖向荷载和强度抗侧移能力砖混结构-框架结构-框剪结构-剪力墙结构-框筒结构-筒中筒结构-成束筒结构-巨型框架结构各种结构体系的适用层数:框架结构—15层以下最经济为10层框架-剪力墙结构—30层以下最适宜为11~25层剪力墙结构--40层以下最适宜为16~40层框筒结构—30层以下筒中筒结构—30层以上的超高层三、剪力墙的布置原则7、一总则1.房屋平立面体型要简单均匀;2.剪力墙应合理地应可能地离开房屋重心3.剪力墙布置要对称,以减少结构的扭转效应;当不能对称时,也要使刚度中心尽量和质量中心接近,以减少地震力产生的扭矩;4.剪力墙应上下层位置对齐,而且宜贯通房屋全高;5.应尽可能采取措施增加剪力墙承担的竖向荷载;6.在非地震区,可根据建筑物迎风面大小、风力大小设置剪力墙,纵横两个方向剪力墙数量可以不同;在地震区,由于两个方向的地震力接近,在纵、横方向上布置的剪力墙数量要尽量接近;四、剪力墙的主要构造要求一、剪力墙的材料现浇钢筋混凝土,混凝土强度等级不应低于C20二、剪力墙的厚度按一级抗震等级设计时不应小于楼层高度的1/20, 且不应小于160mm;按二、三、四级抗震等级和非抗震设计时不应小于楼层高度的1/25,且不应小于 140mm;有边框时,剪力墙的厚度不应小于墙体净高的1/30 ,且不应小于 120mm ;无边框时,剪力墙的厚度不应小于楼层高度的1/25,且不应小于 140mm;三、剪力墙的配筋剪力墙厚度<200mm时,可单层配筋;剪力墙厚度>=200mm时,应双层配筋;山墙及相邻第一道内横墙,楼梯间或电梯间墙及内纵墙等都应双层配筋;五、剪力墙墙体开洞基本要求▪剪力墙开洞与不开洞相比,不仅受力性能不同,且计算方法也不一样;总之,剪力墙以不开洞比开洞好,少开洞比多开洞好;开小洞比开大洞好,单排洞比多排洞好,洞口靠中比洞口靠边好;六、变形缝的设置与构造种类:沉降缝、伸缩缝或防震缝区别:伸缩缝和防震缝仅将基础以上的房屋分开,而沉降缝则将房屋连同基础一起分开原则:在高层建筑中,目前的总趋势是避免设缝,并从总体布置上或构造上采取一些相应的措施来减少沉降差、温度收缩和体型复杂引起的问题;沉降裂缝:形状:斜的,由下向沉降较大的一侧升高地点:土质松软、土层变化较大处基础处理方法不同处房屋在高度、重量、刚度有较大变化处房屋平面形状变化的凹角处设置条件:1建筑物建在不同的地基土壤上;2当同一建筑物相邻高度相差在两层以上或部分高度差超过10m时;3当建筑物部分的基础底部压力值有较大差别时;4原有建筑物与新建建筑物之间;。
建筑结构选型知识点建筑结构选型是建筑设计中的重要环节,涉及到建筑物的稳定性、安全性、经济性等方面。
在进行结构选型时,需要考虑建筑的使用功能、地理环境、施工条件、建筑材料等多方面因素。
本文将介绍建筑结构选型的相关知识点,供读者参考。
首先,建筑结构选型需要考虑建筑的使用功能。
根据不同的功能要求,可以选择不同的结构类型。
例如,对于高层建筑,一般会采用框架结构或者剪力墙结构,以提供足够的抗震能力;对于跨度较大的建筑物,可以选择悬索结构或者桁架结构,以提供足够的承载能力。
其次,建筑结构选型还需要考虑地理环境。
不同的地理环境对建筑物的结构性能会有不同的要求。
例如,海岸地区常常遭受到大风和高湿度的影响,建筑物的结构设计应考虑到风荷载和腐蚀等因素;地震带地区则需要考虑到地震荷载的作用,确保建筑物具有足够的抗震能力。
另外,施工条件也是建筑结构选型的一个重要考虑因素。
不同的结构类型对施工条件有不同的要求。
例如,预制混凝土结构适用于工厂化生产,可以提高施工效率;而现浇混凝土结构则需要充分考虑到现场施工的难度和风险。
此外,建筑材料的选择也是建筑结构选型中一个重要的方面。
不同的材料具有不同的力学性能和耐久性能。
例如,钢结构具有高强度和良好的延性,适用于大跨度建筑;混凝土结构具有良好的抗压性和抗震性能,适用于高层建筑。
在选择材料时还要综合考虑材料的成本和可获得性。
此外,随着科技的进步,新型建筑结构材料的研发和应用也为建筑结构选型带来了新的可能性。
例如,复合材料在建筑结构中的应用越来越广泛,能够提供更高的强度和更轻的重量,同时还具有良好的隔热性能和耐腐蚀性能。
在进行建筑结构选型时,还需要考虑到建筑物的经济性。
建筑结构的选型应在满足建筑物使用功能和安全需求的前提下,尽可能降低建筑物的成本。
这就需要综合考虑结构的材料和施工的费用,以及维护和修缮的成本等因素。
最后,建筑结构选型还需要考虑到可持续发展的要求。
在当今社会,可持续发展已成为建筑设计的重要理念。
常用结构刚架刚架结构是指由横梁和柱子组成,并且梁和柱之间的约束关系为刚性连接的格架式结构。
特例:当梁柱间为铰接的单层结构(无论单跨、多跨) ,一般称做排架。
单层刚架(无论单跨、多跨)形似大门,故称门架。
多层刚架(无论单跨、多跨)刚架结构则常被称为框架。
单层刚架为梁柱合一结构,梁柱之间的铰接变为刚接,这一小小的改变,造成梁柱间相互传递弯矩,其工程意义在于,在同样受力下,刚架内力小于排架的,梁柱截面高度变小,造型轻巧,内部净空较大,故被广泛应用于中等跨度的建筑,例如广房、体育馆、礼堂、食堂等。
但与拱相比,刚架仍然属于以受弯为主的结构,材料强度没有完全发挥作用,造成刚架结构自重仍较大,用料较多,适用跨度受到一定的限制。
从材尽其用的要求来看,刚架结构并不是十分合理的结构。
一方面因为它与连续梁相似,仍为利用梁、柱截面受弯来承受荷载的结构,另一方面因为它是一个典型的平面结构,在其自身平面外的刚度极小,必须布置适当的支撑。
单层刚架结构的布置单层刚架结构的布置是十分灵活的,它可以是平行布置,辐射状布置或以其他的方式排列,形成风格多变的建筑造型。
五、刚架结构的支撑系统刚架结构为平面受力体系,当多榀刚架平行布置时,在结构纵向实际上为几何可变的铰接四边形结构。
因此,为保证结构的整体稳定性,应在纵向柱间布置连系梁及柱间支撑,同时在横梁的顶面设置上弦横向水平支撑。
柱间支撑和横梁上弦横向水平支撑宜设置在同一开间内1.单层门式刚架结构由哪些构件组成?他们之间的连接关系是哪种?刚架梁和刚架柱,刚接,格架形态。
2.门式刚架属于何种属性的结构形式,这种结构形式的主要优点是什么?梁柱合一,协助受弯,截面减小。
3.门式刚架有几种基本形式,受力有何不同?优势和劣势分别表现在哪里?三铰、两铰和无铰,铰少,刚度大受力好。
4.改善门式刚架受力的技术途径有哪些?分别适用与那种技术条件?增加约束、改变受力、增加跨间,改变支座等。
5.门架为何必须设置柱间支撑和屋面横向支撑?支撑设置有何重要要求?同一开间,保持纵向稳定性。
多层建筑结构一.砌体结构砌体是把砖块、石块、混凝土块等砌块材料用某种灰浆砌筑而成的竖向建筑构件。
故砌体是砖砌体、石砌体和砌块砌体的统称。
砌体结构的定义为:由砌块和砂浆砌筑而成的墙、柱砌体作为建筑物主要竖向承重构件的结构。
其水平承重构件有木楼板,但现今主要为钢筋混凝土楼板。
砌体结构是砖砌体、石砌体和砌块砌体结构的统称。
砌体结构的组成:砌体结构一般由基础、砌体承重墙(柱)、钢筋混凝土楼板(屋面板)或木材楼板(屋面板)等组成。
砌体结构的适用范围:(受压)(1)一般民用建筑中的基础、内外墙、柱和地沟等构件。
(2)在工业厂房中,用来砌筑围护墙、烟囱、料斗、地沟、管道支架、对渗水性要求不高的水池等特殊结构。
(3)农村建筑如猪圈、粮仓等。
(4)在交通运输方面,砌体结构除可用于桥梁,隧道外,各式地下渠道,涵洞,挡土墙也常用砌筑。
(5)在水利建设方面,可以用石料砌筑坝、堰和渡槽等。
1. 砌体结构看似平素土气,其实隐含着不可多得的优秀品质,试从其材料的物理性能、生产施工难易度、经济性和情感接受度等方面分析总结之。
砌体结构优秀品质集中表现在:物理性能:耐火、保温隔热、隔声、抗腐蚀、大气稳定好。
生产施工性能:就地取材、施工工艺简单。
经济性:造价低廉。
情感接受度:外观(色彩质感和光泽度等)朴实平素、亲和度高等品质。
2. 砌体结构的缺陷。
由于该结构的力学性能不佳,造成其强度低、自重大、整体性差、抗震性能低劣。
即在强烈地震下的安全性受到严重挑战。
3.什么是横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重?各有什么优、缺点?答:横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重三种方案的优、缺点分述如下:(1)横墙承重就是把梁或板搁置在横墙上。
优点是横墙较密使横向刚度大,抗震性高,外墙开窗灵活性大,容易组织穿堂风;缺点是用材量较多,开间尺寸不够灵活。
荷载传递路径:竖向荷载:板 横墙 基础 地基;水平荷载:侧墙 楼板 横墙 基础 地基(2)纵墙承重就是把梁或板搁置在纵墙上。
优点是建筑物分间灵活,材料用量少;缺点是刚度较差,外墙开窗局限性大。
(3)纵横墙混合承重就是把梁或板同时搁置在纵墙和横墙上。
优点是房间布置灵活,整体刚度好;缺点是所用梁、板类型较多,施工较为麻烦。
荷载传递路径:竖向荷载:板 横墙、纵墙 基础 地基;水平荷载:外墙 楼板 横墙、纵墙 基础 地基4.为了提高砌体结构的安全性,常常从砌体构件的自身加固和构件间的整体性连接加固两个方面下手,试分别加以分析。
关于砌体构件的自身加固:砌体的关键技术是灰缝,砖缝的抗剪抗拉强度远远低于砌块的强度,就使得砌体无论是在受到过大竖直压力还是水平剪力时,破坏规律是灰缝先行开裂,导致整个砌体发生破坏。
因此,加固方法是加筋处理和置换配筋砂浆等。
关于构件间的整体性连接加固:构件连接整体性差,即纵横墙之间的整体性差、楼板和墙之间的整体性差,引起构件和构件之间的协同工作性能差,尤其是在地震这样的强烈冲击荷载作用下,建筑极易遭受严重的冲击性破坏,给建筑的安全性带来威胁。
故而,加固方法是加圈梁和构造柱。
5.请认真总结砌体结构设计中的结构布置的关键技术要求都包括哪些?所谓关键技术要求,就是说这些关键技术对建筑结构的总体安全质量指标起到控制性作用,在设计中应当高度重视,千方百计给满足,保证不要违背,并在设计终结阶段,定当认真检查,不可出现疏漏和错误。
(1)为了保证建筑物的整体刚度,承重墙的布置应均匀,亦即其间距尽可能相等或相近。
(2)在多层建筑中,为使墙体受力传力合理,承重墙上下要对应重合,纵横要对齐贯通。
(3)当采用横墙承重时,房间的开间应尽量统一,并符合钢筋混凝土楼板的经济跨度指标要求。
当采用纵墙承重时,房间的进深应基本相同,符合楼板和梁的经济跨度指标要求。
(4)遇到大房间需要设梁换墙,应尽量将其设置在顶层或设在独立体部。
6、什么是圈梁?其作用是什么?答:圈梁又称“腰箍”,是在墙身上设置的处于同一水平面的连续封闭梁。
其作用是加强整个建筑物的整体性和空间刚度,抵抗房屋的不均匀沉降,提高建筑物的抗震能力。
7、什么是构造柱?其作用是什么?答:构造柱是在墙身的主要转角部位设置的竖直构件,其作用是与圈梁一起组成空间骨架,以提高建筑物的整体刚度和整体的延展性,约束墙体裂缝的开展,从而增加建筑物的抗震能力。
8、最后,我们帮助大家总结一下砌体结构设计问题重要环节和关键点:1.承重方案的选择:横墙承重、纵墙承重和纵横墙承重2.结构布置:承重墙间距合理,上下对齐,前后贯通。
3.结构构件尺度选定:无梁承重240,有梁承重370;少层240,多层370;普通梁宽240。
4.结构特殊技术问题处理:撤墙换梁壁柱370;地震区必加圈梁构造柱240。
框架结构框架的概念和认识:由梁柱组成,梁柱间为刚接,属于梁柱合一结构。
结构布置方式和特点:有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架承重三种类型;工程中常用横向框架体系,纵向为联系体系。
横向为主梁,截面高度大,故横向刚度有效提高,承载能力强。
普通框架的受力特点1)框架梁的内力为跨中的正弯矩,两端支座截面的负弯矩及支座剪力。
2)柱子则应考虑上端截面与下端截面的弯矩、剪力和轴力。
一般来说,顶层柱子为大偏心受压,柱子上端为控制截面,低层柱子为小偏心受压,柱子下端为控制截面。
(竖向荷载包括结构自重、建筑装修自重、楼面活荷载等,最后都转换为为沿框架梁分布的分布荷载或集中荷载。
水平荷载包括风和地震作用,最后都转换作用于框架梁柱节点上的集中力。
框架结构中垂直荷载的作用:对中柱产生轴心受压作用或近似轴心受压作用,对于边柱产生偏心受压作用,顶层偏心作用大,底层偏心作用小;框架结构中水平荷载的作用:对于所有构件均产生弯矩、剪力作用,底层弯矩大,顶层相对小。
)承重框架的布置方式柱子位置确定后,把柱子用纵横两个方向的梁联结起来,即形成框架结构。
就是说,对于每个柱子在两个方向均应有梁来拉结,即在房屋纵横方向均应布置梁系。
因此,实际的框架结构是一个空间受力体系,或者说完全可以设计成为一个双向受力的空间结构体系。
1.与砌体结构相比,框架结构组成的最大的不同是什么?这种不同对建筑的空间营造和造型塑造有何重大影响?最大不同点:梁板柱承重,墙体不再承重。
对建筑的影响:空间划分的灵活性增强,外墙开窗自由度增大,自重明显减轻。
使其与普通构造相比,不仅在结构安全方面具有结实耐用,而且在空间组织和造型塑造方面有了很大的开放性、灵活性,因此倍受设计师的喜爱。
抗震性强是框架结构最突出的特点。
由于该结构梁与柱在双向采用刚接节点,成为高次超静定结构,使得建筑的整体性大大加强、横向刚度大为提高,能将地震产生的巨大剪力和扭力化解,达到较好的抗震效果。
框架结构中的钢筋混凝土框架结构,更是将其他框架结构的特点体现得淋漓尽致:工程质量好,效率高,梁板柱等核心构件易于标准化、定型化,能满足人防、消防要求,使水、电、暖各专业的布置能有效地进行,能大大缩短施工工期,减少开支。
2.框架结构究竟具有哪些独到的工程优势,才能使他像当今这样,被广泛地用于如此众多的公共建筑当中?空间划分灵活,立面和体型设计灵活,自重轻,抗震性强,质量好,施工工业化提高,工期短,开资少,人防、消防易满足。
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)有较好的整体性。
有较好的抗震能力。
(4)空间划分灵活,外墙开窗自由度增大,立面和体型设计灵活(5)施工工业化提高,工期短,开资少,人防、消防易满足。
缺点(1)造价偏高。
用钢量比砖混结构高约30%,与砖混结构相比,造价偏高。
(2)部分柱子截面尺寸过大,会凸出墙外,影响美观。
(3)横向刚度大大减少。
缺少了墙体的支撑,刚度尤其是横向刚度大大减少,变成柔性结构,在地震的作用下,变形量加大,不能用于高度超多50米以上的高层建筑3.框架结构有哪几种结构平面类型?分别适合于何种建筑形式?走廊式,等跨式,不等跨式。
4.框架结构的承重方案有哪几种?分别有哪些特点?横向框架承重,纵向框架承重,纵横向框架承重三种。
横向框架刚度大,纵向框架净高大,纵横向框架适应性强。
横向框架承重方案是在横向布置框架主梁,以支承楼板,在纵向布置连系梁,如图11-2-6a)所示。
横向框架往往跨数少,承受风力大,主梁平行于横向布置,由于主梁的截面尺度(梁高),要比次梁连系梁大许多,平面内刚度巨大,因此,设横向主梁有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。
而纵向框架则往往由于跨数较多,柱子数量多,承受风力小,所以在纵向仅需按构造要求布置联系梁就够了。
这也有利于房屋室内的采光和通风。
纵向框架承重方案是在纵向布置框架主梁以承受楼板传来的荷载,在横向布置连系梁,因为楼面荷载由纵向梁传至柱子,所以横梁高度较小,有利于设备管线的穿行,当房屋开间方向需要较大空间时,可获得较高的室内净高;另外,当地基土的物理力学性质在房屋纵向有明显差异时,可利用纵向框架的刚度来调整房屋的不均匀沉降。