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鋼結(jié)構(gòu)工程的承載與建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2014-07-15
根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的基本概念,如何將四大結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成的各種類型的受力構(gòu)件適當(dāng)?shù)亟M合起來,用以抵抗各類荷載的作用,以期構(gòu)成一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)、完整的建筑結(jié)構(gòu)體系,這就是結(jié)構(gòu)選型的問題。低層、多層建筑常用的結(jié)構(gòu)形式有磚混、框架、排架等。
(一)磚混結(jié)構(gòu)
磚混結(jié)構(gòu)是使用得最早、最廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)型式。這種結(jié)構(gòu)能做到就地取材,因地制宜,適合于一般民用建筑,如住宅、宿舍、辦公樓、學(xué)校、商店、食堂、倉(cāng)庫等以及各種中小型工業(yè)建筑。
不同使用要求的混合結(jié)構(gòu),由于房間布局和大小的不同,它們?cè)诮ㄖ矫婧推拭嫔峡赡苁嵌喾N多樣的。但是,從結(jié)構(gòu)的承重體系來看,大體分為三種:縱向承重體系、橫向承重體系和內(nèi)框架承重體系。
A.縱向承重體系
荷載的主要傳遞路線是:板一梁一縱墻一基礎(chǔ)一地基。
縱向承重體系的特點(diǎn):
(1)縱墻是主要承重墻,橫墻的設(shè)置主要為了滿足房屋空間剛度和整體性的要求,它的間距可以比較長(zhǎng)。這種承重體系房間的空間較大,有利于使用上的靈活布置。
(2)由于縱墻確的荷載較大,因此賠上開門、開窗的劃。和位置都要受到一定脫。
(3)這種承重體系,相對(duì)于橫向承重體系,樓蓋的材料用量較多,墻體的材料用量較少。
縱向承重體紗適用于使用上要求有較大空間的房屋,或隔斷墻位置可能變化的房間。如教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、辦公樓、圖書館、食堂、工業(yè)廠房等。
B.內(nèi)框架承重體系
外墻和框架柱都是主要承重構(gòu)件。其荷載的主要傳遞路線是:
其特點(diǎn)是:
(1)墻和往都是主要承重構(gòu)件,由于取消了承重內(nèi)墻由柱代替,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(diǎn):由于橫墻較少,房屋的空間剛度較差;由于柱基礎(chǔ)和墻基礎(chǔ)的形式不一,沉降量不易一致,以及鋼筋混凝土柱和磚墻的壓縮性不同,結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生不均勻變形,使構(gòu)件中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。
(3)由于柱和墻的材料不同,施工方法不同,給施工工序的搭接帶來一些麻煩。
內(nèi)框架承重體系多用于教學(xué)樓、旅館、商店、多層工業(yè)廠房等建筑。
在設(shè)計(jì)磚混結(jié)構(gòu)時(shí),必須根據(jù)生產(chǎn)使用要求、地質(zhì)條件、抗震烈度、材料、施工等條件,本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則對(duì)幾種可能布置的承重體系進(jìn)行綜合比較,最后確定選用哪種承重體系。
C.橫向承重體系
荷載的主要傳遞路線是:板-橫墻-基礎(chǔ)-地基。
它的特點(diǎn)是:
(1)橫墻是主要承重墻,縱墻起圍護(hù)、隔斷和將橫墻連成整體的作用。一般情況下,縱墻的承載能力是有余的,所以這種體系對(duì)縱墻上開門、開窗的限制較少。
(2)由于橫墻間距很短(一肌在3~4.5m之間),每一開間有一道橫墻,又有縱墻在縱向拉結(jié),因此房屋的空間剛度很大,整體性很好。這中承重體系,對(duì)抵抗風(fēng)力、地震作用等水平荷載的作用和調(diào)整地基的不均勻沉降,比縱墻承重體系有利得多。
(3)這中承重體系,樓蓋做法比較簡(jiǎn)單、施工比較方便,材料用量較少,但是墻體材料有量相對(duì)較多。
橫向承重體系,由于橫墻間距密,房間大小固定,適用于宿舍、住宅等居住性建筑。
(二)框架結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)工程特點(diǎn)
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在多層建筑和工業(yè)建筑中應(yīng)用非常廣泛。框架結(jié)構(gòu)能形成較大的室內(nèi)空間,房間分隔靈活,便于使用;工藝布置靈活性大,便于設(shè)備布置;該結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)越,具有較好的結(jié)構(gòu)延性等優(yōu)點(diǎn)。
框架結(jié)構(gòu)的體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)4種承重構(gòu)件組成。由主梁、柱與基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架,它是主要承重結(jié)構(gòu)。各平面框架再由連系梁連系起來,即形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系,墻體不起承重作用。
建筑結(jié)構(gòu)種類知識(shí)
A. 磚墻承重,叫做磚混結(jié)構(gòu)
常用于7層以下的普通多層住宅
優(yōu)點(diǎn):造價(jià)低,施工簡(jiǎn)單快捷。
缺點(diǎn):不適合復(fù)雜的建筑形式,層高、房間大小等構(gòu)造要求嚴(yán)格,抗震能力稍弱。
B. 混凝土梁和混凝土墻承重,叫做剪力墻結(jié)構(gòu)
常用于普通高層住宅,和房型非常復(fù)雜的多層洋房和別墅。
優(yōu)點(diǎn):承重結(jié)構(gòu)為片狀的混凝土墻體,房間不見柱子的棱角,比框架結(jié)構(gòu)更適合用于住宅。混凝土墻體的抗震能力最強(qiáng),房屋安全度很高。
缺點(diǎn):混凝土用量多,自重大,總高度通常無法超過150m。混凝土墻體為高強(qiáng)度承重墻體,房間不能拆改。
C. 混凝土梁柱承重,叫做框架結(jié)構(gòu)
常用于10層以下的多層公共建筑,比如辦公樓,商場(chǎng)等。在非地震區(qū)也用于高層建筑。
優(yōu)點(diǎn):室內(nèi)空間大,可以滿足復(fù)雜的建筑形式,抗震能力稍強(qiáng)。房間隔墻可以隨意拆改。
缺點(diǎn):框架柱尺寸過大,不適合民用住宅。在地震區(qū)很難超過7層。
D. 鋼柱、鋼梁承重,叫做鋼結(jié)構(gòu)
常用于廠房、超高層民用建筑和地標(biāo)建筑
優(yōu)點(diǎn):自重輕,施工快。可以修建到500多米甚至更高的高度。因?yàn)槭侨嵝越Y(jié)構(gòu),地震破壞力對(duì)它影響較小。
缺點(diǎn):鋼材害怕腐蝕,建筑保養(yǎng)困難,而且保養(yǎng)費(fèi)用昂貴。鋼材最怕高溫,火災(zāi)是鋼結(jié)構(gòu)房屋的天敵(世貿(mào)大廈就是飛機(jī)撞擊產(chǎn)生的大火,將整棟建筑燒塌的)。
E. 框架結(jié)構(gòu)摻加部分混凝土墻,叫做框架剪力墻結(jié)構(gòu)
常用于高層的辦公樓、商場(chǎng)和酒店。
優(yōu)點(diǎn):室內(nèi)空間的使用以及房間隔墻的拆改,和框架結(jié)構(gòu)一樣靈活多變。抗震性能與純剪力墻結(jié)構(gòu)一樣堅(jiān)固。
缺點(diǎn):混凝土用量多,自重大,總高度通常無法超過150m。
F. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架柱內(nèi)用型鋼鋼材,或在柱子外側(cè)包裹型鋼鋼材,叫做混合結(jié)構(gòu)。
常用于超高層民用建筑和地標(biāo)建筑
優(yōu)點(diǎn):混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)自重,并加強(qiáng)柱子的抗震和承重性能。可以比普通框架剪力墻結(jié)構(gòu)修得更高,最高可以修建到300米甚至更高的高度。
缺點(diǎn):因?yàn)榫C合了框架剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),此類結(jié)構(gòu)在150米~300米的建筑中廣泛使用,缺點(diǎn)較少。
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