结构选型与结构布置.doc
4-2多层砌体结构选型与布置
砖墙沿平面内对齐、贯通，能减少砖墙、楼板等 受力构件的中间传力环节，使震害部位减少，震 害程度减轻；同时，由于地震作用传力路线简单， 中间不间断，构件受力明确，其简化的地震作用 分析能较好地符合地震作用的实际。
表 4-3
房屋抗震横墙的间距 房屋类别
烈度
6 多层 现浇和装配整体式钢筋混凝土楼、 18
7 89 18 15 11
砌体
屋盖
装配式钢筋混凝土楼、屋盖
15 15 11 7
木楼、屋盖
11 11 7 4
底部框架-抗震墙
上部各层 同多层砌体房屋 —
4.2.5 房屋的局部尺寸
房屋局部尺寸的影响，有时仅造成局部的破坏， 并未造成结构的倒塌。事实上，房屋局部破坏必 然影响房屋的整体抗震能力。而且，某些重要部 位的局部破坏却会带来连锁反应，形成墙体各个 击破的破坏甚至倒塌。
4.2.4 抗震横墙的间距
抗震横墙的多寡直接影响到房屋的空间刚度。横墙 数量多、间距小，结构的空间刚度就大，抗震性能 就好，反之，结构抗震性能就差。另外，砖墙在平 面内的受剪承载力较大，而平面外的受弯承载力很 低。当多层砌体房屋横墙间距较大时，房屋的相当 一部分地震作用需要通过楼盖传至横墙，纵向砖墙 就会产生出平面的弯曲破坏。因此，为了保证结构 的空间刚度，保证楼盖具有传递水平地震力给墙体 的水平刚度，要限制多层砌体房屋的抗震横墙间距， 《规范》按所在地区的地震烈度与房屋楼盖的类型 来限制横墙的最大间距，具体见表4-3（如下）。
4，内墙阳角至门窗洞边的最小距离
由于门厅或楼梯间处的纵墙或横墙中断，需要设 置开间梁或进深梁，从而造成梁支承在室内拐角墙 上的这些阳角部位的应力集中，梁端支承处的荷载 又比较大，为了避免在这个部位发生严重破坏，除 在构造上加强整体连接外，《建筑抗震设计规范》 对内墙阳角至门窗洞边的最小距离给予了规定，见 表4-4（见后）
结构设计知识：什么是结构选型与结构布置？
结构设计知识：什么是结构选型与结构布置？什么是结构选型与结构布置？结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。
此处仅简单介绍。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是”概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。
在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定。
结构选型时，应考虑不同结构形式的特点。
在工业厂房中，当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度外不需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳，总雪载和坡屋面相比释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。
宜选择周边巨型SRC 柱，核心为支撑框架的结构体系。
我国半数以上的此类高层为前者，对抗震不利。
结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。
一般的说要刚度均匀，力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以直接的线路传递到基础。
《建筑结构选型》教学大纲.doc
3131012《建筑结构选型》教学大纲（建筑学专业2学分32学时）一、课程的性质与任务学习建筑结构选型的目的是：（1）掌握结构选型的原则与方法；（2）能在方案阶段对混合结构及框架结构进行结构布置；（3）对高层建筑结构及大跨度结构的布置有一定的了解。
二、课程内容和要求（一）混合结构体系1.1混合结构的优缺点和应用范围1.3结构房屋的楼盖布置（二）框架结构体系2.1框架的结构特点与优缺点2.3框架的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸2.5框架结构的适用层数与高宽比（三）剪力墙结构体系3.1剪力墙的概念和结构效能3.3剪力墙的形状和位置3.5装配式大板结构与盒子结构简介3.1.变形缝（四）筒体结构4.1芯筒——框架结构4.3筒中筒结构4.5芯筒——框架结构4.7竖筒悬挂结构（五）高层建筑结构的其他设计方法5.1高层建筑结构的发展概况5.3结构选型与建筑体型的相互配合5.5国内外高层建筑实例（六）结构抗震概念设计6.1抗震设计的目的6.3减少地震能量的输入6.5合理的结构布置6. 7抗侧力体系的优化6. 9确保结构的整体性6.11妥善处理非结构部件（七）桁架结构——格构式结构7.1桁架的结构特点与优缺点1.2构房屋的墙体布置1.4在房屋建筑中的地位与将来的展望2.2框架的类型2.4框架结构的运用与建筑艺术的配合2.6类似的框架结构（无梁楼盖结构）3.2剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围3.4剪力墙的主要构造要求3.6保证楼面结构整体性的构造措施4.2多筒——框架结构4.4多束筒结构4. 6竖筒挑托结构。
4. 8刚臂所带来结构刚度的效果。
5.2选择有效的房屋形式以控制侧移5.4多层与高层房屋地下室的设置与基础类型6.2避免地面变形的直接危害6. 4有利的房屋形状6. 6多道的抗震防线6. 8控制结构的变形6. 10减轻房屋的自重7.2桁架的外形与内力的关系7.3屋架型式与屋架材料的关系7.5屋架的选型、经济指标与实例（八）网架结构8.1网架结构的特点、优缺点与适用范围8.3平板网架的结构形式8.5平板网架的受力特点8.7网架的支承方式8.9网架实例（九）悬索结构9.1悬索结构的特点9.3悬索结构的型式与实例分析（十）拱结构10.1拱的结构特点与优缺点10.3拱结构的形式与主要尺寸（H）薄壳结构11.1壳结构的受力特点与优缺点11.3圆顶簿壳11.5双曲扁壳7.4几种屋架的基本尺寸及适用范围8. 2网架结构的分类8. 4网板网架的主要尺寸8. 6网架的杆件与结点8. 8网架结构的屋面材料与屋面坡度9.2悬索结构的组成和悬索的受力9.4悬索结构的柔性与屋面材料10.2承受拱水平推力的结构处理方法10.4拱结构的建筑实例11.2薄壳的型式与曲面的关系11.4圆柱形簿壳11.6折板结构三、课程的重点和难点：（一）混合结构难点：混合结构的墙体布置方法，楼盖布置方法。
第二章结构选型与结构布置
全落地剪力墙体系 部分框支剪力墙体系
框架－剪力墙体系（含框架－筒体体系） 框架——支撑 框筒体系 筒体体系 筒中筒体系
多筒体系
框架结构（frame structure）体系
优点 缺点 应用范围 实例
框架结构（frame structure）体系
框架结构（frame structure）体系
A级高度钢筋混凝土高层建筑结构最大的高宽比
1控制结构高宽比H/B
B级高度钢筋混凝土高层建筑结构最大的高宽比
2.10建筑体形和结构总体布置
1.若在某城市建造10层、20层、30层、40层、 50层、60层、100层的旅馆适合的结构体系有哪 些？
2.若建造的是办公楼如何？
2 结构的平面形状
伸到底层以加强整个房屋的 刚度
剪 力 墙 结 构 体 系
剪力墙结构体系
优点：抗侧刚度大，强度高，整体性好， 抗震性能优越。
缺点：墙体间距小，平面布置不灵活， 自重大。
适用范围：10～30层高层公寓式住宅、旅馆。
框架--剪力墙结构体系
优点 缺点 应用范围 实例
框架-剪力墙结构体系
框架--剪力墙结构体系
B级高度高层建筑适用最大高度
1控制结构高宽比H/B
A级高度钢筋混凝土高层建筑结构最大的高宽比
1控制结构高宽比H/B
B 级高度钢筋混凝土高层建筑结构最大的高宽比
高层建筑的结构类型
按使用材料分： 钢结构：
混凝土结构：
钢骨混凝土：用钢材加强钢筋混凝土构件 混合结构： 钢结构和混凝土共同应用：钢——混凝土
L
好一些截面形式
3在地震区，近可能采用对抗震有利的结 构布置形式
1、选择有利于抗震的结构平面
6-2 多高层钢结构的选型与结构布置
6．2．2 结构平面布置
方式向中的偏εx心、率εy；——分别为所计算楼层在x和 y
构刚ex心、的e距y —离—；分别为x和y方向楼层质心到结
γex 、γey——分别为结构x和y方向的弹性 半径；
力 ∑构Kx
、 件
∑在Ky—x —和分
别 y
为所计 方向
算楼层 的侧
各抗 向
侧 刚
度之和；
KT——所计算楼层的扭转刚度； x、y——以刚心为原点的抗侧力构件坐标。
6．2．1 结 构 选 型
各种钢结构体系建筑的适用高度与高宽 比不宜大于表6-4和表6-5给出的数值。
表6-4 钢结构房屋适用的最大高度
结构体系
框架 框架-支撑（剪力墙板）
筒体和巨型框架
设防烈度
6、7 8
9
110 90 50
220 200 140
300 260 180
6．2．1 结 构 选 型
6．2．2 结构平面布置
②结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个 方向的长度，超过该方向建筑总尺寸的25％。
③楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该 层楼面面积的50％。
④抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体 系的两个互相垂直的主轴。
属于上述情况第①、第④项者应计算结构扭转影 响；属于第③项者应采用相应的计算模型，属于 第②项者应在凹角伸出部分采用加强措施。
表6-5 钢结构房屋适用的最大高宽比
烈度
6、7
8
9
最大高宽比
6.5
6.0
5.5
6．2．2 结构平面布置
多高层钢结构的平面布置应尽量满足下列要求： 1)建筑平面宜简单规则，并使结构各层的抗侧
力刚度中心与质量中心接近或重合，同时各层刚 心与质心接近在同一竖直线上。 2)建筑的开间、进深宜统一，其常用平面的尺 寸关系应符合表6-6和图6-12的要求。
单厂结构布置和构件选型
西南科技大学网络教b育ac课k程
（5）、剖面布置 ①、厂房高度 厂房的高度指室内地面至柱顶（或下撑式屋架下弦底面）的距离。 厂房的高度和轨顶标高是厂房结构设计中的两个重要参数。
6
西南科技大学网络教b育ac课k程
②、厂房跨度
L Lk 2e
保 温屋面板。 常用屋面板类型表表2.4 2、檩条 钢筋混凝土和预应力混凝土倒“L”形或“T”形檩条。也有上弦为钢
筋 混凝土、腹杆和下弦为钢材的组合式檩条和轻钢檩条。 檩条按一般简支梁设计。
24
3.3 2结1 构布置
单层厂房结构主要构件选型
单层厂房结构设计 分为三个阶段： 方案设计阶段 技术设计阶段 施工图绘制阶段
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22 西南科技大学网络教育课程
一、国家建筑标准设计图集介绍
全国通用标准图集一般包括设计和施工说明、构件选用表、结构布
置图、连接大样图、模板图，配筋图、钢筋节点图、预埋件大样图
线之间的尺寸，要和主要构件的标志尺寸相一致，且符合建筑 模数要求； ③、定位轴线的具体位置，总是沿屋面板的接缝处、屋架的端部外 侧设置，或与屋架的侧面中心重合。
（2）、柱网布置 柱网布置的一般原则：符合生产工艺和正常使用的要求；建筑和结 构经济合理；在厂房结构形式和施工方法上具有先进性和合理性； 符合厂房建筑统一化基本规则；适应生产发展和技术革新的要求。 厂房柱网尺寸应符合模数化的要求，厂房的跨度在18m和18m以下时 ，应采用扩大模数30M数列，在18m以上时，应采用扩大模数60M数 列；厂房的柱距应采用扩大模数60M数列；厂房的山墙处抗风柱柱 距宜采用扩大模数15M数列。
纵向水平支撑布置
3.3 1结1 构布置
土木工程毕业设计：框架结构布置及计算简图
第2章结构布置及计算简图2.1 结构选型和布置1. 1.1结构选型根据建筑功能的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。
2. 1.2结构布置根据建筑功能的要求及建筑物的平面形状，本结构横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案。
施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下交叉条形基础。
3. 1.3初步截面尺寸本建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构，且建筑地处某省某市，抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》(GB50001-2001) 6.1.2知, 本建筑的抗震等级为三级。
楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为IOOmnb各层梁板及三、四、五层柱的混凝土强度等级均为C25, 一、二层柱及基础的混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋采用HRB335,其余钢筋采用IIPB2350根据建筑平面确定结构平面布置图如图2-l0图2T结构平面布置图框架柱的最大承载力范围：5.lw×5.25//Z2. 1.3. 1柱截面尺寸估算：柱的截面尺寸估算公式：N = yβ4G"A _ NLrarN一柱组合的轴压力设计值。
夕一考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2。
A一按简支状态计算的柱的负载面积。
G一折算在单位面积上的重力荷载代表值，可近似取为12 kN∕m2on—验算截面以上的楼层层数。
上,/一框架柱轴压比限值，对一级、二级、三级抗震等级，分别取0.7、0.8 和0.9 OA—混凝土轴心抗压强度设计值。
所以有TV = 1.25x5.1x5.25x12x5 = 2008.125^则取柱的截面尺寸为400〃w? × 400/7?/??。
2. 1.3. 2梁截面尺寸估算：框架梁的截面尺寸确定时，应综合考虑竖向荷载大小、跨度、抗震设防 烈度以及混凝土强度等级等多方面的因素。
高层建筑结构与选型
框架结构的特点
（1）框架结构的承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙
（2）框架结构平面布置灵活，能够满足生产工艺和使用功
（3）框架结构采用的材料是型钢和钢筋混凝土，有很好的 抗压和抗弯能力，由于梁、柱刚接，抗侧移和抗振动能力 强，抗震性、整体性和延通性较好。
框架柱网布置简单、规则、整齐，对结构是非常有利的，经济效果也
好。但有些建筑平面采用周边复杂的形式来表示建筑艺术的效果，这就出
现了在复杂的建筑平面形式上力求简单的柱网布置的协调问题。
2、 纯剪力墙体系 普通剪力墙结构是全部由剪力墙组成的结构体系，其墙体
的布置实际上等于将砌体结构的块体承重墙换成现浇的钢筋混
第二节 高层建筑结构与选型
一、结构型式按材料区分
（一）砌体结构：加筋砌体结构
（二）钢筋混凝土结构：整体性好、刚度大、变形小；阻尼 比高、舒适性佳；耐腐蚀、耐火、维护方便、造价低。但 截面大、自重大。
（三）钢结构：强度大、韧性大、易加工；断面小、自重轻、 抗震性好；可在工厂加工、缩短工期、施工方便；但用钢 量大、造价高；耐火性差。
框架结构体系 (a)横向框架体系；(b)纵向框架体系
• 框架结构体系
优点：布置灵活； 缺点：侧向刚度较小。
4000 5800 6200 5800 4000
北京长富宫中心 26层，90.85m， 89年建成。
4000 8000
8000
8000
8000
8000 4000
框架结构的平面布置方式
（1
工业建筑的柱网布置可分为内廊式和跨度组合式两种， 内廊式柱网的常用尺寸：柱距为6.0m，跨度一般采用6.0m、 6.6m和6.9m，走廊宽一般为2.4m、2.7m和3.0m。跨度组合 式柱网的常用尺寸：柱网采用6.0m，跨度采用6.0m、7.5m、 9.0m和12m。层高一般为3.6m、3.9m、4.5m、4.8m和 5.4m。
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结构选型与结构布置
由于结构选型涉及广泛，做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤其重要。
对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。
运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。
所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。
结构选型时，应考虑它们不同的特点。
在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。
总雪载释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。
宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。
我国半数以上的此类高层为前者。
对抗震不利。
[19]结构的布置要根据体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。
一般的说要刚度均匀。
力学模型清晰。
尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。
柱间抗侧支撑的分布应均匀。
其形心要尽量靠近侧向力的作用线。
否则应考虑结构的扭转。
结构的抗侧应有多道防线。
比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。
框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。
通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。