建筑结构选型知识点总结
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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。
建筑结构选型高层建筑结构高层建筑结构的选型是建筑设计中非常重要的一环。
正确选择适合的结构类型,不仅可以保证建筑的稳定性和安全性,还可以提高建筑的经济性和可持续性。
1.钢筋混凝土框架结构:钢筋混凝土框架结构是高层建筑最常见的结构类型之一、其主要由钢筋混凝土柱、梁和楼板组成,具有高强度、刚性好、施工速度快等优点。
钢筋混凝土框架结构可以分为剪力墙结构、框架-筒体结构和框架-剪力墙结构等不同的变种。
根据具体的建筑设计要求和地震设计要求,可以选择不同形式的钢筋混凝土框架结构。
2.钢结构:钢结构是另一种常见的高层建筑结构类型。
相比于钢筋混凝土框架结构,钢结构具有自重轻、强度高、变形小等优点。
钢结构可以采用梁柱框架结构、桁架结构和框架-剪力墙结构等形式。
在大跨度和复杂形状的高层建筑中,常常选择钢结构。
3.预应力混凝土结构:预应力混凝土结构是一种通过在混凝土构件内引入预应力拉索或钢束,在无外力作用下使混凝土构件受到的预压力,从而提高了构件的承载能力和抗震能力的结构类型。
预应力混凝土结构可以分为预应力混凝土梁柱结构、预应力混凝土框架结构和预应力混凝土框体结构等。
预应力混凝土结构可以提高建筑的整体刚度和稳定性。
4.综合结构:综合结构是多种结构形式组合而成的一种建筑结构类型。
常见的综合结构形式包括筒体-框架结构、筒体-钢结构和筒体-预应力混凝土结构等。
综合结构可以根据不同的构件组合和分布,提供更多的设计灵活性,以适应不同的功能和形态要求。
在选择高层建筑结构类型时,需要综合考虑以下几个因素:1.抗震性能:高层建筑特别需要考虑抗震性能,选用能够满足地震设计要求的结构类型。
2.经济性:高层建筑结构对建筑成本有很大影响,需要选用经济性较好的结构类型。
3.施工性:结构类型要有良好的施工性能,能够适应现场施工的要求。
4.可持续性:结构类型要注重节能和环保,有利于提高建筑的可持续性。
5.功能性:结构类型要满足建筑的功能需求,如大跨度空间、开放式设计等。
在正常设计,正常施工条件下完成预就是结构由可靠转变为失效的临界状态。
整个结构或结构的一部分能使结构产生效应(如结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)●直接作用:作用在结构上的力的因素,称为荷载或直接作用,如建筑物自重、人员设备自重;自然界对建筑物施加的力(如风)。
●间接作用:不表现为力的形式,但同样会引起结构效应。
如不均匀沉降、温度效应等。
分类:1)永久作用(恒荷载)如结构自重、土压力等。
2)可变作用(活荷载)如楼面活荷载(包括人群、家具等)、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。
3)偶然荷载如地震、爆炸、撞击等。
4.构造地震:浅源地震(震源深度小于60km)/中地震(震源深度介于60km至300km)/深源地震(震源深度大于300km)(震源越浅,破坏性越大,但波及范围越小;反之,震源越深,破坏性越小,但波及范围却越大。
)/诱发地震:立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度。
7.混凝土的强度等级是用立方体抗压强度来划分的8.木材的优点:密度小、强度高、弹性好、色调丰富、纹理美观和易加工9.木材性质的最大特点是各向异性:木材的顺纹抗压强度比横纹抗压强度大,而横纹中径向抗压强度最小;顺纹抗拉强度在木材强度中最大,横纹抗拉强度只有。
外力以压力的方式作用在构件的轴心处,使构件产生均匀压应力并产生屈曲提高承载力的途径:尽量减小压杆长度;增强支承的刚性;合理选择截面形状;11.各种构件比较:轴心受拉构件是受力理想的构件,有如下优势:1)能充分发挥材料性能,因在外力作用下,沿构件全长及截面的内力及应力都是均匀分布;2)在承载相同荷载的情况下,与受压与受弯构件相比所需的断面最小;3)具有最多数量的轴拉构件和较少轴压和受弯构件组成的结构体系是较节省材料和经济合理的体系。
/轴压构件的承载力受稳定性的影响,故应避免长杆受压;偏心受压构件在相同截面下,因受偏心弯矩的影响,其承载力将随偏心距的加大而大为减少,而且也要考虑稳定性的影响。
1.结构的可靠性设计要求:安全适用耐久2.荷载种类及其代表值:荷载分类和荷载代表值答:1永久荷载,例如结构自重、土压力、预应力等。
2可变荷载,例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。
3偶然荷载,例如爆炸力、撞击力等。
对永久荷载应采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
(补充:永久荷载标准值,对结构自重,可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。
对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等),自重的标准值应根据对结构的不利状态,取上限值或下限值。
可变荷载的标准值,应按本规范各章中的规定采用。
承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时,对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。
可变荷载组合值,应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。
正常使用极限状态按频遇组合设计时,应采用频遇值、准永久值作为可变荷载的代表值;按准永久组合设计时,应采用准永久值作为可变荷载的代表值。
可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。
可变荷载准永久值应取可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。
)3.适筋梁的破坏类型及其设计(单筋):(1)适筋梁破坏形态Pmin=<P=<Pmax第一阶段:荷载较小,受拉区混凝土裂开,拉力转让给钢筋,梁处于带裂缝工作阶段。
该阶段作为抗裂度计算依据。
第二阶段:荷载增加,受拉区混凝土开裂,拉力装让给钢筋,梁处于带裂缝工作阶段。
该阶段作为构件变形及裂缝宽度极限状态的计算依据。
第三阶段:荷载继续增大,钢筋达到屈服,截面上形成以宽大的临界裂缝,受压区混凝土由较大的塑性变形到压碎,梁达到破坏时的极限弯矩Mu。
该阶段称为屈服阶段,作为承载能力极限状态计算的依据。
(2)超筋梁:当梁的配筋量很大p》pmax时,其破坏特征是受压区混凝土首先被压碎,而受拉钢筋未到屈服,裂缝宽度和挠度均不明显。
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。
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。
论高层建筑结构选型的要点随着城市化进程的加快,高层建筑越来越成为城市建设的重点。
高层建筑的结构选型直接关系到建筑的安全性和可持续性,因此在高层建筑设计中,结构选型是非常重要的一步。
本文将从以下几个方面讨论高层建筑结构选型的要点。
一、建筑地基及基础建筑地基及基础是支撑建筑物的基础,其必须满足强度和稳定性要求。
因此,为确保高层建筑的安全性,必须对该建筑所处的地质条件进行详细考察,并根据具体情况选用适当的基础形式。
当然,在选用基础形式的同时还需要考虑到施工和维护的方便性,以及对周边环境的影响等问题。
二、选用合适的材料高层建筑所选用的材料必须符合强度、耐久性、耐腐蚀性等要求,同时也要考虑到建筑的造价和可持续性。
在大多数情况下,高层建筑所使用的主要材料是钢筋混凝土、钢结构和玻璃幕墙等,但随着科技的不断发展,新型的建筑材料也在逐渐被引入。
三、考虑抗震和风荷载抗震和风荷载是影响高层建筑结构选型的两个重要因素。
在地震和飓风等自然灾害发生时,建筑物所承受的力量将极大地增强。
因此,设计者必须在建筑的结构设计中充分考虑抗震和风荷载的因素,以确保建筑物能够在强烈的地震和飓风中保持稳定的结构和建筑安全。
四、灵活性和可扩展性随着城市化的加剧,高层建筑的使用需求也在日益增加。
因此,在结构设计中考虑到灵活性和可扩展性需求会对建筑物的使用具有极大的帮助。
在设计高层建筑时,应考虑到其未来的扩展和改造需求,以减少成本和时间成本,最大化利用建筑物的使用价值。
五、环保和可持续性随着全球环保问题的不断升级,高层建筑的可持续性也成为大家关注的焦点。
因此,在结构选型过程中,应充分考虑到环保和可持续性的因素。
例如,选择可再生材料来构建建筑物,以及在施工和使用过程中节约能源、减少二氧化碳排放等措施都是可以采取的。
以上是论高层建筑结构选型的要点,结构选型是高层建筑设计中很重要的一步,建筑设计者需要全面考虑建筑的强度、安全性、维护性、环保性和可持续性等因素。
建筑结构选型10章空间网架结构1.什么是网架结构?网架结构是由很多杆件通过节点,按照一定规律组成网状空间杆系结构。
2.网架结构按外形可分为哪两类?平板网架和曲面网架;通常平面网架称为网架,曲面网架称为网壳。
3.平板网架结构的优点?整体性好,稳定性号,空间刚度大,能有效承接非对称荷载、集中荷载和动荷载,有较好的抗震性。
与网壳相比,是一种无水平推力、拉力的空间结构、支座构造简单,一般简支即可,便于下部支承结构处理。
4.网架结构按构成方式分为哪两类?一类是由不同方向的平行弦桁架相互交叉组成的,故称为交叉桁架体系网架;另一类是由三角锥、四角锥或六角锥等的椎体单元组成的空间网架结构,故称角锥体系网架。
5.交叉桁架体系网架有哪些?角锥体系网架有哪些?各种网架体系适用范围?1)交叉桁架体系①两向正交正放网架;适用于正方形,近似正方形的建筑平面,跨度以30—60m的中等跨度为宜。
②两向正交斜放网架;适用于建筑平面正方形或长方形的中大跨度的情况。
③两向斜交斜放网架;一般用于建筑平面两方向柱距不等的情况。
④三角交叉网架;特别适用于三角形、多边形和圆形的建筑平面。
2)角锥体系网架①三角锥体系网架:三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架;适用于中小跨度的周边支承的六边形、矩形和圆形平面的建筑。
②四角锥体系网架正放四角锥网架;适用于大柱网、点支承、设有悬挂吊车的工业厂房情况。
正放抽空四角锥网架;适用于中小跨度和矩形平面的建筑,当为点支承时,要注意在周边布置封闭的边桁架,以保证网架稳定。
斜放四角锥网架;星形四角锥网架;适用于中小跨度周边支承的网架。
棋盘形四角锥网架;适用于小跨度周边支承的情况。
单向折线形网架;适用于狭长矩形平面的建筑。
3)六角锥体系网架6.网架结构的组成和各自的适用范围?网架结构的组成:二层网架、三层网架;当跨度大于50m时,可考虑采用三层网架;当跨度大于80m时,可优先采用三层网架。
7.网架的结构选型原则:安全可靠、技术先进、经济合理、美观适用。
建筑结构选型复习资料及试题(有答案)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。
建筑结构选型复习资料(完整版有简答题)《建筑结构选型》复习1. 大跨度结构的分类?多高层建筑结构的分类?(1)刚架结构,桁架结构,薄壳结构,网梁结构,悬索结构和网壳结构等(2)①多层:多层砌体混合结构,多层框架结构,无梁楼盖结构②高层: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2. 梁式结构的受力与变形特点?(1)梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用,其内力主要为弯矩和剪力,有时也伴有扭矩或轴力(2)梁的变形主要是挠曲变形3. 桁架结构的计算假定?弦杆与腹杆的内力分布特点?屋架结构的支撑作用?种类?(1) 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。
(2)弦杆①矩形桁架,上下弦各节间的内力随外荷载产生的总弯矩而变化,跨中节间轴力大,靠近支座处轴力较小或为零,上下弦内力变化较大②三角形桁架上下弦杆内力在跨中节间最小,在靠近支座处最大.③高度呈抛物线型的桁架,上下各节间轴力基本相等.腹杆①矩形桁架跨中小而支座处大,其值变化大.②三角形桁架跨中大,支座处小③抛物线型桁架或折线形桁架的腹杆内力全为零(3)支撑作用①加强屋架之间的联系②加强房屋的空间刚度③提高构件的稳定性(4)种类包括设置在屋架之间的垂直支撑、水平系杆以及设置在上、下弦还有平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。
4. 刚架结构的受力特点?(主要看课本内容,这个不会出问答题的)在竖向荷载作用下,柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩。
在水平荷载作用下,梁对柱的约束减少了柱弯矩,梁和柱由于整体刚性连接,因而刚度得到了提高。
5. 拱结构的拱身内力与简支梁截面内力比较?最合理拱轴线?拱脚水平推力的平衡?拱式结构的支撑系统?(1)①拱身内的弯矩小于跨度相同荷载作用下简支梁内的弯矩②拱身截面内的剪力小于相同跨度相同荷载作用下简支梁内的剪力③拱身截面内存在有较大的轴力,而简支梁中是没有轴力(2)只要共轴线的竖向坐标与相同跨度相同荷载作用下的简支梁弯矩值成比例,即可使拱截面内仅有轴力没有弯矩,满足这一条件的拱轴称为合理拱轴力(3)拱脚杆推力的平衡①水平推力直接由拉杆承担②水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆③水平推力有竖向承重结构承担④水平推力直接作用在基础上(4)支撑系统拱为平面受压或压弯结构,因此,必须设置横向支撑并通过檩条或大型层面板体系来保证拱在轴线平面外的受压稳定性。
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。
建筑结构选型复习资料0建筑结构选型复习资料第⼀章梁1 梁按照材料分:⽯梁、⽊梁、钢梁、钢筋混凝⼟梁、预应⼒混凝⼟梁、钢-钢筋混凝⼟梁。
2 梁按照截⾯形式分:矩形截⾯梁、T形截⾯梁、薄腹梁、空腹梁、⼯字型截⾯梁。
3 梁按⽀座约束⼒分类:静定梁(单跨、多跨)、超静定梁(单跨、多跨)。
单跨静定梁有:简⽀梁、悬臂梁。
4 梁主要承受梁轴线⽅向的荷载。
其内⼒主要为:弯矩、剪⼒,也伴有扭矩或轴⼒。
梁的变形主要是:挠曲变形。
梁的受⼒与变形特点主要与梁的约束条件有关。
5 梁的变形与受⼒特点:①简⽀梁:内⼒与挠度较⼤,常⽤与中⼩跨度的建筑,静定结构,两端⽀座有不均匀沉降时,不会引起附加内⼒。
地基较差时采⽤,也作为沉降缝的连接构件。
②悬臂梁:悬臂端⽆⽀撑构件,视野开阔,空间布置灵活。
结构固定端有较⼤的倾覆⼒矩。
抗倾覆⼒矩=抗倾覆⼒矩/倾覆⼒矩>1.5(⾬篷、阳台、车库)③两端固定梁:梁对柱的约束作⽤视为弹性⽀承,梁在竖向荷载的作⽤下的内⼒和变形介于两端固定梁与两端简⽀梁之间。
④两端外伸简⽀梁:两端外伸段负弯矩作⽤,外伸梁中间部分的最⼤正弯矩和挠度⼩于相同跨度的简⽀梁。
⑤多跨连续梁:负弯矩峰值出现在⽀座上⽅,最⼤弯矩出现在跨中附近,其最⼤弯矩也不相等。
(充分利⽤截⾯的承载⼒:钢混结构进⾏配筋、采⽤变⾼度梁、改变梁的跨度,使弯矩最⼤值趋于平衡),超静定结构,内⼒⼩、刚度⼤、抗震性能好,对⽀座变形敏感,⽀座产⽣不均匀沉降时,会引起附加内⼒。
⑥多跨静定梁:多跨连续梁在弯矩为0初断梁设铰,使之成为静定结构,有连续梁的图形,在⽀座不均匀沉降式不会产⽣附加内⼒,荷载变化时,适应性没有连续梁好。
第⼆章桁架结构1 桁架结构由:上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆组成。
2 桁架结构的基本假定:①组成桁架的所有杆都是直杆,所有各杆的中⼼线(轴线)都在同⼀平⾯,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③所有外⼒(包括荷载和⽀座反⼒)都作⽤在桁架的中⼼平⾯内,并集中作⽤于节点上。
1.结构选型的原则是什么?a)满足使用功能的要求b)满足建筑造型的需要c)充分发挥结构自身的优势d)考虑材料和施工条件e)尽可能降低造价f)设计理念和方法2.梁柱的受力与变形有什么样的特征?a)受力变形特征:梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用。
内力主要为弯矩和剪力,还能有扭矩和轴力,变形主要的挠曲变形,与约束条件有关。
简支梁:两端约束小,变形挠度大,内力大。
固端梁:两端约束大,变形小,内力小。
悬臂梁:只有一端约束,对固端要求高,受力最不好,变形最大。
连续梁:充分发挥材料力学性能,内力小,刚度大,抗震好,对支座变形敏感,易引起附加内力。
3.屋架结构的构造要求及适用范围?a)构造要求:1,矢高不宜过大也不宜过小。
屋架的矢高也要根据屋架的结构形式,一般矢高可取跨度的1/10—1/5。
2,坡度:屋架上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应。
采用瓦类屋面时,坡度一般不小于1/3。
当采用大型屋面板并做卷材防水时,一般为1/8—1/12。
3,节间长度:一般上弦受压,节间长度应小些,下弦受拉,节间长度可大些,屋面荷载应直接作用在节点上,当屋架上铺预制钢筋混凝土大型屋面板时,常取3m;当屋盖采用有檀体系时,屋架上弦节间长度应与檩条间距一致,节间长度一般为1.5--4m。
b)适用范围:1,从结构受力来看,梯形屋架力学性能好,上下弦均为直线,施工方便,适用于大中跨建筑中。
三角形屋架与矩形屋架力学性能较差,因此三角形适用于中小跨度,矩形常用作托架或花卉较特殊的情况。
2,从屋面防水看:屋面防水材料为粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时,采用三角形屋架、陡坡梯形屋架;当采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。
3,从材料的耐久性及使用环境看,木材及钢材不宜用于相对湿度较大而通风不良的建筑或有侵蚀性介质的工业厂房,而宜选用预应力混凝土屋架。
4,从屋架结构跨度看,跨度在18m以下时,可选钢筋混凝土—钢组合屋架;跨度在36m以下时,宜选用预应力混凝土屋架;对跨度在36m以上的大跨度建筑或受到较大振动荷载作用的屋架,宜选用钢屋架。
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。
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
米,宽度为2——5厘米。
装配式楼盖的选型
-次梁-主梁-柱-或者墙-基础--梁-柱-基础-h ≥L/30 而且天面板h ≥6
厘米。
,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 ≥
h 大于等于l/12。
框架结构 合理层数是6~15层,最经济的是10层左右。
5~7。
优点:结构合理,且建筑上有利于立面处理和室内采光 应用:一般工业与民用房屋多采用此结构布置○2主要承重结构纵向布置 优点:有利于楼层净高效利用,房间的合理划分○3主要承重结构纵横向布置
框架的柱网布置:a ,满足生产工艺和建筑平面布置要求 b ,简单、规则、整齐 c ,经济原则和模数要求 d ,受力合理,均匀、对称、对直、贯通,施工方便 △1多层厂房的柱网尺寸 柱距:一般采用6m 跨度:按柱网形式而分○1内廊式柱网——常用跨度为6.0+2.4+6.0(m )或6.9+3.0+6.9(m )○2等跨式柱网——常用跨度为6m ,7.5 m,9 m,12 m 四种(从经济考虑不宜超过9 m ,一般常用为6 m )△1多层民用房屋的柱网尺寸柱距:3.3m~6m 跨度6~12m (从经济考虑不宜超过9m ) 6、构件截面尺寸: 框架横梁截面 梁高h=(/8~1/12)梁跨 梁宽b=(1/2~1/3)h 框架柱截面的款与高约等于(1/15~1/20)层高 抗震设防区框架体系房屋提醒和结构布置的要求:○1房屋的平立面宜用简单的体型○2抗侧力结构的布置应尽可能的刚度中心与地震力的合力作用线接近或重合○3
抗侧力结构的布置应使房屋中的各部分的刚度均匀,不应过分悬殊○4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○5应注意控制房屋的侧向变位和层间的相对变位,并对填充墙采取适当的加强措施○6各层楼板应尽量设置在同一标高上,尽可能不采用复式框架○7房屋高低层不宜用牛腿连接,宜用防震缝分开○8柱子的净高与截面长边的比值宜大于4
无梁楼盖与有梁楼盖
的主要不同点在于:钢筋混凝土板直接支撑在柱上而完全没有主梁或次梁。
板的厚度则较有梁楼盖的厚。
柱的上端与板整体连接处尺寸加大,形成“柱帽”,用以作为板的支座。
(板、柱帽、柱子)
剪力墙的简支梁和l/h ≤2.5(1)框架-剪力
不宜超过30层。
(2)剪力墙结构:特点:1,结构整体性强,抗侧强度大,侧向变形小 2,承重、抗风、抗震、围护、分隔的功能 3,用钢量省、施工简单 4,房间无梁柱外露。
适用于住宅及高层旅馆的标准层,用于16-40层较合适。
(3)框支剪力墙:特点:抗侧力刚度有所削弱。
刚度位于前两者之间。
适用于旅馆住宅等的高层底层。
(4)1)房屋平立面体型简单匀称(2
)尽可能多的离开房屋重心(低)。
(3刚度沿房屋高度不宜有突变(5L
≤4B 1,竖向荷载较大时 2
4 6
1)板式体系:构件类型少,制作规格统一方便(2
1)质量轻 工期短 效率高(25)有利于提高建筑质量(6)为技术输出和部件输出开辟国际市场提供有利条件。
施工特点:2)部件精确度要求高,专业施工人员必须熟练。
3)专用工具的更新。
4)各专业工种交叉作业必须配合好。
各种结构的适用范围:⑴砖混结构-5层以下⑵框架结构-15层以下(10层最经济)⑶框剪结构-30层以下(11~25层最适宜)⑷剪力墙结构-40层以下(16~40最适宜)⑸框筒结构-30层以下⑹筒中筒结构-30层以上超高层
保证楼面结构整体性的构造措施:1)板间灌缝 增强板缝的抗剪能力。
2)板缝加筋 加强板间硂的抗震能力,使预制板具有连续性。
3
)板面做现浇层,增强结构刚度。
可控制侧移的房屋形式:1外柱倾斜的房屋形式;2)上窄下宽;3)圆形或椭圆形;4)三角形;5)新月形。
多层与高层地下室的设置要求
:(1)使用要求;(2)出自结构的考虑和需要。
多层与高层的基础类型:1)单独基础、条形基础和十字交叉基础;21)2)竖向荷载成了控制大梁设计的主要因素,在承受同样的层数的条件下,对各层上杆件最大内力的变化基本上随着层数的增加而线性地或非线性的减少。
3)转换层大梁跨度大,大梁的垂直绕度成为严格控制的目标。
4)为保证转换层有足够的强度和刚度,使转换层变高而大梁
截面尺寸大,影响该层实用空间,自重大,耗材多,早间昂贵。
5)连续施工的劳动强度大,有的过程施工复杂,有一定难度等。
转换层结构在多层高层建筑中的设置原则:1底层要求大空间2任意层上要求敞开空间或改变柱子的情况
转换层大梁在平面上的布置原则:1,扩大底层入口,过渡上下层柱列的疏密不一 2,内部要求尽量敞开自由空间 3 1)被动防火措施:a 在火灾中保持建筑结构稳定的措施 b
在水平和垂直两个 2)这栋防火措施:a 火警装置,烟火探测器 b 1,人身保护
2,财产保护 3,防火有效时间
防火程度与范围的标准门式刚架从结构上分类:无绞刚架,两绞刚架,三绞刚架。
门式刚架的纵向柱距一般为6米,横向一般取3门式刚架:
房、体育馆、礼堂、食堂。
钢混40m 10T
于小跨度(
12m )和地基较差情况。
合理高跨比为0.75
薄腹梁6~18小荷载(分散,悬挑,多跨) 2
轴向受力杆件,实质是利用梁的截面几何特征的有利因素,“以最小截面积作最大限度的扩展”2)桁架可以用各种材料制造3)桁架体型可以多样化4)施工方1
2)屋架的腹杆长度与杆件内力的变化相一致,3,最经济的跨度为:9~15m
,包括:6~9m 四节间 9~12m 六节间12~15m
数目不多于51建筑跨度在36m
以上以下时,宜选用预应力钢筋混凝土屋架。
跨度在18~24m 之间,又无预应力条件时,亦可选用普通钢筋混凝土屋架。
○3建筑跨度在18m
以下时,可选用钢筋混凝土组合屋架○475%,通风不良着,
拱结构1)按力学结构分三铰拱、两铰拱和无铰拱三种2
)从建筑外
1)利用地基基础直接承受水平推力2
)利用侧薄壳结构
两个
f/l ≤五分之一
折板结构V 30~60m )
,刚度大1
网架结构1,三向受力的空间结构,比平面结构自重轻,节省钢材 2,整体性好,稳定性好,空
体育馆、展览馆、影剧院、大会堂。
30-60m
3*3m 轻型屋面时一般为3~6m
之间。
,三边支撑,点支撑。
2)整个索网结构自重小,强度大,能跨越很
4
-----单向悬索结构 双曲面型-----的优点:(1)受力合理,节约材料。
(2空间。
(3(4
1
2
较快 4-
壳组合结构,索- 薄膜结构(1)薄膜应力 2)速度快、造价小。
混合空间结构:斜
充气建筑结构分类:1压式:气被式 和气肋式2承式:透视形,几何形状和用绳索网状物增强。
气承式充气结构所用材料可分为两类1作一般气承式壳体用的材料。
2专用于制作需长期使用的独特气承式建筑物的材料。