1A410000建筑工程技術(shù)

1A411000建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

命題考點五　常見建筑結(jié)構(gòu)體系及其應(yīng)用

　　【教材解讀】

　　一、混合結(jié)構(gòu)體系

　　混合結(jié)構(gòu)房屋一般是指樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土或鋼木結(jié)構(gòu)，而墻和柱采用砌體結(jié)構(gòu)建造的房屋，大多用在住宅、辦公樓、教學(xué)樓建筑中。

　　因為砌體的抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度很低，所以住宅建筑最適合采用混合結(jié)構(gòu)，一般在6層以下。混合結(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋。

　　二、框架結(jié)構(gòu)體系

　　框架結(jié)構(gòu)是利用梁、柱組成的縱、橫兩個方案的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。

　　框架結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可形成較大的建筑空間，建筑立面處理也比較方便;主要缺點是側(cè)向剛度較小，當(dāng)層數(shù)較多時，會產(chǎn)生過大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件(如隔墻、裝飾等)破壞，而影響使用。

　　三、剪力墻體系

　　剪力墻體系是利用建筑物的墻體(內(nèi)墻和外墻)做成剪力墻來抵抗水平力。剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，厚度不小于140mm。剪力墻的間距一般為3～8m，適用于小開間的住宅和旅館等。一般在30m高度范圍內(nèi)都適用。

　　剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大，水平荷載作用下側(cè)移小;缺點是剪力墻的間距小，結(jié)構(gòu)建筑平面布置不靈活，不適用于大空間的公共建筑，另外結(jié)構(gòu)自重也較大。

　　四、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當(dāng)剪力墻的結(jié)構(gòu)。

　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻主要承受水平荷載，豎向荷載主要由框架承擔(dān)?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。

　　五、簡體結(jié)構(gòu)

　　簡體結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系適用于30～50層的房屋。

　　筒體結(jié)構(gòu)可分為框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒和多筒結(jié)構(gòu)等。

　　多筒結(jié)構(gòu)是將多個筒組合在一起，使結(jié)構(gòu)具有更大的抵抗水平荷載的能力。

　　六、桁架結(jié)構(gòu)體系

　　桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可利用截面較小的桿件組成截面較大的構(gòu)件。單層廠房的屋架常選用桁架結(jié)構(gòu)。

　　屋架的弦桿外形和腹桿布置對屋架內(nèi)力變化規(guī)律起決定性作用。

　　七、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種。平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點是：空間受力體系，桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)約材料，整體性能好，剛度大，抗震性能好。桿件類型較少，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

　　平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。角錐體系受力更為合理，剛度更大。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度，網(wǎng)架尺寸應(yīng)與網(wǎng)架高度配合決定，腹桿的角度以45。為宜。網(wǎng)架的高度與短跨之比一般為1/15左右。

　　網(wǎng)架桿件一般采用鋼管，節(jié)點一般采用球節(jié)點。

　　八、拱式結(jié)構(gòu)

　　1.拱的受力特點與適用范圍

　　拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，它的主要內(nèi)力是軸向壓力。

　　拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，故在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用。它適用于體育館、展覽館等建筑中。

　　2.拱的類型

　　按照結(jié)構(gòu)的組成和支承方式，拱可分為三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱。

　　九、懸索結(jié)構(gòu)

　　懸索結(jié)構(gòu)，是比較理想的大跨度結(jié)構(gòu)形式之一，在橋梁中被廣泛應(yīng)用。目前，懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度已達(dá)160m，主要用于體育館、展覽館中。

　　懸索結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件是受拉的鋼索，鋼索由高強(qiáng)度鋼絞線或鋼絲繩制成。

　　懸索結(jié)構(gòu)包括三部分：索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件和下部支承結(jié)構(gòu)。

　　懸索結(jié)構(gòu)可分為單曲面與雙曲面兩類。單曲拉索體系構(gòu)造簡單，屋面穩(wěn)定性差。雙曲拉索體系，由承重索和穩(wěn)定索組成。

　　十、薄壁空間結(jié)構(gòu)

　　薄壁空間結(jié)構(gòu)，也稱殼體結(jié)構(gòu)。它的厚度比其他尺寸(如跨度)小得多，所以稱薄壁。

　　它屬于空間受力結(jié)構(gòu)，主要承受曲面內(nèi)的軸向壓力。彎矩很小。

　　薄殼常用于大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)，如展覽館、俱樂部、飛機(jī)庫等。

　　薄殼結(jié)構(gòu)多采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，費模板、費工時。

　　【命題考點】

　　混合結(jié)構(gòu);住宅建筑;豎向荷載和水平荷載;框架結(jié)構(gòu);30m高度范圍內(nèi);框架-剪力墻;筒體結(jié)構(gòu);單層廠房的屋架;網(wǎng)架結(jié)構(gòu);高空拼裝和整體安裝;軸向壓力;拱式結(jié)構(gòu);懸索結(jié)構(gòu);跨中的垂度;雙曲薄殼。

　　【分析預(yù)測】

　　(1)根據(jù)所提供的材料，分析判斷建筑物適合采用哪種建筑結(jié)構(gòu)體系。

　　(2)根據(jù)所提供的材料，分析判斷材料中的建筑物所采用的建筑結(jié)構(gòu)是否合理。

　　(3)根據(jù)所提供建筑物的受力特點的材料，判斷采用的是哪種建筑結(jié)構(gòu)。

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　　【考題回顧】

　　【2010年度考試真題】

　　1.下列常見建筑結(jié)構(gòu)體系中，適用房屋建筑高度最高的結(jié)構(gòu)體系是(　　)。

　　A.框架

　　B.剪力墻

　　C.框架-剪力墻

　　D.簡體

　　【答案】D本題考核的是建筑結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用。在非地震區(qū)，框架結(jié)構(gòu)一般不超過15層。剪力墻適用于小開間的住宅和旅館等，一般在30m高度范圍內(nèi)都適用。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。筒體結(jié)構(gòu)體系適用于30～50層的房屋。

　　2.大跨度混凝土拱式結(jié)構(gòu)建(構(gòu))筑物，主要利用了混凝土良好的(　　)。

　　A.抗剪性能

　　B.抗彎性能

　　C.抗拉性能

　　D.抗壓性能

　　【答案】D本題考核的是拱式結(jié)構(gòu)的受力特點。拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用，同時也適用于體育館、展覽館等建筑中。

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　　【典型習(xí)題】

　　1.在建筑結(jié)構(gòu)體系中，住宅建筑最適合采用(　　)。

　　A.混合結(jié)構(gòu)體系

　　B.框架結(jié)構(gòu)體系

　　C.剪力墻體系

　　D.雙肢剪力墻體系

　　2.剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，厚度不小于(　　)mm。

　　A.100

　　B.120

　　C.140

　　D.160

　　3.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于(　　)層的建筑。

　　A.5～10

　　B.10～20

　　C.15～20

　　D.30～50

　　4.在高層建筑中，特別是超高層建筑中，水平荷載愈來愈大，起著控制作用的是(　　)。

　　A.簡體結(jié)構(gòu)

　　B.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　C.拱式結(jié)構(gòu)

　　D.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

　　5.由于(　　)受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用，同時也適用于體育館、展覽館等建筑中。

　　A.拱式結(jié)構(gòu)

　　B.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　C.框架結(jié)構(gòu)

　　D.簡體結(jié)構(gòu)

　　6.框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析通常是用計算機(jī)進(jìn)行精確分析，而常用的手工近似法是(　　)。

　　A.集中荷載作用下用反彎點法

　　B.豎向荷載作用下用分層計算法

　　C.水平荷載作用下用反彎點法

　　D.點荷載作用下用分組計算法

　　E.面荷載作用下用反彎點法

　　7.以下關(guān)于混合結(jié)構(gòu)體系的表述，正確的是(　　)。

　　A.一般在4層以上，混合結(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋

　　B.混合結(jié)構(gòu)大多用在住宅、辦公樓、教學(xué)樓建筑中

　　C.混合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可形成較大的建筑空間

　　D.混合結(jié)構(gòu)根據(jù)承重墻所在的位置，劃分為縱墻承重和橫墻承重兩種

　　E.橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求

　　8.簡式結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系，其主要特點有(　　)。

　　A.受力特點是整個建筑猶如一個固定于基礎(chǔ)上的封閉式空心的簡式懸臂梁來抵抗水平力

　　B.筒式結(jié)構(gòu)體系適用于50層以上的房屋

　　C.筒式結(jié)構(gòu)是高超靜定的空間結(jié)構(gòu)

　　D.筒式結(jié)構(gòu)的安裝方法可分為高空拼裝和整體拼裝兩種

　　E.多簡結(jié)構(gòu)是將多個筒組合在一起，使結(jié)構(gòu)具有更大的抵抗水平荷載的能力

　　9.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多桿架按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種，其中平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點主要有(　　)。

　　A.結(jié)構(gòu)自重大

　　B.受力合理，節(jié)約材料

　　C.剛度大

　　D.整體性能好

　　E.抗震性能好

　　10.按照結(jié)構(gòu)的組成和支承方式，拱可分為(　　)。

　　A.多絞拱

　　B.三絞拱

　　C.兩絞拱

　　D.一絞拱

　　E.無絞拱

　　11.目前，懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度已達(dá)160m，主要用于(　　)中。

　　A.住宅

　　B.體育館

　　C.展覽館

　　D.辦公樓

　　E.教學(xué)樓

　　【答案】1.A2.C3.B4.A5.A6.BC7.BDE8.AE9.BCDE10.BCE11.BC

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