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建筑结构形式


作者:金沙js333 2021-02-15 16:00


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  建筑结构形式分类主要方法有按主要承重构件所用材料不同和构筑形式组合形式及受力特点不同两种。

  指在建筑中以木材为主制成的结构,-般用榫卯、齿、螺栓、钉、销、胶等连接。木材是一种取材容易、加工简便的结构材料。木结构自重较轻,木结构便于运输、装拆,能多次使用,故广泛地用于房屋建筑中,也用于桥梁和搭架。

  近代胶合木结构的出现,更扩大了木结构的应用范围。但在空气温度、湿度较高的地区,白蚁、蛀虫、家天牛等对木材危害颇大;木材处于潮湿状态时,将受木腐菌侵蚀而腐朽;木材能着火燃烧。故木结构应采取防虫、防腐、防火措施,以保证其耐久性。中国是最早应用木结构的国家之一。

  木结构约在西元前的春秋时期已初步完备,在唐朝形成一套严整的制作方法到了汉代发展得更为成熟。现今社会成片的木结构房屋需要大量的木材,需要砍伐大量的树木,在中国,随着“天保”工程的实施,大部分地区已严禁砍伐树林,针对长期以来我国天然林资源过度消耗而引起的生态环境恶化的现实所以木结构并不适合在我国长期发展。

  一般用榫卯、齿、螺栓、钉、销、胶等连接。木材是一种取材容易、加工简便的结构材料。木结构自重较轻,木结构便于运输、装拆,能多次使用,故广泛地用于房屋建筑中,也用于桥梁和搭架。

  近代胶合木结构的出现,更扩大了木结构的应用范围。但在空气温度、湿度较高的地区,白蚁、蛀虫、家天牛等对木材危害颇大;木材处于潮湿状态时,将受木腐菌侵蚀而腐朽;木材能着火燃烧。

  指在建筑中以砖或石材为主砌筑制成的结构,是我国传统的建筑结构形式之一,造就了中国砖石塔发展的高峰,形式丰富,结构多样,构造作法进步。从平面看,有方形、六边形、八边形,北宋中期以后,以八边形为主。

  从外观看,有密檐式、楼阁式、花束式等不同类型。在密檐式塔中出现了八角形密檐塔。在楼阁式塔中,一种是塔身用砖造,外围的平座及腰檐用木构,另一种是全部用砖或石砌筑,而形式完全仿木构,第三种是简化的仿木楼阁式塔。

  花束式塔则完全不同于以上类型,与历史上的塔没有继承发展关系,为新出现的一种形式,它的上半部外作花束式,下半部仍为塔室形。

  指以普通混凝土为主制作的结构。《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》(GEM83-85)中指出:它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。其应用范围极广,是土木建筑工程中用得最多的一种结构。

  与其他材料的结构相比,其主要优点是:整体性好,可灌筑成为一个整体;可模性好,可灌筑成各种形状和尺寸的结构;耐久性和耐火性好;工程造价和维护费用低。主要缺点是:混凝土抗拉强度低,容易出现裂缝;结构自重比钢、木结构大;室外施工受气候和季节的限制;新旧混凝土不易连接,增加了补强修复的困难。

  指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度,因而混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。

  如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋,则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担,这样就充分发挥了混凝土抗压强度较高的优势,起到共同抵抗的作用,提高了混凝土梁、板的承载能力。钢筋混凝土结构在土木工程中的应用范围极广,各种工程结构都可采用钢筋混凝土建造。

  指以钢材为主制成的结构。其中,由钢带或钢板经冷加工而成的型材制作的结构称冷弯钢结构。常用钢板和型钢等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成;各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或锄钉连接。

  钢结构具有重量轻、承载力大、可靠性较高、能承受较大动力荷载、抗震性能好、安装方便、密封性较好等特点。但钢结构耐锈蚀性较差,需要经常维护,耐火性也较差。常用于跨度大、高度大、荷载大、动力作用大的各种工程结构中。

  指在结构上施加荷载以前用特定的方法预加应力,使内部产生对结构承受外荷有利的应力状态的钢结构。大跨度房屋建筑结构、吊车梁、桥跨结构、大直径贮液库、压力管道和压力容器等都可采用预应结构。

  预应力钢结构可扩大结构或构弹性工作范围,减少挠度,更有效地利强度钢材,从而改善结构或构件的状况。

  是指建筑物中枢向承重结构的楼、柱等采用砖或者砌块砌筑,梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。

  砖混结构是混合结构的一种,是采用砖墙来承重,钢筋混凝土梁柱板等构件构成的混合结构体系。

  适合开间进深较小,房间面积小,多层或低层的建筑,对于承重墙体不能改动,而框架结构则对墙体大部可以改动。

  指在建筑中以砌体为主制作的结构。:它包括砖结构、石结构和其他材料的砌块结构。分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。一般民用和工业建筑的墙、柱和基础都可采用砌体结构。

  烟囱、隧道、涵洞、挡土墙、坝、桥和渡槽等,也常采用砖、石或砌块砌体建造。

  指由墙和楼板组成承重体系的房结构。墙既作承重构件,又作房间的隔断,是居住建筑中最常用且较经济的结构形式。缺点是室内平面布置的灵活性较差。垃圾桶结构多用于住宅、公寓,也可用于办公楼、学校等公用建筑。墙板结构的承重墙可用砖、砌块、预制或现浇混凝土做成。

  楼板用预制钢筋混凝土或预应力混凝土空心板、槽形板、实心板,预制与现浇叠合式楼板,全现浇式楼板。墙板结构按所用材料和建造方法的不同分为三类:(1)混合结(2)装配式大板结构;(3)现浇式墙板结构。

  指墙体用混凝土现浇、楼板采用预制或现浇的房屋结构。主要优点是抗震性能好。与混合结构相比,墙面抹灰量大量减少,劳动强度减轻,用量少;与装配式大板结构相比,施工简便,是我国地震区多层与高层住宅的主要结构形式之一。

  现浇式墙板结构的墙体材料与建造方法可分内外墙全部现浇混凝土及横墙与内纵墙现浇,外墙采用预制大板(简称内浇外挂)或砖、块(简称内浇外砌)两类。

  指用预制混凝土墙板和楼板拼装成的房屋结构,是一种工业化程度较高建筑结构体系。主要优点是可以进行商品化生产,现场施工效率高,劳动强度低,自重较轻,结构强度与变形能力均比混合结构好。但造价较高,需用大型的运输吊装机械,平面布置不够灵活。

  装配式大板结构的联结构造是房屋能否充分发挥强度、保证必要的刚度和空间整体性能的关键。

  框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架,各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工,建筑的内外墙处理十分灵活,应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早,但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。

  根据框架布置方向的不同,框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置,楼板和联系梁沿纵向布置,具有结构横向刚度好的优点,实际采用较多。纵向布置同横向布置相反,横向刚度较差,应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架,建筑的整体刚度好,是地震设防区采用的主要方案之一。

  剪力墙结构是利用建筑的内墙或外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构。剪力墙一般为钢筋混凝土墙,高度和宽度可与整栋建筑相同。因其承受的主要再载是水平荷载,使它受剪受弯,所以称为剪力墙,以便与一般承受垂直荷载的墙体相区别。

  剪力墙结构的侧向刚度很大,变形小,既承重又围护,适用于住宅和旅游等建筑。

  简称框一剪结构。它是指由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。框架结构建筑布置比较灵活,可以形成较大的空间,但抵抗水平荷载的能力较差,而剪力墙结构则相反。

  框架一剪力墙结构使两者结合起来,取长补短,在框架的某些柱间布置剪力墙,从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。在这种结构中,框架和剪力墙是协同工作的,框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平荷载。

  指由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构。筒体,是由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。

  简体结构适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。筒体结构分筒体一框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。

  指由曲面形板与边缘构件(梁、拱或桁架)组成的空间结构。壳体结构具有很好的空间传力性能,能以较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构,能覆盖或围护大跨度的空间而不需中间支柱,能兼承重结构和围护结构的双重作用,从而节约结构材料。

  壳体结构可做成各种形状,以适应工程造型需要,因而广泛应用于工程结构中。如大跨度建筑物顶盖,中小跨度屋面板、工程结构与衬砌、各种工业用管道、冷却塔、储液罐等。工程结构中采用的壳体多由钢筋混凝土做成,也可用钢、木、石、砖或玻璃做成。

  指由多根杆件按照一定的网格形式通过节点联结而成的空间结构。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点,可作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场、看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。

  缺点是会交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。网架结构按所用材料分有钢网架、钢筋混凝土网架以及钢与钢筋混凝土组成的网架,其中以钢网架用得较多。

  是以钢索(钢丝束、钢绞线、钢丝绳等)作为主要受拉构件的结构。钢索主要承受轴向拉力,可以充分发挥材料的强度,并且由于钢索的抗拉强度很高,从而使结构具有自重轻、用钢省、跨度大的优点。悬索结构按其表面形式不同分为单曲面及双曲面两类,每一类又按索的布置方式分为单层悬索与双层悬索两种,其中双曲面悬索中还有一种交叉索网体系。

  单曲面单层或双层悬索适用于矩形建筑平面;双曲面单层或双层悬索适用于圆形建筑平面;双曲面交叉索网体系的屋面因刚度大、层面轻、排水处理方便,能适应各种形状的建筑平所以在实际中应用较为广泛。

  是采用柱、梁或柱、板组成承重框架,再以各种轻质材料制品作围护结构的建筑。它与一般框架结构建筑的不同之处是建筑的内外墙体都采用新型轻质墙板。轻质外墙板,按其构造特点分单一材料板如(如加气混凝土板)和多层复合板(如石棉水泥板、陶粒混凝土矿棉夹芯板、预应力薄板内复石膏板等)两种。按外墙板的支承方式,可分为自承重式和悬挂式(墙板悬挂架梁上)两种。

  轻质内墙板一般有三种类型:一种是用各种轻质材料制成的实心板,二是用轻质材料制成的空心板;三是用轻质板制成的多层复合板。框架轻板建筑既具有一般框架结构建筑的特点,又有自重轻、使用面积大、节省水泥、施工速度快和合理利用工业废料等突出优点。

  大模板建筑采用整块的工具式大模板现浇混凝土承重内墙,用相当于一个房间大小的台模现浇楼板(或采用预制楼板),用预制外墙板(或采用砖砌体)做围护结构的施工方法建造的建筑。

  外墙采用预制大板的做法称为内浇外挂;外墙采用手式砌筑砖墙的做法称为内浇外砌;内外墙采用大模板现浇混凝土的做法则为全现浇式。大模板建筑的优点是整体性好,抗震性强,施工工艺设备简单,技术容易掌握,机械化程度较高,施工速度较快,工期也较短。

  应用于城市中的多层和高层住宅建筑有很大的优越性,同时也适用于多层和高层的公共建筑。因此,采用大模板建筑是比较适合我国国情的一种工业化施工方法。

  升板建筑通常是先将楼板和屋面板在地面上分层重叠浇筑成型,然后沿已建成的柱网利用安装在柱子上的提升设备将楼极逐层提升并就位固定的施工方法建造的建筑。它具有节约模板、构件运输量少、施工速度快而安全、不需大型起重设备、升板操作容易掌握、施工占地少、施工噪音小等优点。

  适用于钢筋混凝土柱子承重、楼面前载较大、内墙较少的各类建筑。如果把围护结构的大型墙板预先安装在楼板上,然后整层一起提升,由顶层往下逐层就位固定,这种方法称为升层法,是将升板和大板施工工艺结合起来的施工方法。如果将升板和滑升模板技术相结合以升带滑,则称为升板滑模法。此外还有集层升板法和悬挂升板法等,都是在升板的基础上发展的。

  滑模建筑一般按建筑的平面形状组装成一定高度的模板系统,利用液压提升设备不断提升模板,上边挠筑混凝土,下边随即脱模而连续浇注混凝土墙体的施工方法建造的建筑。

  滑升模板只解决墙体的挠撞,建筑内部的楼板和梁等还需采取预制和现烧的方法进行施工。滑升模板由模板系统、操作平台系统、液压系统和支承杆等基本部分组成。滑模建筑可适用于多层、高层住宅、办公楼等建筑,更适用于多层、高层工业建筑和构筑物(如多层框架、储告、烟囱、冷却塔、电视塔、高层建筑中的电棉井等)。

  其特点是施工速度快,机械化水平高,节省人工、模板和施工用地,建筑的整体性好,抗震能力强,但工艺设备较复杂,施工操作难度也较大。


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