第二章 结构体系与结构布置

【关键字】论文毕业设计(论文)题目名称：长江大学图书馆设计题目类别：院系：专业班级：学生姓名：指导教师：辅导教师：时间：任务书一、工程概况该工程为长江大学图书馆的设计，地上五层，其主体结构为工字形，总高度为20.1m，总建筑面积为16000㎡，占地面积3000㎡。

主体结构采用钢筋混凝土框架结构，其他采用砖混结构，属乙类建筑。

抗震设防烈度为7度，框架抗震等级为二级。

楼盖采用普通的梁板体系，根底采用柱下独立根底方案。

二、设计要求在建筑初步方案的根底上。

进行建筑和结构设计，重点在结构设计，并绘制建筑和结构的施工图。

1.建筑设计要求完成以下内容：1.1建筑平面设计；1.2建筑立面和剖面设计。

2.结构设计要求完成以下内容：2.1确定结构体系与结构布置；2.2根据构造要求和经验，选择构件的截面尺寸；2.3确定计算单元和计算简图；2.4荷载计算；2.5结构侧移计算；2.6框架内力计算与组合；2.7构件的截面设计及节点设计；2.8根底设计；2.9楼板和板式楼梯设计。

三、设计成果设计成果包括设计说明书和施工图两部分。

1.设计说明书要求包括以下内容：1.1设计概况；1.2建筑设计说明；1.3结构设计说明；1.4结构设计计算书；2.施工图要求包括以下内容：2.1建筑施工图：A.首层、标准层及屋顶平面图；B.主要立面图；C.建筑剖面图。

2.2结构施工图：A.标准层和屋顶平面结构布置与板的配筋图；B.框架梁、柱及节点配筋图；C.根底和楼梯等配筋详图。

四、设计资料1.主要设计规范规程（1）建筑结构荷载规范（GB50009—2001）；（2）混凝土结构设计规范（GB50010—2002）；（3）建筑抗震设计规范（GB50011—2001）；（4）砌体结构设计规范（GB50003—2001）；（5）建筑地基根底设计规范（GB50007—2002）；（6）高层建筑钢筋混凝土结构技术规程（JGJ3—2002）。

2.设计条件及抗震设防依据（1）设计标高：室内设计标高为±0.000，相当于绝对标高32.600m，室内外高差为600㎜。

砌体结构复习资料砌体结构复习资料第⼀章1、由块体和砂浆砌筑⽽成的整体材料称为砌体。

根据砌体受⼒性能分为⽆筋砌体结构、约束砌体结构和配筋砌体结构。

2、⽆筋砌体结构分为：砖砌体、砌块砌体、⽯砌体结构。

3、配筋砌体结构有下列三类：⽹状配筋砖砌体构件、组合砖砌体构件、配筋混凝⼟砌块砌体构件4、块体MU，砂浆M，砌筑砂浆Mb/Ms，其灌孔混凝⼟Cb5、⽆孔洞或孔洞率⼩于25%的砖，称为实⼼砖；孔洞率等于或⼤于25%，孔的尺⼨⼩⽽数量多的砖，称为多孔砖。

6、砌体中常⽤的砂浆有⽔泥混合砂浆和⽔泥砂浆。

7、砂浆的分层度是评判砂浆施⼯时保⽔性的主要指标。

8、普通砖砌体受压破坏的三个阶段：（1）第⼀阶段：从砌体开始受压，随压⼒的增⼤⾄出现第⼀批裂缝。

此时压⼒约为破坏压⼒50%～70%。

（2）第⼆阶段：随压⼒的增⼤，砌体内裂缝增多，单块砖内裂缝不断发展，并沿竖向通过若⼲⽪砖，逐渐形成⼀段⼀段的裂缝。

此时压⼒约为破坏压⼒的80%～90%。

（3）压⼒继续增加⾄砌体完全破坏。

9、砌体抗压强度的影响因素：（1）砌体材料的物理⼒学性能（2）砌体⼯程施⼯质量（3）砌体强度试验⽅法及其他因素。

10、砌体局部受压三种破坏形态：（1）因竖向裂缝的发展⽽破坏（2）劈裂破坏（3）局部受压⾯积附近的砌体压坏11、砌体轴⼼受拉三种破坏形态：（1）砌体沿齿缝截⾯轴⼼受拉（2）砌体沿块体截⾯轴⼼受拉（3）砌体沿⽔平通缝截⾯轴⼼受拉第⼆章1、结构可靠度是指在规定的时间和条件下，⼯程结构完成预定功能的概率，是⼯程结构可靠性的概率度量。

2、结构的极限状态分为承载能⼒极限状态和正常使⽤极限状态。

3、作⽤效应S和结构抗⼒R，Z=R-S称为安全裕度当Z>0，结构处于可靠状态；当Z<0，结构处于极限状态；当Z=0，结构处于失效状态。

4、公式2-10,2-11，表2-3，P55，表2-14，5、出于环境类别3～5等有侵蚀性介质的砌体材料，应符合下列要求：（1）不应采⽤蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖。

钢结构基本原理第一章概述1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的？钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。

我国《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。

为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用，确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要的地位。

建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能做出优化的方案选择。

结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。

4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么?原因：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。

现象：塑性破坏加载后有较大变形，因此破坏前有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。

后果：脆性破坏危险性大。

塑性破坏可以及时采取措施予以补救，危险性相对于脆性破坏稍小。

7、钢材为什么会发生疲劳破坏？如何验算疲劳强度？钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。

第二章钢结构的连接1、钢结构有哪些连接方法？各有什么特点？答：钢结构常用的连接方法有：焊缝连接、螺栓连接、铆接；焊缝连接：属刚接（可以承受弯矩），除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下，均可采用焊缝连接。

螺栓连接：属铰接（弯矩为零）一般情况下均可使用；特点是现场作业快，容易拆除，维修方便；铆接：当结构受力较小的情况下使用；2、焊缝的连接形式有哪些？简述各种连接形式的适用范围。

建筑结构与构造（13级环境艺术设计专业）教学大纲（第一版）XX学院艺术设计系（或教研室）2014年12月目录前言 (2)第一章建筑构造技术概论 (5)第一节建筑结构与构造概述 (5)第二节建筑结构体系 (5)第二章墙体构造技术 (5)第一节墙体的分类与构造设计要求 (6)第二节砖墙构造 (6)第三节砌块墙构造 (6)第四节隔墙与隔断 (7)第五节墙面装修 (7)第六节墙体保温与隔热节能构造 (8)第三章楼地面构造技术 (9)第一节楼板层的组成与设计要求 (9)第二节钢筋混凝土楼板层构造 (9)第三节地坪与地面构造 (10)第四章顶棚构造技术 (9)第一节顶棚构造技术概述 (9)第二节直接式顶棚的装修构造 (9)第三节吊顶的装修构造 (9)第四节顶棚与其他界面的收口工艺 (9)第五章楼梯构造技术 (9)第一节楼梯构造技术概述 (9)第二节楼梯设计 (9)第三节楼梯细部构造设计 (9)第六章门窗构造技术 (9)第一节门窗构造技术概述 (9)第二节门 (9)第三节门五金 (9)前言一、课程简介建筑学专业是一门工程实践性很强的学科，其中的建筑构造技术是建筑学由概念转化为物质实践的最重要的技术课程之一。

建筑构造及市是建筑设计的一个重要组成部分，现代建筑设计应充分体现低碳、节能、绿色、环保、安全及可再生能源利用等可持续发展的技术设计概念。

本课程以民用建筑基本构造技术为主，进口国家现行的有关建筑设计规范，重点反应民用建筑中的基本构造设计原理、装设构造及构造做法。

同时也涉及到国内外近年来发展较快且在工程实践中行之有效的一些建筑新材料、装饰新材料、新结构及新技术。

本课程的理论知识以民用建筑为主，详细介绍了建筑物的构成、材料的选择、以及合理的解决其构造与连接。

围绕建筑构造技术体系中有关的新型墙体、基础、楼地面、吊顶、楼梯、门窗等构造内容做详细介绍与解释。

本课程将涉及到四大模块，首先，第一块是基础知识点学习，这一块在每次课中都会以理论基础的形式出现。

第一章概述1、对于高层建筑，抵抗水平荷载成为结构设计需要解决的主要问题2、荷载效应：由荷载引起的结构内力、位移、速度、加速度等3、高层建筑结构设计，主要是抗水平力设计4、高层建筑结构的材料主要为钢、钢筋和混凝土5、按采用的材料，高层建筑的结构构件可分为钢构件、钢筋混凝土构件及组合构件，组合构件是指型钢或钢管与混凝土组合的构件6、按采用的材料，高层建筑结构的类型可分为钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构，混合结构包括由全部构件为组合构件的结构，钢构件与钢筋混凝土组成的结构，钢构件与组合结构组成的结构，钢筋混凝土构件与组合构件组成的结构等7、钢结构以及混合结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢8、混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件，不应低于C20；剪力墙不宜超过C60；其他构件，9度时不宜超过C60，八度时不宜超过C70第二章结构体系1、高层建筑的结构体系包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、巨型结构。

2、框架结构的设计要点：（1）必须在两个主轴方向上设置框架，以抵抗各自方向的水平力。

（2）抗震框架结构的梁柱不允许铰接，必须采用梁端能传递弯矩的刚接，以使结构具有良好的整体性和比较大的刚度。

（3）甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构。

（4）承重体系主要取决于楼板布置。

（5）沿建筑高度，柱网尺寸和梁截面尺寸一般不变。

在建筑比较高的情况下，柱的截面尺寸沿建筑高度减小。

（6)侧向刚度小，总高度受到限制。

（7）框架结构的非承重墙宜采用轻质材料，减轻对结构抗震的不利影响。

（8）不应采用部分由框架承重、部分由砌体墙承重的混合承重形式。

（9）框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。

第二章 轻型门式钢刚架设计的基本理论第一节 结构布置和材料选用一、结构组成轻型门式钢刚架的结构体系包括以下组成部分：（1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等；（2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等；（3）围护结构：屋面板和墙板；（4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等；（5）基础。

图2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示说明。

图2-1 轻型钢结构的组成平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的主要受力骨架，即主结构体系。

屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。

屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。

外部荷载直接作用在围护结构上。

其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。

纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。

二、结构布置轻型门式钢刚架的跨度和柱距主要根据工艺和建筑要求确定。

结构布置要考虑的主要问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。

考虑到温度效应，轻型钢结构建筑的纵向温度区段长度不应大于300m，横向温度区段不应大于150m。

当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。

温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构及檩条的可调节构造来实现。

支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。

布置的主要原则如下：（1）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。

支撑桁架的直杆和单斜杆应采用刚性系杆，交叉斜杆可采用柔性构件。

刚性系杆是指圆管、H 型截面、Z 或C 型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。

柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂；（2）支撑的间距一般为30m-40m ，不应大于60m ；（3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆；（4）o 45的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑；（5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。

2 单层厂房结构设计2.0 单层工业厂房结构设计基本要求本课程设计的基本要求是：●通过课程设计，掌握工业建筑设计的特点，装配式混凝土排架的受力特点；●掌握单层工业厂房荷载特点、传力路径，掌握厂房抗力构件的形式及组成方案；●掌握装配式结构中标准构件的选型；●掌握单层工业厂房排架的内力分析、内力组合和构件截面设计方法；●正确理解和运用构造措施，保证结构正常工作条件；●掌握表达设计意图的正确方法，包括各部分图纸的作用、应达到的深度和正确的表示方式。

2.1 结构类型和结构体系方案设计：●确定结构类型和结构体系；●结构布置；●构件选型。

结构类型：●混合结构●钢结构●混凝土结构结构体系：●排架结构：由屋架或屋面梁、柱和基础组成，柱顶与屋架铰接，柱底与基础顶面固接。

适用范围：跨度可超过30m，高度可达20～30m或更大，吊车吨位可达150t甚至更大。

刚架结构：由横梁、柱和基础组成。

柱顶与横梁刚接，为同一构件，柱底与基础一般为铰接，有时也采用刚接。

如二铰门架（门架顶点为刚接）、三铰门架（门架顶点为铰接）。

适用范围：无吊车或吊车吨位不超过10t，跨度不超过18m的中、小型单层厂房或仓库。

2.2 排架结构组成及荷载传递2.2.1 结构组成（图2.2.1）排架柱顶以上部分各构件，包括屋面板、天窗架、屋架、托架等。

屋盖结构体系：●无檩屋盖结构体系：由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑所组成，有时还包括天窗架和托架。

●有檩屋盖结构体系：由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成。

单层工业厂房主要采用无檩屋盖结构形式。

2、纵、横向平面排架●横向平面排架（图 2.2.2），由横梁（屋架或屋面梁）和横向柱列（包括基础）所组成，是厂房的基本承重结构。

●纵向平面排架（图 2.2.3），由连系梁、吊车梁、纵向柱列（包括基础）和柱间支撑等组成。

围护结构包括：纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、连系梁、基础梁等构件。

2.2.2 荷载传递1、荷载分类永久荷载（恒荷载）：包括各种构件、围护结构及固定设备的自重。