建築結構與選型

2022-05-10 12:22:13 字數 5398 閱讀 2096

第一節概述

一、建築結構的定義

建築結構是形成一定空間及造型,並具有承受人為和自然界施加於建築物的各種荷載作用,使建築物得以安全使用的骨架,用來滿足人類的生產、生活需求以及對建築物的美觀要求。

建築結構是在建築中,由若干構件(如梁、板、柱等)連線而構成的能承受各種外界作用(如荷載、溫度變化、地基不均勻沉降等)的體系。

圖 1. 建築結構圖示

二、建築結構的組成

建築結構一般都是由以下結構構件組成的。

1.水平構件

用以承受豎向荷載的構件。一般有:

(1)板,包括平板、曲面板、斜板。

(2)梁,包括直樑、曲梁、斜樑。

(3)桁架、網架等。

2.豎向構件

用以支承水平構件或承擔水平荷載的構件。一般有:

(1)柱;

(2)牆體;

(3)框架。

3.墓礎

用以將建築物所承受的所有荷載傳至地基上。

三、建築結構的型別

1.按組成建築結構的主要建築材料劃分

(1)鋼筋混凝土結構;

(2)砌體結構:磚砌體,石砌體,小型砌塊,大型砌塊、多孔磚砌體等;

(3)鋼結構;

(4)木結構;

(5)塑料結構;

(6)薄膜充氣結構。

2.按組成建築結構的主體結構型式劃分

(1)牆體結構,以牆體作為支承水平構件及承擔水平力的結構;

(2)框架結構;

(3)框架—剪力牆(抗震牆);

(4)筒體結構;

(5)桁架結構;

(6)拱型結構;

(7)網架結構;

(8)空間薄壁結構(包括薄殼、折板、幕式結構);

(9)鋼索結構(懸索結構);

(10)薄膜結構。

3.按組成建築結構的體型劃分

(1)單層結構(多用於單層廠房、食堂、影劇場、倉庫等);

(2)多層結構(2-6 層);

(3)高層結構(一般為 7 層以上);

(4)大跨度結構(跨度在 40—50m 以上)。

此外尚可按建築結構的受力特點劃分為:平面結構體系與空間結構體系兩大類。

第二節多層建築結構體系

一、多層砌體結構

(一)概述

(1)混合結構房屋是指同一房屋結構體系中,採用兩種或兩種以上不同材料組成的承重結構體系。

(2)磚砌體結構是指由鋼筋混凝土樓(屋)蓋和磚牆承重的結構體系(亦稱磚混結構)。

(3)砌體結構一般是指採用鋼筋混凝土樓(屋)蓋和用磚或其他塊體(如混凝土砌塊)

砌築的承重牆組成的結構體系。

(4)過去曾有過用木樓(屋)蓋與磚牆承重組成的結構體系,稱為磚木結構。目前已

很少採用。

(二)砌體結構的優缺點和應用範圍

1.主要優點

(1)主要承重結構(承重牆)是用磚(或其他塊體)砌築而成的,這種材料任何地區都有,便於就地取材。常用的牆體材料有:a.

燒結普通磚:黏土磚、煤矸石磚、頁岩磚、煤矸石頁岩磚;b. 燒結多孔磚:

黏土多孔磚(p 型、m 型)、煤矸石多孔磚、頁岩多孔磚;c. 蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚;d. 混凝土小型空心砌塊。

(2)牆體既是圍護和分隔的需要,又可作為承重結構,一舉兩得。

(3)多層房屋的縱橫牆體布置一般很容易達到剛性方案的構造要求,故砌體結構的剛度較大。

(4)施工比較簡單,進度快,技術要求低,施工裝置簡單。

2.主要缺點

(1)砌體強度比混凝土強度低得多,故建造房屋的層數有限,一般不超過 7 層。

(2)砌體是脆性材料,抗壓能力尚可;抗拉、抗剪強度都很低,因此抗震效能較差。

(3)多層砌體房屋一般宜採用剛性方案,故其橫牆間距受到限制,因此不可能獲得較大的空間,故一般只能用於住宅、普通辦公樓、學校、小型醫院等民用建築以及中小型工業建築。

(三)磚砌體房屋的牆體布置方案

圖 2.建築平面中的牆體分類示意圖

縱牆:沿建築長軸方向布置的牆。

橫牆:沿建築短軸方向布置的牆。

1.橫牆承重方案

樓層的荷載通過板梁傳至橫牆,橫牆作為主要承重豎向構件,縱牆僅起圍護、分隔、自承重及形成接體作用。

優點:橫牆較密,房屋橫向剛度較大,整體剛度好。外縱牆不是承重牆立面處理比較方便,可以開設較大的門窗洞口。抗震效能較好。

缺點:橫牆間距較密,房間布置的靈活性差,故多用於宿舍、住宅等居住建築。

2.縱牆承重方案

其受力特點是:板荷載傳給梁,再由梁傳給縱牆。這時縱牆是主要承重牆。橫牆只承受小部分荷載,橫牆的設定主要為了滿足房屋剛度和整體性的需要,其間距比較大。

優點:房間的空間可以較大,平面布置比較靈活。

缺點:房屋的剛度較差,縱牆受力集中,縱牆較厚或要加壁柱。

適用於:教學樓、實驗室、辦公樓、醫院等。

3.縱橫牆承重方案

根據房間的開間和進深要求,有時需採取縱橫牆同時承重的方案。

橫牆的間距比縱牆承重方案小,所以房屋的橫向剛度比縱牆承重方案有所提高。

4.內框架承重方案

在外牆承重的同時,有一部分內牆採用鋼筋混凝土柱代替,以取得較大的空間。

其特點:(1)橫牆較少,房屋的空間剛度較差;(2)牆的帶形基礎與柱的單獨柱基沉降不容易一致;(3)鋼筋混凝土柱與磚牆的壓縮,陛能不一樣,容易造成不均勻變形而產生次應力,當層數較多時,在設計上應給予考慮;(4)以柱代替內承重牆,在使用上可以取得較大的空間。

適用於:教學樓、醫院、商店、旅館等建築物。

(四)砌體房屋的構造要求

1. 要滿足牆體的高厚比。

(1)砌體結構設計規範規定磚牆(或磚柱)的允許高厚比應按下式驗算《砌體結構設計規範》(gb50003--2001,6.1.1 式):

β=h0/h≤μ1μ2[β]式中 h0——牆、柱的計算高度,應按 《砌體結構設計規範》 gb50003--2001 第5.1.3 條採用;

h ——牆厚或矩形柱與 h0相對應的邊長;

μ1——非承重牆允許高厚比的修正係數,h=240,μ1=1.2;h=90,μ1=1.5;

μ2——有門窗洞口牆允許高厚比的修正係數,μ2=1-0.4;

bs——在寬度 s 範圍內的門窗洞口總寬度;

s ——相鄰窗間牆或壁柱之間的距離。

[β]——牆、柱的允許高厚比,應按(砌體結構設計規範》表 6.1.1 採用,當與牆連線的相鄰兩橫牆間的距離。s≤μ1μ2[β]h 時,牆的高度可不受上述限制。

(2)當高厚比不能滿足要求時,可採取以下措施:

1)增加牆體厚度;

2)加設壁柱(即牆垛);

3)加設構造柱;

4)減小橫牆間距。

2.要注意控制橫牆的間距。

當屋面或樓蓋類別為整體式,即裝配整體式和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或樓蓋。

且房屋靜力計算方案採用剛性方案,橫牆間距 s 應小於 32m。

3. 縱牆盡可能貫通。

4. 五層及五層以上房屋的牆,以及受振動或層高大於 6m 的牆、柱所用材料的最低強度等級,應符合下列要求:

(1)磚採用 mu10;

(2)砌塊採用 mu7.5;

(3)石材採用 mu30;

(4)砂漿採用 m5。

5. 地面以下或防潮層以下的砌體,潮濕房間的牆,所用材料的最低強度等級應符合表6.2.2的要求。

6. 承重的獨立磚柱截面尺寸不應小於 240mm×370mm。毛石牆的厚度不宜小於

350mm,毛料石柱較小邊長不宜小於 400mm。

注:當有振動荷載時,牆、柱不宜採用毛石砌體。

7. 跨度大於 6m 的屋架和跨度大於下列數值的梁,應在支承處砌體上設定混凝土或鋼筋混凝土墊塊;當牆中設有圈樑時,墊塊與圈樑宜澆成整體。

(1)對磚砌體為 4.8m;

(2)對砌塊和料石砌體為 4.2m;

8. 當梁跨度大於或等於下列數值時,其支承處宜加設壁柱,或採取其他加強措施:

(1)對 240mm 厚的磚牆為 6m,對 180mm 厚的磚牆為 4.8m;

(2)對砌塊、料石牆為 4.8m。

9.預製鋼筋混凝土板的支承長度,在牆上不宜小於 l00mm;在鋼筋混凝土圈樑上不宜小於 80mm;當利用板端伸出鋼筋拉結和混凝土灌縫時,其支承長度可為 40mm,但板端縫寬不小於 80mm,灌縫混凝土不宜低於 c20。

10.填充牆、隔牆應分別採取措施與周邊構件可靠連線。

11.山牆處的壁柱宜砌至山牆頂部,屋面構件應與山牆可靠拉結。

12.砌塊砌體應分皮錯縫搭砌,上下皮搭砌長度不得小於 90mm。當搭砌長度不滿足上述要求時,應在水平灰縫內設定不少於 24 的焊接鋼筋網片(橫向鋼筋的間距不宜大於200mm),網片每端均應超過該垂直縫,其長度不得小於 300mm。

13.砌塊牆與後砌隔牆交接處,應沿牆高每 400mm 在水平灰縫內設定不少於 24、橫筋間距不大於 200mm 的焊接鋼筋網片。

14.混凝土砌塊房屋,宜將縱橫牆交接處、距牆中心線每邊不小於 300mm 範圍內的孔洞,採用不低於 c20 灌孔混凝土灌實,灌實高度應為牆身全高。

(五) 多層磚砌體房屋的樓蓋

1. 裝配式樓蓋,由預製板和預製梁組成。

2. 現澆樓蓋,一般由現澆樓板和現澆梁組成。

注: 多層砌體房屋的抗震構造措施詳見《建築抗震設計規範》gb 50011 2010

。二、框架結構體系

(一)框架結構的優點與缺點

1.基本概念

框架是由樑和柱剛性連線的骨架結構。

2.框架結構的優點

(1)框架結構所用的鋼筋混凝土或型鋼有很好的抗壓和抗彎能力,因此,可以加大建築物的空間和高度。

(2)可以減輕建築物的重量。

(3)有較好的抗震能力。

(4)有較好的延性。

(5)有較好的整體性。

3.框架結構的缺點

因構件截面尺寸不可能太大故強度和剛圖 3.框架結構示意圖度受到一定限制,因此房屋的高度受到限制。

(二)框架結構的型別

1.按構件組成劃分為兩種型別

(1)梁板式結構。由梁、板、柱三種基本構件組成骨架形成的框架結構。

(2)無樑式結構。由板和柱子組成的結構。

2.按框架的施工方法劃分為四種型別

(1)現澆整體式框架:框架全部構件均在現場現澆成整體。

1)整體性和抗震效能好;

2)構件尺寸不受標準構件限制。

(2)裝配式框架:框架全部構件採用預製裝配:

1)可加速施工進度,提高建築工:業化程度;

2)節點構造剛性差,抗震效能差。

(3)半現澆框架:梁、柱現澆,樓板預製或現澆柱,預製梁板。

1)梁、柱整體性較好,適用於抗震建築;

2)樓板預製可節約模板,約 20%。

(4)裝配整體式框架:預製梁、柱,裝配時通過區域性現澆混凝土使構件聯結成整體。

1)保證了節點的剛接,結構整體性好;

2)可省去連線件;

3)增加了後澆混凝土工序;

4)比全現澆可節省模板及加快進度。

(三)框架結構的平面布置方式

1,橫向為主要承重框架,縱向為連繫梁,只適用於非**區。

2.縱向為主要承重框架,橫向為連繫梁。

《建築結構與選型》考卷

廣州大學繼續教育學院 課程考試試卷 試卷 開卷 考試 層次 本科 課程名稱 建築結構與選型課程編碼試卷編號 a 卷考試時間 120分鐘 專業班級 建築學2011級學號姓名 一 考核題目 1 對多層 高層與超高層建築,以及大跨度建築的常用結構體系進行例項分析。2 高層賓館結構選型設計,設計條件如下 a...

建築結構選型

考查課結課作業 題目 建築結構選型例項分析 課程名稱 建築結構選型 學院 學生姓名 學號專業班級 任課教師 2015年 6月 引言 3 第一章大跨度公共建築結構與選型 5 1桁架 5 2拱結構 6 3網架結構 6 4膜結構 7 5拱結構 8 6橋梁結構 10 第二章多層建築結構與選型 12 第三章高...

建築結構選型

1 構件按受力特徵來劃分主要有以下三類 軸心受力構件偏心受力構件受彎構件 軸心受力構件 偏心受力構件和受彎構件 2 穩定係數 按穩定考慮的承載力與強度承載力的比值 按穩定考慮的承載力與強度承載力的比值 3 相同材料的拉桿與壓桿受同樣的荷載作用時,拉桿所需的截面尺寸要比壓桿小 小 4 一般提高壓桿承載...