專業(yè)工程管理與實(shí)務(wù)(建筑工程)(一級建造師)精講班第5講講義
混合結(jié)構(gòu)體系
第5講 熟悉常見建筑結(jié)構(gòu)體系及其應(yīng)用
一、 混合結(jié)構(gòu)體系
混合結(jié)構(gòu)房屋一般是指樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土或鋼、木結(jié)構(gòu)，而墻、柱和基礎(chǔ)采用砌體結(jié)構(gòu)建造的房屋。大多用在住宅、辦公樓、教學(xué)樓建筑中。因?yàn)槠鲶w的抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度很低，所以住宅建筑最適合采用混合結(jié)構(gòu)。一般在6層以下，混合結(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋?；旌辖Y(jié)構(gòu)根據(jù)承重墻所在的位置，劃分為縱墻承重和橫墻承重兩種方案?？v墻承重方案的特點(diǎn)是樓板支承于粱上，梁把荷載傳遞給縱墻，橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求。其優(yōu)點(diǎn)是房屋的開間大，使用靈活。橫墻承重方案的主要特點(diǎn)是樓板直接支承在橫墻上，橫墻是主要承重墻。其優(yōu)點(diǎn)是房屋的橫向剛度大，整體性好，但平面使用靈活性差。
二、框架結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)是利用梁、柱組成的縱、橫兩個方案的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。其主要優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可形成較大的建筑空間，建筑立面處理也比較方便；主要缺點(diǎn)是側(cè)向剛度較小，當(dāng)層數(shù)較多時，會產(chǎn)生過大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件(如隔墻、裝飾等)破壞，而影響使用。在非地震區(qū)，框架結(jié)構(gòu)一般不超過15層?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析通常是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確分析。常用的手工近似法是：豎向荷載作用下用分層計(jì)算法；水平荷載作用下用反彎點(diǎn)法。風(fēng)荷載和地震力可簡化成節(jié)點(diǎn)上的水平集中力進(jìn)行分析。框架結(jié)構(gòu)梁、柱節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造直接影響結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)及施工的方便。因此，對梁、柱節(jié)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度等級，梁、柱縱向鋼筋伸人節(jié)點(diǎn)內(nèi)的長度，粱、柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域的鋼筋的間距等，都應(yīng)符合規(guī)范的構(gòu)造規(guī)定。
三、剪力墻體系
剪力墻體系是利用建筑物的墻體(內(nèi)墻和外墻)做成剪力墻來抵抗水平力。剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，厚度不小于140mm。剪力墻的間距一般為3～8m，適用于小開間的住宅和旅館等。一般在30m高度范圍內(nèi)都適用。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大，水平荷載作用下側(cè)移?。蝗秉c(diǎn)是剪力墻的間距小，結(jié)構(gòu)建筑平面布置不靈活，不適用于大空間的公共建筑，另外結(jié)構(gòu)自重也較大。因?yàn)榧袅瘸惺艽怪焙奢d，也承受水平荷載，對高層建筑主要荷載為水平荷載,墻體既受剪又受彎，所以稱剪力墻。剪力墻按受力特點(diǎn)又分為兩種：
(1)整體墻和小開口整體墻：沒有門窗洞口及洞口較小可以忽略其影響的墻稱為整體墻。
(2)雙肢剪力墻和多肢剪力墻：開一排較大洞口的剪力墻叫雙肢剪力墻。開多排較大洞口的剪力墻叫多肢剪力墻。由于洞口開得較大，截面的整體性已經(jīng)破壞，通常用計(jì)算機(jī)進(jìn)行剪力墻的分析，精密度較高。剪力墻成片狀(高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度)，兩端配置較粗鋼筋并配箍筋形成暗柱，并應(yīng)配置腹部分布鋼筋。暗柱的豎筋和腹部的豎向分布筋共同抵抗彎矩。水平分布筋抵抗剪力。當(dāng)剪力墻的厚度大于140mm時應(yīng)采用雙排鋼筋，分布筋的間距不應(yīng)大于300mm，直徑不應(yīng)小于8mm。 連梁的配筋非常重要，縱向鋼筋除滿足配筋量外還要有足夠的錨固長度。箍筋除滿足配筋量以外，還有加密的要求。
四、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)
框架一剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當(dāng)剪力墻的結(jié)構(gòu)。它具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，有較大空間的優(yōu)點(diǎn)，又具有側(cè)向剛度較大的優(yōu)點(diǎn)?？蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)中，剪力墻主要承受水平荷載，豎向荷載主要由框架承擔(dān)。框架一剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。
橫向剪力墻宜均勻?qū)ΨQ布置在建筑物端部附近、平面形狀變化處?？v向剪力墻宜布置在房屋兩端附近。在水平荷載的作用下，剪力墻好比固定于基礎(chǔ)上的懸臂梁，其變形為彎曲型變形，框架為剪切型變形。框架與剪力墻通過樓蓋聯(lián)系在一起，并通過樓蓋的水平剛度使兩者具有共同的變形。在一般情況下，整個建筑的全部剪力墻至少承受80％的水平荷載，全部框架至少承擔(dān)20％的水平荷載。
五、筒體結(jié)構(gòu)
在高層建筑中，特別是超高層建筑中，水平荷載愈來愈大，起著控制作用。簡體結(jié)構(gòu)便是抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。它的受力特點(diǎn)是，整個建筑猶如一個固定于基礎(chǔ)上的封閉空心的筒式懸臂梁來抵抗水平力，簡體結(jié)構(gòu)可分為框架核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒和多筒結(jié)構(gòu)等?？蛲矠槊芘胖痛跋氯沽航M成，亦可視為開窗洞的筒體。內(nèi)筒一般由電梯間、樓梯間組成。內(nèi)筒與外筒由樓蓋連接成整體，共同抵抗水平荷載及豎向荷載。這種結(jié)構(gòu)體系適用于30至50層的房屋。多筒結(jié)構(gòu)是將多個筒組合在一起，使結(jié)構(gòu)具有更大的抵抗水平荷載的能力。美國芝加哥西爾斯大樓就是9個筒結(jié)合在一起的多筒結(jié)構(gòu)。該建筑總高為442m，為鋼結(jié)構(gòu)。
混合結(jié)構(gòu)體系
第5講 熟悉常見建筑結(jié)構(gòu)體系及其應(yīng)用
一、 混合結(jié)構(gòu)體系
混合結(jié)構(gòu)房屋一般是指樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土或鋼、木結(jié)構(gòu)，而墻、柱和基礎(chǔ)采用砌體結(jié)構(gòu)建造的房屋。大多用在住宅、辦公樓、教學(xué)樓建筑中。因?yàn)槠鲶w的抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度很低，所以住宅建筑最適合采用混合結(jié)構(gòu)。一般在6層以下，混合結(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋?；旌辖Y(jié)構(gòu)根據(jù)承重墻所在的位置，劃分為縱墻承重和橫墻承重兩種方案?？v墻承重方案的特點(diǎn)是樓板支承于粱上，梁把荷載傳遞給縱墻，橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求。其優(yōu)點(diǎn)是房屋的開間大，使用靈活。橫墻承重方案的主要特點(diǎn)是樓板直接支承在橫墻上，橫墻是主要承重墻。其優(yōu)點(diǎn)是房屋的橫向剛度大，整體性好，但平面使用靈活性差。
二、框架結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)是利用梁、柱組成的縱、橫兩個方案的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。其主要優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可形成較大的建筑空間，建筑立面處理也比較方便；主要缺點(diǎn)是側(cè)向剛度較小，當(dāng)層數(shù)較多時，會產(chǎn)生過大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件(如隔墻、裝飾等)破壞，而影響使用。在非地震區(qū)，框架結(jié)構(gòu)一般不超過15層?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析通常是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確分析。常用的手工近似法是：豎向荷載作用下用分層計(jì)算法；水平荷載作用下用反彎點(diǎn)法。風(fēng)荷載和地震力可簡化成節(jié)點(diǎn)上的水平集中力進(jìn)行分析。框架結(jié)構(gòu)梁、柱節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造直接影響結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)及施工的方便。因此，對梁、柱節(jié)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度等級，梁、柱縱向鋼筋伸人節(jié)點(diǎn)內(nèi)的長度，粱、柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域的鋼筋的間距等，都應(yīng)符合規(guī)范的構(gòu)造規(guī)定。
三、剪力墻體系
剪力墻體系是利用建筑物的墻體(內(nèi)墻和外墻)做成剪力墻來抵抗水平力。剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，厚度不小于140mm。剪力墻的間距一般為3～8m，適用于小開間的住宅和旅館等。一般在30m高度范圍內(nèi)都適用。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大，水平荷載作用下側(cè)移?。蝗秉c(diǎn)是剪力墻的間距小，結(jié)構(gòu)建筑平面布置不靈活，不適用于大空間的公共建筑，另外結(jié)構(gòu)自重也較大。因?yàn)榧袅瘸惺艽怪焙奢d，也承受水平荷載，對高層建筑主要荷載為水平荷載,墻體既受剪又受彎，所以稱剪力墻。剪力墻按受力特點(diǎn)又分為兩種：
(1)整體墻和小開口整體墻：沒有門窗洞口及洞口較小可以忽略其影響的墻稱為整體墻。
(2)雙肢剪力墻和多肢剪力墻：開一排較大洞口的剪力墻叫雙肢剪力墻。開多排較大洞口的剪力墻叫多肢剪力墻。由于洞口開得較大，截面的整體性已經(jīng)破壞，通常用計(jì)算機(jī)進(jìn)行剪力墻的分析，精密度較高。剪力墻成片狀(高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度)，兩端配置較粗鋼筋并配箍筋形成暗柱，并應(yīng)配置腹部分布鋼筋。暗柱的豎筋和腹部的豎向分布筋共同抵抗彎矩。水平分布筋抵抗剪力。當(dāng)剪力墻的厚度大于140mm時應(yīng)采用雙排鋼筋，分布筋的間距不應(yīng)大于300mm，直徑不應(yīng)小于8mm。 連梁的配筋非常重要，縱向鋼筋除滿足配筋量外還要有足夠的錨固長度。箍筋除滿足配筋量以外，還有加密的要求。
四、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)
框架一剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當(dāng)剪力墻的結(jié)構(gòu)。它具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，有較大空間的優(yōu)點(diǎn)，又具有側(cè)向剛度較大的優(yōu)點(diǎn)?？蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)中，剪力墻主要承受水平荷載，豎向荷載主要由框架承擔(dān)。框架一剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。
橫向剪力墻宜均勻?qū)ΨQ布置在建筑物端部附近、平面形狀變化處?？v向剪力墻宜布置在房屋兩端附近。在水平荷載的作用下，剪力墻好比固定于基礎(chǔ)上的懸臂梁，其變形為彎曲型變形，框架為剪切型變形。框架與剪力墻通過樓蓋聯(lián)系在一起，并通過樓蓋的水平剛度使兩者具有共同的變形。在一般情況下，整個建筑的全部剪力墻至少承受80％的水平荷載，全部框架至少承擔(dān)20％的水平荷載。
五、筒體結(jié)構(gòu)
在高層建筑中，特別是超高層建筑中，水平荷載愈來愈大，起著控制作用。簡體結(jié)構(gòu)便是抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。它的受力特點(diǎn)是，整個建筑猶如一個固定于基礎(chǔ)上的封閉空心的筒式懸臂梁來抵抗水平力，簡體結(jié)構(gòu)可分為框架核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒和多筒結(jié)構(gòu)等?？蛲矠槊芘胖痛跋氯沽航M成，亦可視為開窗洞的筒體。內(nèi)筒一般由電梯間、樓梯間組成。內(nèi)筒與外筒由樓蓋連接成整體，共同抵抗水平荷載及豎向荷載。這種結(jié)構(gòu)體系適用于30至50層的房屋。多筒結(jié)構(gòu)是將多個筒組合在一起，使結(jié)構(gòu)具有更大的抵抗水平荷載的能力。美國芝加哥西爾斯大樓就是9個筒結(jié)合在一起的多筒結(jié)構(gòu)。該建筑總高為442m，為鋼結(jié)構(gòu)。