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李广军 建筑结构选型 《建筑结构选型概论》,叶献国主编,武汉理工大学出版社,2007年 《建筑结构选型》,张建荣主编,中国建筑工业出版社,2007年 《结构概念和体系》,计学闰、王力编著,高等教育出版社,2004年 一、概念 1.建筑 2.结构 3.建筑物的特质 二、建筑与结构的关系 1.建筑形式决定结构型式 2.结构型式影响建筑设计 3.选型是一门综合性的科学问题,包括建筑艺术、结构、施工、设备、预算等多专业的密切配合。 建筑结构是形成一定空间及造型,并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用,使建筑物得以安全使用的骨架。 什麽是结构 建筑结构(Building structure)是房屋建筑的空间受力骨架体系,是建筑物得以存在的基础 构件:是结构的组成部分,如梁、板、柱、基础等 结构的作用:承担荷载 建筑结构的功能 首先是骨架所形成的空间能良好地为人类生活与生产服务,并满足人类对美观的需求,为此须选择合理的结构型式。 其次是应合理选择结构的材料和受力体系,充分发挥所用材料的作用,使结构具有抵御自然界各种作用的能力,如结构自重、使用荷载、风荷载和地震作用等。 荷载:自重、外部荷载作用(活荷载、风荷载、雪荷载、和地震作用等)、变形作用(温度变化引起的变形、地基沉降等)、环境作用(大气污染作用等) 图例:风压特征 建筑结构是保证房屋安全的重要手段。建筑结构的形式是为了满足建筑功能要求,为创造建筑的美而服务。 建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种。 建筑结构是解决坚固问题,处于服务地位,由注册结构师完成; 建筑设计是解决功能、适用和美观的问题,处于先行与主导地位,由注册建筑师完成。 建筑设计必须和建筑结构有机结合起来,只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性,富有建筑的个性。 建筑设计要解决 环境、场地、体型 与人的活动有关的空间组织 建筑技术问题 建筑艺术和室内布置 结构设计要解决 结构型式 结构材料 结构的承载力、变形、倾覆、稳定等问题 结构连接构造和施工方法 建筑设计和结构设计的对应关系 建筑平面和体型是所采用结构型式的反应;结构型式的选择受着建筑平面和体型设计效果的影响。 结构的正确是建筑美观的必要条件,结构的正确不能代替建筑的美,却能增添建筑的美。 一栋优秀的建筑必然是建筑、结构、设备等各专业工种的密切配合的成果。 四、结构的分类 混凝土结构 砌体结构 钢结构 木结构 五、结构体系: 框架体系 混合结构体系 剪力墙体系 框架-剪力墙体系 筒体体系 1.充分发挥材料特性 1.充分发挥材料特性 2.选择合理的截面形式及结构形式 2.选择合理的截面形式及结构形式 3.采用组合结构,充分发挥材料的特性 3.采用组合结构,充分发挥材料的特性 4.利用三向受压应力状态,提高材料的强度和延性 圈梁的平面布置图 衡量结构方案经济性的手段是进行综合经济分析。所谓综合经济分析就是要从以下几个方面综合考虑问题: (1)不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次投资费用,还要考虑其全寿命期费用。 (2)除了以货币指标核算结构的建造成本外,还要从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量。此外从人类长远利益考虑,还要特别考虑资源的节约。 (3)在结构方案比较时还应综合考虑一次性初始投资和建设速度的关系,以便较快地回收投资资金,获得较好的经济效益。 影响结构选型的主要因素: 建筑物的功能要求 建筑结构材料对结构选型的影响 施工技术对建筑结构型式的影响 计算手段的提升和设计理论的影响 经济因素的影响 (1)单层结构(1~3层,多用于单层厂房、食堂、影剧院、仓库); (2)多层结构(2~6层); (3)高层结构(一般在7层以上); (4)大跨度结构(跨度为40~50m)。 (1)钢筋混凝土结构; (2)砌体结构(砖砌体、石砌体、小型砌块、大型砌块、多孔砖砌体); (3)钢结构; (4)木结构; (5)塑料结构; (6)薄膜充气结构。 (1)墙体结构(以墙体作为支撑水平构件及承担水平力的结构); (2)框架结构(由梁和柱刚性连接的骨架结构); (3)框架-剪力墙(抗震墙)结构; (4)剪力墙结构(墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时也承担风力和地震力传来的水平荷载); (5)筒体结构(由剪力墙组成或密柱框筒组成); (6)桁架结构; (7)拱形结构; (8)网架结构(以网架做屋盖); (9)空间薄壁结构(包括薄壳、折板、幕式结构); (10)钢索结构(悬索结构,以钢缆或钢拉杆为主要承重构件)。 (1)平面结构体系; (2)空间结构
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