最新建筑結(jié)構(gòu)總結(jié)

時間：2024-09-22 13:19:23

最新建筑結(jié)構(gòu)總結(jié)范文

最新建筑結(jié)構(gòu)總結(jié)范文

最新建筑結(jié)構(gòu)總結(jié)范文

　　1.平衡2.穩(wěn)定3. 承載力：結(jié)構(gòu)的抗力≥結(jié)構(gòu)上的作用效應適用5. 經(jīng)濟：造價＋后期管理、維護費6. 耐久性7. 美觀概括：安全性、適用性、耐久性

　　§1-2建筑結(jié)構(gòu)的分類和結(jié)構(gòu)選型

　　一、建筑結(jié)構(gòu)的分類

　　（一）按材料分類

　　1. 混凝土結(jié)構(gòu)：素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土；

　　2. 砌體結(jié)構(gòu)：塊體材料＋砂漿；

　　3. 鋼結(jié)構(gòu)：鋼材；

　　4. 木結(jié)構(gòu)：木材。

　　1.混合結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu)墻體＋鋼筋混凝土樓、屋蓋；

　　2. 排架結(jié)構(gòu)：屋面橫梁（屋架）＋柱＋基礎(chǔ)

　　3.框架結(jié)構(gòu)：梁＋柱＋基礎(chǔ)

　　1.梁與柱為剛性連接；

　　2.底層柱腳與基礎(chǔ)頂面固接。

　　剪力墻：整片的鋼筋混凝土墻

　　4.剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻與鋼筋混凝土樓板、屋蓋整體連接

　　豎向力

　　測

　　向

　　力剪力墻

　　5、其它形式的結(jié)構(gòu)

　　? 高層和超高層房屋：

　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-筒體結(jié)構(gòu)、筒體（筒中筒）結(jié)構(gòu)；

　　? 單層房屋（廠房）：

　　剛架結(jié)構(gòu)，與排架結(jié)構(gòu)的區(qū)別：？

　　梁與柱剛性連接；

　　? 單層大跨度房屋屋蓋結(jié)構(gòu)：

　　殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等。

　　二、建筑結(jié)構(gòu)的選型

　　? 建筑結(jié)構(gòu)的分類

　　? 按層數(shù)分：

　　多層房屋結(jié)構(gòu)≤9層

　　高層房屋結(jié)構(gòu)≥10層 (或高度大于28m)

　　? 按承重結(jié)構(gòu)體系分：

　　混合結(jié)構(gòu)體系

　　框架結(jié)構(gòu)體系

　　剪力墻結(jié)構(gòu)體系

　　（一）混合結(jié)構(gòu)體系

　　1、定義：墻體、基礎(chǔ)等豎向構(gòu)件采用砌塊，樓蓋、屋蓋等水平構(gòu)件采用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。

　　2、混合結(jié)構(gòu)體系承重方案：

　　(2)層高和房屋最大高寬比

　　? 普通磚、多孔磚和小砌塊砌體房屋的層高≤3.6m；

　　? 底部框架-抗震墻房屋的底部以及內(nèi)框架房屋的層高≤4.5m;

　　? 多層砌體房屋的最大高寬比：

　　(3)縱橫墻布置及局部尺寸限值

　　? 優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重方案；

　　? 縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應上下連續(xù)，同一軸線上的窗

　　間墻宜均勻。

　　? 樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。

　　4、混合結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　　1. 就地取材（磚），利用工業(yè)廢料；

　　2. 良好的耐火性和耐久性；

　　3. 磚砌體結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能好，節(jié)能明顯；

　　4. 砌體結(jié)構(gòu)美觀、舒適；

　　5. 施工設(shè)備、方法簡單，易連續(xù)施工；

　　缺點：

　　1. 磚砌體強度低，限制房屋的層數(shù)；

　　2. 抗震性能差；

　　3. 砌筑工程量大，施工進度慢。

　　（二）框架結(jié)構(gòu)體系

　　1、定義：由梁、柱等構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)

　　2、框架結(jié)構(gòu)承重方案：

　　（二）框架結(jié)構(gòu)體系

　　1、定義：由梁、柱等構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)

　　2、框架結(jié)構(gòu)承重方案：

　　框架結(jié)構(gòu)體系類型

　　? 全框架結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu))；

　　? 內(nèi)框架外墻砌體結(jié)構(gòu)；

　　? 底部框架上部混合結(jié)構(gòu)

　　4、框架結(jié)構(gòu)體系的適用范圍

　　? 層數(shù)：廣泛用于6～15層的多層和高層房屋，如學校的教學樓、實驗樓、商業(yè)大樓、

　　辦公樓、醫(yī)院、高層住宅等(其經(jīng)濟層數(shù)為10層左右、房屋的高寬比以5～7為宜)。 ? 適宜高度：現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的適用高度分別為60m(設(shè)防烈度6度)、

　　55m(設(shè)防烈度7度）、45m(設(shè)防烈度8度)和25m(設(shè)防烈度9度)。

　　5、框架結(jié)構(gòu)受力變形特性

　　6、框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　　1. 建筑平面布置靈活，可以獲得較大的使用空間；

　　2. 可以獲得良好的延性－“延性框架”；

　　3. 構(gòu)件易于標準化、定型化；

　　缺點：

　　1. 梁柱截面慣性矩小，側(cè)向變形大；

　　2. 在地震區(qū)，易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞

　　（三）剪力墻結(jié)構(gòu)體系

　　1、定義：利用建筑物墻體作為承受豎向荷載以及抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)

　　2、剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型

　　a. 剪力墻結(jié)構(gòu)；

　　b. 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；

　　c. 筒體結(jié)構(gòu);

　　d. 框架-筒體結(jié)構(gòu)

　　3、剪力墻結(jié)構(gòu)的適用范圍

　�。�1）地震區(qū)的高層建筑；

　�。�2）10～30層的住宅、賓館等

　　4、剪力墻變形特性

　　在水平荷載作用下，剪力墻如同一巨大懸臂梁，其整體變形為：？變形

　　5、剪力墻結(jié)構(gòu)的特點

　　? 優(yōu)點

　　1. 結(jié)構(gòu)整體性好、剛度大，側(cè)向變形�。�

　　2. 可設(shè)計為延性結(jié)構(gòu)，抗震性能好；

　　3. 采用大模板、滑升模板等先進施工方法時，施工速度快；

　　4. 可節(jié)省砌筑隔斷等工程量；

　　? 缺點：

　　1. 剪力墻間距較小，結(jié)構(gòu)平面布置不靈活；

　　2. 結(jié)構(gòu)自重大

　　三、高層房屋結(jié)構(gòu)的布置原則

　　? 基本原則：

　　? 在一個獨立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面和側(cè)移剛度均勻?qū)ΨQ；

　　? 盡量減少結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度中心與水平荷載合力中心間的距離——“規(guī)則結(jié)構(gòu)”

　　? 對有抗震設(shè)防要求的高層建筑，在結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置時，應考慮下列要求：

　　(1)平面宜簡單、規(guī)則、對稱，盡量減少偏心；

　　(2)結(jié)構(gòu)豎向體型應力求規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)縮；

　　(3)結(jié)構(gòu)沿豎向的側(cè)移剛度變化宜均勻，構(gòu)件截面由下至上應逐漸減小、不應突變。

　　四、單層大跨度房屋結(jié)構(gòu)

　　1．鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)

　　(1) 排架結(jié)構(gòu)

　　排架結(jié)構(gòu)承重體系

　　由屋架(或屋面大梁)、柱、基礎(chǔ)組成的橫向平面排架(即沿跨度方向排列的排架)，通過屋面板、支撐、吊車梁、連系梁等縱向構(gòu)件將各橫向平面排架聯(lián)結(jié)，構(gòu)成整體空間結(jié)構(gòu)。

　　(2)剛架結(jié)構(gòu)

　　鋼筋混凝土剛架結(jié)構(gòu)常作為中小型單層廠房的主體結(jié)構(gòu)。有三鉸、兩鉸及無鉸等幾種型式，可以做成單跨或多跨結(jié)構(gòu)

　　(3)拱結(jié)構(gòu)

　　? 拱：以承受軸壓力為主的結(jié)構(gòu)。由于拱的各截面上的內(nèi)力大致相等，因而拱結(jié)構(gòu)是

　　一種有效的大跨度結(jié)構(gòu)，在橋梁和房屋中都有廣泛的應用。

　　? 拱結(jié)構(gòu)的類型：三鉸、雙鉸、無鉸等幾種型式。

　　拱軸線的確定

　　? 拱軸線常采用拋物線形狀。拱的矢高 f 一般為(1/2－1/8)l0；矢高小的拱水平推力大，

　　拱體受力也大；矢高大時則相反，但拱體長度增加。合理選擇矢高是設(shè)計中的重要問題。

　　2．其他型式的結(jié)構(gòu)

　　(1)薄殼結(jié)構(gòu)

　　以受壓力為主的空間受力曲面結(jié)構(gòu)。其曲面厚度很薄(壁厚往往小于曲面主曲率的1/20)。

　　（2）薄殼結(jié)構(gòu)的類型

　　①旋轉(zhuǎn)曲面；

　�、谄揭魄�；

　　③直紋曲面。

　�、傩D(zhuǎn)曲面

　　? 平面曲線繞豎軸旋轉(zhuǎn)所形成的曲面

　　? 典型的旋轉(zhuǎn)曲面：球殼，由圓弧繞豎軸旋轉(zhuǎn)而成。

　　? 球殼的受力較簡單，殼身(殼體)主要承受壓力；其邊緣構(gòu)件(支座環(huán))對殼身起箍的作用，約束殼體的變形，承受環(huán)向拉力和彎矩(圖1-17)。

　　? 現(xiàn)澆鋼筋混凝土球殼，跨度可達100m，殼體厚度可為圓頂曲率半徑的1/600，但不小于60mm。

　�、谄揭魄�

　　? 一豎向曲線(母線)沿另一曲線(導線)平行移動時所形成的曲面稱為平移曲面。

　　(2)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　? 網(wǎng)架是由平面桁架衍生出來的空間受力結(jié)構(gòu)。

　　? 在節(jié)點荷載作用下，網(wǎng)架桿件主要承受軸力。

　　? 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的類型：平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架。

　　(3)懸索結(jié)構(gòu)

　　? 懸索結(jié)構(gòu)：由索網(wǎng)、側(cè)邊構(gòu)件及下部支承結(jié)構(gòu)組成(圖1-30)。

　　? 索網(wǎng)：由多根懸掛于側(cè)邊構(gòu)件上的鋼索組成，柔性的懸索(鋼索)只受軸心拉力作用，

　　并只能單向受力，其水平拉力 T 與懸索的下垂度 f 成反比(如圖) 。

　　? 側(cè)邊構(gòu)件：用來固定索網(wǎng)的，一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

　　? 下部支承結(jié)構(gòu)：一般為立柱或斜撐柱，工程實際中有不少是用拱兼作側(cè)邊構(gòu)件和支

　　承結(jié)構(gòu)。

　　(4)折板結(jié)構(gòu)

　　? 折板結(jié)構(gòu)：可視為柱面殼的曲線由內(nèi)接多邊形代替的結(jié)構(gòu)。

　　? 其計算和組成構(gòu)造也大致相同。

　　? 折板的截面形式可以多種多樣。

　　§1-3 課程的任務和特點

　　一、任務

　　教：常用材料的力學性能；結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；并較全面地介紹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件、砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算；并對結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)選型等內(nèi)容作適當介紹。

　　學：

　　1、應具有建筑結(jié)構(gòu)方面的總體知識；

　　2、掌握多層及高層建筑結(jié)構(gòu)體系的類型、適用范圍及其特點并對結(jié)構(gòu)體系的受力變形特點有一定了解；

　　3、熟練掌握一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計計算。

　　課程特點

　　(1)材料的特殊性：混凝土、砌塊——“混”字當頭；

　　(2)公式的實驗性：經(jīng)驗或半經(jīng)驗公式——注意其適用范圍；

　　(3)設(shè)計的規(guī)范性：建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計汁算依據(jù)是現(xiàn)行的各種有關(guān)國家標準和規(guī)范——具有強制性、法制性；

　　(4)解答的多樣性：無論是進行結(jié)構(gòu)布置還是結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計，同一問題往往有多種方案或解答，故需綜合考慮多方面因素，以選擇較合理的解答——沒有最好只有更好。

　　第二章

　　一、設(shè)計基準期

　　? 結(jié)構(gòu)設(shè)計所采用的荷載統(tǒng)計參數(shù)、與時間有關(guān)的材料性能取值，都需要選定一個時

　　間參數(shù)，即，設(shè)計基準期。

　　? 我國所采用的設(shè)計基準期為50年。

　　設(shè)計使用年限：在規(guī)定的時期內(nèi)，房屋建筑在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護下不需要進行大修就能按其預定目的使用

　　注意：設(shè)計使用年限不同于設(shè)計基準期。

　　但對于普通房屋和構(gòu)筑物，設(shè)計使用年限和設(shè)計基準期均為50年。

　　§2-2 結(jié)構(gòu)的功能要求、作用和抗力

　　一、結(jié)構(gòu)的功能要求

　　(一)安全性

　　(1)在正常施工和正常使用時，結(jié)構(gòu)能承受可能出現(xiàn)的各種作用；

　　(2)在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。

　　整體穩(wěn)定性：在偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，建筑結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。

　　(二)適用性

　　結(jié)構(gòu)在正常使用時具有良好的工作性能。如受彎構(gòu)件在正常使用時不出現(xiàn)過大的撓度、裂縫，結(jié)構(gòu)振動等；

　　? (三) 耐久性

　　? 耐久性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境下，在預定時期內(nèi)，其材料性能的惡化不致導致結(jié)

　　構(gòu)出現(xiàn)不可接受的失效概率。

　　? 從工程概念上講，就是指在正常維護條件下結(jié)構(gòu)能夠正常使用到規(guī)定的設(shè)計使用年

　　限。

　　? 對于混凝土結(jié)構(gòu)，其耐久性根據(jù)環(huán)境類別和設(shè)計使用年限進行設(shè)計。

　　? 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別共分為五類，見表2-2。

　　二、作用和作用效應

　　(一)作用

　　1、定義：施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力(稱為直接作用，即通常所說的荷載)以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因(稱為間接作用)；本課程主要涉及直接作用，即荷載。

　　2、分類：

　　1）按時間的變異分類

　　永久作用

　　可變作用

　　偶然作用

　　(1)永久作用：是指在設(shè)計基準期內(nèi)量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的作用，如結(jié)構(gòu)及建筑裝修的自重、土壤壓力、基礎(chǔ)沉降及焊接變形等。

　　(2)可變作用：是指在設(shè)計基準期內(nèi)其量值隨時間而變化．且其變化與平均值相比不可忽略的作用，如樓面活荷載、雪荷載、風荷載等。

　　(3)偶然作用：是指在設(shè)設(shè)計基準期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一且出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的作用，如地震、爆炸、撞擊等。

　　2．按隨空間位置的變異分類

　　? 固定作用：在結(jié)構(gòu)上具有固定分布，如自重；

　　? 自由作用：在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以任意分布，如樓面上的人群荷載、吊車荷載等。

　　3. 按結(jié)構(gòu)的反應特點分類

　　? 靜態(tài)作用: 對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動力影響可以忽略不計)；一般的結(jié)構(gòu)荷載，如自重、樓面人群荷載、屋面雪荷載等，都可視為靜態(tài)作用；

　　? 動態(tài)作用：對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動力影響不可忽略；如地震作用、吊車荷載、設(shè)備振動等，則是動態(tài)作用。

　　(二)作用效應

　　? 定義：由作用引起的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應，例如內(nèi)力、變形和裂縫等，稱為作用效應；荷載引起的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，稱為荷載效應。

　　? 效應的確定：根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式(支承情形)、跨度、截面幾何特性以及結(jié)構(gòu)上的作用，用材料力學或結(jié)構(gòu)力學方法計算出作用效應：例如，當簡支梁的計算跨度為l，荷載為均布荷載q時，則該簡支梁的跨中彎距M為？；支座邊的剪力為？等。

　　三、抗力

　　? 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的承載能力

　　? 影響結(jié)構(gòu)抗力的主要因素：結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和所用材料的數(shù)量及性能。

　　? 當作用效應已知，如何確定構(gòu)件的幾何尺寸和材料用量以提供足夠的抗力——本課程的重點

　　§2-3 結(jié)構(gòu)可靠度理論和極限狀態(tài)設(shè)計法

　　一、結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度

　　? 結(jié)構(gòu)的可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的條件下完成預定功能的能力。 ——取決于結(jié)構(gòu)的作用和作用效應，也取決于結(jié)構(gòu)的抗力。

　　? 結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)(結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限)、在規(guī)定的條件下(正常設(shè)計、正常施工、正常使用條件，不考慮人為過失的影響)完成預定功能的概率。

　　二、結(jié)構(gòu)可靠度理論簡介

　　(一)結(jié)構(gòu)的可靠概率和失效概率

　　1．結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)

　　? 設(shè)R為結(jié)構(gòu)抗力，S為作用效應，則用功能函數(shù)Z＝R-S來描述結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。 ? 當Z＞0時，即R＞S，結(jié)構(gòu)可靠；