建筑结构体系及选型
高层建筑结构体系及其选型的探讨
公路 、铁道工程 、填海建筑 等除必须采 用钢管桩 的特殊 基础
外， 在工程 中钢 管桩 已大部 分被 预应 力混凝土管桩 所代 替。现 在我国预应力混凝土管桩使用量 已经相 当可观 。 预应力混凝土管桩的简单介绍 １ 、 等级和壁厚
管桩按混凝 土强度等级 和壁厚分 为预应力混凝 土管桩和
选型 的美观。有时结构选型还受到投资者的影响。
梁高度在 ０ ． ６ — １ ． ５ ｍ 左右 ， 上下横梁和左 右两根柱之 间的空 隙 即为开窗 的７ Ｌ ， Ｎ。为了保证筒体 的整体 工作 ， 开窗面积不应大
于整个墙面 ５ ０ ％。为 了使筒 中筒结构 的内外共 同工作 ， 内筒 的 长度 Ｌ不 能小于外筒长度 的 １ ／ ３ 。同样 ， 内筒 的宽度 Ｂ不应小 于外筒宽度 Ｂ的 １ ／ ３ （ 图 ８） 。 ５ ． 其他形式
柱 间距不 能 太大 ，否 则会 影 响筒 体 的整 体 性。 常 用柱 距是 １ ＿ ２ — ３ ． ０ ｍ， 个别可扩 大到 ４ ． ５ — ５ ． Ｏ ｍ， 但一般不应 大于层高 。横
可知， 高层建筑 的选 型至少要确定 结构的材料 和抗侧力体 系。
当然高层建筑结构 的选型还 包括竖 向结 构的类型和大 跨度楼 盖类型等。影 响结 构选 型的 因素很 多， 如环境条 件 、 建筑方案 等。一个好 的结构形 式的选择 ， 不仅要考虑 建筑 的使 用功能 ， 结构 上的安全合理 ， 施工上的可能条件 ， 也要考虑造价 经济和
熟， 配套应 用技术 日趋完善等特点。 管桩 的种 类分 为： 钢管桩 、 预应 力混 凝土管桩 及钢管混凝
土管桩。钢管桩及钢管混凝土管桩具有高强度 、 抗 冲击疲 劳性
能好 、 贯入 能力 强 、 便 于割 接 、 质量可 靠 、 运输 方便 、 沉桩 速度
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。
建筑结构选型高层建筑结构
建筑结构选型高层建筑结构高层建筑结构的选型是建筑设计中非常重要的一环。
正确选择适合的结构类型，不仅可以保证建筑的稳定性和安全性，还可以提高建筑的经济性和可持续性。
1.钢筋混凝土框架结构：钢筋混凝土框架结构是高层建筑最常见的结构类型之一、其主要由钢筋混凝土柱、梁和楼板组成，具有高强度、刚性好、施工速度快等优点。
钢筋混凝土框架结构可以分为剪力墙结构、框架-筒体结构和框架-剪力墙结构等不同的变种。
根据具体的建筑设计要求和地震设计要求，可以选择不同形式的钢筋混凝土框架结构。
2.钢结构：钢结构是另一种常见的高层建筑结构类型。
相比于钢筋混凝土框架结构，钢结构具有自重轻、强度高、变形小等优点。
钢结构可以采用梁柱框架结构、桁架结构和框架-剪力墙结构等形式。
在大跨度和复杂形状的高层建筑中，常常选择钢结构。
3.预应力混凝土结构：预应力混凝土结构是一种通过在混凝土构件内引入预应力拉索或钢束，在无外力作用下使混凝土构件受到的预压力，从而提高了构件的承载能力和抗震能力的结构类型。
预应力混凝土结构可以分为预应力混凝土梁柱结构、预应力混凝土框架结构和预应力混凝土框体结构等。
预应力混凝土结构可以提高建筑的整体刚度和稳定性。
4.综合结构：综合结构是多种结构形式组合而成的一种建筑结构类型。
常见的综合结构形式包括筒体-框架结构、筒体-钢结构和筒体-预应力混凝土结构等。
综合结构可以根据不同的构件组合和分布，提供更多的设计灵活性，以适应不同的功能和形态要求。
在选择高层建筑结构类型时，需要综合考虑以下几个因素：1.抗震性能：高层建筑特别需要考虑抗震性能，选用能够满足地震设计要求的结构类型。
2.经济性：高层建筑结构对建筑成本有很大影响，需要选用经济性较好的结构类型。
3.施工性：结构类型要有良好的施工性能，能够适应现场施工的要求。
4.可持续性：结构类型要注重节能和环保，有利于提高建筑的可持续性。
5.功能性：结构类型要满足建筑的功能需求，如大跨度空间、开放式设计等。
建筑结构选型02梁板及楼盖体系
建筑结构选型02梁板及楼盖体系建筑结构的选型是建筑设计中至关重要的一步，它关系到建筑的稳定性、安全性和经济性。
本篇文章将重点介绍梁、板及楼盖体系的选型。
首先，我们需要了解梁、板及楼盖体系的基本概念和分类。
梁是建筑结构中起承载和传递荷载的主要构件，一般分为横梁和竖梁。
板是用来覆盖楼面或屋顶并传递荷载的构件，它一般分为承重板和非承重板。
楼盖体系是由梁和板组成的楼面结构，可以按照梁和板的布置方式不同分为梁板体系、梁板柱体系等。
在进行梁、板及楼盖体系的选型时，我们需要考虑以下几个方面：1.荷载要求：首先需要了解建筑所要承受的荷载要求，包括自重、使用荷载、风荷载、地震荷载等。
根据荷载要求选择合适的梁和板的尺寸和材料，以确保结构的稳定性和安全性。
2.功能要求：不同的建筑功能对梁、板及楼盖体系的要求也不同。
例如，办公建筑可能需要更大的开间，而居住建筑可能需要更高的楼层承载力。
因此，在选型时需要综合考虑建筑的具体功能要求。
3.空间要求：建筑的空间布局也会影响到梁、板及楼盖体系的选型。
例如，如果需要大跨度的空间，可能需要采用钢结构或预应力混凝土结构。
而如果需要灵活的空间分隔，可以考虑使用轻型钢结构或木结构。
4.经济性：选型时还需要考虑结构的经济性，包括材料成本、施工成本和维护成本等。
一般情况下，在保证结构安全的前提下，选择材料和构件尺寸时应尽量精简，以降低成本。
在进行选型时，可以参考以下几种常见的梁、板及楼盖体系：1.钢筋混凝土梁板体系：这是目前最常见的梁、板及楼盖体系，它具有较好的承载能力和稳定性，并且适用于大多数建筑类型。
2.预应力混凝土梁板体系：预应力混凝土梁板体系具有较好的抗弯和抗剪能力，适用于大跨度或大荷载的建筑。
它的特点是可以减少梁和板的截面尺寸，提高空间利用率。
3.钢结构梁板体系：钢结构梁板体系适用于大跨度、高层建筑或需要灵活空间布局的建筑。
它具有较轻的自重和较高的强度，可以提供更大的空间自由度。
4.预制混凝土梁板体系：预制混凝土梁板体系可以提高施工效率，减少工期。
建筑结构及方案选型
建筑结构及方案选型建筑结构是建筑物的骨架和支撑系统，它决定了建筑物的稳定性、安全性和美观性。
在设计建筑结构时，需要考虑多种因素，包括建筑物的功能、形式、材料、施工工艺和经济性等。
通过选择合适的建筑结构和方案，可以提高建筑物的可持续性和整体性能。
选择建筑结构时，首先需要考虑建筑物的功能。
不同功能的建筑物对结构的要求不同，比如住宅楼、办公楼、体育场馆等都有不同的荷载承载能力和抗震能力要求。
因此，在选择结构方案时，需要根据建筑物的功能来确定合适的结构类型。
其次，建筑物的形式和风格也会影响到结构的选型。
比如，对于高层建筑来说，通常会选择钢结构或者钢筋混凝土结构，因为其强度和稳定性较高；而在古建筑或者文化遗产的保护和修复中，会选择传统的木结构或者砖石结构，以保持其原有的风貌和历史价值。
材料是影响结构选型的关键因素之一。
不同材料具有不同的力学性能和耐久性能，需要根据具体情况来选择合适的材料。
比如，在海边或者潮湿地区建造建筑物时，应选择具有良好耐久性的耐酸碱材料；而在寒冷地区建造建筑物时，应选择具有良好保温性能的材料。
此外，施工工艺也会对结构选型产生影响。
不同结构类型的施工工艺不同，需要根据具体情况来选择合适的施工工艺。
比如，钢结构可以实现预制加工和快速安装，适用于工业化建筑；而钢筋混凝土结构需要现场浇筑，适用于复杂形状的建筑物。
最后，经济性也是影响结构选型的重要因素。
建筑结构的造价一般占到建筑物总造价的20%~30%，因此需要在结构选择中兼顾结构的经济性和性能。
比如，在选择结构类型时，可以考虑使用节能材料和施工工艺，降低能耗和成本。
总结起来，建筑结构及方案选型需要考虑建筑物的功能、形式、材料、施工工艺和经济性等因素。
通过合理选择建筑结构和方案，可以提高建筑物的可持续性和整体性能，满足不同建筑物的要求。
010高层结构选型
高层结构体系和选型1．高层民用建筑钢结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别和施工技术条件等因素考虑其适宜的钢结构体系高层民用建筑钢结构采用的结构体系有：框架、框架-支撑体系、框架-延性墙板体系、筒体和巨型框架体系。
这里所说的框架是具有抗弯能力的钢框架；框架-支撑体系中的支撑在设计中可采用中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑；框架-延性墙板体系中的延性墙板主要指钢板剪力墙、无粘结内藏钢板支撑剪力墙板和内嵌竖缝混凝土剪力墙板等。
筒体体系包括框筒、筒中筒、桁架筒、束筒，这些筒体采用钢结构容易实现。
巨型框架主要是由巨型柱和巨型梁(桁架)组成的结构。
2．将框架-偏心支撑(延性墙板)单列，有利于促进它的推广应用。
筒体和巨型框架以及框架-偏心支撑的适用最大高度，与国内现有建筑已达到的高度相比是保守的。
AISC 抗震规程对C抗震等级(大致相当于我国0．10g以下)的结构，不要求执行规定的抗震构造措施，明显放宽。
据此，有必要对7度按设计加速度划分。
对8度也按设计加速度作了划分。
对框架柱在附注中列明为全钢柱和钢管混凝土柱两种，以适合钢结构设计的需要。
3．高层民用建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制；在结构设计满足本规程规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本要求后，仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的，主要影响结构设计的经济性98规程建议的高宽比限值参考了20世纪国外主要超高层建筑，本次根据发展情况作了相应修订。
同时为方便大底盘高层民用建筑钢结构高宽比的计算，规定了底部有大底盘的房屋高度取法。
设计人员可根据大底盘的实际情况合理确定。
4．本条按房屋高度和设防烈度给出了高层民用建筑钢结构房屋的结构选型要求。
本次修订又增加了高层民用建筑钢结构不应采用单跨框架结构的要求。
建筑结构与选型
1.建筑结构由竖向承重结构体系，水平承重结构体系和下部结构三部分组成2.按建筑材料分类：混凝土结构，钢结构，钢-混凝土组合结构，砌体结构，木结构和混合结构。
3.主体结构体系有墙体结构体系，框架结构体系，框架-剪力墙结构体系和筒体结构体系4.按结构层数分类：单层建筑结构，多层建筑结构，高层建筑结构。
5.按竖向荷载的传递途径分类：横向承重结构、纵向承重结构、纵横向混合承重结构。
6.按结构的空间分类：壳体结构，网架结构，膜结构，悬索结构7.作用的分类：ａ永久作用-主要是指结构自重，土压力，水位不变时的水压力等，惯称恒载。
其特点是：在设计基准期内，荷载的量值不随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不计。
ｂ可变作用-主要是指楼（屋）面活荷载，风荷载，雪荷载，水位变化的水压力等可变荷载，惯称活荷载。
在工业厂房中可能还有吊车荷载，屋面积灰荷载（位于水泥厂，高炉，转炉等车间附近的房屋）等。
其特点是：在设计基准期内，荷载的量值随时间而变化。
且其变化与平均值相比不可忽略。
可变荷载是设计基准期内可能存在也可能卸去或移动的荷载。
ｃ偶然作用-主要是指撞击，爆炸，罕遇地震等。
其特点是：在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短。
8.荷载标准值：在结构使用期间内可能出现的最大荷载值，包括永久荷载标准值和可变荷载标准值，即《建筑结构荷载规范》规定的荷载基本代表值。
9.延性：一般用于抗震设计，是指超过弹性极限后直至破坏的过程中，材料耐受变形的能力10.伸长率：钢材受拉破坏时的应变值称为伸长率，它是钢材塑性性能的主要指标。
伸长率较大表明钢材的塑性性能较好。
11.冷弯性能：冷弯性能是衡量钢材加工性能的一个指标，是指钢材在冷加工(常温加工)下产生塑性变形时不致发生裂缝的能力，用冷弯试验来检验。
通过冷弯冲头加压，使试件弯曲。
发生裂缝时试件的弯转角度越大，塑性性能越好。
12.焊接性：焊接连接是钢结构最常用的连接形式。
焊接时将在焊缝附近的钢材中形成热影响区，由于冷热不均，在钢材中引起较大的焊接应力。
结构体系与选型
1.梁的分类及受力特征：按材料：石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、组合梁等。
按断面形状：矩形梁、工字梁、T形梁、工字薄腹梁等。
按受力分：简支梁、连续梁、悬臂梁等。
当跨度太大时，在两端支座之间再增中间支座，称连续梁。
2.桁架的组成和特点：桁架是由若干杆件在每杆两端用铰联结而成的结构。
平面桁架：当各杆的轴线都在同一平面内，且外力也在这个平面内时，称为平面桁架。
在平面桁架的计算简图中，通常引用如下假定：a各结点都是无摩擦的理想铰。
b各杆轴线绝对平直，并通过铰的中心。
c荷载和支座反力作用在结点上。
经抽象简化后，杆轴交于一点，且“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”的工程结构。
特性：只有轴力，而没有弯矩和剪力。
轴力又称主内力（primary internal forces）。
3.桁架结构的分类：一、根据维数分类：1. 平面（二维）桁架（plane truss）:所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内。
2. 空间（三维）桁架（space truss）:组成桁架的杆件不都在同一平面内。
二、按外型分类：1. 平行弦桁架2. 三角形桁架3. 抛物线桁架4. 梯形桁架三、按几何组成分类：简单桁架（simple truss）联合桁架（combined truss）复杂桁架（complicated truss）。
四、按受力特点分类：1. 梁式桁架2. 拱式桁架。
五、计算方法：结点法、截面法、联合法结点法：以只有一个结点的隔离体为研究对象，用汇交力系的平衡方程求解各杆的内力的方法。
结构计算简化的技巧应用需注意：a相似三角形的应用：在计算中，经常需要把斜杆的内力S分解为水平分力X和竖向分力Y。
设斜杆的长度为L,其水平和竖向投影的长度分别为Lx和Ly,则由比例关系可知：b结点单杆：以结点为平衡对象能仅用一个方程求出内力的杆件，称结点单杆（nodal single bar）。
利用这个概念，根据荷载状况可判断此杆内力是否为零。
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建筑结构体系及选型
Structural Systems and choices for Architects and Engineers
课程编号：223
开课单位：建筑系建筑技术教研室
撰写人：樊振和
开课学期：2
总学时：40
学分：2
课程类别：选修
考核类型：考试
考核方式：平时成绩占40%；其中，考勤10%，课堂纪律10%，作业20%。
考查测验成绩占60%。
预修课程：建筑力学，建筑结构
适用专业：建筑设计及其理论、建筑历史与理论、建筑技术科学
一、教学目标
通过本课程的学习，使学生熟悉建筑结构的主要类型及适用范围；熟悉各种建筑结构体系的受力和变形特点，以及选型和布置的一般原则；掌握常用建筑结构的选型和布置方法。
为今后进一步的研究和工作打下必要的基础。
二、教学要求
通过课堂讲授、课堂讨论、模型试验、参观调研、撰写论文等多种教学形式，使学生熟悉和掌握建筑结构选型的原理和方法。
三、课程内容
建筑结构体系及选型课程主要介绍常见的各种建筑结构型式，主要包括各种钢筋混凝土平板结构、屋架、刚架、拱、网架、悬索、薄壁空间结构、充气结构等大、中、小跨度空间结构类型以及框架、剪力墙、框架—剪力墙、筒体结构、框架—筒体结构、悬挂结构等各种中、高层建筑结构类型，各种类型结构的受力和变形特点、适用范围、经济分析、选型和布置的一般原则和方法。
同时，还将介绍建筑设计和结构设计的关系以及结构在建筑中的非结构功能。
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四、教学时间安排
四、选用教材
虞季森，《中大跨建筑结构体系及选型》，中国建筑工业出版社，1990.12
五、参考书目
1.清华大学土建设计研究院，《建筑结构型式概论》，清华大学出版社，198
2.
2.[意] P·L·奈尔维，《建筑的艺术与技术》，中国建筑工业出版社，1981.1
3.[美] 林同炎 S·D·斯多台斯伯利《结构概念和体系》（第二版），中国建筑工业出版社，1999.2
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