建筑结构体系及选型

建筑结构体系及选型

——期末作业

建筑结构定义：是由许多结构构件组成的一个结构体系。在实际工程中，结构体系基本上分为水平和竖向两种体系，水平体系指建筑物的楼盖和屋盖结构，一般由板、梁等构件组成；竖向体系指建筑的竖向承重结构，一般由由墙、柱等构件组成。简单地说就是房屋承重骨架。

建筑结构的的应用特点：1、在应用上，满足空间和功能上的需求；2、在安全上，要符合承载和耐久上的需求；3、在技术上，要体现科技和工程上的发展；4、在造型上，要与建筑艺术融为一体；5、在建造上，要合理用材并与施工相结合。

建筑结构体系：建筑结构是由许多结构构件组成的一个系统，其中最主要的受力系统被称为结构总体系。

一、平板结构体系

一、一般板式结构又分为：板式结构、梁板结构、结构悬挑。

1、梁按支座约束分为：

静定梁和超静定梁，根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。

2.简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点

简支梁的缺点是内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑物。简支梁是静定结构，当两端支座有不均匀沉降时，不会引起附加内力。因此，当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。多跨连续梁为超静定结构，其优点是内力小，刚度大，抗震性能好，安全储备高，其缺点是对支座变形敏感，当支座产生不均匀沉降时，会引起附加内力。

结构悬挑：悬挑结构是工程结构中常见的结构形式之一，如建筑工程中的雨篷、挑檐、外阳台、挑廊等，这种结构是从主体结构悬挑出梁或板，形成悬臂结构，其本质上仍是梁板结构。

悬挑结构一般是由支承构件和悬挑构件组成，根据其悬挑长度可分为悬挑梁板结构和悬挑板结构。

雨篷设计

雨篷一般是由雨篷板和雨篷梁组成，雨篷梁起两种作用：一是支承雨篷板，二是兼作过梁，承受上部墙体重量和楼面梁、板传来的荷载。在荷载作用下，雨篷可能发生三种破坏：(1) 雨篷板在支承处截面受弯破坏；(2) 雨篷梁受弯、剪、扭作用而发生破坏；(3) 整体倾覆破坏。

雨蓬板的设计

悬挑结构的特点

其悬挑长度并不大，荷载也不大，但其悬挑端部上卷较高。有些不仅上卷，而且下垂还较大。有的上卷部分做成斜的，坡度很大，因此集中荷载较大。悬挑结构是一种敏感性较强的结，实际问题中常出现问题，诸如微倾、裂缝、下垂等，不少问题与设计直接有关，因此精心计算、认真设计至关重要。

二、桁架与屋架

桁架：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。

桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。

足够强度—不发生断裂或塑性变形；足够刚性—不发生过大的弹性变形；足够稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而导致坍塌；良好的动力学特性—抗震、抗风性。

桁架的设计要求：要有符合要求的杆件；要有良好的连接件，包括铆钉、销钉及焊缝的连接。这些就涉及到桁架的类型、杆件的尺寸和材料，但首先是静力学分析。

温州科技馆工程中钢结构共分为六个单体：1、标志塔为钢结构塔，塔高62.016米，塔身为管架结构，采用空间钢管结构体系。2、中廊屋盖采用空间钢管结构体系，钢管之间采用直接相贯的焊接节点，主桁架为平面桁架。3、北展厅屋盖采用空间钢管结构体系，钢管之间采用直接相贯的焊接节点，主桁架为平面桁架。4、南展厅螺栓球节点正方四角锥网架。屋面采用双层压型彩钢板。5、球形网架直径为33.5米的球体网架。6、钢折板雨棚为H型简易钢结构。

屋架是房屋组成部件之一，平房、中式楼房中房屋组成共有屋面、屋架、墙身、门窗、顶棚、地面、装修、设备、附属物等九类。平房、中式楼房中屋架可分为中式屋架，人字架，钢屋架，钢混屋架等几大类。中式屋架又分为七檩柁、五檩柁、平台柁、硬山搁等几种，人字架分为木屋架、小型木屋架、钢木屋架、小型钢木屋架等几种，钢屋架根据其跨度不同进行等级区分，钢混结构分为钢混屋架及钢屋架两种。在房地产拆迁评估中，屋架平台柁与腊阡柁不予区分，中式柁没有柱子，按木屋架计分。由屋架、檩条和屋面材料等构件组成的有檩屋盖是几何可变体系。屋架的受压上弦虽然与檩条连接，但所有屋架的上弦有可能向同一方向以半波的形式鼓曲

使得上弦的计算长度为屋架的跨度，承载力下降。其次，屋架下弦虽是拉杆，但侧向无联系时，会引起较大的水平振动和变位，增加杆件和连接中的受力。此外端墙传来的风荷载，仅靠屋架的弦杆承受和传递是不够的。

故支撑设置有下列的作用：

● 保证结构的空间作用

● 增强屋架的侧向稳定

● 传递屋盖的水平荷载

● 便于屋盖的安全施工

1.上悬横向支撑

∙组成：

o屋架上弦、斜向杆件、檩条、系杆

∙作用：

o保证屋架侧向刚度和屋盖的空间刚度，减小上弦在平面外计算长度，承受和传递端墙的风荷载。

∙布置：

o端部第一或第二开间。当布置在第二开间时，端屋架需与横向支撑用系杆刚性连接，确保端屋架的稳定和风荷载传递。（有时因天窗架从第二开间起设。）o横向支撑间距大于60m时，中间增设。

o屋面为大型屋面板，且屋面板有三点与屋架上弦牢固连接时，可不设。但一般高空作业较难保证，还是设上弦横向支撑，大型屋面板起系杆的作用。有

天窗架时，上弦横向支撑仍需布置

2.下弦支撑

下弦支撑包括下弦横向支撑和下弦纵向支撑

∙下弦横向支撑

o组成：屋架下弦杆、斜杆、系杆

o作用：山墙抗风柱的支点，承受并传递水平风荷载、悬挂吊车的水

平力和地震引起的水平力，减小下弦的平面外计算长度，减小下弦

的振动。

o布置：与上弦横向支撑布置在同一开间，形成稳定的空间体系。

▪屋架跨度大于18m时，

▪屋架下弦设有悬挂吊车时，

▪抗风柱支承在屋架下弦时，

▪屋架下弦设通长纵向支撑时，宜设屋架下弦横向支撑。

∙下弦纵向支撑

o组成：系杆、斜杆

o作用：增加屋盖空间刚度，承受和传递吊车横向水平制动力。

o布置：屋架两边，与横向支撑形成封闭框。

▪有重级工作制吊车或起重量较大的中、轻工作制吊车时，

▪有振动设备、屋架下弦有吊轨、有托架时，

▪房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水

平支撑。

3.竖向支撑

∙组成：系杆、斜杆

∙作用：使相邻屋架形成几何不变的空间体系，保证侧向稳定。

∙布置位置：设有上弦横向支撑的开间内，每隔4～5个开间布置一道。

∙布置原则:

（1）梯形或平行弦屋架

无天窗，跨度l<30m，布置在屋架两端、跨中（图）。