《建筑结构选型总》课件

建筑结构选型总建筑结构选型总是一个重要的工程决策，它直接影响到建筑的安全、经济效益和使用寿命。合理的结构选型需要综合考虑各种因素，例如建筑物的类型、用途、场地条件、设计要求和经济预算等。课程大纲结构选型课程重点介绍各种常见建筑结构形式及其优缺点。设计要求课程讲解建筑结构设计中需要考虑的因素和标准，例如抗震性能、经济性等。结构材料课程分析不同材料的特性，以及它们在不同类型建筑中的应用。1.结构选型的基本原则安全可靠性结构应具有足够的强度、刚度和稳定性，能够安全可靠地承受各种荷载和作用，确保建筑物的安全使用。经济合理性结构选型应综合考虑材料成本、施工成本、维护成本等因素，力求经济合理，避免不必要的浪费。1.1结构形式选择的基本要求安全性结构形式必须能够确保建筑物在正常使用条件下安全可靠，并能抵抗各种荷载和外力，如风力、地震等。经济性结构形式应考虑材料成本、施工成本、维护成本等，选择经济合理的方案，避免过度设计。施工可行性结构形式应考虑施工技术条件、工期要求等，选择易于施工、管理方便的方案。适用性结构形式应与建筑物的功能、用途、规模、环境等因素相适应，并考虑建筑物的使用寿命和美观性。1.2结构材料选用的基本要求强度混凝土材料的强度要符合建筑结构的设计要求，以保证建筑物的安全性和耐久性。可加工性结构材料要具有良好的可加工性，便于施工和安装，以提高施工效率。耐久性结构材料需要具有良好的耐腐蚀性、耐火性和抗冻性，以确保建筑物长久使用。经济性结构材料的选择要兼顾经济效益，尽量选用价格合理、性价比高的材料。1.3结构抗震设计的基本要求11.3.1地震作用地震作用的确定应符合现行国家标准，包括地震烈度、地震动参数等。21.3.2结构抗震等级根据建筑的重要性、地震烈度、场地条件等因素确定结构抗震等级，抗震等级越高，抗震要求越高。31.3.3抗震构造措施采用合理的抗震构造措施，如构造柱、抗震墙、钢筋混凝土剪力墙等，提高结构的抗震性能。41.3.4结构抗震验算应进行结构抗震验算，确保结构在设防地震作用下具有足够的抗震能力。2.混凝土结构的选型11.经济性混凝土材料价格低廉，施工工艺成熟，性价比高。22.可塑性混凝土具有良好的可塑性，可以根据建筑物的形状和功能进行设计。33.耐久性混凝土耐久性强，能够经受住各种环境考验，使用寿命长。44.安全性混凝土结构强度高，抗震性能好，能够确保建筑物的安全。2.1混凝土结构的主要形式框架结构框架结构由梁和柱组成，适用于各种建筑形式。剪力墙结构剪力墙结构采用承重墙，抵抗水平荷载。筒中筒结构筒中筒结构将核心筒与外筒结合，增强建筑抗震性能。组合结构组合结构将框架、剪力墙、筒中筒等结构形式结合使用，满足不同建筑需求。2.2框架结构的选型高层建筑框架结构适用于高层建筑，因为它能够提供良好的抗侧力性能和抗震性能。承载力框架结构的承载力较高，能够满足大型建筑的需求，适用于重型设备和大型机械的安装。灵活设计框架结构具有较高的灵活性，便于改变空间布局，适合于现代商业建筑和办公建筑。2.3剪力墙结构的选型剪力墙结构概述剪力墙结构是高层建筑中常用的结构形式，它具有良好的抗震性能和刚度，可以有效地抵抗水平荷载。剪力墙结构的选型需要根据建筑物的规模、高度、使用功能和地震烈度等因素综合考虑。剪力墙结构的优点抗震性能好刚度大造价相对较低剪力墙结构的缺点平面布置受限室内空间利用率低施工难度较大2.4筒中筒结构的选型抗震性能筒中筒结构具有良好的抗震性能，可以有效地抵抗地震的破坏力。建筑美观筒中筒结构可以实现多种建筑造型，提高建筑的美观度和观赏性。空间利用率筒中筒结构可以有效地利用空间，提高建筑的容积率，节约土地资源。施工效率筒中筒结构的施工工艺相对复杂，但可以通过科学的组织和管理提高施工效率。3.钢结构的选型重量轻钢材的密度比混凝土小，可以有效降低建筑物自重，减少地基基础的设计和施工成本。强度高钢材具有较高的抗拉强度和抗弯强度，可以用于建造跨度较大、高度较高、形状复杂的建筑物。可塑性好钢材具有良好的可塑性和韧性，可以承受较大的变形而不至于断裂，因此在抗震设计中具有优势。加工方便钢材的加工工艺较为成熟，可以方便地进行切割、焊接、弯曲等处理，有利于提高施工效率。3.1钢结构的主要形式钢框架结构钢框架结构由钢柱、钢梁和钢节点组成。此结构抗震性能佳，施工速度快，但造价相对较高。钢桁架结构钢桁架结构通常用于大跨度建筑，如体育馆和飞机库。该结构形式轻巧，空间利用率高。3.2单层钢框架结构的选型大跨度空间单层钢框架结构，适用于厂房、仓库等需要大跨度空间的建筑，可有效减少内部柱子数量，增加建筑空间的使用率。快速建造钢结构构件在工厂预制，现场只需进行组装，施工周期短，能有效提高建造效率。轻质结构钢结构本身重量轻，有利于减轻基础荷载，降低工程造价，在一些地质条件较差的地区应用更为广泛。3.3多层钢框架结构的选型高层建筑钢框架结构通常用于多层和高层建筑，特别是在抗震和快速建造的要求。灵活设计钢框架结构能够实现更灵活的设计，满足不同的建筑功能和空间需求。经济效益钢结构的制造和安装效率高，可有效缩短工期，降低施工成本。3.4钢-混凝土组合结构的选型11.优势钢材强度高，混凝土刚度大，两者结合，可以发挥各自优势，形成整体结构，增强结构的整体性和稳定性。22.应用范围适用于高层建筑、大跨度建筑、抗震要求较高的建筑，以及特殊形状的建筑。33.结构形式主要形式有：钢框架-混凝土核心筒结构、钢骨混凝土结构、钢筋混凝土剪力墙-钢框架结构。44.选型要点根据建筑物的功能、规模、形状、抗震要求等因素综合考虑，选择合适的结构形式。4.砖石结构的选型砌块种类通常用粘土砖、混凝土砖等砌筑，根据建筑物荷载要求和使用环境，选择合适的材料。砂浆性能砂浆强度和抗裂性影响结构整体性能，应根据砌块材料特性和设计要求选择。抗震措施砖石结构抗震性能较差，应根据地区地震烈度，进行相应的抗震设计，如设置钢筋、抗震墙体等。4.1砖石结构的主要形式砌体结构砌体结构主要采用砖、石、混凝土砌块等材料砌筑而成。它具有造价低廉、施工简便、耐久性好等优点。钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构由钢筋混凝土柱、梁、板等构件组成，具有抗震性能好、空间利用率高、建筑形式灵活等优点。钢结构框架结构钢结构框架结构由钢柱、钢梁、钢板等构件组成，具有强度高、重量轻、施工速度快等优点。砖木结构砖木结构由砖墙、木梁、木柱等构件组成，是一种传统的建筑结构形式，具有造价低廉、保温性能好等优点。4.2砌体结构的选型11.适用范围砌体结构通常用于低层建筑，例如住宅、小型商业建筑等，可以满足一般的结构要求。22.经济性砌体结构材料成本较低，施工工艺相对简单，适合预算有限的项目。33.抗震性砌体结构的抗震性能取决于砌体材料的质量和施工质量，需谨慎设计并严格施工控制。44.承载力砌体结构的承载力有限，不适合用于高层建筑或荷载较大的建筑。4.3砖木结构的选型传统建筑砖木结构是传统建筑中常用的结构形式，具有良好的保温隔热性能和经济效益。现代应用现代砖木结构建筑注重设计美观，强调环保节能，在别墅和乡村住宅中应用广泛。内部设计砖木结构房屋的内部装饰灵活多样，可以根据个人喜好和生活方式进行个性化定制。5.木结构的选型木材特性木结构具有高强度重量比，可用于跨度较大的建筑。木材的弹性高，抗震性能好，在承受地震力时具有较好的韧性。可持续性木材是可再生资源，可减少对环境的影响。现代木结构施工技术采用预制构件，可减少现场施工时间和噪音，提升施工效率。5.1木结构的主要形式框架结构木框架结构是最常见的木结构形式。该结构由木梁、木柱和木板组成，易于建造和维护。轻型木结构轻型木结构以木方和木板为主要材料，采用预制组件，可快速建造，适合小跨度建筑。重型木结构重型木结构以原木、胶合木等材料为主，可用于大型建筑，具有良好的抗震性和耐久性。木屋架结构木屋架结构由木构件组成，可用于屋顶，具有良好的抗弯强度和抗剪强度。5.2木框架结构的选型11.结构形式木框架结构主要由木柱、木梁和木墙组成，并用木板或其他材料进行封闭。22.材料选择应选用强度高、耐腐蚀、耐久性好的木材，并进行防腐、防虫处理。33.连接方式常用的连接方式包括钉接、螺栓连接、胶合板连接等，应保证连接节点的强度和稳定性。44.防火措施木结构应采取有效的防火措施，如使用防火涂料、防火板等，降低火灾风险。5.3木屋架结构的选型屋架类型木屋架结构主要由木构件组成，可采用三角形、拱形等形式，可根据建筑物的形状、跨度和荷载等因素进行选择。适用范围适用于跨度较小、荷载较轻的建筑物，如小型房屋、凉亭等。木屋架结构具有轻质、环保、施工简便等优点。施工要点木屋架结构的施工需要严格控制木材的质量和尺寸，并采用合理的连接方式，以确保结构的稳定性。6.结构选型的综合考虑结构选型应综合考虑各种因素，例如建筑的功能、审美需求、经济成本、施工工艺、抗震性能等。结构设计应在满足安全可靠性的前提下，充分考虑经济性，选择合适的结构形式和材料，优化施工方案。结构选型需要综合分析各种因素，权衡利弊，找到最佳的方案，满足建筑的使用要求和安全标准。6.1功能与审美的协调功能性结构应满足建筑的功能要求,包括使用空间、承载能力、隔热隔音等。功能设计是结构选型的基础,确保建筑能够满足预期用途。审美性结构形式应与建筑整体设计风格相协调,创造美观和谐的视觉效果。审美设计是建筑设计的重要组成部分,提升建筑的艺术价值。6.2经济性与施工工艺的匹配经济性成本是建筑结构选型的重要因素。要比较不同结构形式的造价，包括材料成本、人工成本、运输成本等。也要考虑结构的维护成本和使用寿命。有些结构形式虽然初期成本较低，但后期维护成本较高，反之亦然。施工工艺