常用结构体系案例分析分解

结构选型期末考核

姓名：

学号：

年级专业： 09建筑学

所在院系：土木工程与建筑系

任课教师：

提交日期： 2012 年 12 月 27 日

目录

一、框架结构体系 (1)

二、门式刚架结构体系 (4)

三、拱结构体系 (6)

四、薄壳结构体系 (8)

五、膜结构体系 (10)

六、高层宾馆结构选型选择及论证 (12)

七、高层宾馆结构选型设计平面图 (13)

八、高层宾馆结构选型设计结构图 (19)

一、框架结构体系

指整栋结构都是由梁、柱组成的框架来承受竖向荷载和侧向荷载的结构体系。

工程实例

南京电信局鼓楼多媒体综合楼工程

工程概况

南京电信局鼓楼多媒体综合楼位于南京市鼓楼市民广场北侧，东邻安仁街12m、北距大钟亭路12m、西侧紧贴原有五层通信机房。基地面积2340平方米，建筑物占地面积2000平方米，主楼地下二层、地上三十一层，层高四至六米不等，地面以上结构高度140.5m。使用功能分布为：地下二层为设备用房，地下一层为平战结合六级人防（平时作为汽车库）；地上一至四层为电信新产品展示超市，五层为空中花园，七至十八层为通讯机房及配套辅助设备用房，二十一至二十九层为办公用房及计算机中心，十二、十九、三十层为全省目前最大的专用电视电话会议室，六、十三、二十层为辅助设备及防火避难层。建筑面积约3.6万平方米。裙楼使用功能略，主、裙楼之间设缝形成两个独立的结构单元，主楼采用巨型框架结构体系、裙楼采用普通钢筋混凝土结构体系。

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结构特点

结构布置

1、结构平面布置

楼层平面为规则的长方形，尺寸为29．7mx30．2m(x枣y)；基础埋置深度14．2m(约H／IO)，结构高宽比4．73；四角设置四个大小相同的钢筋混凝土筒体(7．6mx5．6m)，内置电梯、疏散楼梯、卫生间及设备管井；简体之间一般楼盖为普通钢筋混凝土有梁楼盖、桁架层楼盖为钢骨混凝土有梁楼盖(图2)。

2、结构竖向布置

沿竖向由四角筒与四道桁架层形成巨型框架结构称为主结构或一级结构，各道桁架之间五至九层框架结构为次结构或二级结构(图3)；次结构承受各自范围楼面垂直载荷及所在位置水平力作用，并将之传递给主结构；主结构承受全部竖向及水平作用。主、次结构受力明确，传力途径合理、简明。

主结构构件的选型与设计

l、四角筒选用钢筋混凝土结构，轴压比控制在O。6以内，并在筒体四角内设置“十字形”钢柱，以增加其延性。

2、桁架承受次结构传来的巨大竖向荷载，要求其腹杆布置合理、受力直接。结合楼面交通功能要求，采用图5所示的结构形式(图中剖面详图8)：边区两根斜腹杆中，内斜腹杆为压杆，承受次结构传来的大部分垂直荷载：外斜腹杆为拉杆与中部斜腹杆共同承受次结构传来的少部分垂赢荷载，水平力作用下中部斜腹杆受力拉、压交替。计算结果表明若

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选用钢筋混凝土结构，杆件截面尺寸及配筋量均较大，边节点区构件纵筋多向立体交汇(水平、竖向、斜．向)，现场施工无法穿筋及浇捣混凝土。经分析比较，选用钢骨混凝±构件，内置“工字形”钢骨，降低节点处理难度，方便现场施工。

3、钢骨混凝土桁架与四角简内“十字型”钢柱连接，形成钢骨混凝土巨型框架，确保主结构受力安全，并使其延性得以提高。

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一、门式刚架结构体系

门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国，经历了近百年的发展，目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。

工程实例

某门式钢架结构厂房

工程概况

本工程为排架结构工业厂房制安，由金工车间和机电车间组成，总建筑面积约２０３００M2 (标书建筑面积约19975 M2)，基础为桩基础、独立基础予埋螺栓的形式。主体结构为门式钢结构，外围护为0.52mm镀锌压型彩板，彩板墙以下采用粘土空心砖砌筑，屋面为0.6mm天蓝镀铝锌彩板及紧贴保温层铝箔安装不锈钢丝网，主车间地面为150厚C20混凝土地坪。

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性能特点

门式刚架除了具有传统预应力结构增强结构刚度、降低柱顶弯矩及柱脚反力的优

点外，还具有一些自身的特点：（1）较传统预应力门式刚架预应力效果更明显、

具有更大的承载能力施加预应力后，不难从刚架内力图（图3）上看出，不仅钢拉索

对柱顶产生向内的拉力，同时与传统预应力结构比较撑竿还对刚架产生向上的顶力。

向上的顶力能够抵消很大一部分竖向外荷载，因此施加了预应力后的索支撑门式刚架

承受外荷载后，梁柱中最终弯矩减小甚至反号。预应力钢索和撑竿的内力随着外荷

载的施加而变化，在起控制作用的竖向荷载作用下钢索和撑竿的内力有显著增加，对

整个刚架承受更大的外荷载起到很大作用。（2）较传统预应力门式刚架结构具有

更大的结构刚度拉索不仅仅给结构施加了预应力，而且成为刚架横梁的下弦杆，无

疑较传统采用的紧贴刚架梁下弦布置预应力索的方式具有更大的结构刚度。此外，在

竖向荷载作用下，索支承刚架的撑竿和钢拉索分别对刚架梁和柱起到弹性支撑的作

用，增强了刚架特别是梁的刚度。（3）避免刚架梁在平面内失稳对于一般屋面坡

度较小的实腹刚架来说，刚架横梁的轴向力较小，所以设计时不需验算横梁的平面内

稳定承载力，而横梁的平面外的稳定性则靠檩条和隅撑来保证。预应力门式刚架中的

横梁面外稳定性同样靠檩条和隅撑来保证，但其面内的力学性能与一般刚架不同。

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