建筑结构选型
《建筑结构选型》课件
混凝土结构
总结词
混凝土结构是一种采用混凝土为主要材 料的建筑结构类型，具有较高的抗压和 抗震性能。
VS
详细描述
混凝土结构主要采用混凝土作为主要承重 材料，通过梁、板、柱等构件组成的空间 结构体系。混凝土结构的优点在于其抗压 和抗震性能较好，能够承受较大的压力和 地震作用。此外，混凝土结构的耐久性较 好，能够长期保持其性能和外观。然而， 混凝土结构的施工周期较长，成本也较高 。
03
建筑结构选型的影响因素
建筑功能需求
总结词
建筑功能需求是影响建筑结构选型的重要因素，不同的功能需求需要不同的结构 形式以满足其使用要求。
详细描述
建筑的功能需求决定了其内部空间布局和荷载分布，进而影响结构选型。例如， 住宅建筑和商业建筑的功能需求不同，住宅建筑注重居住舒适性，商业建筑注重 空间灵活性和人流疏散，因此需要采用不同的结构形式来满足这些需求。
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目
CONTENCT
录
• 建筑结构选型概述 • 常见建筑结构类型 • 建筑结构选型的影响因素 • 建筑结构选型的决策过程 • 建筑结构选型的未来发展
01
建筑结构选型概述
建筑结构选型的定义
建筑结构选型是指根据建筑物的使用功能、环境条件等因素，选 择合适的结构形式、材料和构造方式的过程。
建筑结构选型涉及到建筑物的安全性、经济性、适用性和耐久性 等方面，是建筑设计中的重要环节。
建筑结构选型的重要性
合理的建筑结构选型能够确保建筑物的安全性和稳 定性，避免因结构不合理而导致的安全事故。
建筑结构选型还关系到建筑物的经济性，合理的选 型能够降低建筑物的造价和维护成本。
建筑结构选型还影响到建筑物的外观和功能，合理 的选型能够使建筑物更好地满足使用需求，提升其 美观度和舒适度。
建筑结构选型
建筑结构选型一．砌体结构 *砌体结构是指用砖，石或砌块为块材，用砂浆砌筑的结构。
砌体按照所采用块材的不同，可分为砖砌体，石砌体和砌块砌体三大类。
优点：（1）砌体结构材料来源广泛，易于就地取材。
（2）很好的耐火性，较好的耐久性，使用年限长。
（3）砌体特别是砖砌体保温隔热性能好，节能效果明显。
（4）采用砌体结构胶钢混结构可以节约水泥和钢材，并且砌体砌筑时不需要模板和特殊的技术设备，可以节省木材可以连续施工。
（5）当采用砌块或大型板材做墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工。
承重体系：（1）纵墙传力方案：板—梁—纵墙—基础—地基 （2）横墙传力方案：楼（屋）面板—横墙—基础—地基 （3）纵横墙承重方案：楼（屋）面板—（横墙）或（梁—纵墙）—基础—地基 （ 4）内框架承重方案：楼（屋）面板—梁—（外纵墙—外纵墙基础）或（柱—柱基础）—地基 竖向荷载专递路径：屋面板——屋面大梁——纵墙——基础——地基 水平荷载传递路径：纵墙——基础——地基 `Primary School TanouaIbi 塔诺安伊比小学这所可持续学校位于多根草原上名为塔诺安伊比的村子，其创作来源于传统建筑，并由当地人通过现代砖砌技术打造而成。
但它却不是用烧制的黏土修建而成。
地板，墙以及独具特色的桶形穹隆屋顶是由液压压缩的土块组成。
这些土块都是用建筑工地上的泥土现场制作，因此，该建筑与周围环境完全融为一体。
选择理由：屋顶的雨漏是由当地生产的陶瓷管道组成，雨季时候，这些雨漏就会关闭，而屋顶排水槽里的那些长长的陶瓷管道保证了雨水的迅速排放。
该学校是由液压压缩土块建造而成，属于横墙承重方案，这些砖块并非烧制的，而是用建筑工地上的泥土制作，这样可以大大降低制作成本以及对建筑环境的影响。
这些砖块的可持续性强，比传统的黏土建筑更能接受暴晒与暴雨的考验，而且，他们所营造出来的室内环境也要凉快的多。
建筑设计启示：该建筑通过另一种砌块形成方式将建筑对环境的影响降到最低，同时大大降低了制作成本，对于当地材料的运用也使得建筑对当地环境有相当好的融合度。
建筑结构及选型
（2）按支座的形式分类
A. 四边固定 B. 三边固定，一边简支。 C. 两邻固定，两邻边简支。 D. 两对边固定，两对边简支。 E. 一边固定，一边简支，其它两边自由。 F. 两邻边固定，两邻边自由。 G. 一边固定，三边自由。 H. 三边简支，一边自由。
4. 板厚度的确定 板的厚度主要决定于板的跨度，同时要 考虑荷载及支撑情况。具体估算见表1：
1.3.1、悬挑梁的受力特点： 特点1：产生的内力大，变形大。 特点2：存在倾覆的可能。
1.3.2、结构的抗倾覆验算及措施： 1）抗倾覆验算： N·e /P·d≥1.5 2）措施： （1）拉力平衡 （2）压力平衡 （3）用压力支撑平衡
（4）用支撑和拉力相结合平衡 （5）用基础平衡 （6）用自重平衡
直线桁架 折线桁架
B. 拱（轴心受压）
两端周定拱
两端铰支拱
三铰拱
C. 悬索：主要承拉构件（轴心受拉构件）
D. 薄壳结构：轴向受力
（2）合理调整结构弯矩峰值，使结构受力合理。
二、合理的选用结构材料
（1）充分利用结构材料的长处
（2）提倡结构形的优选组合
（3）采用轻质较强的结构材料
三、要充分考虑建筑功能要求（住宅、商业、教育、体育、宗教、宫殿） 四、 要控制合理的造价
2. 排架结构的类型 柱头与屋架铰接，柱脚与基础刚接 根据生产工艺与使用要求，排架可做成单跨和多跨，亦可做成等高、 不等高和锯齿形等 跨度可达30m，高度可达30m以上，吊车吨位可达150t以上
3. 排架结构的组成 •单层厂房排架结构通常由屋面板、屋架、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、 基础等构件组成。 •上述构件分别组成屋盖结构、横向平面排架、纵向连系体系、围护结构等 •（1）屋架结构：分为有檩体系与无檩体系，有檩体系由小型屋面板、檩条、 屋架及屋盖支撑组成，无檩体系由大型屋面板、屋架及屋盖支撑组成，前者用 于小型厂房，后者用于大、中型厂房。
建筑结构选型知识点
建筑结构选型知识点一, 填空部分：1网架结构的分类：网架结构按外形的不同，可分为曲面网架和平面网架两类。
曲面网架又称“网壳”，可以是单层曲面网格，也可以是双层曲面网格。
平面网架又称“平板网架” ，是双层平面网格。
2, 平板网架的结构形式：平板网架通常由平行弦桁架交叉组成，依据桁架交叉方式的不同有下述几种型式。
两向正交正放网架, 两向正交斜放网架, 三向交叉网架, 锥体网架。
前面三种网架都是由平行弦桁架相互交叉组成，故属于交叉桁架体系网架。
锥体网架是由三角锥, 四角锥或六角锥的锥体单元组成的空间网架结构，故属于角锥体系网架。
3, 筒体结构的类型：（1）筒体－框架结构（2）框筒结构（3）筒中筒结构（4）多筒体结构4, 薄壳结构：薄壳必需具备两个条件：一是“曲面的”，二是“刚性的”。
薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。
薄壳的结构组成一般包括曲面的壳板和周边的边缘构件两部分。
薄壳的型式许多，诸如球面壳, 圆柱壳, 双曲扁壳, 幕结构, 折结构等，都是由曲面变化而创建出的各种型式。
薄壳的型式是可以千变万化的。
不过，其基本曲面形式的几何形成不外乎下述几类而已。
旋转曲面, 平移曲面, 直纹曲面, 困难曲面。
在上述的基本几何曲面上随意切取一部分，或将曲面进行不同的组合，便可得到各种各样困难的曲面。
实际常用的薄壳型式是下面探讨的：圆顶薄壳型式, 圆柱形薄壳, 双曲扁壳5, 折板的型式：折板结构的型式主要分为有边梁和无边梁的两种。
分别探讨如下。
(一)无边梁的折板——预制v形板无边梁的折板结构由V形折板和横隔构件组成。
(二)有边梁的析板—筒壳式析板结构有边梁的折板结构由折板, 边梁和横隔构件三部分组成，是现浇结构，型式及筒壳相像。
二, 名词说明部分:建筑结构：是形成肯定空间及造型，并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用，使建筑物得以平安运用的骨架。
结构选型:在建筑设计中，空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结构选型。
建筑结构选型
名词解释：建筑结构：建筑结构是指在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。
钢架结构：是指梁柱为刚性连接的结构。
框架结构：一般是由竖直的柱和水平横梁组成，梁柱交接处一般为刚性结构。
结构选型：各种常见结构体系设计的基本理论以及原理，全面系统的介绍了建筑结构的形式，包括：桁架、刚架、拱、薄壳、网架、网壳、悬索、薄膜结构、混合空间结构、多层建筑结构、高层建筑结构、楼盖结构等，对上述结构选型分别介绍结构组成、受力特点、布置方式、适用范围、构造要点等。
砌体结构：砌体结构是把块材用灰浆通过人工砌筑而成的建筑材料。
在我国得到广泛应用。
内框架结构：框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
扁壳结构：是指薄壳的矢量高f与其所覆盖的底面最短边a之间的比之f/a≤1／5的壳体无梁楼盖结构：是指楼盖平板直接支持在柱子上，而不设主梁和次梁，楼面荷载直接通过柱子传至基础。
筒中筒结构：筒中筒结构由心腹筒、框筒及桁架筒组合，一般心腹筒在内，框筒或桁架筒在外，由内外筒共同抵抗水平力作用。
拱的合理轴线：有yd=mºD/ha可知，只要拱轴线的竖向坐标与相同跨度相同荷载作用下的简支梁弯矩值成比例，即可使拱截面内仅有轴力没有弯矩。
满足这一条件的拱轴线称为合理拱轴线。
9、薄壳结构的优缺点：优点：空间整体工作性能良好，内力比较均匀，能够用最少的材料构成特定的使用空间，并具有一定的强度和刚度。
是一种强度高、刚度大、材料省、即经济又合理的结构型式。
缺点：薄壳结构施工程序复杂，支架与模板用量大，曲面模板制作复杂，即费材料又费工时。
10、混合结构在房屋建筑中的布置：混合结构是指由砌体作为竖向承重结构（墙体），由其他材料（一般为钢筋混凝土或木结构）构成水平向承重结构（楼盖）所组成的房屋结构。
单层或多层混合结构房屋承重墙的布置方式有1纵墙承重体系，2横墙承重体系3纵横墙承重体系4内框架承重体系。
建筑结构选型
建筑设计一般要分三个阶段，即方案阶段，初步设计阶段和施工图阶段。
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，屋面等采用钢筋混凝土结构。
砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙，柱作为建筑物主要受力构件的结构，是砖砌体，砌块砌体和石砌体结构的统称。
砌体结构的主要优点：1较易就地取材，来源方便，价格较便宜。
2砖石砌体具有良好的耐火性，而且化学稳定性和大气稳定性都比较好，可以满足房屋耐久性的要求。
3砌筑砌体时不需要模版和特殊的施工设备，节省木材，钢材和水泥。
4砖墙和砌块墙体的隔热保温较好，所以既是较好的承重结构，也是较有利于建筑节能的围护结构。
5当采用砌块和大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，有利于工业化生产和施工。
砌体结构的缺点也比较突出1砖石砌体的强度相对较低，一般需要采用较大截面的构件，材料用量多，自重大，运输成本也高。
2现场砌体砌筑难以采用机械替代手工操作，施工繁重，条件差。
3砖石块体与砂浆之间的粘结强度较低，抗震能力差。
横墙承重体系承重特点，主要楼面荷载的传递途径是：板→横墙→基础→地基1每一开间均设横墙，横墙数量多，间距较密（通常为3~4.5m）2对设置门窗大小和位置的限制较少，建筑设计上容易满足采光和通风的要求。
3房间布置的灵活性差，墙体用材比较多。
纵墙承重体系：荷载传递路线为：板→梁（或屋架）→纵墙→基础→地基1纵墙是主要承重墙。
容易满足使用上大空间和灵活布置平面的要求。
2由于纵墙承受的荷载比较大，一般不能任意开设门窗洞口，采光和通风的要求往往受到限制。
3相对于横墙承重体系，纵墙承重体系的横向刚度较差，楼（屋）盖用料较多，而墙体用料较少。
多层砌体房屋的主要震害特征。
1墙体的损坏：一般呈交叉裂缝，主要是墙体的抗剪承载强度不足，在水平地震反复作用下，墙体出现X形交叉缝；墙体高度比比价小的窗间墙和门垛，则在剪弯双重作用下，易在墙体中间部位出现水平裂缝。
建筑结构与选型
建筑结构与选型建筑结构是指建筑物在承受重力和其他力作用下变形和破坏的能力。
在建筑设计中，选择合适的建筑结构具有重要的意义，它既影响着建筑物的安全性和稳定性，也关系到建筑物的经济性和美观性。
本文将讨论建筑结构的不同类型以及选型的要点和考虑因素。
一、常见的建筑结构类型在现代建筑中，常见的建筑结构类型包括框架结构、桁架结构、砖混结构、钢筋混凝土结构等。
1. 框架结构：框架结构是指由柱子和梁组成的骨架结构，它承担着整个建筑物的重力和水平力。
框架结构具有灵活性强、适应性广等特点，广泛应用于住宅、商业和工业建筑中。
2. 桁架结构：桁架结构是由多根构杆连接而成的空间网格形状，具有轻质、高刚性和大跨度等优点。
桁架结构常用于体育馆、展览馆和大跨度的屋盖结构中。
3. 砖混结构：砖混结构是由砖墙和钢筋混凝土构件组成的，它具有抗震性好、隔热保温效果好等特点。
砖混结构常见于住宅和小型商业建筑。
4. 钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构是由钢筋混凝土构件组成的，它具有强度高、耐久性好等特点，广泛应用于各类建筑中。
二、建筑结构选型的要点在进行建筑结构选型时，需要考虑建筑物的功能需求、建筑用地的条件、预算限制、当地的气候和地质等因素。
以下是一些建筑结构选型的要点和考虑因素。
1. 功能需求：不同的建筑物有不同的功能需求，例如住宅需要考虑居住者的安全和舒适性，办公建筑需要考虑工作环境的舒适度等。
选型时需要根据建筑物的具体功能需求来确定合适的结构类型。
2. 土地条件：选型时需要考虑建筑用地的条件，包括地块的大小、形状、地质情况等。
例如，如果用地狭长，桁架结构可能更适合；如果地质条件较差，需要选择具有较好抗震性能的结构形式。
3. 预算限制：选型时也需要考虑预算限制，包括建筑材料的价格、施工成本等。
有时候，为了控制成本，可以选择更经济的结构类型。
4. 气候因素：当地的气候条件也会对建筑结构的选型产生影响。
例如，气候寒冷的地区，需要选择保温性能好的结构类型；气候炎热的地区，需要选择隔热性能好的结构类型。
建筑结构选型
数量和抗侧刚度的比值而变化的：剪力墙的数量较多时，结构的变
形曲线向弯曲型靠拢；剪力墙数量较少时，结构变形曲线就向剪切
型2靠019拢年8。月1日星期四
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5.3 框-剪结构的受力特点
框剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两 种不同的抗侧力构件组成的新的受力形式，所 以它的框架不同于纯框架结构中的框架，框剪 结构中的剪力墙也不同于纯剪力墙结构中的剪 力墙。
单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总 水平剪力的40％；
剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力 墙开洞时，洞口宜上下对齐，
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5.5.3 剪力墙的位置要求
抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的 侧向刚度接近：
剪力墙不宜设在楼板需要开大洞的部位，无法避免 时，洞口面积不宜大于墙面面积的1/6，并采取有效 的构造措施；
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5.4 结构的抗震性能
1.变形能力 框架结构属于延性结构，具有良好的变形能力；而
剪力墙体系刚度大，故延性较差。二者相结合形成的框
架剪力墙体系的变形能力优于纯剪力墙结构。
2.多道防线
小震作用下，剪力墙承受主要水平荷载；
中震作用下，框架和剪力墙共同工作；
大震作用下，首先是剪力墙达到承载力极限开裂，
框架-剪力墙结构中剪力墙的布置应按“均匀、分 散、对称、周边”的原则考虑，其位置应符 合下列要求：
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5.5.3 剪力墙的位置要求
剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电 梯间等部位；
平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置 剪力墙；
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钢桁架自重轻，制作与吊装均比钢筋混凝土桁架有利 （不产生裂缝），对具有较大振动的建筑物具有韧性， 在地震作用下，钢结构具有很好的延性。
在跨度＞30m时，优点更突出。 有防爆要求的建筑中，为减轻屋顶重量，减少灾害常采
用钢结构屋顶。
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钢排架及混合排架
缺点：
建筑结构选型
第2章 排架结构
2 排架结构
排架结构一般是由预制的钢筋混凝土屋架、吊车梁、 柱及基础等构件组成，是单层工业厂房中采用较多的一 种基本结构形式。
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2.1 排架结构的特点
基本特点
屋面承重结构在柱顶与排架柱铰接，而柱与基础 则为刚接，即在柱底形成一固定端，形成一个平 面结构体系。
字型柱； 荷载更大时，则可以采用带斜腹杆的双肢柱
为了满足防火要求，钢结构外部应另加防火保护 层；
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2.3 排架结构的组成
（4）围护结构
围护结构由纵墙、横墙(山墙)、墙梁、抗风柱(有时还 有抗风梁或抗风桁架)和基础梁等组成，主要承受墙体 自重以及作用在墙面上的风荷载。
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2.4 排架结构承受的主要荷载及传力途径
2.4.1 主要荷载：
(1)恒荷载：包括屋盖自重、柱自重、墙体自重、吊 车梁及轨道连接的自重等；
(2)吊车荷载：包括吊车的垂直轮压(竖向荷载)和水 平制动力(水平荷载)；
(3)风荷载：用基本风压计算的作用在厂房各部分表 面上的风压(吸)力；
(4)雪荷载；
(5)屋面均布活荷载、屋面积灰荷载；
(6)地震作用：地震时作用于厂房结构上的惯性力。
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2.4.2 传力途径： 屋面荷载
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2.3 排架结构的组成
（2）横向平面排架
排架结 构承重体 系一般由 多个横向 平面排架 组成，在 排架之间 通过支撑 或连梁连 接。
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2.3 排架结构的组成
（3）纵向平面排架
排架结构承重体系一般由多个横向平面排架组成，在排架之 间通过支撑或连梁连接。
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钢筋混凝土排架结构的类型
由屋架或屋面梁、柱和基础组成。柱头与屋架铰接，柱 下部与基础刚接。
可为单跨、多跨，等高、不等高或锯齿形。
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2.3 排架结构的组成
（1）屋盖结构
分为：有檩体系： 无檩体系：
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➢ 结构上：①须考虑动力荷载的影响； ②当纵向、 横向过宽时，按需要设置伸缩缝。
➢ 施工上：①吊装工作量大； ②设备安装复杂，需 多种工种协同作业；③设备基础埋置深，精度要求 高。
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2.2 排架结构的类型
钢筋混凝土排架结构 钢排架结构 混合排架结构 砖排架结构
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2.4.2 传力途径：
吊车制动力
经由吊车梁等构件直接传至柱子
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2.4.2 传力途径：
作用于排架平面内的任何荷载均通过排架传至地基， 均使柱子产生弯矩、剪力、轴力等，使柱与基础均 为偏心受力构件。
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2.5 主要构件的选型
屋顶承重结构(屋盖结构)→排架柱→基础；
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2.4.2 传力途径：
作用于围护墙的风荷载
一部分直接传于柱子；另一部分则由墙体先传至墙梁， 再由墙梁传至柱子；
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2.4.2 传力途径：
水平地震作用
通过屋顶承重结构传至柱子
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2.5.1 选型的原则 经济合理：
工艺和建筑设计要求：
荷载或对负荷的限制条件：
施工条件：
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2.5 主要构件的选型
2.5.2 主要构件的选型
① 屋面板：
② 檩条：
③ 屋架和屋面梁：
④ 天窗架：
⑤ 托架：
⑥ 吊车梁：
⑦ 柱：矩形、工字形、双肢柱、管型预制柱。
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钢、混合排架用途及构件种类
大跨度的食堂、影剧院、体育馆、飞机库和重型工 业车间；
钢桁架作为屋面承重结构，屋面板可以采用有檩体 系和无檩体系
有檩体系
檩条可以为型钢檩条、薄壁型钢檩条、轻型钢桁架檩条 等，屋面材料可以采用瓦楞铁、压轧型钢板、石棉瓦、 预制钢筋混凝土槽型瓦，波形瓦或粘土瓦等。
空间受力体系。
实际受力中，一种荷载的作用常对本身所在的排 架起主要作用，而对邻近排架的影响较小，可以 忽略不计，简化为平面排架体系。
用途
排架结构一般可用于单层工业厂房、空旷建筑物 如仓库、车库、飞机库、食堂、剧院等
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2.1 排架结构的特点
工业厂房的主要特点：
➢ 建筑上：①满足生产流程；②满足采光、通风、 隔热、保温；③满足防尘、防腐蚀、恒温和恒湿； ④满足生产设备安装与检修；⑤考虑敷设辅助设备 的管线和地沟。
⑧ 基础：
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2.6 单层厂房排架结构设计步骤
(1)初步设计阶段 (2)扩大初步设计阶段 (3)施工图阶段
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钢排架及混合排架
钢排架
屋顶承重结构采用钢桁架，铰接于钢柱柱顶；
混合排架
屋顶承重结构采用钢结构而柱子采用钢筋混凝土结构。
高温环境，钢材的强度将受到影响；
一般在300oC以下影响不大，而超过300oC以后，钢材 的屈服点及极限强度均开始下降，当达到600oC时， 强度几乎为零。
防火等级不能满足二级要求（屋顶承重结构为非 燃烧体，耐火极限0.5小时)；
不能耐受酸气腐蚀；
不宜用于湿度较大的环境；
易失稳，应注意设置支撑系统。
无檩体系
一般屋面可以采用预应力大型屋面板，或加筋加气混凝 土屋面板，采用加筋灌缝提高刚度和防潮。
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钢、混合排架Biblioteka 途及构件种类2020年10月20日星期二
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钢、混合排架用途及构件种类
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排架柱
钢排架柱
一般可以选择工字型或H型钢柱； 荷载较大时，可用型钢及钢板组合成大型实腹工