建筑结构选型期末大作业(完整版)..

1目录第1章混合结构体系1.1混合结构体系概述1.2实例工程项目概况1.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第2章框架结构体系2.1框架结构体系概述2.2实例工程项目概况2.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第3章剪力墙结构体系3.1剪力墙结构体系概述3.2实例工程项目概况3.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第4章门式刚架结构体系4.1门式刚架结构体系概述4.2实例工程项目概况4.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第5章桁架结构体系5.1桁架结构体系概述5.2实例工程项目概况5.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第6章拱结构体系6.1拱结构体系概述6.2实例工程项目概况6.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第7章薄壳结构体系27.1薄壳结构体系概述7.2实例工程项目概况7.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第8章网架结构体系8.1网架结构体系概述8.2实例工程项目概况8.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第9章悬索结构体系9.1悬索结构体系概述9.2实例工程项目概况9.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第10章薄膜结构体系10.1薄膜结构体系概述10.2实例工程项目概况10.3实例工程项目结构选型与结构布置分析第11章充气结构体系11.1充气结构体系概述11.2实例工程项目概况11.3实例工程项目结构选型与结构布置分析3第1章混合结构体系1.1混合结构体系概述混合结构是指由砌体作为竖向承重结构（墙体），由其他材料(一般为钢筋混凝土或木结构）构成水平向承重结构（楼盖）所组成的房屋结构。单层或多层混合结构房屋承重墙的布置方式有四种方案：纵墙承重系统，横墙承重系统，纵横墙承重体系，内框架承重体系。楼屋面大梁放在纵墙壁柱上，楼板及屋面板放置在大梁上，形成纵墙承重体系。由于横墙是非承重墙，因而可以任意设置或连续多开间不设置，从而给建筑上提供了灵活空间。与横墙承重体系相比，纵墙承重体系墙少，自重轻，刚度较差，抗震性能也较差，且楼屋面需加大梁而增加用料，故高烈度地震区不太适合，一般多用于公共建筑及中小型工业厂房。横墙承担楼，屋面传来的荷载，因此不能随意拆除，空间布置没有纵墙承重体系那样灵活，但刚度大，抗震性能较好。横墙承重体系墙体多，自重大，楼面材料较节省，具有结构简单，施工方便的优点，多用于小面积居住建筑和小开间办公楼中。除纵墙承担楼面大梁传来的荷载外，横墙也承担了楼，屋面传来的部分荷载，其开间比横墙承重体系大，但空间布置不如纵墙承重体系灵活，刚度和抗震性能也介于两者之间，墙体材料，自重，楼面材料用量也介于两者之间，多用于教学楼和办公楼中。在仓库，商场及一些工业建筑中，或在希望空间能任意分割的民用建筑中，可将内部墙体全部用内柱框架代替。这种内框架承重体系在空间布局上具有很大的灵活性，中间柱的存在减轻了纵墙的负担；但中间柱下基础的沉降量与纵墙基础的沉降量有可能差别较大，将引起主梁弯矩的变化，这在软土地基上是不利的。在结构布置中，应优先选用横墙承重或纵横墙承重的方案。1.2实例工程项目概况麻省理工学院贝克公寓1946年，阿尔托接受委托在临近查尔斯河繁华的海岸线的地方设计一栋学生宿舍楼。他希望使宿舍尽可能多的房间面向太阳和河流，而不是面向聚集的车流，所以解决这一问题的方案就是把宿舍楼设计成蜿蜒曲折的形式，形成一种倾斜着流动的风景。西面主要是一些次要的空间，例如公用房间、走廊以及位于大厅一层入口处以扇形方式向外发散的楼梯。为了避免走廊的光线昏暗，他将小卖部和自助餐厅的高度降低了一4些。宿舍的表面用的是粗糙的红色石砖，而低矮的餐厅部分使用的是灰色大理石。西面是一个常青藤缠绕的藤架和一座大型露天花园。这座有着红色石砖墙、外形蜿蜒曲折的宿舍楼，跟其他建筑相比是那么与众不同，从而成为一座标志性建筑。这种北欧浪漫主义的建筑手法使得当时的国际先锋派大为震惊。同时这种理性主义原则下的反理性形式，体现了阿尔托对现代主义独裁专断的否定。希契柯克称它有“表现主义”倾向。因当时建筑材料仍受管制，只好用砖砌承重墙，高七层，平面作弯来弯去的蛇形，这样就可使宿舍每人都能看窗外的查里斯河风景，同时，曲线布置也可以冲散一般宿舍特有的单调冷漠气氛。1.3实例工程项目结构选型与结构布置分析砖墙既是承重结构，又是围护结构。墙体、基础等竖向承重构件采用砖砌体结构，楼盖、屋盖等水平承重构件采用装配式或现浇钢筋混凝土结构。建筑平面灵活，使用方便，结构构件巧妙转化为精致的装饰。第2章框架结构体系2.1框架结构体系概述框架结构一般由竖直的柱和水平横梁所组成，梁柱交结处一般为刚性连接。框架结构一般都是受到竖直荷载和水平荷载的共同作用。其主要特点是：布局灵活，不靠墙承重，使用方便，可以获得相对较大的使用空间；但抗侧刚度小，侧移大，抗震和抗风能力较差，对于支座不均匀沉降比较敏感。框架结构按框架构件组成可以划分为梁板式结构和无梁式结构；按框架的施工方法可以划分为现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架和装配整体式框架；按承重结构可以划分为纯框架和内框架。框架结构适用于民用住宅、办公楼、旅馆、饭店、医院、大型商业建筑等，亦可用于工业车间等建筑。2.2实例工程项目概况广州合景金融大厦广州合景金融大厦位于广州市天河区珠江新城J1-6地块，主楼地上41层，屋顶标高为178m（未计向上延伸至198m的外墙构架）；地下室5层，埋深22.16m。总建筑面积为108000m2，其中地下28660m2。五层以下为商业用途，五层以上均为办公用途。地下五层为停车库及设备用房，其中地下四五层兼作五级人防地下室。52.3实例工程项目结构选型与结构布置分析广州合景金融大厦采用圆钢管混凝土框架-钢支撑框架结构体系。结构方案控制原则：刚度、强度，舒适度、延性满足规范要求。小震作用下，主、次结构均要求处于弹性阶段，满足小震不坏的目标；中震作用下，主体结构墓本处于弹性状态，无损坏或损坏程度小，次结构有一定程度损伤，但损伤程度为可修复，修复时不会对主体结构的稳定性和安全性造成很大影响；大震作用下，地震能量主要依靠次要构件耗散，少数抗侧力构件出现塑性铰，整体结构内力重分布，结构整体仍具有一定的抗侧刚度，可继续工作。通过设置部分偏心支撑，在支撑与柱之间或支撑与支撑之间形成耗能梁段。在大震作用下通过耗能梁段的弹塑性变形耗能，保证支撑不屈曲。高出屋面的幕墙采用钢桁架结构，并设置部分粘弹性消能阻尼器，以起到减少风振和在地震作用下耗能的作用。广州合景金融大厦框架柱采用圆钢管混凝土：柱、支撑体系采用跨层、形矩形钢管支撑，层内人字形及V字形热轧或焊接正放H型钢支撑，框架梁采用烘轧或6焊接H型钢与闭口型或缩口型压型钢板组合楼板的组合形式。利用钢支撑作为主要抗侧力构件，钢框架土要承担竖向荷栽。钢柱与钢梁节点，钢支撑与钢骨连接点均采用刚性连接，主次梁节点为铰接。第3章剪力墙结构体系3.1剪力墙结构体系概述剪力墙结构，是利用建筑物的外墙和永久性内隔墙的位置布置混凝土承重墙的结构。其主要特点是：抗侧刚度大，侧移小，抗震性能好；室内墙面平整，结构自重大，平面布置不灵活，不容易形成大空间。剪力墙结构常用于高层住宅和旅游建筑中。3.2实例工程项目概况广州白天鹅宾馆广州白天鹅宾馆是中国内地第一家五星级大酒店。酒店于1983年开业，2000年重新装修，楼高28层，共有客房总数842间套。广州白天鹅宾馆是“世界一流酒店组织”之首家中国成员，是今日广州豪华酒店佼佼者，矗立于珠江河畔历史悠久的沙面岛。2010年广东省第三次文物普查，广州白天鹅宾馆将被认定为文物。3.3实例工程项目结构选型与结构布置分析7广州白天鹅宾馆主楼采用剪力墙大阪系统，主楼地下室采用钢筋混凝土防渗墙结构。横向剪力墙和纵向剪力墙共同承重，侧刚度更强，侧移更小，从而保证了抗震性能。第4章门式刚架结构体系4.1门式刚架结构体系概述门式钢架也称单层钢架，门式钢架为梁柱合一的结构，其内力小于排架结构，梁柱截面高度小，造型轻巧，内部净空较大，故被广泛应用于中小型厂房，体育馆，礼堂，食堂等中小跨度的建筑中。4.2实例工程项目概况国家体育场（鸟巢）国家体育场俗称鸟巢，位于北京奥林匹克公园中心区南部，为2008年第29届奥林匹克运动会的主体育场。工程总占地面积21公顷，建筑面积258,000㎡。场内观众坐席约为91000个，其中临时坐席约11000个。国家体育场工程为特级体育建筑，主体结构设计使用年限100年，耐火等级8为一级,抗震设防烈度8度,地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长333米、东西宽294米的，高69米。钢结构总用钢量为4.2万吨，混凝土看台分为上、中、下三层，。钢结构与混凝土看台上部完全脱开，互不相连，形式上呈相互围合，基础则坐在一个相连的基础底板上。国家体育场屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构，即固定于钢结构上弦之间的透明的上层ETFE膜和固定于钢结构下弦之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。国家体育场，被誉为“第四代体育馆”的伟大建筑，见证的不仅仅是人类21世纪在建筑与人居环境领域的不懈追求，也见证着中国这个东方文明古国不断走向开放的历史进程。其设计新颖，配套设施完备，象征意义深远。4.3实例工程项目结构选型与结构布置分析“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱，主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构。看台混凝土结构为地下1层，地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。钢架结构是指梁柱之间为刚性连接的结构。在竖向荷载作用下，由于柱对梁的约束作用减小了梁跨中的弯矩和挠度。在水平荷载作用下，由于梁对柱子的约束作用减少了柱内的弯矩和侧向变为。钢架结构的承载力的刚度很大。第5章桁架结构体系5.1桁架结构体系概述桁架结构是由直杆在端部相互连接而成的以抗弯为主的格构式结构。桁架结构受力合理，计算简单，施工方便，适应性强，对支座没有横向推力；但结构高度大，平面桁架的侧向刚度小，为了保证桁架平面外的稳定性，通常需要设9置支撑系统。桁架结构按外形不同可分为三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线形屋架、平行弦屋架；按腹杆布置不同可分为三角形腹杆系、带竖杆的三角形腹杆系、半斜腹杆系、组合腹系；按其几何组成方式可分为简单桁架、联合桁架和复杂桁架按是否存在水平推力可分为无推力的梁式桁架和有推力的拱式桁架；按材料的不同可分为木屋架、钢-木组合屋架、钢屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架和钢-混凝土组合屋架。桁架结构在民用建筑、工业建筑、公共建筑、娱乐设施、施工设备、公路桥梁等领域应用广泛。5.2实例工程项目概况天津奥林匹克中心体育场天津奥林匹克中心体育场为2008年北京奥运会足球赛场。体育场位于天津中心市区西南部。体育场建筑面积15.8万m2，共由6层组成，总高53m，可同时容纳6万名观众，可满足国际足球和田径比赛的要求。结构设计的构思为：屋顶桁架选用V字形平行弦桁架，悬挑结构，以表现体育场地的动感与轻快。该体育场成为天津市重大体育活动的中心场地和标志性建筑。5.3实例工程项目结构选型与结构布置分析天津奥林匹克体育中心体育场基础为高强混凝土预应力管桩，主体为钢筋混凝土框架结构，屋顶桁架选用V字形平行弦桁架，悬挑结构。主桁架最大跨度10117m，主、环桁架均为平面管桁架结构形式，桁架最大安装高度达53m，整个钢屋盖由主桁架、子桁架、二道环形桁架及水平、垂直支撑、檩条组成，总用钢量约13000t。主桁架上口定位采用柱帽杆固定于看台柱顶支座上，下口定位采用落地形式。第6章拱结构体系6.1拱结构体系概述拱结构是以受轴向压力为主的结构，是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展。拱结构的一个显著特点是产生水平力，而且与跨度有关系，跨度越大，其水平力越大。按支撑方式分类，拱可分为三铰拱、二铰拱和无铰拱。拱在建筑中应用广泛，如桥、屋顶、窗洞、门洞、水坝、体育馆等大量采用拱结构。6.2实例工程项目概况俄罗斯风景桥风景桥是俄罗斯首都莫斯科克雷拉茨科耶区横跨莫斯科河的一座公路斜拉桥，全长1460m，其中主桥长409.50m，宽37m；跨河钢拱桥塔高105m，拱跨182m