建筑结构体系分析
建筑结构设计与框架体系分析

建筑结构设计与框架体系分析建筑结构设计是指在满足建筑物功能要求的前提下,根据物质力学原理和工程经验,选定合理的结构形式、尺寸和材料,并按照预定的强度、稳定性、刚度和其他性能指标进行计算、分析和设计。
而框架体系则是建筑结构设计中常见的一种形式,它以框架为主要承力构件,通过梁柱连接构成空间的支撑体系。
本文将探讨建筑结构设计中的框架体系分析及其相关问题。
首先,框架体系的优点之一是具有较好的抗震性能。
框架结构的主要力学特点是强轴弱旋,因为纵向梁柱具有较好的刚性,在水平力作用下能够较好地分担地震荷载,保证建筑物的稳定性。
此外,框架结构中的撑杆和斜撑对梁柱的稳定性具有重要影响,它们能够有效地增加结构的刚度和稳定性,提高整体结构的抗震性能。
然而,框架体系也存在一些问题需要注意。
首先是节点连接的设计。
节点连接是框架结构中承担转换力和力传递的关键部位,其设计必须满足一定的刚度、强度和可靠性要求。
因此,在框架体系分析中,节点连接的设计应当细致入微,充分考虑受力情况和材料性能,保证节点的稳定性和安全性。
其次是框架梁柱的尺寸和材料选择。
框架梁柱是承担主要垂直和水平荷载的构件,其尺寸和材料的选择直接影响到结构的稳定性和经济性。
在框架体系分析中,需要对框架梁柱的受力情况进行细致计算,确定合适的尺寸和材料。
同时,也要注意梁柱的布置和排布,避免出现过大的梁柱跨率和过小的截面尺寸,影响结构的承载能力和安全性。
此外,框架体系在施工过程中也需要特别关注。
由于框架结构受力往往较为复杂,需要充分考虑结构的稳定性和施工的可行性。
在框架体系分析中,需要对结构的施工过程进行综合考虑,确保施工的顺利进行和结构的安全稳定。
最后,框架体系的设计还需要综合考虑经济性和美观性。
框架结构在多层建筑中应用广泛,它具有简单、灵活、高强度、轻量化等特点,能够满足不同建筑形态和功能的需求。
在框架体系分析中,需要在保证结构稳定性和安全性的前提下,尽可能降低材料成本,提高建筑的经济性。
建筑结构体系及特点

建筑结构体系及特点建筑结构体系是指建筑物的构造系统,用于支撑和传递载荷。
它是建筑设计的关键方面,直接决定着建筑物的稳定性、安全性和美观性。
不同类型的建筑结构体系有着不同的特点和应用范围。
下面将介绍几种常见的建筑结构体系及其特点。
1.框架结构体系:框架结构体系是由柱与梁组成的网格结构,广泛应用于多层建筑和高层建筑中。
其主要特点如下:-稳定性强:框架结构体系能够承受垂直重力和水平荷载,并通过简单的板材或墙体来稳定整个建筑。
-灵活性好:框架结构体系的柱和梁可以根据需要进行调整和扩展,提供了设计和空间布局的灵活性。
-施工简便:框架结构体系的构建相对简单,适合大规模工业化建造,可以减少施工时间和成本。
2.钢结构体系:钢结构体系是由钢材构成的支撑结构体系,具有以下特点:-强度高:钢材的强度较高,能够承受大荷载和抗震能力,适用于高层建筑和大跨度空间的建造。
-轻巧灵活:相比传统混凝土结构,钢结构具有重量轻、体积小的特点,可以实现更灵活的设计和布局。
-施工速度快:钢结构材料的制作和加工相对简单,可以在工厂预制,缩短施工时间。
3.钢筋混凝土结构体系:钢筋混凝土结构体系是由钢筋和混凝土共同构成的复合结构,常用于建筑物的主体结构。
其特点如下:-承载能力强:钢筋混凝土结构能够承受大荷载,具有较好的抗震性能。
-耐久性好:混凝土具有良好的耐久性,能够抵抗气候和化学腐蚀。
-施工便捷:钢筋混凝土结构可以在现场浇筑,适用于各种规模的建筑项目。
4.地基与基础结构体系:地基与基础结构体系是建筑物的基础-承载能力强:地基与基础结构为整个建筑提供稳定的承载能力。
-抗沉降性好:合理设计的基础结构可以有效抵抗地基沉降带来的不平衡和破坏。
-刚性要求高:地基与基础结构需要具有一定的刚性,以确保建筑的稳定。
总而言之,建筑结构体系的选择应该根据建筑物的功能、用途和地理环境来确定。
每种结构体系都有其特定的应用范围和优势,设计师需要根据具体情况综合考虑各种因素,选择最合适的结构体系,以实现建筑物的稳定性、安全性和美观性。
建筑结构体系

建筑结构体系建筑结构体系是指建筑物所采用的结构形式以及构件间的相互关系。
合理的建筑结构体系能够确保建筑物的安全性、稳定性和经济性。
本文将介绍建筑结构体系的分类以及各类结构形式的特点和应用。
一、分类1.按结构形式分类(1)框架结构:框架结构是由柱、梁和节点等构件组成的系统。
它具有空间刚性和强度,适用于高层建筑和大跨度建筑。
(2)框架—筒体结构:框架—筒体结构是在框架结构的基础上加入了承重的筒体构件,形成一个整体。
它能够承受较大的水平荷载,适用于地震区域和高层建筑。
(3)壳体结构:壳体结构利用曲面或者曲线形成的结构体系,能够承受弯曲和剪切力,适用于大跨度建筑和特殊形状的建筑物。
(4)网壳结构:网壳结构是由网格构件组成的结构体系,能够实现大跨度和高强度,广泛应用于体育场馆和展览中心等建筑。
2.按材料分类(1)钢结构:钢结构采用钢材作为主要承重构件,具有较高的强度和刚度,适用于大跨度建筑和特殊要求的场所。
(2)混凝土结构:混凝土结构采用混凝土作为主要承重构件,具有较好的耐久性和隔声性能,适用于常见的建筑物。
(3)钢-混凝土结构:钢-混凝土结构将钢结构和混凝土结构相结合,能够发挥两者的优势,适用于复杂要求的建筑。
(4)木结构:木结构采用木材作为主要承重构件,具有天然美观和良好的隔热性能,适用于低层建筑和文化古迹的保护。
二、各类结构形式的特点和应用1.框架结构:框架结构能够提供较大的柱网空间,适用于多层建筑和工业厂房。
其结构形式简单,施工方便,但存在抗震能力相对较弱的问题。
2.框架—筒体结构:框架—筒体结构能够提供较大的侧向刚度和强度,适用于地震区域和高层建筑。
但施工复杂度较高,成本也相对较高。
3.壳体结构:壳体结构能够实现大跨度和自重较轻,适用于空间要求较高的建筑。
但是制作和施工技术要求较高,且结构不适合进行局部改造。
4.网壳结构:网壳结构能够实现大跨度和高强度,适用于需要广场空间的体育场馆和展览中心等建筑。
各种建筑物结构体系的优缺点

各种建筑物结构体系的优缺点一、砖混结构砖混结构是一种常见的建筑物结构体系,主要由混凝土和砖块组成。
其优点在于施工方便,造价较低,同时具有一定的抗震性能。
然而,这种结构也存在一些缺点,如结构自重大,抗震性能相对较差,而且对于高层或大跨度结构来说,砖混结构的承载力有限。
二、框架结构框架结构是一种以钢筋混凝土或钢材为主要材料的结构体系,其优点在于结构自重轻,抗震性能好,可以适用于各种高度和跨度的建筑。
同时,框架结构的空间灵活性较高,能够满足现代建筑的需求。
然而,框架结构的缺点在于梁柱截面较大,会影响室内空间的使用,同时施工难度也较大。
三、剪力墙结构剪力墙结构是一种混凝土结构体系,通过在建筑物的承重墙位置浇筑混凝土,来提高建筑物的抗震性能。
其优点在于具有良好的抗震性能,对高层建筑和大跨度结构有较好的适应性。
然而,剪力墙结构的缺点在于施工难度较大,造价较高,同时对于室内空间的利用也会有一定限制。
四、筒体结构筒体结构是一种由多个筒形结构组成的建筑物结构体系,其优点在于承载力高,抗震性能好,适用于高层和大跨度建筑。
同时,筒体结构的空间灵活性较高,能够满足现代建筑的需求。
然而,筒体结构的缺点在于施工难度较大,造价较高,同时对于室内空间的利用也会有一定限制。
五、钢结构钢结构是一种以钢材为主要材料的结构体系,其优点在于自重轻,施工方便,可以适用于各种高度和跨度的建筑。
同时,钢结构的抗震性能较好,能够满足现代建筑的需求。
然而,钢结构的缺点在于防腐、防火和防锈等问题需要特别关注和处理,同时造价也相对较高。
六、混合结构混合结构是一种由多种材料组成的建筑物结构体系,如钢筋混凝土和钢结构的混合使用等。
其优点在于结合了多种材料的优点,提高了建筑物的整体性能。
同时,混合结构的施工难度相对较小,可以降低造价。
然而,混合结构的缺点在于设计和施工难度较大,需要充分考虑不同材料的兼容性和协同作用。
综上所述,各种建筑物结构体系各有其优缺点。
常见建筑结构体系

常见建筑结构体系建筑结构体系是指建筑物内部的结构系统,它承担了建筑物的承重和抗震等功能。
常见的建筑结构体系有框架结构、桁架结构、穹顶结构、悬挑结构和索结构等。
下面将对这些常见的建筑结构体系进行介绍。
一、框架结构框架结构是指由柱、梁和框架组成的承重系统。
这种结构的承重主要靠柱和梁来传递,它们形成了一个稳定的网格体系。
框架结构通常用于建造多层或高层建筑,因为它具有良好的抗震性能和承重能力。
框架结构的特点是梁和柱能够承受较大的荷载,使得建筑物在承受垂直荷载时更加稳固。
框架结构还有较大的灵活性,方便进行内部布局的改变。
此外,框架结构的施工过程也相对简单,适用于大规模工程。
二、桁架结构桁架结构是由具有特殊形状的构件组成的结构体系。
这些构件通常为直线或曲线形状的杆件,在构件之间形成稳定的三角形。
桁架结构常用于跨度较大的建筑,如体育场馆、桥梁等。
桁架结构的特点是重量轻、刚性好、抗震性能强。
由于桁架结构的杆件形状较为规则,结构的荷载传递路径明确。
这样的结构设计使得桁架结构能够承受较大的水平荷载,具有较好的抗风和抗震性能。
三、穹顶结构穹顶结构是一种由曲面形成的重力体系,代表性的建筑有大型体育馆、教堂等。
穹顶结构通过内外表面之间的张拉力实现自身的稳定。
穹顶结构的特点是视觉效果好、室内空间开阔、形态独特。
这种结构可以在不需要支撑柱的情况下实现大跨度空间的覆盖,给人以视觉上的震撼和美感。
然而,穹顶结构施工和维护相对较为复杂,对材料和技术要求较高。
四、悬挑结构悬挑结构是指建筑物外部悬挑出的部分,如悬挑楼梯、悬挑平台等。
悬挑结构通过对结构形态的设计和材料的选择,使得悬挑部分能够保持平衡和稳定。
悬挑结构的特点是在视觉上给人一种轻盈感,使建筑物具有独特的外观。
悬挑部分可以为建筑物增加功能性和美观性,也可以节约空间和增加使用效率。
然而,悬挑结构对建筑材料和结构设计的要求较高,需要考虑悬挑部分的受力和稳定性。
五、索结构索结构是利用钢索来承载建筑物荷载的结构体系。
建筑行业中的建筑结构设计与分析方法

建筑行业中的建筑结构设计与分析方法在建筑行业中,建筑结构设计与分析是非常重要的环节。
只有确保建筑结构的安全性和稳定性,才能确保建筑物的可持续使用。
本文将介绍建筑行业中常用的建筑结构设计与分析方法,包括静力分析、有限元分析和结构优化等。
一、静力分析静力分析是建筑结构设计的基本方法之一。
在静力分析中,结构被认为是静止不动的,只考虑静力平衡。
通过计算结构受力和变形情况,确定结构的安全性。
静力分析可以分为刚性体系分析和柔性体系分析。
1. 刚性体系分析:刚性体系分析假设结构的刚度非常大,结构在受力作用下只产生很小的变形。
在刚性体系分析中,常用的方法有杆件法和板壳法。
杆件法适用于直线构件,如梁和柱;板壳法适用于平面和曲面构件,如板和壳体。
2. 柔性体系分析:柔性体系分析考虑结构的变形,结构被看作是弹性体系。
在柔性体系分析中,常用的方法有位移法和能量法。
位移法根据结构的变形和位移来计算结构的受力情况;能量法通过计算系统的能量及其变化来确定结构的变形和受力。
二、有限元分析有限元分析是一种数值计算方法,广泛应用于建筑结构的设计与分析中。
有限元分析将复杂的结构问题离散化为有限个简单的子问题,通过求解这些子问题得到整个结构的解。
有限元分析可以考虑结构的非线性变形和材料的非线性力学性质。
有限元分析的基本步骤包括建立模型、离散化、确定边界条件、求解方程和后处理。
在建立模型时,将结构分割成有限个单元,并根据不同单元的特性来选择适当的数学模型。
然后,根据结构的几何和材料特性,确定每个单元的初始条件和受力情况。
最后,通过求解各个单元的方程,得到整个结构的受力和变形情况。
三、结构优化结构优化是一种通过调整结构形状和尺寸来提高结构性能的方法。
结构优化可以帮助设计师减少材料的使用、改善结构的刚度和稳定性,并满足特定的设计要求。
常见的结构优化方法包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化。
1. 拓扑优化:拓扑优化是通过改变结构的拓扑形态来提高结构的性能。
常见的建筑结构体系

常见的建筑结构体系建筑结构体系是建筑物的骨架,承载着建筑物的整体重量以及各种外力作用。
它的选择和设计直接影响着建筑物的稳定性、安全性和经济性。
在建筑设计中,常见的建筑结构体系有框架结构、桁架结构、砖混结构和钢混结构等。
下面将逐一介绍这些常见的建筑结构体系。
一、框架结构框架结构是一种以框架为主要组成部分的结构体系。
它由柱、梁和连接节点组成。
框架结构通常采用钢结构或混凝土结构。
钢框架结构具有轻巧、刚性好、适应性强等特点,被广泛应用于高层建筑和大空间建筑中。
混凝土框架结构具有良好的耐火性和抗震性能,适用于各类建筑。
二、桁架结构桁架结构是由大量的杆件和节点组成的一种结构体系。
它采用杆件与节点之间的刚性连接,形成稳定的三角形结构。
桁架结构的特点是轻巧、刚性好、抗震性能优异。
它常用于大跨度的场馆、体育馆和桥梁等建筑。
三、砖混结构砖混结构是一种采用砖墙和混凝土柱、梁构成的结构体系。
它的特点是施工简单、工期短、经济实用。
砖混结构常应用于住宅建筑和小型商业建筑。
四、钢混结构钢混结构是一种采用钢材和混凝土构成的结构体系。
它结合了钢材和混凝土的优点,具有刚性好、抗震性强的特点,被广泛应用于各类建筑。
钢混结构通常采用钢筋混凝土柱、梁和钢框架结构相结合,以提高整体结构的强度和稳定性。
随着科技的发展和建筑技术的进步,建筑结构体系也在不断创新和演变。
如空间网壳结构、预应力结构等,它们在特定的建筑项目中发挥着独特的作用。
总结起来,建筑结构体系是建筑物的基础构件,它的选择和设计直接关系到建筑物的性能。
在不同的建筑项目中,可以根据需求和条件选择合适的结构体系。
无论是框架结构、桁架结构、砖混结构还是钢混结构,都有其独特的优点和适用范围,需要根据具体情况进行综合考虑和选择。
通过深入了解和研究各种常见的建筑结构体系,我们可以更好地选择和设计出安全稳定、经济高效的建筑物,为人们提供舒适安全的居住和工作环境。
建筑结构体系的发展也将随着科技的不断进步而不断创新和完善,为建筑行业的发展带来更多的可能性和机遇。
常见建筑结构体系及其特点

常见建筑结构体系及其特点建筑结构体系是指在建筑物中承担重力和荷载的各种构件和构造系统的组合。
下面将介绍常见的建筑结构体系及其特点。
1.砖木结构体系:砖木结构体系是古代建筑中最常见的结构形式之一、其特点是建筑主体框架由木材搭建,墙体采用砖石建造。
该结构体系具有木材轻巧、易加工、适应性强的特点,以及砖石稳定、隔热、隔音的特性。
这种结构体系主要适用于小型建筑和住宅,如古代的宫殿、寺庙、民居等。
2.钢筋混凝土框架结构体系:钢筋混凝土框架结构体系是现代建筑领域中最常见的结构形式之一、其特点是采用钢筋混凝土构件作为主体,形成框架结构,通过构件之间的连接来承担建筑物的重力和荷载。
这种结构体系具有刚性强、抗震性好、施工便捷等特点,广泛应用于商业建筑、高层住宅、桥梁等。
3.钢结构体系:钢结构体系是以钢材为主要构件、通过焊接、螺栓连接等方式组成的结构体系。
其特点是具有抗震性能好、重量轻、安装方便等优势。
钢结构体系广泛应用于大型建筑工程,如体育馆、展览馆、机场等。
4.预应力混凝土结构体系:预应力混凝土结构体系是通过预先施加预应力力量于混凝土构件上,使其在荷载作用下保持压应力状态,能够提高构件的抗弯、抗剪性能的结构体系。
其特点是能够提高构件的承载能力、减小构件的变形、提高结构的整体性能。
预应力混凝土结构体系适用于大跨度建筑,如桥梁、大型厂房等。
5.钢筋混凝土剪力墙结构体系:钢筋混凝土剪力墙结构体系是一种抗剪力结构体系,通过将钢筋混凝土墙设置在建筑的纵、横向以承受荷载的剪力作用。
其特点是具有良好的纵向和横向刚度,能够提供良好的抗震性能,适用于中高层建筑和地下建筑物。
6.钢桁架结构体系:钢桁架结构体系是一种以钢桁架为主要构件的结构形式,通过构件之间的铰接连接来承担建筑物的重力和荷载。
其特点是质量轻、刚度好、可添加附件等,广泛应用于大跨度建筑,如体育馆、展览馆等。
7.悬索结构体系:悬索结构体系是一种以悬挂索为主要构件的结构形式,通过索的张力来支持自身重力和荷载。
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其次,将各层位移连成侧移曲线,应具有以下特征:
在刚度较均匀情况下,位移曲线应连续光滑,无 突然凸凹变化和折点。
五、内外力平衡
必要时可检查底层的平衡条件:
∑Ni=G ∑Vi=∑p Ni为底层柱、墙在单组重力荷载下的轴力, 其和应等于总重量G。
预制RC薄板(50-60mm),上现浇RC。省模板、刚度大、整体性好
➢ 组合楼盖
压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小;用钢量大
• 肋形楼盖构件的主要参数估计: (梁、板截面的初估)
PP.13-14
2 建筑结构的竖向体系
1 结构体系 结构抵抗外部作用的构件组成方式 2 类型 1.框架结构体系 2.剪力墙结构体系 3.框架—剪力墙结构体系 4.筒体结构体系 框筒结构、筒中筒结构、多筒结构、成束筒
1. 水平承重体系(楼盖体系)及其选择
• 楼(屋)盖体系的作用
承受竖向荷载 连接抗侧力构件,承受其传来的剪力和轴力
• 选择原则
结构整体性、面内刚度 结构高度小、质量轻 建筑使用功能、装饰要求、设备安装、施工技术等
• 常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖 ➢ 预制板楼盖 ➢ 预应力叠合板楼盖 ➢ 组合楼盖
自振周期
振型曲线
地震力
水平位移特征
内外力平衡 渐变性
对称性
合理性
一、自振周期
对于比较正常的工程设计其不考虑折减的 计算自振周期大概在下列范围:
框架结构:T1=(0.12—0.15)N 框架一剪力墙结构和框架筒体结构:
T1=(0.06—O.12)N
剪力墙结构和筒中筒结构:
T1= (0.04一O.06)N
以上的判断是根据平移振动振型分解方法 来提出的。考虑扭转耦连振动时,情况复杂得 多。首先应挑出与平移振动对应的振型来进行 上述比较。至于扭转周期的合理数值,由于经 验不多,尚难提出合理的周期数值。
二、振型曲线
在正常的计算下,对十比较均匀的结构,振 型曲线应是比较连续光滑的曲线,不应有大进 大出、大的凹凸曲折。
第一振型无零点;第二振型在(0.7—0.8)H 处有一个零点;第三振型分别在(0.4—0.5)H及 (0.8—0.9)H处有两个零点。
三、地震力
• 根据目前许多工程的计算结果,截面尺寸、 结构布置都比较正常的结构,其底部剪力大约 在下述范围内:
8度,II类场地土:FEK≈(0.03—0.06)g 7度,II类场地土:FEK≈(0.015—0.03) g 式中,FEK为底部地震剪力标准值;
G为结构总重量。
层数多、刚度小时,偏于较小值;层数少、 刚度大时,偏于较大值。当其它烈度和场地类 型时,相应调整此数值。
当计算的底部剪力小于上述数值时,宜适当 加大截面、提高刚度,适当增大地震力以保证 安全;反之,地震力过大,宜适当降低刚度以 求得合适的经济技术指标。
四、水平位移特征
水平位移满足《高层规程》的要求,是合理 设计的必要条件之一,但不是充分条件。即:合 理的设计,水平位移应满足限值;但是水平位移 限值满足,还不一定是合理的结构,还要考虑周 期,地震力大小等综合条件。
各类结构体系的最大适用高度
3. 结构计算软件 计算结果的正确性判断
计算结果进行分析是非常重要的问题
对计算结果进行分析、判断,根据其正确与 否,来判断:
计算模型简化是否合理; 输入数据是否正确。 从而决定该结果能否作为施工图设计的依据。
计算结果的大致判断可以按以下的项目 进行(不包括含有多塔、错层等特殊结构)
常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖
肋梁楼盖—— 普通、技术经济指标好;结构高度大、不便管线安装 ⇒宽扁梁(用于层高受限时)
密肋楼盖——省材料、自重轻、高度大、适用于大跨且梁高受限时、当使用 荷载较大时可有较好技术经济指标好;不美观、吊顶处理
无梁楼盖——适用于大跨且梁高受限、或升层法施工时;冲切问题 非预应力平板楼盖——广泛用于剪力墙、筒体结构、可降低层高、平整;
Vi为风荷载作用下的底层墙柱剪力,求和时 应注意局部坐标与整体坐标的方向不同,∑p为全 部风力值。注意不要考虑剪力调整。
对地震作用不能校核平衡条件,因为各 振型采SRSS法或CQC法进行内力组合后, 不再等于总地震作用力。
六、渐变性
竖向刚度、质量变化较均匀的结构,在较均 匀变化的外力作用下,其内力、位移等计算结 果自上而下也均匀变化,不应有大正大负、大 出大进等突变。
结构 5.悬挂结构体系 6.巨型框架结构体系
框架结构体系
由梁、柱构件通过结点连接组成的 结构称为框架
剪力墙结构体系
框架—剪力墙结构体系
框架-剪力墙结构体系
框架-筒体结构体系
筒中筒结构体系
深圳发展中心大厦
多筒结构体系
成束筒
成束筒结构体系
悬挂结构体系
巨形框架结构
主框架 次框架 3
次框架 2 次框架 1
七、对称性
对称结构在对称外力作用下,对称点的内力 ห้องสมุดไป่ตู้位移必须对称。如有反常现象应检查输入数 据是否正确。
跨度大时自重大、不经济⇒现浇非预应力空心板楼盖 无粘结预应力平板楼盖——适用于大跨且梁高受限时、平面布置灵活
➢ 预制板楼盖
预应力空心板楼盖——适用于高度50m以下时,但要求严格(缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接)
预应力大楼板楼盖——与房间同尺寸,双向先张法预应力筋,板边齿槽;吊装问题
➢ 预应力叠合板楼盖
式中,N为建筑物层数。
第二及第三振型的周期近似为:
T2=(1/3~1/5) T1 T3=(1/5~1/7) T1
如果计算结果偏离上述数值太远,应考虑 工程中截面是否太大、太小,剪力墙数量是否 合理,应适当予以调整。反之,如果截面尺寸、 结构布置都正常,无特殊情况而偏离太远,则
应检查输入数据是否有错误。