1A412020结构设计

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1A412020结构设计

1A412021常用建筑结构体系和应用

一、结构体系与应用

1.混合结构

混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢木结构,而墙和柱采用砌体结构建造的房屋,大多用在住宅、办公楼、教学楼建筑中。住宅建筑最适合采用混合结构,一般在6层以下。

2.框架结构

框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系。常用于公共建筑、工业厂房等。其主要优点是建筑平面布置灵活,可形成较大的建筑空间,建筑立面处理也比较方便。主要缺点是侧向刚度较小,当层数较多时,会产生过大的侧移,易引起非结构性构件(如隔墙、装饰等)破坏进而影响使用。

3.剪力墙结构

剪力墙结构是利用建筑物的墙体(内墙和外墙)做成剪力墙,既承受垂直荷载,也承受水平荷载,墙体既受剪又受弯,所以称剪力墙。剪力墙结构的优点是:侧向刚度大,水平荷载作用下侧移小。缺点是:剪力墙的间距小,结构建筑平面布置不灵活,结构自重也较大。剪力墙结构多应用于住宅建筑,不适用于大空间的公共建筑。

4.框架-剪力墙结构

框架一剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。它具有框架结构平面布置灵活、空间较大的优点,又具有侧向刚度较大的优点。框架一剪力墙结构中,剪力墙主要承受水平荷载,竖向荷载主要由框架承担。框架一剪力墙结构适用于不超过170m高的建筑。

5.筒体结构

在高层建筑中,特别是超高层建筑中,水平荷载越来越大,起着控制作用。筒体结构便是抵抗水平荷载最有效的结构体系,可分为框架一核心筒结构、筒中筒结构以及多筒结构等。筒体结构适用于高度不超过300m的建筑。

6.桁架结构

桁架是由杆件组成的结构体系。桁架结构的优点是可利用截面较小的杆件组成截面较大的构件。单层厂房的屋架常选用桁架结构,在其他结构体系中也得到应用,如拱式结构、单层钢架结构等体系中,当断面较大时,亦可采用桁架的形式。

7.网架结构

网架是由许多杆件按照一定规律组成的网状结构。网架结构可分为平板网架和曲面网架。平板网架采用较多,其优点是:空间受力体系,杆件主要承受轴向力,受力合理,节约材料,整体性能好,刚度大,抗震性能好。杆件类型较少,适合工业化生产。平板网架可分为交叉桁架体系和角锥体系两类。角锥体系受力更为合理,刚度更大。

8.拱式结构

拱是一种有推力的结构,它的主要内力是轴向压力,可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。由于拱式结构受力合理,在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。

9.悬索结构

悬索结构是比较理想的大跨度结构形式之一,主要用于体育馆、展览馆中,在桥梁中也被广泛应用。 悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索,用高强度钢绞线或钢丝绳制成。悬索结构可分为单曲面与双曲面两类。

二、工程结构设计要求

1.涉及人身安全以及结构安全的极限状态应作为承载能力极限状态。当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了承载能力极限状态:

(1)结构构件或连接因超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承载。

(2)整个结构或其一部分作为刚体失去平衡。

(3)结构转变为机动体系。

(4)结构或结构构件丧失稳定。

(5)结构因局部破坏而发生连续倒塌。

(6)地基丧失承载力而破坏。

(7)结构或结构构件发生疲劳破坏。

2.涉及结构或结构单元的正常使用功能、人员舒适性、建筑外观的极限状态应作为正常使用极限状态。当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了正常使用极限状态:

(1)影响外观、使用舒适性或结构使用功能的变形。

(2)造成人员不舒适或者结构使用功能受限的振动。

(3)影响外观、耐久性或结构使用功能的局部损坏。

3.结构设计应对起控制作用的极限状态进行计算或验算。当不能确定起控制作用的极限状态时,应对不同极限状态分别进行计算或验算。

4.结构设计应包括以下基本内容:

(1)结构方案。

(2)作用的确定及作用效应分析。

(3)结构及构件的设计和验算。

(4)结构及构件的构造、连接措施。

(5)结构耐久性的设计。

(6)施工可行性。

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