鋼結構工程的承載與建築結構體係的特點
發布時間:2014-07-15
根據
建築結構的基本概念,如何將四大結構材料構成的各種類型的受力構件適當地組合起來,用以抵抗各類荷載的作用,以期構成一個安全、經濟、完整的
建築結構體係,這就是結構選型的問題。
低層、多層建築常用的結構形式有磚混、框架、排架等。
(一)磚混結構
磚混結構是使用得最早、最廣泛的一種
建築結構型式。這種結構能做到就地取材,因地製宜,適合於一般民用建築,如住宅、宿舍、辦公樓、學校、商店、食堂、倉庫等以及各種中小型工業建築。
butongshiyongyaoqiudehunhejiegou,youyufangjianbujuhedaxiaodebutong,tamenzaijianzhupingmianhepoumianshangkenengshiduozhongduoyangde。danshi,congjiegoudechengzhongtixilaikan,datifenweisanzhong:縱向承重體係、橫向承重體係和內框架承重體係。
A.縱向承重體係
荷載的主要傳遞路線是:板一梁一縱牆一基礎一地基。
縱向承重體係的特點:
(1)縱(zong)牆(qiang)是(shi)主(zhu)要(yao)承(cheng)重(zhong)牆(qiang),橫(heng)牆(qiang)的(de)設(she)置(zhi)主(zhu)要(yao)為(wei)了(le)滿(man)足(zu)房(fang)屋(wu)空(kong)間(jian)剛(gang)度(du)和(he)整(zheng)體(ti)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu),它(ta)的(de)間(jian)距(ju)可(ke)以(yi)比(bi)較(jiao)長(chang)。這(zhe)種(zhong)承(cheng)重(zhong)體(ti)係(xi)房(fang)間(jian)的(de)空(kong)間(jian)較(jiao)大(da),有(you)利(li)於(yu)使(shi)用(yong)上(shang)的(de)靈(ling)活(huo)布(bu)置(zhi)。
(2)由於縱牆確的荷載較大,因此賠上開門、開窗的劃。和位置都要受到一定脫。
(3)這種承重體係,相對於橫向承重體係,樓蓋的材料用量較多,牆體的材料用量較少。
縱向承重體紗適用於使用上要求有較大空間的房屋,或隔斷牆位置可能變化的房間。如教學樓、實驗樓、辦公樓、圖書館、食堂、工業廠房等。
B.內框架承重體係
外牆和框架柱都是主要承重構件。其荷載的主要傳遞路線是:
其特點是:
(1)牆和往都是主要承重構件,由於取消了承重內牆由柱代替,在使用上可以有較大的空間,而不增加梁的跨度。
(2)在受力性能上有以下缺點:由於橫牆較少,房屋的空間剛度較差;由於柱基礎和牆基礎的形式不一,沉降量不易一致,以及
鋼筋混凝土柱和磚牆的壓縮性不同,結構容易產生不均勻變形,使構件中產生較大的內應力。
(3)由於柱和牆的材料不同,施工方法不同,給施工工序的搭接帶來一些麻煩。
內框架承重體係多用於教學樓、旅館、商店、多層工業廠房等建築。
在設計磚混結構時,必須根據生產使用要求、地質條件、
抗震烈度、材料、施工等條件,本著安全可靠、技術先進、經濟合理的原則對幾種可能布置的承重體係進行綜合比較,最後確定選用哪種承重體係。
C.橫向承重體係
荷載的主要傳遞路線是:板-橫牆-基礎-地基。
它的特點是:
(1)橫牆是主要承重牆,縱牆起圍護、隔斷和將橫牆連成整體的作用。一般情況下,縱牆的承載能力是有餘的,所以這種體係對縱牆上開門、開窗的限製較少。
(2)由於橫牆間距很短(一肌在3~4.5m之間),每一開間有一道橫牆,又有縱牆在縱向拉結,因此房屋的空間剛度很大,整體性很好。這中承重體係,對抵抗風力、地震作用等水平荷載的作用和調整地基的不均勻沉降,比縱牆承重體係有利得多。
(3)這中承重體係,樓蓋做法比較簡單、施工比較方便,材料用量較少,但是牆體材料有量相對較多。
橫向承重體係,由於橫牆間距密,房間大小固定,適用於宿舍、住宅等居住性建築。
(二)框架結構
鋼結構工程特點
鋼筋混凝土框架結構在多層建築和工業建築中應用非常廣泛。框架結構能形成較大的室內空間,房間分隔靈活,便於使用;工藝布置靈活性大,便於設備布置;該結構
抗震性能優越,具有較好的結構延性等優點。
框架結構的體係是由樓板、梁、柱及基礎4種承重構件組成。由主梁、柱與基礎構成平麵框架,它是主要承重結構。各平麵框架再由連係梁連係起來,即形成一個空間結構體係,牆體不起承重作用。
建築結構種類知識
A. 磚牆承重,叫做磚混結構
常用於7層以下的普通多層住宅
優點:造價低,施工簡單快捷。
缺點:不適合複雜的建築形式,層高、房間大小等構造要求嚴格,
抗震能力稍弱。
B. 混凝土梁和混凝土牆承重,叫做剪力牆結構
常用於普通高層住宅,和房型非常複雜的多層洋房和別墅。
優點:承重結構為片狀的混凝土牆體,房間不見柱子的棱角,比框架結構更適合用於住宅。混凝土牆體的
抗震能力最強,房屋安全度很高。
缺點:混凝土用量多,自重大,總高度通常無法超過150m。混凝土牆體為高強度承重牆體,房間不能拆改。
C. 混凝土梁柱承重,叫做框架結構
常用於10層以下的多層公共建築,比如辦公樓,商場等。在非地震區也用於高層建築。
優點:室內空間大,可以滿足複雜的建築形式,
抗震能力稍強。房間隔牆可以隨意拆改。
缺點:框架柱尺寸過大,不適合民用住宅。在地震區很難超過7層。
D. 鋼柱、鋼梁承重,叫做鋼結構
常用於廠房、超高層民用建築和地標建築
優點:自重輕,施工快。可以修建到500多米甚至更高的高度。因為是柔性結構,地震破壞力對它影響較小。
缺點:
鋼材害怕腐蝕,建築保養困難,而且保養費用昂貴。
鋼材最怕高溫,火災是鋼結構房屋的天敵(世貿大廈就是飛機撞擊產生的大火,將整棟建築燒塌的)。
E. 框架結構摻加部分混凝土牆,叫做框架剪力牆結構
常用於高層的辦公樓、商場和酒店。
優點:室內空間的使用以及房間隔牆的拆改,和框架結構一樣靈活多變。
抗震性能與純剪力牆結構一樣堅固。
缺點:混凝土用量多,自重大,總高度通常無法超過150m。
F. 框架剪力牆結構中的框架柱內用型鋼
鋼材,或在柱子外側包裹型鋼
鋼材,叫做混合結構。
常用於超高層民用建築和地標建築
優點:
混凝土結構摻加大型型鋼
鋼材,可以有效減小混凝土柱子的尺寸,減少結構自重,並加強柱子的
抗震和承重性能。可以比普通框架剪力牆結構修得更高,最高可以修建到300米甚至更高的高度。
缺點:因為綜合了框架剪力牆結構和鋼結構的優點,此類結構在150米~300米的建築中廣泛使用,缺點較少。