1A410000建筑工程技術(shù)

1A411000建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

命題考點(diǎn)五　常見建筑結(jié)構(gòu)體系及其應(yīng)用

【教材解讀】
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)，而墻和柱采用砌體結(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�；旌辖Y(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋。
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(gè)方案的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同時(shí)承受豎向荷載和水平荷載。
框架結(jié)構(gòu)的主要優(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(shí)，會(huì)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。
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��；缺點(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。
四、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)
框架-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)。
框架-剪力墻結(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)�？蚣�-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。
五、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)
簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系適用于30～50層的房屋。
筒體結(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。
多筒結(jié)構(gòu)是將多個(gè)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。
六、桁架結(jié)構(gòu)體系
桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可利用截面較小的桿件組成截面較大的構(gòu)件。單層廠房的屋架常選用桁架結(jié)構(gòu)。
屋架的弦桿外形和腹桿布置對(duì)屋架內(nèi)力變化規(guī)律起決定性作用。
七、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種。平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點(diǎn)是：空間受力體系，桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)約材料，整體性能好，剛度大，抗震性能好。桿件類型較少，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。角錐體系受力更為合理，剛度更大。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度，網(wǎng)架尺寸應(yīng)與網(wǎng)架高度配合決定，腹桿的角度以45。為宜。網(wǎng)架的高度與短跨之比一般為1/15左右。
網(wǎng)架桿件一般采用鋼管，節(jié)點(diǎn)一般采用球節(jié)點(diǎn)。
八、拱式結(jié)構(gòu)
1．拱的受力特點(diǎn)與適用范圍
拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，它的主要內(nèi)力是軸向壓力。
拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，故在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用。它適用于體育館、展覽館等建筑中。
2．拱的類型
按照結(jié)構(gòu)的組成和支承方式，拱可分為三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱。
九、懸索結(jié)構(gòu)
懸索結(jié)構(gòu)，是比較理想的大跨度結(jié)構(gòu)形式之一，在橋梁中被廣泛應(yīng)用。目前，懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度已達(dá)160m，主要用于體育館、展覽館中。
懸索結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件是受拉的鋼索，鋼索由高強(qiáng)度鋼絞線或鋼絲繩制成。
懸索結(jié)構(gòu)包括三部分：索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件和下部支承結(jié)構(gòu)。
懸索結(jié)構(gòu)可分為單曲面與雙曲面兩類。單曲拉索體系構(gòu)造簡(jiǎn)單，屋面穩(wěn)定性差。雙曲拉索體系，由承重索和穩(wěn)定索組成。
十、薄壁空間結(jié)構(gòu)
薄壁空間結(jié)構(gòu)，也稱殼體結(jié)構(gòu)。它的厚度比其他尺寸(如跨度)小得多，所以稱薄壁。
它屬于空間受力結(jié)構(gòu)，主要承受曲面內(nèi)的軸向壓力。彎矩很小。
薄殼常用于大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)，如展覽館、俱樂部、飛機(jī)庫(kù)等。
薄殼結(jié)構(gòu)多采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，費(fèi)模板、費(fèi)工時(shí)。
【命題考點(diǎn)】
混合結(jié)構(gòu)；住宅建筑；豎向荷載和水平荷載；框架結(jié)構(gòu)；30m高度范圍內(nèi)；框架-剪力墻；筒體結(jié)構(gòu)；單層廠房的屋架；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；高空拼裝和整體安裝；軸向壓力；拱式結(jié)構(gòu)；懸索結(jié)構(gòu)；跨中的垂度；雙曲薄殼。
【分析預(yù)測(cè)】
(1)根據(jù)所提供的材料，分析判斷建筑物適合采用哪種建筑結(jié)構(gòu)體系。
(2)根據(jù)所提供的材料，分析判斷材料中的建筑物所采用的建筑結(jié)構(gòu)是否合理。
(3)根據(jù)所提供建筑物的受力特點(diǎn)的材料，判斷采用的是哪種建筑結(jié)構(gòu)。

【考題回顧】
【2010年度考試真題】
1．下列常見建筑結(jié)構(gòu)體系中，適用房屋建筑高度最高的結(jié)構(gòu)體系是（　�。�。
A．框架
B．剪力墻
C．框架-剪力墻
D．簡(jiǎn)體
【答案】D本題考核的是建筑結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用。在非地震區(qū)，框架結(jié)構(gòu)一般不超過15層。剪力墻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�？蚣�-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。筒體結(jié)構(gòu)體系適用于30～50層的房屋。

2．大跨度混凝土拱式結(jié)構(gòu)建(構(gòu))筑物，主要利用了混凝土良好的（　　）。
A．抗剪性能
B．抗彎性能
C．抗拉性能
D．抗壓性能
【答案】D本題考核的是拱式結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)也適用于體育館、展覽館等建筑中。

【典型習(xí)題】
1．在建筑結(jié)構(gòu)體系中，住宅建筑最適合采用（　　）。
A．混合結(jié)構(gòu)體系
B．框架結(jié)構(gòu)體系
C．剪力墻體系
D．雙肢剪力墻體系

2．剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，厚度不小于（　�。﹎m。
A．100
B．120
C．140
D．160

3．框架-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于（　�。�層的建筑。
A．5～10
B．10～20
C．15～20
D．30～50

4．在高層建筑中，特別是超高層建筑中，水平荷載愈來愈大，起著控制作用的是（　�。�。
A．簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)
B．網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
C．拱式結(jié)構(gòu)
D．框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

5．由于（　�。┦芰�合理，在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)也適用于體育館、展覽館等建筑中。
A．拱式結(jié)構(gòu)
B．網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
C．框架結(jié)構(gòu)
D．簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)

6．框架結(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，而常用的手工近似法是（　　）。
A．集中荷載作用下用反彎點(diǎn)法
B．豎向荷載作用下用分層計(jì)算法
C．水平荷載作用下用反彎點(diǎn)法
D．點(diǎn)荷載作用下用分組計(jì)算法
E．面荷載作用下用反彎點(diǎn)法

7．以下關(guān)于混合結(jié)構(gòu)體系的表述，正確的是（　�。�。
A．一般在4層以上，混合結(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋
B．混合結(jié)構(gòu)大多用在住宅、辦公樓、教學(xué)樓建筑中
C．混合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可形成較大的建筑空間
D．混合結(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
E．橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求

8．簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系，其主要特點(diǎn)有（　　）。
A．受力特點(diǎn)是整個(gè)建筑猶如一個(gè)固定于基礎(chǔ)上的封閉式空心的簡(jiǎn)式懸臂梁來抵抗水平力
B．筒式結(jié)構(gòu)體系適用于50層以上的房屋
C．筒式結(jié)構(gòu)是高超靜定的空間結(jié)構(gòu)
D．筒式結(jié)構(gòu)的安裝方法可分為高空拼裝和整體拼裝兩種
E．多簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)是將多個(gè)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

9．網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多桿架按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種，其中平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點(diǎn)主要有（　�。�。
A．結(jié)構(gòu)自重大
B．受力合理，節(jié)約材料
C．剛度大
D．整體性能好
E．抗震性能好

10．按照結(jié)構(gòu)的組成和支承方式，拱可分為（　　）。
A．多絞拱
B．三絞拱
C．兩絞拱
D．一絞拱
E．無絞拱

11．目前，懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度已達(dá)160m，主要用于（　　）中。
A．住宅
B．體育館
C．展覽館
D．辦公樓
E．教學(xué)樓
【答案】1．A2．C3．B4．A5．A6．BC7．BDE8．AE9．BCDE10．BCE11．BC