2013年建筑考點：常見建筑結(jié)構(gòu)體系及其應用

1A410000建筑工程技術(shù)

1A411000建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

命題考點五　常見建筑結(jié)構(gòu)體系及其應用

　　【教材解讀】

　　一、混合結(jié)構(gòu)體系

　　混合結(jié)構(gòu)房屋一般是指樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土或鋼木結(jié)構(gòu)，而墻和柱采用砌體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，一般在6層以下。混合結(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋。

　　二、框架結(jié)構(gòu)體系

　　框架結(jié)構(gòu)是利用梁、柱組成的縱、橫兩個方案的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同時承受豎向荷載和水平荷載。

　　框架結(jié)構(gòu)的主要優(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(cè)向剛度較小，當層數(shù)較多時，會產(chǎn)生過大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件(如隔墻、裝飾等)破壞，而影響使用。

　　三、剪力墻體系

　　剪力墻體系是利用建筑物的墻體(內(nèi)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(nèi)都適用。

　　剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大，水平荷載作用下側(cè)移小;缺點是剪力墻的間距小，結(jié)構(gòu)建筑平面布置不靈活，不適用于大空間的公共建筑，另外結(jié)構(gòu)自重也較大。

　　四、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中設置適當剪力墻的結(jié)構(gòu)。

　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)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-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。

　　五、簡體結(jié)構(gòu)

　　簡體結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系適用于30～50層的房屋。

　　筒體結(jié)構(gòu)可分為框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒和多筒結(jié)構(gòu)等。

　　多筒結(jié)構(gòu)是將多個筒組合在一起，使結(jié)構(gòu)具有更大的抵抗水平荷載的能力。

　　六、桁架結(jié)構(gòu)體系

　　桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可利用截面較小的桿件組成截面較大的構(gòu)件。單層廠房的屋架常選用桁架結(jié)構(gòu)。

　　屋架的弦桿外形和腹桿布置對屋架內(nèi)力變化規(guī)律起決定性作用。

　　七、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種。平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點是：空間受力體系，桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)約材料，整體性能好，剛度大，抗震性能好。桿件類型較少，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

　　平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。角錐體系受力更為合理，剛度更大。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度，網(wǎng)架尺寸應與網(wǎng)架高度配合決定，腹桿的角度以45。為宜。網(wǎng)架的高度與短跨之比一般為1/15左右。

　　網(wǎng)架桿件一般采用鋼管，節(jié)點一般采用球節(jié)點。

　　八、拱式結(jié)構(gòu)

　　1.拱的受力特點與適用范圍

　　拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，它的主要內(nèi)力是軸向壓力。

　　拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，故在建筑和橋梁中被廣泛應用。它適用于體育館、展覽館等建筑中。

　　2.拱的類型

　　按照結(jié)構(gòu)的組成和支承方式，拱可分為三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱。

　　九、懸索結(jié)構(gòu)

　　懸索結(jié)構(gòu)，是比較理想的大跨度結(jié)構(gòu)形式之一，在橋梁中被廣泛應用。目前，懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度已達160m，主要用于體育館、展覽館中。

　　懸索結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件是受拉的鋼索，鋼索由高強度鋼絞線或鋼絲繩制成。

　　懸索結(jié)構(gòu)包括三部分：索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件和下部支承結(jié)構(gòu)。

　　懸索結(jié)構(gòu)可分為單曲面與雙曲面兩類。單曲拉索體系構(gòu)造簡單，屋面穩(wěn)定性差。雙曲拉索體系，由承重索和穩(wěn)定索組成。

　　十、薄壁空間結(jié)構(gòu)

　　薄壁空間結(jié)構(gòu)，也稱殼體結(jié)構(gòu)。它的厚度比其他尺寸(如跨度)小得多，所以稱薄壁。

　　它屬于空間受力結(jié)構(gòu)，主要承受曲面內(nèi)的軸向壓力。彎矩很小。

　　薄殼常用于大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)，如展覽館、俱樂部、飛機庫等。

　　薄殼結(jié)構(gòu)多采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，費模板、費工時。

　　【命題考點】

　　混合結(jié)構(gòu);住宅建筑;豎向荷載和水平荷載;框架結(jié)構(gòu);30m高度范圍內(nèi);框架-剪力墻;筒體結(jié)構(gòu);單層廠房的屋架;網(wǎng)架結(jié)構(gòu);高空拼裝和整體安裝;軸向壓力;拱式結(jié)構(gòu);懸索結(jié)構(gòu);跨中的垂度;雙曲薄殼。

　　【分析預測】

　　(1)根據(jù)所提供的材料，分析判斷建筑物適合采用哪種建筑結(jié)構(gòu)體系。

　　(2)根據(jù)所提供的材料，分析判斷材料中的建筑物所采用的建筑結(jié)構(gòu)是否合理。

　　(3)根據(jù)所提供建筑物的受力特點的材料，判斷采用的是哪種建筑結(jié)構(gòu)。

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　　【考題回顧】

　　【2010年度考試真題】

　　1.下列常見建筑結(jié)構(gòu)體系中，適用房屋建筑高度最高的結(jié)構(gòu)體系是(　　)。

　　A.框架

　　B.剪力墻

　　C.框架-剪力墻

　　D.簡體

　　【答案】D本題考核的是建筑結(jié)構(gòu)體系的應用。在非地震區(qū)，框架結(jié)構(gòu)一般不超過15層。剪力墻適用于小開間的住宅和旅館等，一般在30m高度范圍內(nèi)都適用�？蚣�-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于10～20層的建筑。筒體結(jié)構(gòu)體系適用于30～50層的房屋。

　　2.大跨度混凝土拱式結(jié)構(gòu)建(構(gòu))筑物，主要利用了混凝土良好的(　　)。

　　A.抗剪性能

　　B.抗彎性能

　　C.抗拉性能

　　D.抗壓性能

　　【答案】D本題考核的是拱式結(jié)構(gòu)的受力特點。拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應用，同時也適用于體育館、展覽館等建筑中。

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　　【典型習題】

　　1.在建筑結(jié)構(gòu)體系中，住宅建筑最適合采用(　　)。

　　A.混合結(jié)構(gòu)體系

　　B.框架結(jié)構(gòu)體系

　　C.剪力墻體系

　　D.雙肢剪力墻體系

　　2.剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，厚度不小于(　　)mm。

　　A.100

　　B.120

　　C.140

　　D.160

　　3.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)一般宜用于(　　)層的建筑。

　　A.5～10

　　B.10～20

　　C.15～20

　　D.30～50

　　4.在高層建筑中，特別是超高層建筑中，水平荷載愈來愈大，起著控制作用的是(　　)。

　　A.簡體結(jié)構(gòu)

　　B.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　C.拱式結(jié)構(gòu)

　　D.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

　　5.由于(　　)受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應用，同時也適用于體育館、展覽館等建筑中。

　　A.拱式結(jié)構(gòu)

　　B.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

　　C.框架結(jié)構(gòu)

　　D.簡體結(jié)構(gòu)

　　6.框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析通常是用計算機進行精確分析，而常用的手工近似法是(　　)。

　　A.集中荷載作用下用反彎點法

　　B.豎向荷載作用下用分層計算法

　　C.水平荷載作用下用反彎點法

　　D.點荷載作用下用分組計算法

　　E.面荷載作用下用反彎點法

　　7.以下關(guān)于混合結(jié)構(gòu)體系的表述，正確的是(　　)。

　　A.一般在4層以上，混合結(jié)構(gòu)不宜建造大空間的房屋

　　B.混合結(jié)構(gòu)大多用在住宅、辦公樓、教學樓建筑中

　　C.混合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可形成較大的建筑空間

　　D.混合結(jié)構(gòu)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

　　E.橫墻的設置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求

　　8.簡式結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系，其主要特點有(　　)。

　　A.受力特點是整個建筑猶如一個固定于基礎上的封閉式空心的簡式懸臂梁來抵抗水平力

　　B.筒式結(jié)構(gòu)體系適用于50層以上的房屋

　　C.筒式結(jié)構(gòu)是高超靜定的空間結(jié)構(gòu)

　　D.筒式結(jié)構(gòu)的安裝方法可分為高空拼裝和整體拼裝兩種

　　E.多簡結(jié)構(gòu)是將多個筒組合在一起，使結(jié)構(gòu)具有更大的抵抗水平荷載的能力

　　9.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多桿架按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種，其中平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點主要有(　　)。

　　A.結(jié)構(gòu)自重大

　　B.受力合理，節(jié)約材料

　　C.剛度大

　　D.整體性能好

　　E.抗震性能好

　　10.按照結(jié)構(gòu)的組成和支承方式，拱可分為(　　)。

　　A.多絞拱

　　B.三絞拱

　　C.兩絞拱

　　D.一絞拱

　　E.無絞拱

　　11.目前，懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度已達160m，主要用于(　　)中。

　　A.住宅

　　B.體育館

　　C.展覽館

　　D.辦公樓

　　E.教學樓

　　【答案】1.A2.C3.B4.A5.A6.BC7.BDE8.AE9.BCDE10.BCE11.BC

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