结构与建筑关系(建筑设计)
适用范围:
在框架结构中适当布置能抵抗水平推力的墙体,并 使框架拄楼板有可靠连接而形成的结构体系。房间 的竖向荷载由剪力墙和框架结构共同承担,而水平 荷载主要由刚度较大的剪力墙来承担。在我国一般 适用于25层以下的建筑,总高度在90m以内。
在这类结构中,如何合理布置剪力墙的位置,数量 及间距对受力、变形及经济性有很大影响。
竖向承重结构刚度大,在水平荷载下,结构承载 力低、刚度小、水平位移大,故称为柔性结构体 系。
在地震烈度较高地区不宜采用,目前主要用于10 层左右住宅楼及办公楼等。
框架结构
结构特征和适用范围:
指竖向承重结构全部由一系列横向和纵向的钢筋 砼剪力墙所组成,这种结构测向刚度大,位移小, 称为刚性结构体系。平面布置不够灵活。适合于 小开间的高层住宅。地震区的剪力墙结构一般控 制在35层,总高110m以内,非地震区可适当放宽。
墙体承重体系:生土建筑、砌体结构;
骨架承重体系:木构架、框架、框剪、剪
力墙、筒体、框筒结构、板拄结构;钢框 架结构、拱、刚架、桁架、排架、悬挑结 构;
空间结构体系:网架、折板、薄壳、悬索、
薄膜结构。
(1)生土建筑
即采用土质材料承重。硬山或悬山搁檩,其上有木 椽屋盖系统,将荷载传给土墙或木柱。
承受水平荷载的能力较差,使用时,宜在建筑物 中布置适量减力墙,作出楼梯间或电梯间抵抗水 平荷载。
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筒体平面形状及结构类型
1、2、框架-筒体 3、框筒结构 5、成束筒结构4、6、 多边形筒中筒
结构特征和适用范围:
普通钢结构是主要的建筑结构类型之一。它的工业 化程度高,工作性能可靠,结构自重轻,在工程中 得到了广泛的应用。有一下特点:
优点:就地取材、节约能源、施工方便、造价低廉。 缺点:材料强度低、结构整体性弱、抗震能力差。
(2)砌体结构
由块体和砂浆砌筑而成的墙、拄主要受力构件的结 构。
优点:耐火性好,易于就地取材、隔热、隔声性能 好、构造简单、造价较低。
缺点:抗拉、弯、剪及抗震性能差。结构自重大, 砌筑工作强度大,施工进度慢,空间大小受限制。 适用于层数不多的一般性建筑。
结构设计要保证建筑物的安全、使用寿命、能 够抵御自然界的地震、台风等自然灾害。
所以结构工程师必须在正确分析外部荷载的基 础上,经过计算,慎重选择建筑材料和建筑结 构,确定建筑各个构件的具体尺寸,出具详细 可执行的施工文件。以保证建筑物的顺利建成。
建筑工程师必须懂得一些结构方面的知识, 有的建筑设计在结构上不合理,或者在实际施 工中难以实现,必须建筑师与结构工程师进行 充分和反复的协商。
1)、强度高截面小,运输装拆方便; 2)材料的均匀性和同向性好,符合一般工程力学
的基本规定,应力计算比较可靠;
3)材料的可焊性好,可简化制造工艺; 4)耐火性和耐腐蚀性差,维护费用较高;
1、重型车间的承重骨架; 2、受动力荷载影响的结构; 3、高耸结构; 4、超高层建筑中。
框架剪力墙结构
框架剪力墙结构
结构特征和适用范围:
是指由一个或几个筒体作为竖向结构,并以各层楼 板将井筒四壁相互连接起来,形成一个空间构架的 高层房屋结构体系。筒体结构比单片框架或剪力墙 的空间刚度大的多,在水平荷载作用下,整个筒体 就像一个粗壮的拔地而起的悬臂梁把水平力传至地 面。筒体结构不仅能承受竖向荷载,而且能承受很 大的水平荷载。另外,筒体结构所构成的内部空间 较大,建筑平面布局灵活。筒体结构适用于超高层 建筑,尤其在地震区更能显示其优越性。
主要内容: 1、结构与建筑的关系 2、建筑结构
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建筑设计,包括平、立、剖面图,在满足使用要求 的基础上,还必须综合考虑其他各专业(结构、电 气、暖通、给排水等)的要求。
结构与建筑的关系,是一个协调与统一的关系。建 筑设计是统领主体,是在主体上满足功能要求和形 象要求的,结构设计虽然是配合建筑设计的,但是 有自己的特点。
1、木构架结构
用木材组成的构件作为屋架,墙体承重或木柱承重 的形式。有人字叉手构件、抬梁式木构架、穿斗式 构架及平顶式构架。
优点:轻、制造容易 缺点: 耐火性能不好
以梁、板、拄构成建筑物的骨架,传递和支撑建 筑物的全部荷载,墙体仅起分隔和维护作用,房 间布置灵活。
结构特征和适用范围:
当建筑物跨度较大,(超过30m)平面形状为矩形 和其他形状时,还可采用各种形式的空间结构,由 于空间结构更好的发挥了材料的力学性能,因此常 能取得较好的经济效果,并使建筑物的形象具有一 定的表现力。空间结构系统包括各种形状的网架结 构、折板结构、薄壳结构、悬索结构、帐篷薄膜结 构、充气薄膜结构等。
框筒结构与框架-筒体结构的区别:
框筒结构是纯筒体结构,属于外筒内框架。框架筒体结构是框架与筒体的结合,属于内筒外框架 结构。
由楼板、拄等构件组成,承受竖向及水平荷载的 空间结构体系,也可称为无梁楼盖。板拄结构除 了有框架结构的优点外,结构高度小,增大了结 构净空,但楼板较厚,用材料较多。
钢结构的连接方式:
1、焊接 2、铆接 3、普通螺栓和高强螺栓连接
结构特征和适用范围:
是横梁和拄以整体连接方式构成的一种门形结构。 在竖向荷载作用下拄对梁有约束作用,因而能减少 梁的跨中弯矩;同样在水平荷载下梁对拄也有约束 作用,能减少拄内的弯矩。刚架结构比屋架和拄组 成的排架结构轻巧,可节省钢材和水泥。一般用于 体育馆、礼堂、食堂、菜场等大空间的民用建筑。 也可用于工业建筑,但刚架的刚度较差,当吊车起 重量超过100kN时不宜使用。
美国芝加哥西尔斯大厦1974年建110层采用钢束 筒结构。
结构特征和适用范围:
有若干个框架与筒体共同组成的结构体系。其中 筒体主要承担水平荷载。框架主要承担竖向荷载,
这种结构体系兼有框架结构和筒体结构的优点, 建筑平面布置灵活,便于设置大房间,又具有较 大的测向刚度和水平承载力,因此得到广泛应用。