结构的基本体系-20090922
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2、高层建筑结构体系2.1 框架结构体系与多层框架结构体系相似,高层建筑中框架结构体系也由纵横框架所组成,形成空间框架结构,以承受竖向荷载和水平作用。
与其他高层建筑结构体系相比,框架结构具有布置灵活,造型活泼等优点,容易满足建筑使用功能的要求,如会议厅、休息厅、餐厅和贸易厅等的布置。
同时,经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性。
但框架结构构件断面尺寸较小,结构的抗侧刚度较小,水平位移较大。
在地震力作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏,因此其建设高度受到限制,一般在非地震区不宜超过60m,在地震区不宜超过50m。
2.2剪力墙结构体系剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内隔墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构,剪力墙技能承受竖向荷载,又能承受水平力。
一般来说,剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同,宽达十几米或更大,高达几十米以上。
而它的厚度则很薄,一般为160~300mm,较厚的可达500mm。
剪力墙的主要作用是承受平行于墙体平面的水平力,并提供较大的抗侧力刚度,它使剪力墙受剪且受弯,剪力墙也因此而得名,以便与一般仅承受竖向荷载的墙体相区别,在地震区,该水平力主要有地震作用产生,因此,剪力墙有时也称抗震墙。
2.3框架剪力墙框架剪力墙结构体系是由框架和剪力墙共同作用为承重结构的受力体系。
它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点,弥补了剪力墙结构开间过小的缺点,既可以使建筑平面灵活布置,又能对常见的30层以下的高层建筑提供足够的结抗侧刚度。
因而在实际工程中被广泛应用。
框架剪力墙结构布置的关键是剪力墙的数量和位置。
从建筑布置的角度看,减少剪力墙数量则可以使建筑布置灵活。
但从结构角度看,剪力墙往往承担了大部分的侧向力,对结构抗侧刚度有明显的影响,因而剪力墙数量不能过少。
2.4筒体结构筒体结构体系包括框筒结构,筒中筒结构、框架核心筒结构、多重筒结构和束筒结构等。
a、框筒结构框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗群梁所组成的空腹筒结构。
建筑结构体系简述(一)、承重墙结构体系(二)、排架结构体系(三)、框架结构体系(四)、剪力墙(结构墙)体系(五)、常见建筑结构病害分析(一)、承重墙结构体系承重墙结构主要特点是板被安放在梁(墙)上,板与梁形成楼层承重结构,墙为竖向承重结构,其传力方向为:板→梁→墙→基础,或为:板→墙→基础。
1、梁。
(1)简支梁。
最大弯矩在跨中,决定跨中截面的尺寸和配筋状况。
而最大剪力值在梁的两端,决定梁端截面要求。
为了使简支梁跨中截面材料达到设计强度,满足要求时,而其余断面材料也得到充分利用。
其经济合理的断面应加大梁的中间截面或配筋。
(2)悬臂梁悬臂靠近固定端所受弯矩最大,剪力也是最大。
而无支承端剪力,弯矩均为零。
2、板。
(1)两端支承板。
当板搭在砖墙上,由于砖材料的特性,允许板端产生一定程度的转动。
故这种情况,可把板视为两端铰接的简支梁。
这种梁实际上是板带梁,即把楼板视为多条板带组成的板,每一条板带视为一个"梁",但是,它与真正的简支梁还有所区别,一是"梁"宽远大于"梁"高。
二是相邻板带,是相互影响,实际整体板比视为板带梁的刚度大。
如果板的两端是浇筑在较大尺寸钢筋混凝土圈梁中,或插在钢筋混凝土的墙体内。
这种梁受力状态更好些。
在相同荷载条件下,两端为固定端的梁的最大弯矩与简支梁相比小得多。
(2)四边支承的板。
这种板的四周都有支承,其受力分析可看成由两个方向正交的板带组成,由于板两个方向长度不等,板又可分为单向板和双向板。
单向板按矩形截面梁受力分析,故单向板又称为梁式板。
双向板认为板沿两个方向传递各自的力,受力特点是板中央弯矩大于四边弯矩,受力变形成锅底状。
(3)一边固定三边自由板。
3、墙。
承重墙体多由砖砌体构成。
承重墙体可以是纵墙,也可以是横墙,还可以是两种情况的交错混合。
单独墙体抵抗水平荷载能力,通常在设计中几乎被忽略。
墙体的水平荷载一般由与其垂直方向的墙体来承受。
常用结构体系结构构件受力与传力的结构组成方式称为结构体系。
目前,钢筋混凝土多层及高层房屋常用的结构体系有框架体系、框架-剪力墙体系、剪力墙体系和筒体体系等。
1框架结构由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构称为框架结构(图1)。
框架结构体系的最大特点是承重结构和围护、分隔构件完全分开,墙只起围护、分隔作用。
框架结构建筑平面布置灵活,空间划分方便,易于满足生产工艺和使用要求,构件便于标准化,具有较高的承载力和较好的整体性,因此,广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、旅馆、教学楼、住宅等。
框架结构在水平荷载下表现出抗侧移刚度小,水平位移大的特点,属于柔性结构,故随着房屋层数的增加,水平荷载逐渐增大,就将因侧移过大而不能满足要求;或形成肥梁胖柱而不经济。
框架结构的适用高度为6~15层,非地震区也可建到15~20层。
柱截面为L形、T形、Z型或十字形(图2)的框架结构称为异形柱框架。
其柱截面厚度与墙厚相同,一般为180~300mm。
异形柱框架的最大优点是,柱截面宽度等于墙厚,室内墙面平整,便于布置。
但其抗震性能较差,目前一般用于非抗震设计或按6、7度抗震设计的12层以下的建筑中。
2剪力墙体系利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构称为剪力墙结构体系。
所谓剪力墙,实质上是固结于基础的钢筋混凝土墙片,具有很高的抗侧移能力。
因其既承担竖向荷载,又承担水平荷载—剪力,故名剪力墙。
一般情况下,剪力墙结构楼盖内不设梁,楼板直接支承在墙上,墙体既是承重构件,又起围护、分隔作用(图3), 钢筋混凝土剪力墙结构横墙多,侧向刚度大,整体性好,对承受水平力有利;无凸出墙面的梁柱,整齐美观,特别适合居住建筑,并可使用大模板、隧道模、桌模、滑升模板等先进施工方法,利于缩短工期,节省人力。
但剪力墙体系的房间划分受到较大限制,因而一般用于住宅、旅馆等开间要求较小的建筑,适用高度为15~50层。
当高层剪力墙结构的底部要求有较大空间时,可将底部一层或几层部份剪力墙设计为框支剪力墙,形成部份框支剪力墙体系(图4)。
建筑结构基本原理引言建筑结构是一座建筑物最根本的组成部分之一,其承载和分配建筑物荷载的能力至关重要。
建筑结构基本原理是建筑工程学科中最基础也是最重要的一个组成部分。
本文将从建筑结构的定义、结构体系、结构设计及结构分析这几个方面来对建筑结构基本原理进行讲解。
定义建筑结构是指建筑物各构件通过某种形式连接在一起形成的整体,能够承受内部和外部荷载,并将之传递到地基上的工程学科学科。
建筑结构主要包括梁、柱、梁柱连接、框架、墙体、板、承重墙、基础等。
结构体系结构体系是指建筑结构的排列形式或构成方式。
根据其空间结构形式和连接方式的不同,结构体系可大致分为下列几种:框架结构框架结构是将梁、柱组成的简单构件按一定间距排列,相互之间通过节点的连接实现整体的承载作用,广泛应用于多层建筑、工业厂房和大跨度建筑等。
薄壳结构薄壳结构是指具有较大跨度和较小高度、采用薄弧面型结构、由弧面和边缘构成的无立柱结构。
如广泛应用于大型体育馆、展览馆、机场、地铁站等大跨度建筑。
拱结构拱结构是指用某种材料制成的梁与直立的柱或墙壁之间相互连接形成的结构。
该结构在斜坡和山区中应用广泛,如山中庙宇、古建筑等。
悬索结构悬索结构是使用彩钢管或其他材料做成牵引索在两端建设支柱或其他形式的支撑构件支撑自重,并输送建筑物荷载的结构形式。
悬索结构适用于观景台等场所。
结构设计结构设计是指根据建筑物的使用功能、装修要求、使用年限等要求与所在地气候、地势、地质等自然条件的限制,对建筑结构的荷载大小、荷载方向和荷载分布方式进行合理分析、计算,从而确定设计方案的过程。
结构设计要充分考虑安全、经济、美观和环境保护等综合因素。
结构分析结构分析是指对建筑物的荷载和内力进行分析,并对其进行合理的整体、构件力学特性分析的过程。
结构分析的主要工作包括结构受力分析和结构刚度分析。
前者可确定各构件的设计荷载,后者主要是考虑结构刚度对结构变形的影响。
本文重点介绍了建筑结构的定义、结构体系、结构设计及结构分析这几个方面的基本原理。