——結(jié)構(gòu)類型——
按照結(jié)構(gòu)類型可分為:木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu))。
一、木結(jié)構(gòu)
木結(jié)構(gòu)是指用木材制成的結(jié)構(gòu)。
1.1受力特性
木材受拉和受剪皆是脆性破壞,其強度受木節(jié)、斜紋及裂縫等天然缺陷的影響很大,但在受壓和受彎時具有一定的塑性。
1.2優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1)取材容易,加工簡便。
2)木結(jié)構(gòu)自重較輕,木構(gòu)件便于運輸、裝拆,能多次使用,故廣泛地用于房屋建筑中,也還用于橋梁和塔架。
缺點:
1)木材處于潮濕狀態(tài)時,將受木腐菌侵蝕而腐朽;在空氣溫度、濕度較高的地區(qū),白蟻、蛀蟲、家天牛等對木材危害頗大砌體的砌筑基本上是手工方式,施工勞動量大。
2)木材能著火燃燒,但有一定的耐火性能。
1.3用途
木結(jié)構(gòu)多用在民用和中小型工業(yè)廠房的建造中。
二、砌體結(jié)構(gòu)
指在建筑中以砌體為主制作的結(jié)構(gòu),用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu),又稱磚石結(jié)構(gòu)。有配筋砌體結(jié)構(gòu)和無筋砌體結(jié)構(gòu)兩大類。
2.1受力特性
砌體的抗壓強度較高而抗拉強度很低,因此,砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要承受軸心或小偏心壓力,而很少受拉或受彎。因此,對多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計需要采用構(gòu)造柱、圈梁及其它拉結(jié)等構(gòu)造措施以提高其延性和抗倒塌能力。
2.2優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1)容易就地取材;
2)磚、石或砌體砌塊具有良好的耐火性和較好的耐久性;
3)砌體砌筑時不需要模板和特殊的施工設(shè)備。在寒冷地區(qū),冬季可用凍結(jié)法砌筑,不需特殊的保溫措施;
4)磚墻和砌塊墻體能夠隔熱和保溫,所以既是較好的承重結(jié)構(gòu),也是較好的圍護結(jié)構(gòu)。
缺點:
1)與鋼和混凝土相比,砌體的強度較低,因而構(gòu)件的截面尺寸較大,材料用量多,自重大;
2)砌體的砌筑基本上是手工方式,施工勞動量大;
3)砌體的抗拉和抗剪強度都很低,因而抗震性較差,在使用上受到一定限制。磚、石的抗壓強度也不能充分發(fā)揮;
4)粘土磚要粘土制造,在某些地區(qū)過多使用會占用農(nóng)田,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
2.3用途
一般民用和工業(yè)建筑的墻、柱和基礎(chǔ)都可采用砌體結(jié)構(gòu)。煙囪、隧道、涵洞、擋土墻、壩、橋和渡槽等,也常采用磚、石或砌塊砌體建造。
代表建筑有趙州橋、萬里長城等建筑。
三、鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。
3.1受力特性
鋼梁是最常見的受彎構(gòu)件,柱、桁架的壓桿等都是常見的受壓構(gòu)件
3.2優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1)材料強度高,自身重量輕;
2)鋼材韌性,塑性好,材質(zhì)均勻,結(jié)構(gòu)可靠性高;
3)鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機械化程度高;
4)鋼結(jié)構(gòu)密封性能好;
5)低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保,可重復(fù)利用。
缺點:
1)耐腐蝕性能差;
2)耐熱不耐火。
3.3用途
強度高、自重輕、剛度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜。
代表建筑有埃菲爾鐵塔、紐約帝國大廈等建筑。
四、框架結(jié)構(gòu)
指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)。
4.1受力特性
采用結(jié)構(gòu)的房屋墻體不承重,僅起到圍護和分隔作用,由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。
4.2優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1)空間分隔靈活,自重輕,節(jié)省材料;
2)具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點,利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu);
3)框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標準化、定型化,便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu),以縮短施工工期;
4)采用現(xiàn)澆混凝土框架時,結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好,抗震性能優(yōu)越,具有較好的結(jié)構(gòu)延性。
缺點:
1)框架節(jié)點應(yīng)力集中顯著;
2)框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小,屬柔性結(jié)構(gòu)框架,在強烈地震作用下,結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大,易造成嚴重的非結(jié)構(gòu)性破壞數(shù)量多;
3)吊裝次數(shù)多,接頭工作量大,工序多,浪費人力,施工受季節(jié)、環(huán)境影響較大;
4)不適宜建造高層建筑。
4.3用途
代表建筑有喬治•蓬皮杜國家藝術(shù)文化中心等建筑。
五、剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力,并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力,這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。
5.1受力特性
剪力墻的主要作用是承擔(dān)豎向荷載(重力)、抵抗水平荷載(風(fēng)、地震等),剪力墻結(jié)構(gòu)中墻與樓板組成受力體系。
5.2優(yōu)缺點
優(yōu)點:
鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力,它的剛度很大,空間整體性好,房間內(nèi)不外露梁、柱棱角,便于室內(nèi)布置,方便使用。
缺點:
剪力墻不能拆除或破壞,不利于形成大空間,住戶無法對室內(nèi)布局自行改造。
5.3用途
公寓、住宅、旅館等。
六、框架剪力墻結(jié)構(gòu)
在框架的某些柱間布置剪力墻,從而形成承載能力較大、建筑布置又較靈活的結(jié)構(gòu)體系。在這種結(jié)構(gòu)中,框架和剪力墻是協(xié)同工作的。
6.1受力特性
由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的新的受力形式,框架與剪力墻的相互作用力使整個框架剪力墻結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)固。
6.2優(yōu)缺點
優(yōu)點:
剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力,并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力,它的剛度很大,空間整體性好,房間內(nèi)不外露梁、柱棱角,便于室內(nèi)布置,方便使用。
6.3用途
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)形式是高層住宅采用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。
七、筒體結(jié)構(gòu)
由框架-剪力墻結(jié)構(gòu)與全剪力墻結(jié)構(gòu)綜合演變和發(fā)展而來,是將剪力墻或密柱框架集中到房屋的內(nèi)部和外圍而形成的空間封閉式的筒體。其特點是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間。分為筒體-框架、框筒、筒中筒、束筒。
7.1受力特性
主要抗側(cè)力,四周的剪力墻圍成豎向薄壁筒和柱框架組成豎向箱形截面的框筒,形成整體,整體作用抗荷。由密柱高梁空間框架或空間剪力墻所組成,在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側(cè)力構(gòu)件稱為筒體(由密柱框架組成的筒體稱為框筒;由剪力墻組成的筒體稱為薄壁筒)。由一個或數(shù)個筒體作為主要抗側(cè)力構(gòu)件而形成的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu),它適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。
7.2用途
適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。
代表建筑有紐約世界貿(mào)易中心、西爾斯大廈等。
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