建筑结构与选型课程设计.docx
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建筑结构与选型课程设计
贵阳学院
《建筑结构选型》课程报告
姓名:
李凯
学号:
班级:
13土木
指导教师:
伍廷亮
日期:
目录
一、概述4
1结构对于建筑的的意义4
2定义4
3建筑结构选型的原则4
4总结4
二、大跨度公共结构建筑与选型5
1桁架结构5
1)概述5
2)类型5
3)受力特点5
4)案例分析6
.2拱结构7
1)概述7
2)类型7
3)受力特点7
4)适用范围7
3网架结构
1)概述7
2)类型7
3)受力特点8
4)案例分析8
4膜结构9
1)概述9
2)类型9
3)受力特点10
三、桥梁结构与选型10
1桁架结构10
1.1案例分析10
2拱结构12
2.1案例分析12
3悬索结构14
1)概述14
2)类型15
3)受力特点16
四、多层建筑结构与选型16
1砖混结构16
1)概述17
2)类型17
3)受力特点17
4)适用范围17
5)案例分析18
2框架结构18
1)概述18
2)类型19
3)受力特点19
4)适用范围20
五、高层建筑结构与选型20
1剪力墙结构20
1)概述20
2)类型20
3)受力特点21
4)适用范围21
2框剪结构22
1)概述22
2)类型22
3)受力特点22
4)适用范围22
3超高层建筑23
1)概述23
2)类型23
3)受力特点23
4)案例分析24
六、总结46
一、概述
1.结构对于建筑的意义
结构如同建筑的骨骼,要承受各种力的作用,形成支撑体系,是建筑物赖以存在的物质基础;
通过满足技术要求来满足建筑的使用功能;
形成特定的建筑造型;
结构科学的进步推动着建筑的发展,一部建筑史也是一部建筑结构发展史。
2.定义
建筑结构是形成一定空间及造型,并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用,使建筑物得以安全使用的骨架,用来满足人类的生产、生活需求以及对建筑物的美观要求。
建筑结构是在建筑中,由若干构件(如梁、板、柱等)连接而构成的能承受各种外界作用(如荷载、温度变化、地基不均匀沉降等)的体系。
3.建筑结构选型的原则
适应建筑功能的要求
满足建筑造型的需要
充分发挥结构自身的优势
考虑材料和施工的条件
尽可能降低造价
4.总结
在建筑活动中,做好建筑的结构选型设计十分重要,因为它影响着各个建筑阶段。
科学合理的结构选型不仅要对建筑过程中的相关构架进行分析,同时也要对其功能布局进行全方位的考虑。
结构选型是进行建筑整体构思以及设计的核心工作和关键性环节。
结构选型的确定很大程度上要求结构工程师在了解建筑设计体型上、在建筑空间以及立面布局上都要进行相关设计和分析,只有在结构选型确定之后才能配合建筑做出独特实用的造型。
在建筑的使用阶段中,合理的建筑结构会给使用者带来最大化的便利,符合人体科学或行为习惯,让使用者感到舒适,在发生突发情况时,能给使用者提供最大的安全保障。
因此,选型结构的合理时时刻刻影响着每个建筑阶段,使建筑更加安全、适用、可靠、经济。
在保证建筑的使用寿命的同时,保证人们的生命和财产安全。
二、大跨度公共结构建筑与选型
1.桁架结构
1)概述
桁架结构中的桁架指的是桁架梁,是格构化的一种梁式结构。
桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。
由于大多用于建筑的屋盖结构,桁架通常也被称作屋架。
2)类型
根据桁架的外形分为:
1.平行弦桁架(便于布置双层结构;利于标准化生产,但杆力分布不够均匀);
2.折弦桁架(如抛物线形桁架梁,外形同均布荷载下简支梁的弯矩图,杆力分布均匀,材料使用经济,构造较复杂);
3.三角形桁架(杆力分布更不均匀,构造布置困难,但斜面符合屋顶排水需要)。
以桁架几何组成方式分:
1.简单桁架(由一个基本铰结三角形依次增加二元体组成);
2.联合桁架(由几个简单桁架按几何不变体系的简单组成规则联合组成);
3.复杂桁架(不同于前两种的其它静定桁架)。
按所受水平推力分:
1.无推力的梁式桁架(与相应的实梁结构比较,掏空率大,上下弦杆抗弯,腹杆主要抗剪,受力合理,用材经济);
2.有推力的拱式桁架(拱圈与拱上结构联为一体整体性好,便于施工,跨越能力强,节省钢材料)。
3)受力特点
受力特点是结构内力只有轴力,而没有弯矩和剪力。
这一受力特性反映了实际结构的主要因素,轴力称桁架的主内力。
实际结构(如钢筋混凝土屋架,铆(栓)接或焊接的钢桁架桥)中由于结点的非理想铰结等原因,还同时存在微小的弯矩和剪力(理想铰接没有),对轴力也有很小的影响(因结点刚性和桁架杆横截面积与惯性矩比值的大小而异,一般减小5%~0.1%),称为次内力。
考虑桁架各结点的平衡,结点承受汇交力系作用,逐次建立各结点的投影平衡方程,可求出所有的未知杆力,这种方法称结点法,最适用于简单桁架。
求解时宜根据组成特点先判定零杆,并尽可能避免解联立方程。
有时只需求少数杆件内力或者对于联合桁架和复杂桁架,结点法无法奏效时,需用截面法。
4)案例分析:
天津奥林匹克中心体育场
天津奥林匹克中心体育场为2008年北京奥运会足球赛场。
体育场位于天津中心市区西南部。
体育场建筑面积15.8万m2,共由6层组成,总高53m,可同时容纳6万名观众,可满足国际足球和田径比赛的要求。
结构设计的构思为:
屋顶桁架选用V字形平行弦桁架,悬挑结构,以表现体育场地的动感与轻快。
该体育场成为天津市重大体育活动的中心场地和标志性建筑。
天津奥林匹克体育中心体育场基础为高强混凝土预应力管桩,主体为钢筋混凝土框架结构,屋顶桁架选用V字形平行弦桁架,悬挑结构。
主桁架最大跨度117m,主、环桁架均为平面
管桁架结构形式,桁架最大安装高度达53m,整个钢屋盖由主桁架、子桁架、二道环形桁架及水平、垂直支撑、檩条组成,总用钢量约13000t。
主桁架上口定位采用柱帽杆固定于看台柱顶支座上,下口定位采用落地形式。
该工程的特点,决定了整个工程施工的难度非常高。
本工程主体钢屋架呈双曲面,各点标高不一,主要构件超重、超长,主桁架跨度较大,而且在屋盖内四周都是看台混凝土结构,在混凝土结构施工期间大型机械不能以常规方式在屋盖下进行作业,另外,主桁架的最大安装标高都在53m左右,安装高度较高,吊装难度大
2.拱结构
1)概述
在外荷作用下,拱主要产生压力,使构件摆脱了弯曲变形。
如用抗压性能较好的材料(如砖石或钢筋混凝土)去做拱,正好发挥材料的性能。
不过拱结构支座(拱脚)会产生水平推力,跨度大时这个推力也大,要对付这个推力仍是一桩麻烦而又耗费材料之事。
由于拱结构的这个缺点,在实际工程应用上,桁架还是比拱用得普遍。
2)类型
按建造材料,可分为砖石砌体拱结构、钢筋混凝土拱结构、钢管混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木拱结构等
按结构组成,可分为无铰拱、两铰拱和三铰拱
按有无水平推力,可分为无系杆拱和有系杆拱
按拱轴形式,可分为半圆拱和抛物线拱等
按拱身截面,可分为实腹式和格构式、等截面和变截面等
按支承方式,可分为上承式、下承式和中承式
3)受力特点
拱是一种有推力的结构,它的主要内力是轴向压力。
拱式结构的主要内力为压力,可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。
4)适用范围
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。
3.网架结构
1)概述
由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
具有空间受力小、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。
缺点是汇交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。
2)类型
交叉桁架体系网架:
由不同方向的平行弦桁架相互交叉组成。
是由许多上下弦平行的平面桁架相互交叉联成一体的网状结构,可由两向或三向相互交叉的桁架组成。
两向交叉为90o正交或任意角度相交,三向交叉的交角为60o
角锥体系网架:
由三角锥、四角锥、六角锥等各种锥体单元组成,较之交叉桁架体系网架,其刚度更大、受力性能更好。
锥体网架因不是桁架交叉组成,故网架的上下层网格之间设有竖向腹杆,即锥体的棱角斜杆可预制成标准锥体单元,方便加工、运输、存放、安装
3)受力特点
网架是由平面桁架发展而来,是由复杂的杆件系统组成超静定次数极高的空间结构
在节点荷载作用下,网架的杆件主要承受轴力,能够充分发挥材料的强度,自重轻,较为节省材料
网架结构各杆件互相起支撑作用,故其整体性强、稳定性好、空间刚度大、抗震性能好,支承跨度更大,用料更省
网架的结构高度较小,可有效利用建筑空间,且能利用较小规格的杆件建造大跨度结构,还具有杆件类型统一、便于工业化生产、可地面拼装再整体吊装等优点。
案例分析
北京工业大学体育馆
北京工业大学体育馆比赛馆屋盖为世界上跨度最大的单层预应力弦支穹顶结构,最大跨度达93m,总用钢量不到1200t,相当于62kg/㎡.热身馆屋盖为铸钢节点单层网壳结构。
施工中通过采用球形节点三维空间测量控制技术、弦支穹顶结构从外向内逐圈安装技术、弦支穹顶结构预应力施工技术、直立锁边金属屋面工程施工技术、观众席座椅下送风空调系统等,确保了工程质量和工期,得到了世界羽联、北京奥组委等各方面的高度评价,社会效益良好。
预应力弦支穹顶结构上层为单层网壳,下部为索杆结构。
索杆结构主要有环向索和径向拉杆组成。
环向索采用预应力钢索。
⏹预应力的环向索,规格为Φ7×199、Φ5×139、Φ5×61三种类型,缆索材料采用包双层PE保护套,锚具采用热铸锚具的索头和调节套筒,调节套筒的调节量不小于±300mm。
钢索内钢丝直径7mm、5mm,采用高清度普通松弛冷拔镀锌钢丝,抗拉强度不小于1670MPa,屈服强度不小于1410MPa,钢索抗拉弹性模量不小于1.9×10^5MPa。
径向索采用钢拉杆,规格为Φ60和Φ40,屈服强度不小于835MPa,抗拉强度不小于1030MPa,理论屈服荷载1775kN。
4.膜结构
1)概述
膜结构又叫张拉膜结构(TensionedMembranestructure),膜结构建筑是21世纪最具代表性与充满前途的建筑形式。
打破了纯直线建筑风格的模式,以其独有的优美曲面造型,简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合,呈现给人以耳目一新的感觉,同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。
由优质高强薄膜材料和加强构件组成的一种空间结构
形式多样化,由拉索和骨架支承的膜结构的曲面可为任意形状,自然曲线构成的大跨度空间艺术表现力强。
自重轻,抗震性能好,施工速度快;可充分利用自然光,节能环保;造型活泼优美、富有时代气息。
刚度差,抗风性能差,施工问题多,技术水平跟不上,节点处理问题多,国内在风力下撕裂破坏发生多
2)类型
膜结构可大致分为张拉式、骨架支承式和充气式三大类,在张拉式中与索结构结合时又可称为索膜结构
张拉式:
通过拉索成型,富于表现力,造型优美;
骨架支承式:
通过刚性构件成型,膜体为辅助结构,建筑表现含蓄
充气式:
依靠送风系统使膜体内外产生气压差而成型,分为单层、双层和气肋式三种形式,需要长期不间断的能源供应,运行和维护费用高,应用受限
3)受力特点
三、桥梁结构与选型
1.桁架结构
1)案例分析
朝天门长江大桥
朝天门长江大桥位于长江上游重庆主城区,西连江北五里店,东接南岸弹子石,主跨长552米,全长1741米,若含前后引桥段则长达4881米,主跨为世界跨径最大的钢桁拱桥,超越上海的卢浦大桥。
朝天门长江大桥位于重庆市朝天门下游1.71km处,北起自重庆造船厂,南到重棉三厂。
全长1.741Km。
主桥设计方案是跨径为190+552+190的中承式钢桁连续系杆拱桥,双层桥面,上层桥面为双向6车道和人行道,宽36m,下层桥面中间为双线城市轨道交通,两侧各预留一个7m
宽的汽车道。
施工思路:
南主墩和北侧河滩部分基础利用枯水季节施工,同时搭设南北码头和栈桥。
主桥上部先安装桁拱,待拱肋合拢后,再安装吊杆和桥面梁系,钢桁拱用拱上爬行架梁吊机从边跨向跨中悬臂安装,边跨安装时搭设少支架辅助支撑。
钢桁构件出厂后用驳船运输至施工现场,通过码头和栈桥运输至堆场存放和预拼。
边跨钢桁构件利用枯水季节安装,构件直接从栈桥上起吊。
中跨桁拱用架梁吊机全悬臂安装,栈桥范围以内的构件直接从栈桥上起吊,水上构件在安装位置下方河道上设置定位船,构件预拼好后用驳船运输至安装位置下方定位,垂直起吊。
中跨桁拱安装跨越主航道上空时,通过两侧部分桁节异步安装,实现两次航道转换,始终保持一个不小于120m宽的航道畅通。
待中跨桁拱合拢后,从两侧向跨中逐跨安装吊杆、横梁、系梁和桥面板,构件利用设在过渡墩处的起重设备从栈桥上起吊,通过下层轻轨轨道梁运输至安装位置进行安装。
首次推出主跨552m的公轨两用飞燕式多肋钢桁架中层式拱桥,跨径居世界同类桥梁跨径之最。
主桁结构中间支点采用支座,使得大桥结构体系在外部为三跨连续梁受力体系。
重庆朝天门长江大桥采用双层交通,轨道交通与汽车的通道上
下分离,互不干扰,为了保证轨道交通乘客过江时有较好的视觉感受和舒适性感,取消桁架斜腹杆。
研制成功并应用于朝天门长江大桥世界上最大吨位14500t的抗震支座。
整个大桥主桁构造除E15采用整体节点外,其余均采用拼装式节点,方便施工。
2.拱结构
2.1案例分析
江界河大桥
概况:
特大跨径的预应力混凝土桁式组合拱桥。
主孔桥型为贵州省首创的预应力混凝土桁式组合拱,边孔为桁式刚构,孔跨布置为20+25+30+330+30+20米,全长461米。
主孔跨径330米,居世界混凝土桁式桥梁之首。
桥宽13.40米,桥高263米。
1995年6月竣工通车。
桁式组合拱桥是我国首创的一种兼有拱、梁特点的新型桥梁。
桁式组合拱桥结构的主要特点是上弦在墩顶和拱顶之间的适当位置断开,使上弦放松,下弦负担减轻,以调节各杆件的内力,使结构受力更趋合理。
大桥采用斜拉式杆:
斜复杆受拉,竖杆受压。
在桁式结构的关键部位--节点设计中,大胆采用了空心节点,减轻了吊重和自重,这在国内外桁式桥梁中是没有先例的。
进行了上弦断点位置、各杆件截面面积、刚度比、边孔桥型的优化设计。
采用了多点、分散的群锚及竖直桩锚与水平墙锚相结合的锚碇体系。
采用了高强钢筋轧丝锚和高强钢丝镦头锚、弗式锚预应力体系,并解决了体系的综合运用问题。
本桥采用以圆弧过渡的扩大空心节点,既可以避免应力集中,有保证了普通钢筋和预应力钢筋的布设,同时减少了节点圬工数量和吊装重量。
各杆件边线交汇处一律以圆弧过渡,杆件截面重叠部分不是全部填实,而是根据受力与设置预应力钢筋的需要,将腹杆、上下弦杆内整个空间或者部分空间相互交叉重叠的大部分截面全部挖空。
本桥上构所有杆件均采用箱形截面,各种截面的面积比、刚度比经过优化确定。
上下弦及实腹段截面系先预制两边箱(桁片),吊装就位后再加盖顶、底板组成三室箱。
上弦杆为高2.2m、宽10.56m的单箱三室截面,其顶板既作承受局部荷载的单向(桥面)板,有作为上弦杆的一部分参与纵向受力,设计成空心板,腹板呈工字形。
本桥上弦杆与斜杆为预应力构件,根据受理与施工需要,分为永久索和临时索,在体系转换后,主孔断点至拱顶区段为压弯构件,故仅布置临时索。
考虑到上弦预应力钢筋在施工中需多次松张、接长、张拉的特点,采用32mmIV级高强粗钢筋和轧丝锚;斜杆为一次吊装,不需接长,故采用5mm高强钢丝和弗式锚(锚固端用墩头锚)。
施工:
本桥主孔桁片共分为14段,半跨为7段,预制构件为54件,全桥共108件(不含顶底板和横向联系),全部采用单件拼装。
每件预制件控制在1200KN以内。
主孔下弦顶底板为预制吊装,上弦顶底板为现浇。
构件在两岸引道上预制。
构件用千斤顶顶起脱模后,用专用托架运至轨杆脚下,由轨杆翻身并吊运至设计位置。
主孔由两岸向河心逐段悬拼,至跨中合拢。
两岸边孔为直接吊装,预制现场布置在边孔下面的岸坡上,由桥台向桥墩上逐段安装。
主孔采用桁架伸臂拼装,预制场布置在两岸引道上,全桥共分14段,由两岸桥墩向跨中逐段安装至全桥合拢。
上下弦两边箱(肋)分别采用单杆、三角形单片、梯形单片、框架等多种方式吊装,构建最大吊重为120T。
悬拼合拢成拱后,即可进行体系转换。
方法:
将上弦预应力钢筋逐根放张,并在断缝处将其断开,然后分段张拉永存预应力钢筋。
上弦预应力钢筋逐根张放的过程,就是结构由施工中的悬臂桁架体系逐渐转换成桁式组合拱体系的过程。
为了保证放张过程中各杆件的稳定性,避免各杆件内力的剧烈变化,放张可以分成几步,并与施工加载交叉进行。
3.悬索结构
1)概述
由一系列高强度钢索组成的一种张力结构,自重很轻、用钢量省,可跨越很大的跨度。
悬索为轴心受拉构件,能充分利用钢材的强度。
形体多样化,能适应各种平面形状和外形轮廓的要求。
悬索结构由索网、边缘构件和下部支承结构组成。
索只能承受轴向拉力,不能承受弯矩和剪力,完全柔性,其抗弯刚度可忽略不计。
边缘构件是索网的边框,是索网成型的基本,所以是悬索结构的重要组成部分,是决定悬索结构型式的关键。
下部支承结构可为钢筋混凝土立柱或框架结构,必要时应采取钢缆锚拉措施来保证立柱的稳定性。
2)类型
单曲面单层悬索结构
由多重平行的单层拉索构成,表面呈圆筒形凹面。
构造简单、传力明确,但稳定性差、抗风性能差,可对屋面板施加预应力而形成悬挂薄壳屋面体系。
单曲面双层悬索结构
由多重平行的索网构成,每片索网均为曲率相反的承重索和稳定索组成,其间用圆钢或拉索联系、行如屋架的腹杆
通过“腹杆”对上、下索施加预应力,屋盖刚度增加
双曲面单层悬索结构
多为圆形、辐射状拉索,刚度和稳定性较差
上述单曲面悬索结构为平面结构,而双曲面悬索结构为空间结构
4、双曲面双层悬索结构
亦为圆形、辐射状拉索,由承重索和稳定索组成,中心设置拉环;屋面可呈上凸、下凹或交叉形,边缘构件可根据拉索布置方式设置一道或两道受压环梁
屋面刚度大,抗风和抗震性能好,可采用轻型屋面、自重小、用料省
5、双曲面交叉悬索结构
由两组曲率相反的拉索交叉组成,其曲面为双曲抛物面,亦称鞍形悬索,外形多变、可适用于圆形、椭圆形、菱形等多种建筑平面形状
曲率下凹的索网为承重索,上凸的为稳定索,通过对稳定索施加预应力来使承重索张紧,从而提高屋面刚度
边缘构件可根据不同建筑造型的需要采用双曲环梁和斜向边拱等各种形式
3)受力特点
悬索结构为悬挂式柔性索网体系,刚度和稳定性较差
风吸力可使屋盖被掀起;风力、动荷载或不对称荷载引起的较大变形和波动可使屋面被撕裂;风力或地震力等动力荷载可使屋盖发生共振破坏
为保证刚度和稳定性,可采取下述措施:
(1)采用刚度和稳定性较好的双曲面型结构;
(2)对悬索施加预应力,使拉索张紧而定形
四、多层建筑结构与选型
1.砖混结构
1)概述
砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑,横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。
也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。
砖混结构是混合结构的一种,是采用砖墙来承重,钢筋混凝土梁柱板等构件构成的混合结构体系。
适合开间进深较小,房间面积小,多层或低层的建筑,对于承重墙体不能改动,而框架结构则对墙体大部可以改动。
2)类型
横墙承重
纵墙承重
纵横墙承重
内框架承重
3)受力特点
横墙承重:
楼层荷载通过板、梁传至横墙,横墙作为主要的竖向承重构件,纵墙仅起围护、隔断、自承重及形成整体的作用。
优点:
横墙布置较密,房屋横向刚度大、整体刚度大,外纵墙立面处理较为方便、可开设较大的门窗洞口。
缺点:
横墙间距小,导致房间布置灵活性差。
纵墙承重:
无梁纵墙承重:
板→纵墙→基础有梁纵墙承重:
板→梁→纵墙→基础纵墙是主要承重墙,横墙设置主要为满足房屋刚度及整体性需要,横墙间距可以较大。
优点:
空间较大,平面布置灵活,墙体面积小。
缺点:
刚度较差,纵墙受集中力处需加厚或设墙垛,纵墙门窗洞口大小和位置受限。
纵横墙承重:
为了满足建筑使用上的功能要求和结构的合理性,将纵墙和横墙均布置为承重墙体,采用预制短向楼板或现浇钢筋混凝土楼板优点:
开间较横墙承重体系大缺点:
房间布置灵活性较纵墙承重体系差。
内框架承重:
外墙采用砖墙,内部采用钢筋混凝土梁、柱和预制板,由外部砖墙和内部框架共同组成承重体系。
优点:
内部空间大,梁的跨度较纵墙承重体系小。
缺点:
外部砖墙和内部钢筋混凝土柱差别较大,房屋不均匀沉降导致结构附加内力较大,整体刚度较差。
4)适用范围
适用于六层及以下的住宅、宿舍、办公室、学校、医院等民用建筑以及中小型工业建筑。
在大中城市不能作为承重体系,但在围护结构和隔墙方面仍广泛使用。
在农村和小城镇仍普遍使用,在抗震区使用应提高其抗震能力。
随着墙体改革的推进,着重新型轻质高效砌体材料的发展。
震害明显,倒塌破坏严重,在地震区倾向于限制使用。
5)案例分析
某宿舍楼
该宿舍楼采用砖混结构,现浇钢筋混凝土楼、屋盖。
层数六层,结构总高度18.500米。
建筑物安全等级为二级,Ⅱ类场地,抗震设防分类丙类,地基基础设计等级丙级,建筑使用年限50年。
抗震设防烈度为7度(0.15g),设计分组第一组。
基础采用钢筋混凝土条形基础。
荷载效应:
考虑水平地震作用,不考虑竖向地震、风荷载、雪荷载的作用。
2.框架结构
1)概述
框架结构一般由竖直的柱和水平横梁所组成,梁柱交结处一般为刚性连接。
框架结构一般都是受到竖直荷载和水平荷载的共同作用。
其主要特点是:
布局灵活,不靠墙承重,使用方便,可以获得相对较大的使用空间;但抗侧刚度小,侧移大,抗震和抗风能力较差,对于支座不均匀沉降比较敏感。
框架结构按框架构件组成可以划分为梁板式结构和无梁式结构;按框架的施工方法可以划分为现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架和装配整体式框架;按承重结构可以划分为纯框架和内框架。
框架结构适用于民用住宅、办公楼、旅馆、饭店、医院、大型商业建筑等,亦可用于工业车间等建筑。
主要承重框架纵横双向布置
主要承重框架纵向布置
主要承重框架横向布置
2)类型
全框架(纯框架)
内框架(半框架)
底层框架混合结构
3)受力特点
全框架(纯框架):
荷载全部由框架梁、柱承担,墙体仅起围护、隔断作用,受力性能良好
内框架(半框架):
荷载由内部框架和外部墙体共同来承担,整体性和抗震性差,易发生地基不均匀沉降
底层框架混合结构:
底层为框架结构或框架-剪力墙结构,上部为普通混合结构,整个结构上刚下柔,整体性和抗震性差
框架结构的变形与内力:
在竖向荷载作用下,框架的变形与弯矩随着框架的层数增加没有显著的变化。
在水平荷载作用下,框架的变形与弯矩随着框架的层数增加迅速加大。
框架结构的层数达到一定程度时,水平荷载产生的内力远远超过竖向荷载产生的内力。
水平荷载对设计其主要控制作用时,框架结构的优越性受到较大的限制。
框架结构在水平荷载作用下,属于柔性结构,其抗侧移刚度较小,房屋较高时其安全性和经济效益下降。
框架结构适用层数:
6~15层,10层左右最为经济。
框架结构常用高宽比:
5~7。
场地类别为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类
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