建筑结构和结构选型

1 建筑结构与结构选型

1、构件按受力特征来划分主要有以下三类： 、 、 。

（轴心受力构件、偏心受力构件和受弯构件）

2、稳定系数： 。

（按稳定考虑的承载力与强度承载力的比值）

3、相同材料的拉杆与压杆受同样的荷载作用时，拉杆所需的截面尺寸要比压杆 。

（小）

4、一般提高压杆承载力的措施为：

（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承以改变杆件计算长度。

5、剪应力：

①剪应力在梁高方向的分布是 处最大，以近抛物线的形状分布，在截面边沿处剪应力为 。

（中和轴、零）

②沿梁长方度向， 处剪力最大，剪应力也最大。

（支座）

③截面的抗剪主要靠 （即梁的截面中部）

（腹板）

6、受弯构件的变形

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、荷载相同时，简支梁的挠度比连续梁、二端固定或一端固定简支的梁要大。

④挠度的大小与梁的EI成反比。

7、轴心受拉构件是受力最好的构件：

①最能充分发挥材料性能。

②在承受相同的荷载下，与受压和受弯构件相比所需的断面最小。

③只有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才是最省材料和经济合理的体系。

多层与高层建筑结构体系

8、 层以下为多层建筑， 层以上为高层建筑。

（7、8）

9、砖砌体房屋防止墙体开裂的主要措施：对于钢筋混凝土屋盖的温度变化和砌体干缩变形引起墙体的裂缝（如顶层墙体的八字缝、水平缝等），可根据具体情况采取以下措施：

①屋盖上宜设置保温层或隔热层；

②采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖；

③对于非烧结硅酸盐砖和砌块房屋，应严格控制块体出厂到砌筑的时间，并应避免现场堆放时块体遭受雨淋。

10、墙体沉降缝的设置：当房屋长度范围内地基持力层土变化较大；房屋的层数相差超过 层时，宜设置沉降缝。

高层建筑结构设计及结构选型探讨

摘要：在高层建筑的结构工程设计中，设计人员往往忙于应付大量具体工作，不够重视结构经济性问题，导致同一工程经不同人员设计，工建造价差别极大，浪费现象严重.如今我国房地产业正在经历着蓬勃发展，房价高起关键时刻，通过对高层住宅的结构优化设计进行探讨，降低高层建筑的造价成本，有着非常重要的现实意义.

关键词：高层建筑 结构设计 结构选型

【中图分类号】[tu355]

1高层建筑结构特点及类型

1.1高层建筑结构特点

高层建筑结构要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力.低层结构水平荷载对结构影响通常较小，但在高层建筑中水平荷载和地震作用将成为控制因素.高层建筑随着高度增加，位移增加很快.过大侧移会使人感觉不舒服影响使用，造成非结构构件和结构构件损坏.必须将结构侧移控制在一定范围内，抗侧力结构设计成为高层建筑设计关键.

1.2高层建筑结构类型

钢结构特点是强度高，韧性大易于加工.高层建筑钢结构具有结构断面小，自重轻，抗震性能好，施工工期短，施工方便等特点.高层建筑结构随着用钢量增大，工程造价随之提高.在发达国家高层建筑采用钢结构设计，在我国随着建筑物高度增加也有采用钢结构高层建筑.由于钢筋混凝土和钢结构均各有所长，又各有所短，合理结构是同时采用钢和钢筋混凝土材料组合结构，可以使两种材料互相取长补短取得经济合理、技术性能优良效果.

2高层建筑结构分析与设计

2.1水平荷载成为决定因素

任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载，还要具有抵抗地震作用能力.在高层建筑中尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用.随着高层建筑层数增多，水平荷载成为结构设计中控制因素.楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中产生作用，水平荷载对结构产生倾覆作用，并由此产生高层建筑在竖构件中作用力；对高层建筑来说竖向荷载和地震作用随建筑结构动力特性而发生大幅度变化.

第一章 梁和悬挑结构

梁的形式

材料分类：石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、钢—钢筋混凝土组合梁。

钢筋混凝土梁是目前应用最广的梁，钢筋与混凝土共同工作使其有耐久、耐火及经济。但挠度及变形约束了跨度。

梁截面形式分类：矩形、T形、工字型、十字形等。

梁按支座约束条件分类：静定与超静定、单跨与多跨、简支与悬臂。

悬挑结构

悬挑结构的形式

材料：钢筋混凝土、钢材

形式：阳台、屋盖、房屋。

第二章 桁架结构

桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通产也被称为屋架。

桁架结构的受力特点

由简支梁发展成为桁架

桁架的实质是利用构件的截面几何特征的有利因素（增大惯性矩、抵抗矩的同时，减少构件的截面面积），达到减轻结构自重的效果。

桁架结构的组成：弦杆（上弦杆、下弦杆）、腹杆（斜杆、竖杆）

*经抽象简化后，杆轴交于一点，且“只受节点荷载作用的直杆、铰结体系”的工程结构。

*特性：只有轴力，而没有弯矩和剪力。轴力又称为主内力。

*整个结构对支座没有横向推力。

桁架结构的特点

桁架的各杆件受力均以单向拉、压为主。通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。

结构布置灵活。应用范围非常广。桁架梁和实腹梁想比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量。实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的总建筑屋盖结构。

重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。

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。而框架结构的一般高度比约为5~7。