土木工程机构概念及体系第4章总体系方案分析.pdf

第4章 房屋结构总体系的方案分析 第1节 把空间组成的部件作为主要结构分体系 • 一、概述： • 1、用整体方法计算基本空间组成方案的结构，将会大大 地有助于实现有创造性设想的设计。 • 2、按阶段进行设计是很重要的，这可以使设计者集中解 决空间形式方案中较为基本的结构问题，而不至于过早地 纠缠在一些细节问题上。 • 3、整体方法要求重视利用大空间分隔部件、围护结构的 以及各种设备单元的部件来作为基本结构分体系的可能性; • 4、应该着眼于把外墙、内墙、屋盖、楼盖等部件的使用 功能确定为既是空间分隔的部件，又是结构分体系。 二、总体系方案分析实例 美国密尔沃基市 战争纪念馆 东西向悬挑10.5米，南北向悬挑8.7米 建筑的空间分区 向四边悬挑 中间为天井，四边为展厅。 基本结构体系划分 总结构体系方案 要求四个独立的 箱形结构悬臂支 承于四个抗剪支 柱上 基本分体系分析 三、主要空间单元的总体特性启示 ——结构分体系设计方案 • 1、从整体看，折形屋面 可设计成折板分体系 • 折板结构刚度大，省材料。 主要空间单元的总体特性启示 ——结构分体系设计方案 • 2、按整体设计时，由腹 板和翼缘组成的墙的刚度 比矩形增大很多。 主要空间单元的总体特性启示 ——结构分体系设计方案 • 3、一个大的设在中央的 竖向通道可以设计成核心 筒结构分体系。 主要空间单元的总体特性启示 ——结构分体系设计方案 • 4、把最上面的过道设 计成两个细长筒的连系 梁，成为剪力墙和巨型 框架的组合体。 第2节 总体系分析的整体与局部问题 • 1、结构设计的层次：方案设计，初步设计，具体设计。 • 2、在结构的方案设计阶段主要考虑结构的整体性能和主 要的分体系作用。 • 3、在结构的初步设计阶段考虑局部的设计问题。 • 4、结构的设计即分层次，也相互影响和交叉。 5、折板体系的整体与局部问题 • （1）整体问题：屋 面采用折板体系。 • （2 ）局部问题：折 板的初步设计问题。 • 方案A ：大矢高 • 方案B: 小矢高 （3 ）方案A ：大矢高 分析：横向具有拱的作用；板厚可较薄；有推力，应设拉 杆，或设边梁起抗推作用。 方案A ：大矢高分析：顶板，侧板局部受弯，有梁的作用。 方案A ：大矢高分析：纵向具有梁的作用，矢高为梁的高 度，整体刚度大，弯曲变形小，所需边梁小。 方案B: 小矢高 分析：横向具有梁的作用；跨度大，板应加厚；有推力， 应设拉杆，或设边梁起抗推作用。侧板局部受弯小。 方案B小矢高分析： : 纵向具有梁的作用，矢高为梁的高 度，整体刚度较小，弯曲变形大，所需边梁大。 第3节 单层开敞空间建筑实例 • 一幢开敞空间的单层建筑，平面尺寸为30.5 X 61m, 坡屋顶。通过方案分析确定由建筑抵抗恒载、活荷 载和风荷载的总要求。 为了确定抗力的整体要求，可以假定围护墙面为刚性连 接的板。结构的整体性是由一系列的刚架形成的，每榀刚架 由两侧的柱和两根带坡度的屋面大梁所组成。形成门架型结 构基本体系，承受屋顶的荷载，并把荷载传给基础。 横向水平力由刚 架承受。 纵向水平力通 过屋面支撑由 柱间支撑传给 基础。 屋面支撑加大 了屋盖的纵向 刚度。 整体作用力的简