建筑结构选型复习重点第一章砌体结构1.1、砌体结构的概念砌体结构:由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。
1.2、砌体结构的特点1、砌体结构的主要优点(1)易于就地取材:可以利用工业废料(如矿渣、粉煤灰等)生产各种新型砌体,来源方便,价格较便宜。
(2)具有良好耐火性和化学稳定性:可以满足房屋耐久性要求。
(3)不需要模板和特殊的施工设备:节省木材、钢材和水泥。
(4)具有良好隔热、保温性能:节能效果明显。
(5)采用砌块和大型板材作墙体时,可减轻结构自重,加快施工进度,有利于工业化生产和施工。
2、砌体结构的缺点(1)强度相对较低、自重大:需要采用较大截面的构件,材料用量多。
(2)手工砌筑:施工繁重、条件差。
(3)砖石块体与砂浆之间的粘结强度较低:砌体结构房屋整体性差,无抗震措施情况下,抗震能力较差。
1.4、砌体结构承重方案1、横墙承重方案◆荷载传递路径:板→横墙→基础→地基(1)横墙是主要承重墙;纵墙主要起围护、隔断和将横墙连成整体作用,受力较小,对设在纵墙上门窗洞口大小和位置的限制较少,建筑设计上容易满足采光和通风的要求。
(2)每一开间均设有横墙,数量较多、间距较密(通常3~4.5m),并与内外纵墙拉结,房屋空间刚度大,整体性好,利于抵抗风载、水平地震作用和调整地基不均匀沉降。
(3)结构布置比较简单和规则,施工比较简单方便;房间布置的灵活性差,墙体材料用量比较多。
适用范围:多用于横墙间距比较密、房间开间比较小的房屋,如宿舍、招待所、住宅、办公楼等民用建筑。
2、纵墙承重方案◆荷载传递路径:板→纵墙→基础→地基;板→梁→纵墙→基础→地基(1)纵墙是主要承重墙,设置横墙的目的是为了满足房屋空间刚度和结构整体性的要求,横墙间距可以相当大,容易满足使用上大空间和灵活布置平面的要求。
(2)由于纵墙承受较大荷载,在纵墙上一般不能随意开设门窗洞口,门窗洞口的大小和位置受到一定的限制。
(3)由于横墙数量较少,相对于横墙承重方案而言,房屋的横向刚度较小,整体性较差。
适用范围:适用于使用上要求有较大空间或隔断墙位置有可能改变的房屋,例如食堂、厂房、仓库等建筑。
3、纵横墙承重方案◆荷载传递路径:板→横墙、纵墙→基础→地基(1)纵墙和横墙都是承重墙,共同承受竖向荷载。
(2)开间比横墙承重方案大,但空间布置不如纵墙承重方案灵活,整体刚度介于两者之间。
适用范围:多用于教学楼、办公楼、医院等建筑4、内框架承重方案荷载传递路径:板→梁→柱和纵墙→基础→地基(1)竖向荷载既不是全由框架承重,也不是全由砖墙承重,是由外部的砖墙和内部的框架共同组成承重体系。
使用上可获得较大空间。
(2)容易产生不均匀的竖向变形,使结构产生较大的附加内力:竖向承重构件的材料不同,钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能和强度不一样。
(3)房屋内部砖墙较少,使得结构的空间刚度较差,不利于抵御水平方向的荷载作用。
适用范围:一般用于多层工业车间、商店、旅馆等建筑。
5、底部框架上部砖房结构(底框砖房结构)◆底部(1~2层):采用框架结构,用作商业用房;◆上部几层:采用砌体结构,用于住宅。
◆特点:由两种承重体系和抗侧力体系组成,上部几层为砖墙承重,纵、横墙间距较小,具有一定的承载能力,但变形和耗能能力较差;底部一、两层框架具有较好的承载能力、变形能力和耗能能力。
第三章框架结构3.1 框架结构定义框架结构:由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。
3.2、框架结构的分类(1)全现浇式框架◆全现浇式框架:承重构件梁、板、柱均在现场原位绑扎、支模、整体浇筑、养护而成的结构。
◆优点:整体性和抗震性都非常好。
◆缺点:现场工程量大,模板耗费多,工期较长(2)半现浇式框架◆半现浇式框架:梁、柱为现浇,板为预制的结构或者柱为现浇,梁、板为预制的结构。
·优点:楼板采用预制板,减少了现场混凝土的浇筑量,节省了大量模板,降低了成本。
·缺点:整体性及抗震性能不如全现浇式框架。
(3)装配式框架◆装配式框架:梁、柱、板均为预制,然后通过焊接拼装连接成整体的结构。
·优点:构件由构件预制厂预制,在现场进行焊接装配。
具有节约模板、工期短、便于机械化生产、改善劳动条件等优点。
·缺点:构件预埋件比较多,用钢量大,房屋整体性差,不利抗震,在抗震设防地区不宜采用。
(4)装配整体式框架◆装配整体式框架:将预制的梁、板、柱安装就位后,焊接或绑扎节点区钢筋,通过对节点区浇筑混凝土、使之结合成整体的结构。
·优点:兼有现浇式和装配式框架的一些优点。
·缺点:节点区现场浇筑混凝土施工复杂。
3.3、框架结构的布置◆框架柱的布置①柱网布置应满足建筑功能的要求➢柱网布置应与建筑隔墙布置相协调,建筑周边柱子的布置应与建筑外立面造型要求相协调。
➢一般将柱子设在纵横墙交叉点上,以尽量减少柱网对建筑使用功能的影响。
②柱网布置应规则、整齐、间距适中,传力体系明确,结构受力合理框架结构只能承受自身平面内的水平力,应沿建筑物的两个主轴方向都应设置框架;柱网的尺寸受到梁跨度的限制,一般使梁跨度在6~9m为宜。
③柱网布置应便于施工·结构布置应考虑施工方便,以加快施工进度,降低工程造价。
·设计时应尽量考虑到构件尺寸的模数化、标准化,尽量减少构件规格。
3.4、框架结构的承重方案(1)横向框架承重方案◆横向框架承重方案:在横向布置框架承重梁,以支承楼板,而在纵向布置连系粱。
◆横向框架处在建筑短向,跨数较少,主框架梁沿横向布置。
纵向框架跨数多,刚度大,沿纵向布置连系梁。
·外纵墙不承重,其自重由连系梁传给横向承重框架柱,对纵墙开窗限制较小,易于满足室内采光、通风要求。
(2)纵向框架承重方案◆纵向框架承重方案:在纵向布置框架承重梁以承受楼板传来的荷载,在横向布置连系梁。
◆缺点:房屋的横向抗侧刚度较差,进深尺寸受预制板长度的限制。
·适用范围:大开间柱网且房屋进深较小情况。
(3)纵横向框架共同承重方案◆纵横向框架共同承重方案:在两个方向上均需布置框架承重梁以承受楼面荷载。
优点:具有较好的整体工作性能,框架柱均为双向偏心受压构件,为空间受力体系。
第四章剪力墙结构4.1、剪力墙结构及其特点·剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
◆剪力墙结构的优点(1)结构整体性强,抗侧刚度大,侧向变形小,在承载力方面的要求容易得到满足,适于建造较高的建筑。
(2)集承重、抗风、抗震、围护与分隔为一体,经济合理地利用了结构材料。
(3)抗震性能好,具有承受强烈地震裂而不倒的良好性能;(4)用钢量较省;(5)与框架结构体系相比,施工相对简便与快速。
◆剪力墙结构的缺点(1)墙体较密(间距3~8m),建筑平面布置和空间利用受到限制,很难满足大空间建筑功能的要求;(2)结构自重较大,加上抗侧刚度较大,结构自振周期较短,导致较大的地震作用。
适用范围:适用于建造高层住宅或高层公寓等建筑。
4.7、剪力墙结构布置(1)剪力墙平面布置宜简单、规则,宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置,两个方向的侧向刚度不宜相差过大。
抗震设计时,不应采用仅单向有墙的结构布置。
·建筑物为矩形、T形和L形平面时,剪力墙应沿两个主轴方向布置;·建筑物为△形、Y形、十字形平面时,剪力墙应沿三个或四个主轴方向布置;·建筑物为圆形平面,剪力墙沿径向布置成辐射状。
(2)剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁;宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置;抗震设计时,不宜采用错洞墙。
(3)剪力墙不宜过长,较长剪力墙宜设置跨高比较大(>6)的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段,各墙段的高度与墙肢长度之比不宜小于3,墙段长度不宜大于8m。
(4)抗震设计时,高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙;B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
(5)剪力墙沿高度宜自下到上连续布置,逐渐减小厚度,避免竖向刚度突变。
(6)剪力墙片应尽量对直拉通,否则不能视为整体墙片。
(7)剪力墙宜设于建筑物两端、楼梯间、电梯间及平面刚度有变化处,同时以能纵横向相互连在一起为有利,对增大剪力墙刚度很有好处。
(8)落地剪力墙的间距L应符合以下要求:·非抗震设计时:L≤3B,L≤36m (B为楼面宽度)·抗震设计时:L≤2B,L≤24m(9)高层剪力墙结构,应尽量减轻建筑物重量,剪力墙间距不宜太密,宜采用大开间结构方案(优先采用6~8m间距)。
在保证结构安全的条件下尽量减小构件截面尺寸,采用轻质高强材料。
第五章框架-剪力墙结构5.1、框架-剪力墙结构概念框架-剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
5.3、框架-剪力墙结构受力特点(1)框架和剪力墙顶端各自受到一个等量而反向的水平集中力作用,框架和剪力墙顶部的水平剪力均不等于零。
(2)框架楼层剪力最大值不是发生在结构的底部,而一般是发生在(0.3~0.6)H之间,并且随框架相对刚度的增大而有向下移的趋势。
(3)由于框架和剪力墙的相互作用,在结构的顶部,框架承担了大部分的水平剪力,在结构下部则是剪力墙承担了大部分的水平剪力。
5.7、框架-剪力墙结构的布置(1)框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系;抗震设计时,结构两主轴方向均应布置剪力墙。
(2)框架-剪力墙结构中,主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接;(3)梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合;框架梁、柱中心线有偏离时,梁、柱中心线之间的偏心距,9度抗震设计时不应大于柱截面在该方向宽度的1/4;非抗震设计时和6~8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4。
(4)框架-剪力墙平面形状凹凸较大时,宜在突出部分的端部附近布置剪力墙。
(5)单片剪力墙的刚度不宜过大,单片剪力墙底部承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的30%。
(6)框架-剪力墙结构中纵、横向剪力墙宜组成T形、L形、口形等形式,以使纵、横墙可以互相作为对方的翼缘,提高剪力墙的强度和刚度。
(7)框架-剪力墙结构中的剪力墙宜贯通建筑物的全高,使结构上下刚度均匀或逐渐减小,宜避免刚度突变;(8)剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐、大小相同,洞口面积与墙面面积的比值不宜大于1/6,洞口的梁高不宜小于层高的1/5。
(9)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。
(10)楼、电梯间等竖井的设置,宜尽量与其附近的框架或剪力墙的布置相结合,使之形成连续完整的抗侧力构件。
(10)长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中,其横向剪力墙沿长方向的间距宜满足规范要求,当横向剪力墙之间的楼盖有较大开洞时,剪力墙的间距宜适当减小。