建筑结构设计概述

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1、1建筑结构设计概述1.1建筑结构建筑结构是房屋建筑的骨架，该骨架由若干基本构件通过一定连接方式构成整体，能安全可靠地承受并传递各种荷载和间接作用。在房屋建筑结构中，由板、梁形成的梁板结构，用杆件做成的桁架或网架等组成房屋的水平承重结构，一般作为房屋的楼盖和屋盖。由柱、墙或用墙围成的井筒组成房屋的竖向承重结构，房屋上的所有作用都由它承受并通过基础将所有作用传到地基中去，竖向承重结构是房屋的主体结构。以上两部分构成了房屋的上部结构。房屋的下部结构——地下室和基础可以做成水平方向结构，如伐板基础、联合基础、条形基础等；也可做成竖向结构，如柱下单独基础、深入坚实土层或岩层的桩基础；还可以

2、做成兼有水平和竖向结构的箱形基础。房屋的水平承重结构和竖向承重结构密切相关。竖向结构的间距越大，虽然其所用建筑材料越少，但因水平方向结构的跨度增大，相应地其所需的截面高度就会加大，所用材料必然增多。因此，一个好的结构设计应该考虑水平结构和竖向结构之间的协调，以获得良好的使用功能且最经济。图1.1为一建筑结构的受力示意图。合理的结构体系必须荷载传递明确、直接。一般地，荷载的传递途径如下：（1）楼面竖向荷载——板——梁——柱——柱下基础——地基，或楼面竖向荷载——板——墙——墙下基础；（2）水平风荷载——外墙（纵墙）——楼盖——横墙——横墙基础——地基，或水平风荷载——外墙（纵墙）—

3、—外纵墙基础——地基。图1.1建筑结构受力图建筑物有不同的使用功能，故有多种结构类型。按构件组成结构的方式（即结构承重体系）的不同，建筑结构可分为框架结构、混合结构、排架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等。-21-按所采用结构材料的不同，建筑结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构及组合结构等。根据建筑的规模及用途的不同，有单层厂房、多层轻工业厂房、多层民用建筑、高层建筑、大跨度结构和其他特种结构之分。各种类型结构的设计都要贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。结构设计时，应从工程实际出发，合理选用材料、结构方案和构造措施。

4、1.2建筑结构的荷载所有能使结构产生内力和变形的原因统称为“作用”。除了直接以“力”的形式出现的作用会在结构中产生内力或变形，其它如温度的变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降也可在结构中产生内力和变形。直接以“力”的形式出现的作用称为直接作用，即荷载；其它作用则称为间接作用。建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行设计。间接作用对结构的影响在结构设计过程中也应予以考虑。1.2.1荷载的分类结构上的荷载按作用时间的变异性可分为：（1）永久荷载，在结构设计基准期内其值不随时间而变化，或变化值与平均值相比可以忽略不计的作用。例如，

5、结构自重、土压力、固定设备重、预应力混凝土中的预应力等。对于由材料自身重量产生的荷载，即结构自重标准值，可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定，各类材料的自重见附录1。（2）可变荷载，在设计基准期内其值随时间而变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载。例如，楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。可变荷载的标准值应按《建筑结构荷载规范》中的相关规定确定。（3）偶然荷载，在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其值很大且持续时间很短的作用。例如爆炸力、撞击力等。结构上的荷载按结构的反应特点可分为：（1）静态荷载，使结构产生的加速度可以忽略不计的荷载。

6、（2）动态荷载，使结构产生的加速度不可忽略不计的荷载。建筑结构设计的动力计算，在有充分依据时，可将重物或设备的自重乘以动力系数后，按静力计算设计。搬运和装卸重物以及车辆启动和刹车的动力系数，可以采用1.1~1.2；直升机在屋面上的荷载，也应乘以动力系数1.4，其动力荷载只传至楼板和梁。1.2.2楼面和屋面活荷载1.民用建筑楼面均布活荷载-21-民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值及相应的频遇值系数和准永久值系数，应按附录2或《建筑结构荷载规范》4.1.1条的规定采用。设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值应按荷载规范要求乘以规定的折减系数。楼面结构上的局部荷载可

7、按荷载规范附录B的规定，换算为等效均布荷载。1.工业建筑楼面活荷载工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载，均应按实际情况考虑，可采用等效均布活荷载代替。工业建筑楼面上无设备区域的操作荷载，包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷载考虑，采用2.0kN/m2。2.屋面活荷载房屋建筑的屋面水平投影面上的屋面均布活荷载，应按表1.1采用。屋面均布活荷载不应与雪荷载同时进行组合。表1.1屋面均布活荷载项次类别标准值（2.