结构选型与结构布置

结构设计知识：什么是结构选型与结构布置？什么是结构选型与结构布置？结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。

此处仅简单介绍。

在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是”概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。

在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。

同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。

钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。

其理论与技术大都成熟。

亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定。

结构选型时，应考虑不同结构形式的特点。

在工业厂房中，当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。

基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度外不需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳，总雪载和坡屋面相比释放近一半。

降雨量大的地区相似考虑。

建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。

而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。

高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。

宜选择周边巨型SRC 柱，核心为支撑框架的结构体系。

我国半数以上的此类高层为前者，对抗震不利。

结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。

一般的说要刚度均匀，力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以直接的线路传递到基础。

《混凝土结构设计规范》GB50010-20102引用标准名录1 《工程结构可靠性设计统一标准》GB 501532 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB500683 《建筑结构荷载规范》GB 500094 《建筑抗震设计规范》GB 500115 《民用建筑热工设计规范》GB 501766 《混凝土结构工程施工规范》GB 50×××793 基本设计规定3.1 一般规定3.1.1 混凝土结构设计应包括下列内容：1 结构方案设计，包括结构选型、传力途径和构件布置；2 作用及作用效应分析；3 结构构件截面配筋计算或验算；4 结构及构件的构造、连接措施；5 对耐久性及施工的要求；6 满足特殊要求结构的专门性能设计。

3.1.2 本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计。

3.1.3 混凝土结构的极限状态设计应包括：1 承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形，或结构的连续倒塌；2 正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

3.1.4 结构上的直接作用（荷载）应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 及相关标准确定；地震作用应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 确定。

间接作用和偶然作用应根据有关的标准或具体条件确定。

直接承受吊车荷载的结构构件应考虑吊车荷载的动力系数。

预制构件制作、运输及安装时应考虑相应的动力系数。

对现结构，必要时应考虑施工阶段的荷载。

3.1.5 混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153 的规定。

混凝土结构中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。

对其中部分结构构件的安全等级，可根据其重要程度适当调整。

对于结构中重要构件和关键传力部位，宜适当提高其安全等级。

简述工业厂房结构选型与结构设计摘要：随着国民经济的持续发展，我国产业升级换代速度加快，对与工业生产相配套的工业厂房结构选型与结构设计提出了更高的要求。

工业厂房结构选型与结构设计不仅要安全适用，还要经济合理。

本文对工业厂房结构选型与结构设计进行分析，供其他设计人员今后工业厂房设计时参考。

关键词：工业厂房；结构选型；结构设计工业厂房作为工业生产的场所，其结构选型与结构设计的效果不仅影响工业生产的效率，同时关乎工业生产的安全性和项目的成本投入。

由于工业厂房结构类型多种多样，使得工业厂房结构选型与结构设计难度增大，相关人员只有具备丰富的实践经验，并合理有效的选择工业厂房的结构形式和结构设计方法，才能确保工业厂房设计的质量，切实发挥工业厂房的使用功能。

1.工业厂房结构选型1.1 单层工业厂房结构选型单层工业厂房用的比较多的结构形式是排架结构和门式刚架结构。

但随着投资方对车间空间使用功能的要求越来越苛刻，出现了较多单层大跨度工业厂房，结构选型时网架结构等结构形式也经常用到。

排架结构是由屋架系统、柱和基础三部分组成，各部分之间相互协调，共同作用。

屋架与柱一般采用铰接连接，也可采用刚接，柱与基础采用刚接连接。

排架结构多用于厂房屋面有较大的工艺吊挂荷载。

设计时，可在屋架下按一定间距的网格预留工艺吊点。

工艺吊挂多，且工艺布局改造频繁的厂房选用排架结构优势明显。

由于不同厂房其生产工艺和使用要求存在一定的差异，排架结构有等高、不等高以及锯齿形等多种形式，如图1所示。

门式刚架结构具有构件种类少、制作安装简单、屋盖所占用空间高度小等优势，在跨度和屋面荷载较小的情况下比较适用。

门式刚架分为单跨、双跨、多跨、带挑檐的、带毗屋的以及带夹层的刚架等形式(见图2）。

刚架边柱与斜梁的连接宜采用刚接，多跨刚架中间柱与斜梁的连接可采用铰接。

多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖，也可采用由多个双坡屋盖组成的多跨刚架形式。

根据跨度、高度和荷载的不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接H型钢或轧制H型钢，厂房跨度及吊车荷载很大时，下段柱可采用十字形柱、箱型柱或格构式柱。

浅议建筑结构设计三个重要环节摘要：本文结合多年建筑结构设计工作经验与教训，对建筑结构设计的三个重要环节中应注意的事项提出一定见解，供同行参考。

关键词：结构设计；问题；建筑结构前言结构选型、结构计算和结构构造是结构设计中的三个环节，结构选型是结构设计的首要环节，结构计算是结构设计的基础，结构构造是结构设计的保证，三者之间相互联系、相互独立、缺一不可。

现结合多年建筑结构设计工作经验与教训，对建筑结构设计的三个重要环节中应注意的事项提出一定见解，供同行参考。

1 在结构概念设计中必须把握总体布置一项建筑结构设计，首先应从概念出发，运用整体结构概念，进行结构选型和结构布置，结构设计是一种生产实际工作，设计前，设计人必须对建筑物使用要求、工程特点、材料供应、施工技术条件及地质地形等情况进行充分调查和研究分析，做到心中有数，力求使设计符合实际，结构设计要保证建筑物有足够的强度、刚度和稳定性；在抗震设计中，整体性好是建筑物抗震能力高低的关键，必须要使节点的承载能力大于构件的承载能力，要从构件上采取措施防止反复荷载作用下承载力和刚度过早退化，节点的设计应遵循“强节点、强锚固”的原则。

2 结构选型与结构布置是首要环节为了达到安全与坚固的目的，各种结构体系都是由构件按一定的规律组成的，结构型式是不能简单地计算出来的，而必须是设计出来的，合理的结构型式是塑造空间体形、构件形象、减少浪费的重要前提，因此建筑结构选型是结构设计中确定方案的重要内容，结构型式的选择是建筑结构设计的重大课题，所以必须要根据不同的地区、不同的施工条件、不同的建筑要求，在可能的条件下综合考虑、合理选用，设计建造出坚固、安全、适用、美观的工程。

结构设计，首先应对各类结构中的各种构件的受力性能、计算原理有较为清晰的概念，明确如何遵循规范进行构件设计，将各构件进行有机地组合，形成结构体系结构的选型工作，是结构设计的第一步，同时也是结构设计中最为关键的一步。

第一章 绪论（一）填空题1．我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑，称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。

2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用，技术先进，经济合理，方便施工。

3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高层结构，错层结构，连体结构以及竖向体型收进结构等。

4．8度、9度抗震烈度设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。

5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系等；水平向承重体系有普通肋形楼盖体系，无梁楼盖体系，组合楼盖体系等。

6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以减少扭转效应。

7. 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。

(二)选择题1．高层建筑抗震设计时，应具有[ a ]抗震防线。

a．多道；b．两道；c．一道；d．不需要。

2．下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[ d ]。

a．结构有较多错层；b．质量分布不均匀；c．抗扭刚度低；d．刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。

3．高层建筑结构的受力特点是[ b ]。

a．竖向荷载为主要荷载，水平荷载为次要荷载；b．水平荷载为主要荷载，竖向荷载为次要荷载；c．竖向荷载和水平荷载均为主要荷载；d．不一定。

4．8度抗震设防时，框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是[ C ]。

a．2；b．3；c．4；d．5。

5．钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时，除考虑地震烈度、结构类型外，还应该考虑[ A ]。

a．房屋高度；b．高宽比；c．房屋层数；d．地基土类别。

6．随着建筑物高度的增加，变化最明显的是[ C ]。

A. 轴力B. 弯矩C.侧向位移D.剪力7．某高层建筑要求底部几层为大空间商用店面，上部为住宅，此时应采用那种结构体系[ D ]。

钢连廊设计流程简介目录一、概述 (2)二、结构选型与结构布置 (2)2.1、结构选型 (2)2.2、材料荷载 (2)2.3、钢梁及楼板选型 (2)三、计算要点 (3)四、计算流程 (3)4.1、计算步骤 (3)4.2、计算要点 (4)5结构局部强度稳定性分析 (10)5.1翼缘板稳定性 (10)5.2、腹板稳定性 (10)5.2.1腹板高厚比h0/tw计算 (10)5.2.2腹板稳定性分析 (10)5.2.3腹支座变截面抗剪强度计算 (10)5.2.4支座处支承加劲肋稳定性计算 (11)5.2.5主要构件支承稳定性计算 (11)6节点设计 (11)6.1、钢梁端部变截面 (11)6.2、可调整水平位移支座 (11)7制作安装 (12)8附录 (13)8.1附录1：焊缝及接头表示方法示例 (13)8.2附录2：部分橡胶支座及其参数示例 (14)8.3附录3：橡胶支座变位计算步骤简介 (15)一、概述大型商业综合体项目中，往往存在连接两栋主体结构的钢结构连廊。

连廊跨度为15m~35m不等，主要作为人行交通使用。

本文主要对这类钢结构连廊设计流程作简要介绍。

二、结构选型与结构布置2.1、结构选型钢结构连廊常用的结构形式一般为简支钢梁、桁架式等等。

本文将着重介绍简支梁式钢结构连廊。

简支梁式常用于28m以下跨度，若超过此跨度，经济性欠佳。

根据连廊宽度，设置并排的2~4根钢梁。

钢梁上部设置混凝土楼板。

2.2、材料荷载钢梁选用的材料：一般为Q235和Q345钢材。

正常情况一般为Q235钢材；当结构为强度控制时，可选用Q345钢材。

钢材的质量等级为B级以上，镇静钢。

钢连廊的荷载：恒载一般有：楼板自重、面层荷载、栏杆扶手、钢梁底部装修荷载。

活载一般有：行人荷载可取3.5KN/m2,也可参考《城市人行天桥与人行地道技术规范》CJJ69-95的第3.1.3条取。

风荷载：按荷载规范考虑水平风荷载。

地震作用、温度作用：地震作用一般不起控制作用，但8、9度抗震设防时应考虑（7度0.15g的高层建筑亦同）。

砼框架结构设计手算步骤一．确定结构方案和结构布置1．结构选型是否选用框架结构应先进行比较。

依据何广乾的模糊评判法，砼结构8~18层首选框剪结构，住宅、旅馆则首选剪力墙。

对于不须要电梯的多层接受框架较多。

2．平面布置留意L,l,l’,B的关系。

3．竖向布置留意高宽比、最大高度（分A、B两大类，B类计算和构造有更严格的要求），力求规则，侧向刚度沿竖向匀整变更。

4．三缝的设置按规范要求设置，尽量做到免缝或三缝合一。

5．基础选型对于高层不宜选用独立基础。

但依据国勤兄的阅历，对于小高层当地基承载力标准值300kpa以上时可以考虑用独基。

6．楼屋盖选型高层最好选用现浇楼盖1）梁板式最多的一种形式。

有时门厅，会议厅可布置成井式楼盖，其平面长宽比不宜大于1.5，井式梁间距为2.5~3.3m，且周边梁的刚度强度应加强。

接受扁梁高度宜为1/15~1/18跨度，宽度不超过柱宽50，最好不超过柱宽。

2）密肋梁方形柱网或接近方形，跨度大且梁高受限时常接受。

肋梁间距1~1.5m，肋高为跨度的1/30~1/20，肋宽150~200mm。

3）无梁楼盖地震区不宜单独运用，如运用应留意牢靠的抗震措施，如增加剪力墙或支撑。

4）无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m，板厚减薄降低层高，在高层中应用有确定技术经济优势。

在地震区应留意防止钢筋端头锚固失效。

5）其他二．初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级1．柱截面初定分抗震和非抗震两种状况。

对于非抗震，依据轴心受压初定截面。

对于抗震，Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3（边柱），1.2（等跨中柱），1.25（不等跨中柱）Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。

框架柱上下截面高度不同时，每次缩小100~150为宜。

为便利尺寸标注修改，边柱一般以墙中心线为轴线收缩，中柱两边收缩。

柱截面和标号的变更宜错开。

2．梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14，梁宽通常为1/2~1/3梁高。

框架结构毕业设计内力计算步骤（仅供参考，配筋计算不在内）一．进行结构方案比较，选定结构方案，进行结构布置1. 结构选型：在建筑设计的基础上，从抗震要求方面、房屋总高度、层数、柱最大间距等，说明为何选用框架结构，而不采用框剪结构、内框架结构、剪力墙结构以及砖混结构。

2. 楼盖结构方案比较：确定承重方案，进行结构布置，比较选用现浇板及预制板的不同点，画出三种以上结构平面布置草图，比较后全组共同确定一种方案，画出结构平面布置图，进行编号对框架负载面积基本相同的编同一个号：“KJ-X ”；连续梁用“L-X ”表示；现浇板用“B-X ”表示；构造柱用“GZ-X ”表示；预制板放在选板后再补画，其他见结构参考图。

二．初步选择梁柱截面尺寸及材料强度等级1． 确定梁柱剪力墙截面尺寸 （1）梁1）框架梁：b b b h b l h )31~21()121~81(==按抗震要求：42120041≥≥≥≥bnc b b b b h l b b mmb h b 荷载大（一般指活荷大或负荷面积大），取大值。

2）连续梁：b b b h b l h )31~21()181~121(==另外，确定梁宽时，尽量与填充墙厚度相同，可使室内不见梁棱角，纵向框架梁还要考虑下皮最好与窗上口标高相同，以免再设过梁。

（2）现浇板及预制板现浇板厚：工业建筑：;80mm h ≥ 连续单向板：40l h ≥；双向板：50l h ≥； （3）柱截面尺寸：;300mm b c ≥柱净高与截面高度之比4≥cnh H ； 截面积cc f NA )55.0~45.0(≥；式中N 为首层柱根估算轴力设计值，计算方法如下：对于中柱与边柱，分别找出负荷面积最大的柱，算出一层楼面的面荷载，假设屋面荷载同楼面荷载，用此荷载乘以层数再乘以负荷面积，即为所求N 。

柱自重略去不计，各层Ac 宜相同。

2． 确定材料强度等级钢筋：按抗震要求，确定纵筋与箍筋级别；混凝土：按抗震要求，并考虑现浇板砼质量，经济确定砼强度等级，考虑首层较高，变形较大，可适当提高砼强度等级。

一．钢结构设计步骤第一步判断结构是否适合用钢结构第一步：判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。

直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。

这是和钢结构自身的特点相一致的。

二．钢结构设计步骤第二步结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。

此处仅简单介绍。

在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。

在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。

同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。

钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。

其理论与技术大都成熟。

亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定。

结构选型时，应考虑不同结构形式的特点。

在工业厂房中，当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。

基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度外不需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳，总雪载和坡屋面相比释放近一半。

降雨量大的地区相似考虑。

建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。

而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。