專業(yè)工程管理與實務(建筑工程)(一級建造師)精講班第5講講義
混合結構體系
第5講 熟悉常見建筑結構體系及其應用
一、 混合結構體系
混合結構房屋一般是指樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土或鋼、木結構，而墻、柱和基礎采用砌體結構建造的房屋。大多用在住宅、辦公樓、教學樓建筑中。因為砌體的抗壓強度高而抗拉強度很低，所以住宅建筑最適合采用混合結構。一般在6層以下，混合結構不宜建造大空間的房屋?；旌辖Y構根據(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。縱墻承重方案的特點是樓板支承于粱上，梁把荷載傳遞給縱墻，橫墻的設置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求。其優(yōu)點是房屋的開間大，使用靈活。橫墻承重方案的主要特點是樓板直接支承在橫墻上，橫墻是主要承重墻。其優(yōu)點是房屋的橫向剛度大，整體性好，但平面使用靈活性差。
二、框架結構體系
框架結構是利用梁、柱組成的縱、橫兩個方案的框架形成的結構體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。其主要優(yōu)點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；主要缺點是側向剛度較小，當層數(shù)較多時，會產生過大的側移，易引起非結構性構件(如隔墻、裝飾等)破壞，而影響使用。在非地震區(qū)，框架結構一般不超過15層。框架結構的內力分析通常是用計算機進行精確分析。常用的手工近似法是：豎向荷載作用下用分層計算法；水平荷載作用下用反彎點法。風荷載和地震力可簡化成節(jié)點上的水平集中力進行分析?？蚣芙Y構梁、柱節(jié)點的連接構造直接影響結構安全、經濟及施工的方便。因此，對梁、柱節(jié)點的混凝土強度等級，梁、柱縱向鋼筋伸人節(jié)點內的長度，粱、柱節(jié)點區(qū)域的鋼筋的間距等，都應符合規(guī)范的構造規(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高度范圍內都適用。剪力墻結構的優(yōu)點是側向剛度大，水平荷載作用下側移?。蝗秉c是剪力墻的間距小，結構建筑平面布置不靈活，不適用于大空間的公共建筑，另外結構自重也較大。因為剪力墻既承受垂直荷載，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，截面的整體性已經破壞，通常用計算機進行剪力墻的分析，精密度較高。剪力墻成片狀(高度遠遠大于厚度)，兩端配置較粗鋼筋并配箍筋形成暗柱，并應配置腹部分布鋼筋。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。當剪力墻的厚度大于140mm時應采用雙排鋼筋，分布筋的間距不應大于300mm，直徑不應小于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、框架一剪力墻結構
框架一剪力墻結構是在框架結構中設置適當剪力墻的結構。它具有框架結構平面布置靈活，有較大空間的優(yōu)點，又具有側向剛度較大的優(yōu)點?？蚣芤患袅Y構中，剪力墻主要承受水平荷載，豎向荷載主要由框架承擔。框架一剪力墻結構一般宜用于10～20層的建筑。
橫向剪力墻宜均勻對稱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上的懸臂梁，其變形為彎曲型變形，框架為剪切型變形?？蚣芘c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20％的水平荷載。
五、筒體結構
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。簡體結構便是抵抗水平荷載的結構體系。它的受力特點是，整個建筑猶如一個固定于基礎上的封閉空心的筒式懸臂梁來抵抗水平力，簡體結構可分為框架核心筒結構、筒中筒和多筒結構等?？蛲矠槊芘胖痛跋氯沽航M成，亦可視為開窗洞的筒體。內筒一般由電梯間、樓梯間組成。內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。這種結構體系適用于30至50層的房屋。多筒結構是將多個筒組合在一起，使結構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個筒結合在一起的多筒結構。該建筑總高為442m，為鋼結構。
混合結構體系
第5講 熟悉常見建筑結構體系及其應用
一、 混合結構體系
混合結構房屋一般是指樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土或鋼、木結構，而墻、柱和基礎采用砌體結構建造的房屋。大多用在住宅、辦公樓、教學樓建筑中。因為砌體的抗壓強度高而抗拉強度很低，所以住宅建筑最適合采用混合結構。一般在6層以下，混合結構不宜建造大空間的房屋?；旌辖Y構根據(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。縱墻承重方案的特點是樓板支承于粱上，梁把荷載傳遞給縱墻，橫墻的設置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求。其優(yōu)點是房屋的開間大，使用靈活。橫墻承重方案的主要特點是樓板直接支承在橫墻上，橫墻是主要承重墻。其優(yōu)點是房屋的橫向剛度大，整體性好，但平面使用靈活性差。
二、框架結構體系
框架結構是利用梁、柱組成的縱、橫兩個方案的框架形成的結構體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。其主要優(yōu)點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；主要缺點是側向剛度較小，當層數(shù)較多時，會產生過大的側移，易引起非結構性構件(如隔墻、裝飾等)破壞，而影響使用。在非地震區(qū)，框架結構一般不超過15層。框架結構的內力分析通常是用計算機進行精確分析。常用的手工近似法是：豎向荷載作用下用分層計算法；水平荷載作用下用反彎點法。風荷載和地震力可簡化成節(jié)點上的水平集中力進行分析?？蚣芙Y構梁、柱節(jié)點的連接構造直接影響結構安全、經濟及施工的方便。因此，對梁、柱節(jié)點的混凝土強度等級，梁、柱縱向鋼筋伸人節(jié)點內的長度，粱、柱節(jié)點區(qū)域的鋼筋的間距等，都應符合規(guī)范的構造規(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高度范圍內都適用。剪力墻結構的優(yōu)點是側向剛度大，水平荷載作用下側移?。蝗秉c是剪力墻的間距小，結構建筑平面布置不靈活，不適用于大空間的公共建筑，另外結構自重也較大。因為剪力墻既承受垂直荷載，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，截面的整體性已經破壞，通常用計算機進行剪力墻的分析，精密度較高。剪力墻成片狀(高度遠遠大于厚度)，兩端配置較粗鋼筋并配箍筋形成暗柱，并應配置腹部分布鋼筋。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。當剪力墻的厚度大于140mm時應采用雙排鋼筋，分布筋的間距不應大于300mm，直徑不應小于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、框架一剪力墻結構
框架一剪力墻結構是在框架結構中設置適當剪力墻的結構。它具有框架結構平面布置靈活，有較大空間的優(yōu)點，又具有側向剛度較大的優(yōu)點?？蚣芤患袅Y構中，剪力墻主要承受水平荷載，豎向荷載主要由框架承擔。框架一剪力墻結構一般宜用于10～20層的建筑。
橫向剪力墻宜均勻對稱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上的懸臂梁，其變形為彎曲型變形，框架為剪切型變形?？蚣芘c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20％的水平荷載。
五、筒體結構
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。簡體結構便是抵抗水平荷載的結構體系。它的受力特點是，整個建筑猶如一個固定于基礎上的封閉空心的筒式懸臂梁來抵抗水平力，簡體結構可分為框架核心筒結構、筒中筒和多筒結構等?？蛲矠槊芘胖痛跋氯沽航M成，亦可視為開窗洞的筒體。內筒一般由電梯間、樓梯間組成。內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。這種結構體系適用于30至50層的房屋。多筒結構是將多個筒組合在一起，使結構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個筒結合在一起的多筒結構。該建筑總高為442m，為鋼結構。