建筑結(jié)構(gòu)選型知識(shí)點(diǎn)

建筑結(jié)構(gòu)選型知識(shí)點(diǎn)一、 填空部分：1網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的分類：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)按外形的不同，可分為曲面網(wǎng)架和平面網(wǎng)架兩類。曲面網(wǎng)架又稱'網(wǎng)殼”，可以是單層曲面網(wǎng)格，也可以是雙層曲面網(wǎng)格。平面網(wǎng)架又稱“平板網(wǎng)架”，是雙層平面網(wǎng)格。2、 平板網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式：平板網(wǎng)架通常由平行弦桁架交叉組成，根據(jù)桁架交叉方式的不同有下述幾種型式。兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、三向交叉網(wǎng)架、錐體網(wǎng)架。前面三種網(wǎng)架都是由平行弦桁架相互交叉組成，故屬于交叉桁架體系網(wǎng)架。錐體網(wǎng)架是由三角錐、四角錐或六角錐的錐體單元組成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，故屬于角錐體系網(wǎng)架。3、 筒體結(jié)構(gòu)的類型：（1）筒體一框架結(jié)構(gòu)（2）框筒結(jié)構(gòu)（3）筒中筒結(jié)構(gòu)（4）多筒體結(jié)構(gòu)4、 薄殼結(jié)構(gòu)：薄殼必須具備兩個(gè)條件：一是“曲面的”，二是“剛性的”。薄殼可以簡(jiǎn)單理解為四邊支承的曲板。薄殼的結(jié)構(gòu)組成一般包括曲面的殼板和周邊的邊緣構(gòu)件兩部分。薄殼的型式很多，諸如球面殼、圓柱殼、雙曲扁殼、幕結(jié)構(gòu)、折結(jié)構(gòu)等，都是由曲面變化而創(chuàng)造出的各種型式。薄殼的型式是可以千變?nèi)f化的。不過(guò)，其基本曲面形式的幾何形成不外乎下述幾類而已。旋轉(zhuǎn)曲面、平移曲面、直紋曲面、復(fù)雜曲面。在上述的基本幾何曲面上任意切取一部分，或?qū)⑶孢M(jìn)行不同的組合，便可得到各種各樣復(fù)雜的曲面。實(shí)際常用的薄殼型式是下面討論的：圓頂薄殼型式、圓柱形薄殼、雙曲扁殼5、 折板的型式：折板結(jié)構(gòu)的型式主要分為有邊梁和無(wú)邊梁的兩種。分別討論如下。（一）無(wú)邊梁的折板——預(yù)制v形板無(wú)邊梁的折板結(jié)構(gòu)由V形折板和橫隔構(gòu)件組成。（二）有邊梁的析板一筒殼式析板結(jié)構(gòu)有邊梁的折板結(jié)構(gòu)由折板、邊梁和橫隔構(gòu)件三部分組成，是現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，型式與筒殼相似。二、 名詞解釋部分：建筑結(jié)構(gòu)：是形成一定空間及造型，并具有承受人為和自然界施加于建筑物的各種荷載作用，使建筑物得以安全使用的骨架。結(jié)構(gòu)選型:在建筑設(shè)計(jì)中，空間組合和建筑造型的主要環(huán)節(jié)是選擇最佳結(jié)構(gòu)方案，即結(jié)構(gòu)選型?；A(chǔ):基礎(chǔ)是建筑物與地基相聯(lián)系的部分，承受建筑物的全部荷載并傳至地基。磚混結(jié)構(gòu):又稱墻體結(jié)構(gòu)，是以墻體作為支撐水平構(gòu)件及承擔(dān)水平力的結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu):由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu):一般是指采用鋼筋混凝土樓（屋）蓋和磚或其他塊體（如混凝土砌塊）砌筑的承重墻組成的結(jié)構(gòu)體系，也稱墻承重結(jié)構(gòu)體系。剪力墻:是一種抵抗豎向荷載引起的軸向作用和風(fēng)、地震等水平荷載引起的剪切、彎曲作用的結(jié)構(gòu)單元?？蚣芤患袅?是由框架與剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系。普通剪力墻結(jié)構(gòu):是全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，筒體結(jié)構(gòu):由若干縱橫交接的剪力墻集中到房屋內(nèi)部或外部形成封閉筒體的骨架稱為筒體結(jié)構(gòu)。筒體一框架結(jié)構(gòu):由中央剪力墻核心筒和周邊外框架組成的結(jié)構(gòu)稱為筒體一框架結(jié)構(gòu)，也稱框架一核心筒結(jié)構(gòu)。框筒結(jié)構(gòu):中央為內(nèi)框架，周邊由間距較密的柱子與每層樓層處的深肩梁剛性連接在一起組成矩形網(wǎng)絡(luò)的外筒體稱為框筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu):由中央剪力墻內(nèi)筒和周邊外框筒組成的結(jié)構(gòu)稱為筒中筒結(jié)構(gòu)。多筒體結(jié)構(gòu):由中央剪力墻內(nèi)筒和周邊角筒組成的結(jié)構(gòu)為多筒體結(jié)構(gòu)，也稱組成筒。三、解答題部分：1、 框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、自重輕、整體性和抗震性好。它在建筑上的最大優(yōu)點(diǎn)是在于它不靠磚墻承重，建筑平面布置靈活，可以獲得較大的使用空間.缺點(diǎn)：當(dāng)層數(shù)較高時(shí)，如果要滿足強(qiáng)度和剛度要求，框架下面幾層的梁、柱截面尺寸就會(huì)增大到不經(jīng)濟(jì)甚至不合理的地步?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，表現(xiàn)出“抗側(cè)力剛度小，水平位移大”的弱點(diǎn)。是一種柔性結(jié)構(gòu)體系，房屋層數(shù)越多這個(gè)弱點(diǎn)越明顯，對(duì)框架越不利。2、 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：提高房屋的抗側(cè)力剛度，抗震、抗風(fēng)性能優(yōu)于純框架結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：由于剪力墻的存在，一定程度上限制了建筑平面市置的靈活性。3、 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：由于全部由剪力墻承重而不設(shè)框架，故簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和施工，又由于剪力墻結(jié)構(gòu)體系全部由縱橫墻體所組成，故房屋的剛度比框架一剪力墻體系更好，適用的層數(shù)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)更多。剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度都比較高，有一定的延性，結(jié)構(gòu)傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：全剪力墻結(jié)構(gòu)體系由于要求有很多永久固定的間隔墻，因此建筑平面布置很不靈活。4、 框支剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：這種結(jié)構(gòu)體系由于以框架代替了若干片剪力墻，所以房屋的抗側(cè)力剛度有所削弱，其剛度當(dāng)然比全剪力墻體系差，不過(guò)又比框架一剪力墻體系要好。5、 筒式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：它的空間結(jié)構(gòu)體系剛度極大，抗扭性能也好，又因?yàn)榧袅Φ募卸环恋K房屋的使用空間，使建筑平而設(shè)計(jì)重新獲得良好的靈活性?？蚣芡簿哂斜匾膫?cè)向剛度與最佳的抗扭剛度，然而它卻又保留了允許設(shè)置單內(nèi)柱的設(shè)汁靈活性，而且，外圍密集的網(wǎng)格還可以利用作為窗墻系統(tǒng)以代替支承玻璃窗的窗梆，經(jīng)濟(jì)效益顯著?？蚣芡步Y(jié)構(gòu)體系由于抗側(cè)力的主要部分出自相對(duì)狹窄的物件的作用，從純結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來(lái)看，這種體系的剛度稍微要比剪力墻加強(qiáng)的體系差一些。6、 門式剛架的優(yōu)缺點(diǎn)：能夠適用于較大的跨度，由于門式剛架的桿件較少，制作方便.而且結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間較大，便于利用。門式剛架剛度較差，受荷后產(chǎn)生撓度。7、 薄腹梁的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：制作、構(gòu)造、吊裝及設(shè)計(jì)等都較簡(jiǎn)單，同時(shí)由于梁的高度比桁架小，側(cè)向剛度較大，因此可以降低廠房的高度和不需設(shè)置屋面支撐。缺點(diǎn)：自重較大，故適用跨度僅是6—18m范圍。普通鋼筋混凝土的薄腹梁跨度為6—12m.施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，跨度為12—l8m。8、 桁架結(jié)構(gòu)：桁架結(jié)構(gòu)比梁結(jié)構(gòu)具有更多受力的優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)大了梁式結(jié)構(gòu)的適用跨度；桁架可用各種材料制造.桁架是由桿件織成的，桁架體型可以多樣化；施工方便。9、 拱結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：拱結(jié)構(gòu)比桁架結(jié)構(gòu)具有更大的力學(xué)優(yōu)點(diǎn)，它已根本不受彎了。在外荷作用下，拱主要產(chǎn)生壓力，可以充分發(fā)揮材料的抗壓有利性能。不過(guò)，拱結(jié)構(gòu)的支座(拱腳)會(huì)產(chǎn)生水平推力?？缍却髸r(shí)這個(gè)推力不小，要對(duì)付這個(gè)椎力將是一位麻煩而又耗費(fèi)材料的事。10、薄殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：材料省、很經(jīng)濟(jì)；自重小，為大跨度提供有利條件；曲板的曲面多樣化，為建筑造型提供豐富多采的創(chuàng)造條件。缺點(diǎn)：體型復(fù)雜，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)時(shí)費(fèi)工費(fèi)模料，施工不便，板厚太小，隔熱效果不夠好，長(zhǎng)期日曬雨淋容易開裂；殼板天棚的曲面容易引起室內(nèi)聲音反射和混響，對(duì)音響效果要求高的大會(huì)堂、體育館、影劇院等建筑不宜采用。11、 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）網(wǎng)架是多向受力的空間結(jié)構(gòu)，比單向受力的平面桁架適用跨度更大，能夠利用較小規(guī)格的桿件建造大跨度的結(jié)構(gòu)。（2） 由于網(wǎng)架的整體空間作用，桿件互相支持，它的整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，空間剛度大，是一種良好的抗震結(jié)構(gòu)型式。網(wǎng)架的桿件主要承受軸力，具有各向受力性能，應(yīng)力分布均勻，能夠充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度節(jié)省鋼材。（3） 網(wǎng)架是高次超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)安全度特別大，倘若某一構(gòu)件受壓屈曲，也不導(dǎo)致破壞。 ’（4） 網(wǎng)架屋蓋的網(wǎng)絡(luò)型式，為屋面鋪設(shè)覆蓋材料和天花裝飾或燈具布置等提供方便。12、 懸索結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）受力合理，節(jié)約材料。（2）能跨越很大的跨度而不需中間支承，從而形成很大的建筑空間。同時(shí)，‘懸索結(jié)構(gòu)利于建筑造型，適于建造多種多樣的平面和外形輪廓，因而能充各自由地滿足各種建筑型式的要求。（3）施工方便，速度較快。有利于縮短施工周期，降低工程造價(jià)。（4）可以創(chuàng)造具有良好物理性能的建筑物。在大跨度建筑中，懸索結(jié)構(gòu)雖然具有突出的優(yōu)點(diǎn)，但它必須采用高強(qiáng)度鋼材一一鋼絞線或鋼絲繩.因此，在材料缺乏的情況下，它的應(yīng)用必然受到限制。13、 建筑結(jié)構(gòu)的分類：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的外形特點(diǎn)分類（1）單層結(jié)構(gòu)（2）多層結(jié)構(gòu)（3）高層結(jié)構(gòu)（4）大跨度結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)所采用的材料分類（1）木結(jié)構(gòu)（2）砌體結(jié)構(gòu)（3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（4）鋼結(jié)構(gòu)（5）塑料結(jié)構(gòu)（6）薄膜充氣結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式分類（1）磚混結(jié)構(gòu)（2）框架結(jié)構(gòu)（3）框架一剪力墻結(jié)構(gòu)（4）剪力墻結(jié)構(gòu)（5）筒體結(jié)構(gòu)（6）門式鋼架（7）薄腹梁（8）桁架結(jié)構(gòu)（9）拱形結(jié)構(gòu)（10）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（11）空間薄壁結(jié)構(gòu)（12）懸索結(jié)構(gòu)（13）膜結(jié)構(gòu)（14）充氣結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)分類（1）平面結(jié)構(gòu)體系；（2）空間結(jié)構(gòu)體系。14、 砌體結(jié)構(gòu)：砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)砌體結(jié)構(gòu)的墻體具有承重和圍護(hù)的雙重作用，所用材料便于就地取材，施工較簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快，技術(shù)要求低，施工設(shè)備簡(jiǎn)單。由于砌體抗拉抗剪強(qiáng)度低，因此砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能差，一般不超過(guò)七層，故一般適用于多層住宅、辦公樓、學(xué)校、小型庭院等。砌體結(jié)構(gòu)一般不適用于高層建筑及需要大空間的建筑。由于墻體承重，在其上開設(shè)門窗受到限制，建筑立面效果顯得厚實(shí)。砌體結(jié)構(gòu)承重方案橫墻承重方案樓層的荷載通過(guò)板、梁傳至橫墻，橫墻作為主要的承重豎向構(gòu)件，縱墻僅起維護(hù)、分隔、自承重及形成整體的作用。橫墻承重方案具有橫墻布置較密、橫向剛度大、整體性好的特點(diǎn)，但房間布置的靈活性差?？v墻承重方案樓層的荷載通過(guò)板、梁傳至縱墻，橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求，其間距較大?？v墻承重方案具有平面布置靈活、房間空間可以較大的特點(diǎn)，但縱墻受力集中，房屋剛度較差。

縱橫墻承重方案根據(jù)房間功能要求的空間尺寸，可采取縱橫墻同時(shí)承重的方案?？v橫墻承重方案具有平面布置靈活、房屋雙向剛度較好的特點(diǎn)。內(nèi)框架承重方案外圍用外墻承重，內(nèi)部用梁、柱承重的結(jié)構(gòu)為內(nèi)框架承重方案。其特點(diǎn)是以柱代替內(nèi)承重墻15、 框架的構(gòu)件劃分方式：（一） 短柱單梁式即柱按層高、梁按跨度分成單個(gè)構(gòu)件。它的特點(diǎn)是梁柱都是直線形構(gòu)件、重量輕、便于制作、運(yùn)輸和安裝，但接頭多，而且都在框架的節(jié)點(diǎn)部位，受力大，施工比較復(fù)雜。（二） 長(zhǎng)柱單梁式即梁按跨度預(yù)分；柱按二層或數(shù)層一根劃分。它的持點(diǎn)是減少柱子的接頭，增加了結(jié)構(gòu)的整體性.但柱子長(zhǎng)、重量大，運(yùn)輸較困難，吊裝內(nèi)力較大。用鋼量可能增多，所以長(zhǎng)度不宜超過(guò)16m。（三） 組合單元式是將整個(gè)框架分成若干組單元如，字形、“十”字形，“門”字形等。它的特點(diǎn)是接頭大量減少，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)剛度而且有可能將接頭設(shè)在內(nèi)力較小的部位。但是構(gòu)件的制作復(fù)雜，運(yùn)輸困難，而且要求高噸位的起重設(shè)備。16、 抗震設(shè)防區(qū)框架體系房屋體型和結(jié)構(gòu)布置的要求：房屋的平、立面應(yīng)用簡(jiǎn)單的體型?？箓?cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)盡可能使房屋的剛度中心與地震力合力作用線接近或重合?？箓?cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)使房屋中各部分的剛度均勻，不應(yīng)過(guò)分懸殊。在烈度較高的抗震設(shè)防區(qū)、樓、電梯間不宜布置在結(jié)構(gòu)單元的兩端和拐角部位。應(yīng)注意控制房屋的側(cè)向變位和層間相對(duì)變位，并對(duì)填充墻采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措胸如在填充墻內(nèi)設(shè)輕鋼或鋼筋混凝土骨架，并與框架聯(lián)結(jié)等）。各層樓板應(yīng)盡量設(shè)置在同一標(biāo)高上，盡可能不采用復(fù)式框架。房屋高低層不宜用牛腿相連.宜用防震縫分開。柱子的凈高與截面長(zhǎng)邊的比值宜大于4。17、 筒體結(jié)構(gòu)平面布置要點(diǎn)：（1） 筒體結(jié)構(gòu)平面形式選用方形、圓形為好，也可用對(duì)稱的三角形或人字形平面。當(dāng)采用矩形平面時(shí)，長(zhǎng)寬比不宜大于2。（2） 外框筒密柱間距一般為0.22?3m。平面四角處的柱子截面做成L形或八字形，截面尺寸加大2?3倍。（3） 內(nèi)筒邊長(zhǎng)尺寸一般是外筒邊長(zhǎng)的1/3為好。（4） 在框筒頂部設(shè)置1?2層高的剛性環(huán)梁，以提高整體框筒的空間整體性。

18、 各種結(jié)構(gòu)體系適用層數(shù)：磚混結(jié)構(gòu) 5層以下；框架結(jié)構(gòu)——15層以下（最經(jīng)濟(jì)為10層）；框一剪結(jié)構(gòu) 30層以下（最適宜為11—25層）；剪力墻結(jié)構(gòu) 40層以下（最適宜為16—40層）；框筒結(jié)構(gòu)—30層以下；筒中筒結(jié)構(gòu)一一30層以上的超高層。19、 剪力墻的開洞：實(shí)體剪力墻、整體小開口剪力墻、聯(lián)肢剪力墻、多聯(lián)單獨(dú)剪力墻以及框支剪力墻3-22剪力墻的開洞20、轉(zhuǎn)換層大梁在平面上的布置原則：1.擴(kuò)大底層入口，過(guò)渡上下層柱列的疏密不一。把大梁布置在平面周邊柱列或墻上（圖a,b）。內(nèi)部要求盡量敞開自由空間。大梁可沿橫向平行布置（圖c）,沿縱向平行布置（圖d）,間隙布置并與相鄰層錯(cuò)開布置（圖f）,順建筑平面布置（圖g）,相鄰層互相垂直布置（圖h）。布置方案的共同點(diǎn)都必須與相鄰層柱網(wǎng)統(tǒng)一起來(lái)考慮。圍繞巨大芯筒在底層四周自由敞開。大梁布置在兩個(gè)方向的剪力墻上并向兩端懸挑（圖i）,必要的話還可對(duì)角線布置（圖j）,建筑平面及芯筒為圓形時(shí)可放射性布置（圖k）。

大梁大梁吊桿g） h） i）大梁吊桿 大梁吊桿j> k)I「 圖4-18轉(zhuǎn)換層大梁的平面布置圖21、門式剛架的各種結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)慰鐔纹拢?1、門式剛架的各種結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)慰鐔纹拢▓Da）單跨雙坡（圖b）多跨（中間搖擺柱）（圖c）多