建筑结构和结构选型

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

i

l 0

=

λ A

I 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2

3）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。

筒体结构

1、筒中筒结构：框筒由密柱（柱距＜4m）高粱组成

筒体—框架、框筒、多重筒、成束筒体、多筒体

2、筒体结构布置：

1.以方形和圆形平面为好

2.可以用对称的三角形或人字形

3.外框筒柱得柱距以不大于4mm为好

4.矩形平面时，长宽比不宜大于2

5.四角的柱子宜适当加大，一般界面加大1-2倍

6.一般情况下H/B不应小于3，高度不宜低于60m

7.宜采用宽扁柱，一般不宜采用圆形和方形柱；梁高一般0.6—1.5m，宽度同墙厚，一般不小于250mm

8.内筒边长为外筒边长的1/3为好

单层厂房结构体系

一、结构形式

1、单层钢筋混凝土柱厂房：主要承重构件采用钢筋混凝土柱，钢筋混凝土屋架（薄腹梁）或钢屋架。当有吊车时，一般采用钢筋混凝土吊车梁

2、单层钢结构厂房：主要承重构件采用钢柱、钢屋架、钢吊车梁

3、门式钢架轻工厂房：是由柱和梁结合在一起，形状像门字的结构。有钢筋混凝土门式钢架和钢门式钢架。

二、柱网布置

单层厂房柱子开机按尺寸一般均为6米。厂房山墙应布置抗风柱间距一般为6米

二、围护墙

1、砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，隔墙顶部应设现浇钢筋混凝土压顶梁

2、8度和9度时，应按上密下稀的原则，每个4m左右在窗顶增设一道圈梁，

圈梁截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于180mm

三、屋盖结构

1、根据材料不同：由轻型板材组成的有檩体系和由大型屋面板（预制）组成的

无檩体系

2、有檩体系是在屋面梁（或屋架）上铺设檩条，檩条上放置轻型板材而成。檩

条间距 1.0-5.0m，支撑檩条的屋架间距一般为 6.0-12.0m，屋面坡度为1/20-1/50

3、无檩体系是指在屋面梁或屋架上，直接放置预制大型钢筋混凝土预制板的屋

盖。大型屋面板的尺寸一般为1.5*6.0m，3.0*6.0m，屋架间距为6.0m，屋面坡度为1/10-1/20.

四、柱间支撑

十字形交叉支撑、空腹式门形支撑、实腹式门形支撑、八字形支撑、人字形支撑

当柱距l与柱间支撑的高度h1之比≥2时，宜采用人字形支撑；≥2.5时，宜采用八字形支撑。

1、布置原则：

1）柱间支撑的设置位置应与屋盖支撑的布置相协调

2）每一温度区段的每一列柱，一般均应设置柱间支撑，两道柱间支撑距离不宜大于66m

门式钢架的柱间支撑间距一般为36-45m

木结构体系

一、桁架

适用跨度6-60m

基本特点：

1、平面—外荷与支座反力都作用在全部桁架杆件轴线所在的平面内

2、几何不变—桁架的杆件按三角形法则构成

3、铰接—杆件相交的节点，计算按铰接考虑。荷载作用在节点上

4、轴向受力—由于节点按照铰接考虑，所以各杆均受轴向力

合理形式：弧形最好，折线次之

二、拱结构

抵抗推力措施

1、推力由水平拉杆承受

2、通过刚性水平结构集中传递给端部拉杆、

3、由两侧结构整体承受