《建筑結(jié)構(gòu)選型總》課件

建筑結(jié)構(gòu)選型總建筑結(jié)構(gòu)選型總是一個重要的工程決策，它直接影響到建筑的安全、經(jīng)濟(jì)效益和使用壽命。合理的結(jié)構(gòu)選型需要綜合考慮各種因素，例如建筑物的類型、用途、場地條件、設(shè)計要求和經(jīng)濟(jì)預(yù)算等。課程大綱結(jié)構(gòu)選型課程重點介紹各種常見建筑結(jié)構(gòu)形式及其優(yōu)缺點。設(shè)計要求課程講解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮的因素和標(biāo)準(zhǔn)，例如抗震性能、經(jīng)濟(jì)性等。結(jié)構(gòu)材料課程分析不同材料的特性，以及它們在不同類型建筑中的應(yīng)用。1.結(jié)構(gòu)選型的基本原則安全可靠性結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能夠安全可靠地承受各種荷載和作用，確保建筑物的安全使用。經(jīng)濟(jì)合理性結(jié)構(gòu)選型應(yīng)綜合考慮材料成本、施工成本、維護(hù)成本等因素，力求經(jīng)濟(jì)合理，避免不必要的浪費(fèi)。1.1結(jié)構(gòu)形式選擇的基本要求安全性結(jié)構(gòu)形式必須能夠確保建筑物在正常使用條件下安全可靠，并能抵抗各種荷載和外力，如風(fēng)力、地震等。經(jīng)濟(jì)性結(jié)構(gòu)形式應(yīng)考慮材料成本、施工成本、維護(hù)成本等，選擇經(jīng)濟(jì)合理的方案，避免過度設(shè)計。施工可行性結(jié)構(gòu)形式應(yīng)考慮施工技術(shù)條件、工期要求等，選擇易于施工、管理方便的方案。適用性結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與建筑物的功能、用途、規(guī)模、環(huán)境等因素相適應(yīng)，并考慮建筑物的使用壽命和美觀性。1.2結(jié)構(gòu)材料選用的基本要求強(qiáng)度混凝土材料的強(qiáng)度要符合建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求，以保證建筑物的安全性和耐久性?？杉庸ば越Y(jié)構(gòu)材料要具有良好的可加工性，便于施工和安裝，以提高施工效率。耐久性結(jié)構(gòu)材料需要具有良好的耐腐蝕性、耐火性和抗凍性，以確保建筑物長久使用。經(jīng)濟(jì)性結(jié)構(gòu)材料的選擇要兼顧經(jīng)濟(jì)效益，盡量選用價格合理、性價比高的材料。1.3結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本要求11.3.1地震作用地震作用的確定應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，包括地震烈度、地震動參數(shù)等。21.3.2結(jié)構(gòu)抗震等級根據(jù)建筑的重要性、地震烈度、場地條件等因素確定結(jié)構(gòu)抗震等級，抗震等級越高，抗震要求越高。31.3.3抗震構(gòu)造措施采用合理的抗震構(gòu)造措施，如構(gòu)造柱、抗震墻、鋼筋混凝土剪力墻等，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。41.3.4結(jié)構(gòu)抗震驗算應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗算，確保結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震作用下具有足夠的抗震能力。2.混凝土結(jié)構(gòu)的選型11.經(jīng)濟(jì)性混凝土材料價格低廉，施工工藝成熟，性價比高。22.可塑性混凝土具有良好的可塑性，可以根據(jù)建筑物的形狀和功能進(jìn)行設(shè)計。33.耐久性混凝土耐久性強(qiáng)，能夠經(jīng)受住各種環(huán)境考驗，使用壽命長。44.安全性混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗震性能好，能夠確保建筑物的安全。2.1混凝土結(jié)構(gòu)的主要形式框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)由梁和柱組成，適用于各種建筑形式。剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)采用承重墻，抵抗水平荷載。筒中筒結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)將核心筒與外筒結(jié)合，增強(qiáng)建筑抗震性能。組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)將框架、剪力墻、筒中筒等結(jié)構(gòu)形式結(jié)合使用，滿足不同建筑需求。2.2框架結(jié)構(gòu)的選型高層建筑框架結(jié)構(gòu)適用于高層建筑，因為它能夠提供良好的抗側(cè)力性能和抗震性能。承載力框架結(jié)構(gòu)的承載力較高，能夠滿足大型建筑的需求，適用于重型設(shè)備和大型機(jī)械的安裝。靈活設(shè)計框架結(jié)構(gòu)具有較高的靈活性，便于改變空間布局，適合于現(xiàn)代商業(yè)建筑和辦公建筑。2.3剪力墻結(jié)構(gòu)的選型剪力墻結(jié)構(gòu)概述剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式，它具有良好的抗震性能和剛度，可以有效地抵抗水平荷載。剪力墻結(jié)構(gòu)的選型需要根據(jù)建筑物的規(guī)模、高度、使用功能和地震烈度等因素綜合考慮。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點抗震性能好剛度大造價相對較低剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點平面布置受限室內(nèi)空間利用率低施工難度較大2.4筒中筒結(jié)構(gòu)的選型抗震性能筒中筒結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，可以有效地抵抗地震的破壞力。建筑美觀筒中筒結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)多種建筑造型，提高建筑的美觀度和觀賞性?？臻g利用率筒中筒結(jié)構(gòu)可以有效地利用空間，提高建筑的容積率，節(jié)約土地資源。施工效率筒中筒結(jié)構(gòu)的施工工藝相對復(fù)雜，但可以通過科學(xué)的組織和管理提高施工效率。3.鋼結(jié)構(gòu)的選型重量輕鋼材的密度比混凝土小，可以有效降低建筑物自重，減少地基基礎(chǔ)的設(shè)計和施工成本。強(qiáng)度高鋼材具有較高的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，可以用于建造跨度較大、高度較高、形狀復(fù)雜的建筑物?？伤苄院娩摬木哂辛己玫目伤苄院晚g性，可以承受較大的變形而不至于斷裂，因此在抗震設(shè)計中具有優(yōu)勢。加工方便鋼材的加工工藝較為成熟，可以方便地進(jìn)行切割、焊接、彎曲等處理，有利于提高施工效率。3.1鋼結(jié)構(gòu)的主要形式鋼框架結(jié)構(gòu)鋼框架結(jié)構(gòu)由鋼柱、鋼梁和鋼節(jié)點組成。此結(jié)構(gòu)抗震性能佳，施工速度快，但造價相對較高。鋼桁架結(jié)構(gòu)鋼桁架結(jié)構(gòu)通常用于大跨度建筑，如體育館和飛機(jī)庫。該結(jié)構(gòu)形式輕巧，空間利用率高。3.2單層鋼框架結(jié)構(gòu)的選型大跨度空間單層鋼框架結(jié)構(gòu)，適用于廠房、倉庫等需要大跨度空間的建筑，可有效減少內(nèi)部柱子數(shù)量，增加建筑空間的使用率?？焖俳ㄔ熹摻Y(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠預(yù)制，現(xiàn)場只需進(jìn)行組裝，施工周期短，能有效提高建造效率。輕質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)本身重量輕，有利于減輕基礎(chǔ)荷載，降低工程造價，在一些地質(zhì)條件較差的地區(qū)應(yīng)用更為廣泛。3.3多層鋼框架結(jié)構(gòu)的選型高層建筑鋼框架結(jié)構(gòu)通常用于多層和高層建筑，特別是在抗震和快速建造的要求。靈活設(shè)計鋼框架結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更靈活的設(shè)計，滿足不同的建筑功能和空間需求。經(jīng)濟(jì)效益鋼結(jié)構(gòu)的制造和安裝效率高，可有效縮短工期，降低施工成本。3.4鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的選型11.優(yōu)勢鋼材強(qiáng)度高，混凝土剛度大，兩者結(jié)合，可以發(fā)揮各自優(yōu)勢，形成整體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。22.應(yīng)用范圍適用于高層建筑、大跨度建筑、抗震要求較高的建筑，以及特殊形狀的建筑。33.結(jié)構(gòu)形式主要形式有：鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土剪力墻-鋼框架結(jié)構(gòu)。44.選型要點根據(jù)建筑物的功能、規(guī)模、形狀、抗震要求等因素綜合考慮，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。4.磚石結(jié)構(gòu)的選型砌塊種類通常用粘土磚、混凝土磚等砌筑，根據(jù)建筑物荷載要求和使用環(huán)境，選擇合適的材料。砂漿性能砂漿強(qiáng)度和抗裂性影響結(jié)構(gòu)整體性能，應(yīng)根據(jù)砌塊材料特性和設(shè)計要求選擇?？拐鸫胧┐u石結(jié)構(gòu)抗震性能較差，應(yīng)根據(jù)地區(qū)地震烈度，進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計，如設(shè)置鋼筋、抗震墻體等。4.1磚石結(jié)構(gòu)的主要形式砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)主要采用磚、石、混凝土砌塊等材料砌筑而成。它具有造價低廉、施工簡便、耐久性好等優(yōu)點。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土柱、梁、板等構(gòu)件組成，具有抗震性能好、空間利用率高、建筑形式靈活等優(yōu)點。鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)由鋼柱、鋼梁、鋼板等構(gòu)件組成，具有強(qiáng)度高、重量輕、施工速度快等優(yōu)點。磚木結(jié)構(gòu)磚木結(jié)構(gòu)由磚墻、木梁、木柱等構(gòu)件組成，是一種傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式，具有造價低廉、保溫性能好等優(yōu)點。4.2砌體結(jié)構(gòu)的選型11.適用范圍砌體結(jié)構(gòu)通常用于低層建筑，例如住宅、小型商業(yè)建筑等，可以滿足一般的結(jié)構(gòu)要求。22.經(jīng)濟(jì)性砌體結(jié)構(gòu)材料成本較低，施工工藝相對簡單，適合預(yù)算有限的項目。33.抗震性砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能取決于砌體材料的質(zhì)量和施工質(zhì)量，需謹(jǐn)慎設(shè)計并嚴(yán)格施工控制。44.承載力砌體結(jié)構(gòu)的承載力有限，不適合用于高層建筑或荷載較大的建筑。4.3磚木結(jié)構(gòu)的選型傳統(tǒng)建筑磚木結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式，具有良好的保溫隔熱性能和經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)代應(yīng)用現(xiàn)代磚木結(jié)構(gòu)建筑注重設(shè)計美觀，強(qiáng)調(diào)環(huán)保節(jié)能，在別墅和鄉(xiāng)村住宅中應(yīng)用廣泛。內(nèi)部設(shè)計磚木結(jié)構(gòu)房屋的內(nèi)部裝飾靈活多樣，可以根據(jù)個人喜好和生活方式進(jìn)行個性化定制。5.木結(jié)構(gòu)的選型木材特性木結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度重量比，可用于跨度較大的建筑。木材的彈性高，抗震性能好，在承受地震力時具有較好的韌性?？沙掷m(xù)性木材是可再生資源，可減少對環(huán)境的影響?，F(xiàn)代木結(jié)構(gòu)施工技術(shù)采用預(yù)制構(gòu)件，可減少現(xiàn)場施工時間和噪音，提升施工效率。5.1木結(jié)構(gòu)的主要形式框架結(jié)構(gòu)木框架結(jié)構(gòu)是最常見的木結(jié)構(gòu)形式。該結(jié)構(gòu)由木梁、木柱和木板組成，易于建造和維護(hù)。輕型木結(jié)構(gòu)輕型木結(jié)構(gòu)以木方和木板為主要材料，采用預(yù)制組件，可快速建造，適合小跨度建筑。重型木結(jié)構(gòu)重型木結(jié)構(gòu)以原木、膠合木等材料為主，可用于大型建筑，具有良好的抗震性和耐久性。木屋架結(jié)構(gòu)木屋架結(jié)構(gòu)由木構(gòu)件組成，可用于屋頂，具有良好的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。5.2木框架結(jié)構(gòu)的選型11.結(jié)構(gòu)形式木框架結(jié)構(gòu)主要由木柱、木梁和木墻組成，并用木板或其他材料進(jìn)行封閉。22.材料選擇應(yīng)選用強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐久性好的木材，并進(jìn)行防腐、防蟲處理。33.連接方式常用的連接方式包括釘接、螺栓連接、膠合板連接等，應(yīng)保證連接節(jié)點的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。44.防火措施木結(jié)構(gòu)應(yīng)采取有效的防火措施，如使用防火涂料、防火板等，降低火災(zāi)風(fēng)險。5.3木屋架結(jié)構(gòu)的選型屋架類型木屋架結(jié)構(gòu)主要由木構(gòu)件組成，可采用三角形、拱形等形式，可根據(jù)建筑物的形狀、跨度和荷載等因素進(jìn)行選擇。適用范圍適用于跨度較小、荷載較輕的建筑物，如小型房屋、涼亭等。木屋架結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、環(huán)保、施工簡便等優(yōu)點。施工要點木屋架結(jié)構(gòu)的施工需要嚴(yán)格控制木材的質(zhì)量和尺寸，并采用合理的連接方式，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。6.結(jié)構(gòu)選型的綜合考慮結(jié)構(gòu)選型應(yīng)綜合考慮各種因素，例如建筑的功能、審美需求、經(jīng)濟(jì)成本、施工工藝、抗震性能等。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)在滿足安全可靠性的前提下，充分考慮經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和材料，優(yōu)化施工方案。結(jié)構(gòu)選型需要綜合分析各種因素，權(quán)衡利弊，找到最佳的方案，滿足建筑的使用要求和安全標(biāo)準(zhǔn)。6.1功能與審美的協(xié)調(diào)功能性結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足建筑的功能要求,包括使用空間、承載能力、隔熱隔音等。功能設(shè)計是結(jié)構(gòu)選型的基礎(chǔ),確保建筑能夠滿足預(yù)期用途。審美性結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與建筑整體設(shè)計風(fēng)格相協(xié)調(diào),創(chuàng)造美觀和諧的視覺效果。審美設(shè)計是建筑設(shè)計的重要組成部分,提升建筑的藝術(shù)價值。6.2經(jīng)濟(jì)性與施工工藝的匹配經(jīng)濟(jì)性成本是建筑結(jié)構(gòu)選型的重要因素。要比較不同結(jié)構(gòu)形式的造價，包括材料成本、人工成本、運(yùn)輸成本等。也要考慮結(jié)構(gòu)的維護(hù)成本和使用壽命。有些結(jié)構(gòu)形式雖然初期成本較低，但后期維護(hù)成本較高，反之亦然。施工工藝