建筑設(shè)計剖面組合與結(jié)構(gòu)選型

1、剖面組合與結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)選型l砌體結(jié)構(gòu)l框架結(jié)構(gòu)l建筑結(jié)構(gòu)選型的原則1. 砌體結(jié)構(gòu)l采用鋼筋混凝土樓（屋）蓋和磚或其他塊體（如混凝土砌塊）砌筑的承重墻組成的結(jié)構(gòu)體系，也稱墻承重結(jié)構(gòu)體系。1.1 砌體結(jié)構(gòu)的特點l特點：l墻體具有承重和圍護的雙重作用l所用材料便于就地取材，施工較簡單，技術(shù)要求低，施工設(shè)備簡單l抗震性能差，不適用于高層建筑及需要大空間的建筑l墻體上開設(shè)門窗受到限制，建筑立面顯得厚實l適用于六層及以下的住宅、宿舍、辦公室、學(xué)校、醫(yī)院等民用建筑以及中小型工業(yè)建筑砌體結(jié)構(gòu)1.2 砌體結(jié)構(gòu)承重方案 橫墻承重方案l樓層的荷載通過板、梁傳至橫墻，橫墻作為主要的承重豎向構(gòu)件，縱墻僅起維護、分隔、

2、自承重及形成整體的作用。l優(yōu)點：橫墻布置較密、橫向剛度大、整體性好；外墻開洞較靈活，立面處理較方便。l確點：橫墻間距小，房間布置的靈活性差。 橫墻承重1.2 砌體結(jié)構(gòu)承重方案 縱墻承重方案l樓層的荷載通過板、梁傳至縱墻，橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求，其間距較大。l優(yōu)點：平面布置較靈活、房間空間可以較大；l缺點：縱墻受力集中，房屋剛度較差，外墻開洞困難?？v墻承重砌體結(jié)構(gòu)承重方案 縱橫墻承重方案l縱橫墻同時承重，可采用預(yù)制樓板或現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板l特點：平面布置靈活、房屋雙向剛度較好。 混合承重砌體結(jié)構(gòu)承重方案 承重墻+鋼筋混凝土梁砌體結(jié)構(gòu)承重方案l預(yù)制鋼筋混凝土空心板經(jīng)濟跨度2

3、.44.2m，厚度80150mm1.3 砌體結(jié)構(gòu)對建筑平面的要求l房間的開間或進深基本統(tǒng)一，并符合鋼筋混凝土板的經(jīng)濟跨度；l承重墻的布置要均勻、閉合，上下層墻體對齊；l承重墻上的門窗洞口的開啟應(yīng)符合墻體承重的受力要求；l個別面積較大的房間，應(yīng)設(shè)置在房屋的頂層，或單獨的附屬建筑上，以便結(jié)構(gòu)上進行處理。2. 框架結(jié)構(gòu)l框架結(jié)構(gòu)是由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)l梁板式結(jié)構(gòu)（由梁、板、柱三種基本構(gòu)件組成的骨架結(jié)構(gòu)）l無梁式結(jié)構(gòu)（由板和柱子組成的骨架結(jié)構(gòu)）2.1 框架結(jié)構(gòu)的特點l承重結(jié)構(gòu)和圍護、分隔構(gòu)件完全分開，墻只起圍護和分隔作用l平面布置靈活，容易滿足生產(chǎn)工藝和使用功能的要求l抗側(cè)剛度小、水平位移大，結(jié)

4、構(gòu)柔度較大l結(jié)構(gòu)構(gòu)件是型鋼和鋼筋混凝土，有很好的抗壓和抗彎能力，其抗震性、整體性和延通性較好l適用于多層和高度不超過60m的高層建筑。2.2 框架結(jié)構(gòu)布置方案橫向框架承重l橫向的梁為主梁，縱向的梁為連系梁。用于長寬比較大的房屋，可以有效提高橫向剛度l優(yōu)點：結(jié)構(gòu)上較為合理，在建筑上利于立面處理和室內(nèi)采光。2.2 框架結(jié)構(gòu)布置方案 縱向框架承重l縱向的梁為主梁，橫向的梁為連系梁l優(yōu)點：有利于樓層凈高的有效利用，房間的劃分比較靈活l對室內(nèi)采光有一定影響；橫向剛度很差，只用于非抗震設(shè)防區(qū)的低層建筑。2.2 框架結(jié)構(gòu)布置方案 主要承重框架縱橫向布置l縱橫向的梁均為主梁l用于長寬比較小或抗震設(shè)防區(qū)的房屋，

5、可使其縱橫兩個方向均具有足夠的強度和剛度。此種布置適用性強、應(yīng)用廣泛。2.3 框架結(jié)構(gòu)的布置原則l建筑平面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則，使各部分剛度均勻?qū)ΨQ。l控制結(jié)構(gòu)的高寬比（一般高寬比設(shè)為57），減少結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移l框架梁宜連通，框架柱在縱橫兩個方向上應(yīng)與框架梁連接，梁、柱中心線宜重合，框架柱宜縱橫對齊、上下對中 l盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡化設(shè)計及施工 l在使用功能或建筑造型有特殊的要求的局部，框架結(jié)構(gòu)可采用抽梁、抽柱、內(nèi)收、外挑、斜梁、斜柱等形式2.4 框架柱網(wǎng)布置l柱網(wǎng)由柱距和跨度組成。框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸和層高主要由使用功能的要求決定，并符合建筑模數(shù)。l柱網(wǎng)

6、布置應(yīng)與建筑隔墻布置相協(xié)調(diào)，常將柱子設(shè)在縱橫墻交錯處l柱網(wǎng)布置應(yīng)盡量簡單、規(guī)則、整齊、間距適中、傳力明確、受力合理2.4 框架柱網(wǎng)布置l民用建筑柱網(wǎng)一般以300mm為模數(shù)，柱距和跨度要根據(jù)建筑的性質(zhì)、類型來確定。一般民用建筑多在3.36m；經(jīng)濟柱距為46m，經(jīng)濟跨度58米，層高為3.0m、3.3m、3.6m、3.9m和4.2m。幾種典型的柱網(wǎng)平面布置2.5 構(gòu)件截面尺寸的初步估算 1. 框架梁截面尺寸l框架梁：l截面高度 h（1/81/12）跨長，且h400mml截面寬度 b（1/21/3）h，且 b200mml連系梁，次梁：l截面高度 h（1/121/18）跨長l截面寬度 b（ 1/21/3

7、）h，且 b200mm2.5 構(gòu)件截面尺寸的初步估算 2. 框架柱截面尺寸l柱截面長邊h不宜小于300mm，圓柱截面直徑不宜小于350mm，柱子截面尺寸增加或減少時，以50mm為一個單位。l柱凈高與柱截面長邊h之比宜大于4l矩形柱截面長邊與短邊之比不宜大于3l框架柱截面尺寸可按截面寬度b=(1/121/18)H，截面長度h=（12）b，H為所在層層高。hb3. 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則 l1）適應(yīng)建筑功能的要求l2）滿足建筑造型的需要l3）充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)勢l4）考慮材料和施工的條件l5）盡可能降低造價附：建筑模數(shù)l建筑設(shè)計中，為了實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，使不同材料、不同形式和不同制造方法的建筑構(gòu)

8、配件、組合件具有一定的通用性和互換性，統(tǒng)一選定的協(xié)調(diào)建筑尺度的增值單位。l我國建筑設(shè)計和施工中，必須遵循建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GBJ2-86）。 模數(shù)的分類l1. 基本模數(shù)：基本模數(shù)的數(shù)值規(guī)定為l00mm，表示符號為M，即1M等于l00mm。l2. 擴大模數(shù)：指基本模數(shù)的整倍數(shù)。擴大模數(shù)的基數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：l1）水平擴大模數(shù)為3M、6M、12M、15M、30M、60M等6個，其相應(yīng)的尺寸分別為300mm,600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm。l2）豎向擴大模數(shù)的基數(shù)為3M、6M兩個，其相應(yīng)的尺寸為300mm、600mm。 l3. 分模數(shù)：指整數(shù)除基本模數(shù)的數(shù)值。

9、分模數(shù)的基數(shù)為M/10、M/5、M/2等3個，其相應(yīng)的尺寸為10mm、20mm、50mm。l4. 模數(shù)數(shù)列：指由基本模數(shù)、擴大模數(shù)、分模數(shù)為基礎(chǔ)擴展成的一系列尺寸（模數(shù)數(shù)列的幅度及適用范圍如下）。l1）水平基本模數(shù)的數(shù)列幅度為（120）M。主要適用于門窗洞口和構(gòu)配件斷面尺寸。l2）豎向基本模數(shù)的數(shù)列幅度為（136）M。主要適用于建筑物的層高、門窗洞口、構(gòu)配件等尺寸。l3）水平擴大模數(shù)數(shù)列的幅度：3M為（375）M；6M為（696）M；12M為（12120）M；15M為（15120）M；30M為（30360）M；60M為（60360）M，必要時幅度不限。主要適用于建筑物的開間或柱距、進深或跨度、

10、構(gòu)配件尺寸和門窗洞口尺寸。l4）豎向擴大模數(shù)數(shù)列的幅度不受限制。主要適用于建筑物的高度、層高、門窗洞口尺寸。l5）分模數(shù)數(shù)列的幅度。M/10為（1/102）M，M/5為（1/54）M；M/2為（1/210）M。主要適用于縫隙、構(gòu)造節(jié)點、構(gòu)配件斷面尺寸。常用數(shù)據(jù)：l房間的開間、進深（包括框架體系的柱距、跨度）一般為3Ml層高：4.2m以下時為1M，大于4.2m時為3M。l框架柱截面尺寸為M/2l其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件為M/10l門窗洞口及其他主要構(gòu)配件為1M建筑剖面組合設(shè)計建筑剖面組合設(shè)計123 343 561. 建筑層數(shù)和建筑高度的確定l建筑使用要求l城市規(guī)劃要求l基地條件l材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、施工等技術(shù)

11、條件l防火要求l經(jīng)濟條件l節(jié)約土地關(guān)于建筑高度的規(guī)定l通常情況下，平頂房屋按室外地坪至女兒墻高度計算l坡屋頂按室外地坪至屋檐或屋脊的平均高度計算l屋頂附屬物，其面積不超過屋頂面積的25%，高度不超過4m的不計關(guān)于建筑高度的規(guī)定l在重點文物保護單位和重要風(fēng)景區(qū)附近的建筑物及在航空線控制高度以內(nèi)的建筑物，建筑高度系指建筑物的最高點，包括電梯間、樓梯間、水箱、煙囪2. 建筑空間豎向組合l建筑空間豎向組合是在平面組合的基礎(chǔ)上對各類建筑空間在高度方向進行合理的組織與排列，是對平面設(shè)計中兩度空間的補充和繼續(xù)深入。l主要使用房間的層高是影響組合的主要因素l為保證使用安全、結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)造簡單，應(yīng)結(jié)合建筑規(guī)模、

12、建筑層數(shù)、用地條件和建筑造型進行妥善處理。2.1 單層組合l便于房屋中各部分人流或物品和室外直接聯(lián)系l采光或通風(fēng)較易解決l用地不經(jīng)濟l適合于大跨度結(jié)構(gòu)和頂部要求采光的房屋，如食堂、車站、展覽大廳等。2.2 多層建筑的豎向組合l多層建筑的豎向組合，首先需要把同一層平面中各個部分的房間的層高調(diào)整到一個統(tǒng)一的高度。同一樓層的高度一般按照該層主要房間需要的高度確定，輔助房間可提高其層高使其與該層層高一致。l對于大空間，一般需要在建筑平面設(shè)計時進行調(diào)整，通常采取三種方式：置于建筑端部；置于建筑頂部；獨立設(shè)置，通過連廊與主體相接。2.2 多層建筑的豎向組合l疊加組合疊加組合l上下對位疊加上下對位疊加l上下

13、錯位疊加上下錯位疊加l錯層組合錯層組合l躍層組合躍層組合疊加組合上下對位疊加l上下各層房間、墻體、樓梯間垂直對位布置l要求每一層的層高均相同，不同層的層高可以相同也可以不同l體形簡潔，受力關(guān)系明確，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，造價低疊加組合上下錯位疊加l不同層平面處，房間有規(guī)律地沿一個方向（縱向?qū)ξ唬瑱M向錯位；或橫向?qū)ξ?，縱向錯位）錯開一定的位置l可以獲得較為獨特的造型l為提供大量露天平臺創(chuàng)造了條件l可以有效地利用陡坡地大連銀帆賓館達拉斯市政廳錯層組合l建筑在同一層平面內(nèi)有不同的層高，部分樓板需要上下錯開l錯層組合在不同標(biāo)高處樓板的銜接常采用臺階、坡道、樓梯梯段連接錯層組合l建筑各層層高一致，首層地面有小高差，一般通過臺階連接；l因地形因素首層地面有較大高差，可通過樓梯平臺分別連接不同標(biāo)高地面來解決層間高差的問題錯層組合l首層地面無高差，但建筑同一層平面內(nèi)各部分高度不一致。一般通過樓梯平臺來解決層間高差的問題躍層組合l建筑內(nèi)使用單位一戶或一個單元占用2層或多層的豎向組合方式。l建筑內(nèi)隔層設(shè)置公共走道，電梯也只在公共走道的樓層?？?。使用單元內(nèi)部另設(shè)樓梯連接各樓層。l節(jié)省公共交通面積，提高電梯運行速度，使用單元的內(nèi)部空間豐富。l結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。屋面排水方式l無組織排水l無組織排