第1章 概論
1. 建筑結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系
強(qiáng)度是建筑的最基本特征,它關(guān)系到建筑物保存的完整性和作為一個(gè)物體在自然界的生存能力,滿足此“強(qiáng)度”所需要的建筑物部分是結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)是建筑的的基礎(chǔ),沒有結(jié)構(gòu)就沒有建筑物。結(jié)構(gòu)以建筑之間的關(guān)系能夠采用多種形式,結(jié)構(gòu)是建筑物的基本受力骨架。
2. 建筑結(jié)構(gòu)的基本要求
安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性、耐久性、可持續(xù)性
3. 建筑結(jié)構(gòu)的分類
1. 按組成材料
1) 木結(jié)構(gòu)
優(yōu)點(diǎn):施工周期短;易于擴(kuò)建和改造;保溫隔熱性能好;節(jié)能環(huán)保性能好。
缺點(diǎn):多疵病;易燃;易腐;易蟲蛀。
2) 砌體結(jié)構(gòu)(包括無(wú)筋砌體和配筋砌體等)消防限制,最高七層。
優(yōu)點(diǎn):耐久性好;耐火性好;就地取材;施工技術(shù)要求低;造價(jià)低廉。
缺點(diǎn):強(qiáng)度低,砂漿與磚石之間的粘接力較弱;自重大;砌筑工作量大,勞動(dòng)強(qiáng)度高;粘土用量大,不利于持續(xù)發(fā)展。
3) 混凝土結(jié)構(gòu)(包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。)
優(yōu)點(diǎn):耐久性好;耐火性好;可模性好;整體性好;可就地取材。
缺點(diǎn):自重大;抗裂差;施工環(huán)節(jié)多;施工周期長(zhǎng);拆除、改造難度大。
4) 鋼結(jié)構(gòu)
優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)度高、重量輕;材性好,可靠性高;工業(yè)化程度高,工期短;密封性好;抗震性能好。
缺點(diǎn):鋼材為非燃燒體,耐熱但不耐火;耐腐蝕性差。
5) 組合結(jié)構(gòu)(可分為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu))
優(yōu)點(diǎn):剛度大;防火、防腐性能好;重量輕;抗震性能好;施工周期短、節(jié)約模板
缺點(diǎn):需要特定的剪力連接件、需要專門焊接設(shè)備與人員、需要二次抗火設(shè)計(jì)
2. 按結(jié)構(gòu)體系
1)混合結(jié)構(gòu)體系—主要承重構(gòu)件由不同的材料組成的房屋。主要用于量大面廣的多層住宅。
2)排架結(jié)構(gòu)—由屋面梁或屋架、柱和基礎(chǔ)組成,其屋架與柱頂為鉸接,柱與基礎(chǔ)頂面為固接。主要用于單層工業(yè)廠房中。
3)框架結(jié)構(gòu)—采用梁、柱等桿件組成空間體系作為建筑物承重骨架的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點(diǎn):建筑室內(nèi)空間布置靈活;平面和立面變化豐富。
缺點(diǎn):在水平荷載作用下,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小,水平位移較大;框架結(jié)構(gòu)抗震性能較差,適用于非抗震設(shè)計(jì);層數(shù)較少,建造高度不超過(guò)60m的建筑中。
4)剪力墻結(jié)構(gòu)—利用墻體構(gòu)成的承受水平和豎向作用的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點(diǎn):具有更強(qiáng)的側(cè)向和豎向剛度;抗水平作用的能力強(qiáng);抗震性能好,適宜于建造高層建筑,一般在10~40層范圍內(nèi)都可采用。
缺點(diǎn):平面布置和空間布置受到一定的局限。
5)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)—在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu),豎向荷載主要由框架承受,水平荷載主要由剪力墻承受。具有更既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的優(yōu)點(diǎn),又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力,因而廣泛地應(yīng)用于高層辦公樓及賓館建筑。
6)筒體結(jié)構(gòu)—利用豎向筒體組成的承受水平和豎向作用的建筑結(jié)構(gòu),根據(jù)筒體的布置及組成方式不同,又分為框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)和束筒結(jié)構(gòu)。適用于層數(shù)超過(guò)40~50層時(shí)的超高層建筑。
3. 按建筑物層數(shù)
高層結(jié)構(gòu)體系——10層及以上或高度超過(guò)28m
多層結(jié)構(gòu)體系——4~9層
低層結(jié)構(gòu)體系——1~3層
各種結(jié)構(gòu)體系的適用層數(shù)和可建層數(shù)
結(jié)構(gòu)體系 |
框架 |
框剪墻 |
剪力墻 |
框架筒體 |
框筒 |
筒中筒 |
適用層數(shù) |
10 -15 |
10 -20 |
10 -30 |
10 -40 |
40 -50 |
40 -60 |
可建層數(shù) |
20 |
25 |
40 |
50 |
55 |
75 |