建筑结构选型案例分析7650.pdf

《建筑结构选型案例分析7650.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑结构选型案例分析7650.pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-1 混合构造体系 1.1 混合构造体系概述 混合构造是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重构造所共同组成的构造体系均为混合构造。混合构造,又可以说是砖混构造.虽然也用钢筋浇柱梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆.特点：质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低，适合 6 层以下，横向刚度大，整体性好，但平面灵活性差。分类：型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土构造 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒构造 1.2 实例工程工程概况 金茂大厦Jin

2、MaoTower，又称金茂大楼，位于浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区，楼高 420.5 米，是目前第 2 高的摩天大楼截至 2008 年、中国大陆第 3 高楼、世界第 8 高楼。大厦于 1994 年开工，1999 年建成，有地上 88 层，假设再加上尖塔的楼层共有 93 层，地下 3 层，楼面面积 27 万 8,707 平方米，有多达 130 部电梯与 555 间客房，现已成为的一座地标，是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体，融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥 SOM 设计事务所的设计师 Adrian Smith 设计。因为中国人喜

3、欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。1.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析 其构造体系为巨型型钢混凝土翼柱+筒混合构造体系。这种混合构造体系 的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系,而且其抗侧力体系的力矩很大,效率很高。这种体系还可提供较大的使用空 间,其外围洞口可以做得很大。2 框架构造体系 2.1 框架构造体系概述 框架构造是利用梁柱组成的纵、横向框架，同时承受竖向荷载及水平荷载的-纯框架构造。其主要优点是建筑平面布置灵活，能够较大程度地满足建筑使用的要求。但框架构造的侧移刚度小，水平作用下抵抗变形的能力较差，在强震下构造顶点水平位移与层间相对水平位移都较

4、大。为了同时满足承载能力和侧移刚度的要求，柱子截面往往很大，很不经济，也减少了使用面积。所以在地震区的框架构造不宜太高。分类:房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木构造框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。应用围:框架钢构造常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。2.2 实例工程工程概况 电信局鼓楼多媒体综合楼位于市鼓楼市民广场北侧，东邻安仁街 12m、北距大钟亭路 12m、西侧紧贴原有五层通信机房

5、。基地面积2340 平方米，建筑物占地面积 2000 平方米。主楼地下二层、地上三十一层，层高四至六米不等，地面以上构造高度 1405m。使用功能分布为：地下二层为设备用房，地下一层为平战结合六级人防(平时作为汽车库)：地上一至四层为电信新产品展示超市，五层为空中花园，七至十八层为通讯机房及配套辅助设备用房，二十一至二十九层为办公用房及计算机中心，十二、十九、三十层为全省目前最大的专用电视会议室，六、十三、二十层为辅助设备及防火避难层。建筑面积约 36 万平方米。裙楼使用功能略。主、裙楼之间设缝形成两个独立的构造单元，主楼采用巨型框架构造体系、裙楼采用普通钢筋混凝土构造体系。2.3 实例工程工

6、程构造选型与构造布置分析 楼层平面为规则的长方形，尺寸为 297m*302m(*枣 y)；根底埋置深度142m(约 HIO)，构造高宽比 473；四角设置四个大小一样的钢筋混凝土筒体(76m*56m)，置电梯、疏散楼梯、卫生间及设备管井；简体之间一般楼盖为普通钢筋混凝土有梁楼盖、桁架层楼盖为钢骨混凝土有梁楼盖。3 剪力墙构造体系 3.1 剪力墙构造体系概述 剪力墙构造是利用建筑物的纵、横墙体承受竖向荷载及水平荷载的构造。纵、横墙体也可兼作为维护墙或分隔房间墙。钢筋混凝土墙板能承受竖向和水平力，它的是侧向刚度大，空间整体性好，房间不外露梁、柱棱角，便于室布置，方便使用。其缺点是剪力墙间距小，建筑

7、平面布置不灵活，不适合于要求大空间的公共建筑。剪力墙间距一般为 38m，适用于小开间住宅、旅馆等建筑，在 30m 围都适用。剪力墙构造形式是高层住宅采用最为广泛的一种构造形式。3.2 实例工程工程概况 西尔斯大厦(Sears Tower)是位于美国伊利诺伊州芝加哥的一幢摩天大楼，用作办公楼，SOM 建筑设计事务所为当时世界上最大的零售商西尔斯百货公司设计。楼高 442.3 米，共地上 108 层，地下 3 层，总建筑面积 418，000 平方米，底部平面 68.768.7 米，由 9 个 22.9 米-见方的正方形组成。曾一度是世界上最高的大楼，它由著名的 SOM 建筑师事务所设计，整个施工工

8、期不到两年半时间，工程于 1974 年竣工。3.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析应附建筑构造平面布置方案图 整幢大厦被当作一个悬挑的束筒空间构造，离地面越远剪力越小，大厦顶部由风压引起的振动也明显减轻。所有的塔楼宽度一样，但高度不一。大厦外面的黑色环带巧妙地遮盖了效劳性设施区。大厦采用由钢框架构成的成束筒构造体系，外部用黑铝和镀层玻璃幕墙围护。其外形的特点是逐渐上收的，即 150层为 9 个宽度为 23.86 米的方形筒组成的正方形平面；5166 层截去一对对角方筒单元；6790 层再截去另一对对角方筒单元，形成十字形；91110 层由两个方筒单元直升到顶。4 桁架构造体系 4.1 桁架

9、构造体系概述 桁架构造是由直杆在端部相互连接而成的以抗弯为主的格构式构造，一般由上弦杆、腹杆竖杆和斜腹杆组成。桁架构造受力合理，计算简单，施工方便，适应性强，对支座没有横向推力，因此在工程中得到广泛的应用。在房屋建筑中，桁架常用作为屋盖承重构造，称为屋架。目前在工业厂房构造中常见的屋架就是典型的桁架。如今，桁架构造已经有多种多样的形式，不局限于屋架，在一些大跨度构造、高层建筑、桥梁中都有非常广泛的应用。4.2 实例工程工程概况 大剧院占地 11528 平方米,建筑总面积为 70000 平方米,建筑总高度 40 米。整个建筑地下 2 层,地面 6 层.顶部 2 层,共计 10 层。剧院共有三个剧

10、场:一个1800 座位的大剧场,用于上演芭蕾、歌剧和交响乐;一个 550 座位的中剧场适合地方戏曲和室乐的演出;还有一个 250 座位的小剧场可以进展话剧和歌舞表演。除此以外,大剧院的辅助设施还包括八楼屋顶的宴会厅,底层的文化展示厅和马克西姆咖啡厅,以及能停纳170 余辆小汽车的地下车库。大剧院这座用音符串织而成的水晶宫殿,是一座融新技术、新工艺、新材料于一体的艺术殿堂。-4.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析 建筑平面采用中国建筑的传统布局手法，环绕的观众厅和舞台组成井字形划分。前部布置宽阔、华美的大厅，后部为表演及专业技术活动产地，大剧院包含 1800 座大剧场，600 座及 300

11、座中、小剧场，可进展歌剧。芭蕾。交响乐等各种演出。5 拱构造体系 5.1 拱构造体系概述 1拱的定义 拱：主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线形构件 2)拱的受力特点与适用围：拱式构造的主要力为轴向压力，可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式构造。不过拱构造支座拱脚会产生水平推力，跨度大时这个推力也大。由于拱式构造受力合理，在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。3)拱的类型：按照构造的组成和支承方式，拱可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。工程中，后两种拱采用较多。拱是一种有推力的构造，拱脚必须能够可靠地传承水平推力。解决这个问题非常重要，通常可采用以下措施：推力由

12、拉杆承受；推力由两侧框架承受。5.2 实例工程工程概况 机场新航站楼是一轻型大跨轻钢屋盖构造，坐落在*壮族自治区市。屋盖构造为主、次钢拱体系截面形式为工字形，主拱截面高和翼缘宽度沿长度均匀变化。5.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析 从平面上看，主拱构造由五个边长为 69m 的等边三角形组成一梯形，梯形平面长度为 207m，宽度为 59.7m。每个三角形由三个半径为 36.944m 的圆形60角相交而形成的拱形伞状体。6 薄壳构造体系 6.1 薄壳构造体系概述 薄壳构造采用钢筋混凝土，其壳体主要承受以压力为主的薄膜应力，且薄膜应力沿壳体厚度方向均匀分布，故材料强度能得到充分发挥；此外，壳体

13、为曲面，处于空间受力状态，各向刚度均较大，故其厚度往往很小 6m6m 的钢筋混凝土双向板，最小厚度需 130mm；35m35m 的双向扁壳屋盖，壳板厚度仅需 80mm。优点：强度高，刚度大，用料省，自重轻，覆盖大面积；曲面多样活，造型多变，曲线优美，表现力强。因此适用于展览厅，食堂，剧院，天文馆，厂房，飞机库-等 缺点：体型多为曲线、复杂多变，费工费模板，施工难度大；壳壁薄，保温隔热性能差，耐久性较差；*些壳体易产生回音。所以不适用于对音响效果要求高的大会堂、体育馆、影剧院等 6.2 实例工程工程概况*博物馆占地面积约 3 万平方米，共分为三层，从外面看建筑设计整体就像一只正在展翅高飞的天鹅。

14、据介绍，*博物馆是本市规模最大、种类最为齐全的博物馆，也将是本市文物精品的大荟萃。馆中的主要展品将是来自历史博物馆和艺术博物馆两座博物馆中馆藏珍品的集合，共有青铜器、玉器、名人字画等珍贵文物数十万件，其局部是国家一二级文物，有一些甚至是我国仅存、很少跟观众见面的珍品。6.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析 该博物馆构造设计的根底，源于天鹅骨架构造，借助其构造的合理性和可实施性，通过以表现天鹅展翅高飞的翼部大跨度网壳体构造，实现了用最少的材料，建造最大的使用空间的思想。7 网架构造体系 7.1 网架构造体系概述 网架构造指由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间构造，可分为平板网架

15、和曲面网架两种，平板网架又可分为穿插桁架体系和角锥体系两类。其中平板网架采用较多，其优点：空间受力体系，杆件主要承受轴向力，受力合理，节省材料；整体性好，刚度大，稳定，抗震性能好，可悬挂吊车；杆件类型较少，适于工业化生产。可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱网架构造距车间等建筑的屋盖。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面构造复杂。网架构造的安装方法可分为高空拼装和整体安装两类。7.2 实例工程工程概况 清江游泳馆位于省巴东县水布垭水库生活区，游泳馆屋盖采用建科铝网架技术，屋面采用彩色夹芯板保温屋面，局部为轻质采光顶。铝网架长 38m，宽23.226

16、m，为单曲率弧形网架，展开面积为943.5m2，支承在钢构造柱顶上。7.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析应附建筑构造平面布置方案图 清江游泳馆的构造特点是，除与房屋连接的地方外都是玻璃幕墙，网架侧面也是玻璃幕墙，玻璃幕墙的重量是通过钢连梁传递给钢柱，再通过钢柱传递给根底。山墙 D 轴和 E 轴的钢柱只承受水平风荷载，作用相当于抗风柱，上端通过连梁和镀锌螺栓与网架下弦球相连。C 轴的钢柱在有房屋的位置与房屋的钢筋混凝土柱拉接，设计时钢构造梁柱与屋盖铝网架同时计算，共同工作。该铝网架共分 425 个节点铝球的直径从 90140mm，1583 根杆件长度从 1800-3289mm 和 16 个

17、镀锌钢支座。8 悬索构造体系-8.1 悬索构造体系概述 由一系列高强度钢索组成的一种力构造，自重很轻、用钢量省，可跨越很大的跨度悬索为轴心受拉构件，能充分利用钢材的强度形体多样化，能适应各种平面形状和外形轮廓的要求。悬索构造的形式：单层悬索体系 预应力双层悬索体系 劲性悬索，预应力横向加劲单层体系 预应力索拱体系 组合悬索体系 8.2 实例工程工程概况 美国北卡罗来纳州 Raleigh 体育馆，1953 年建成，跨度 91.5m,高 31.24m,建筑面积 6500m2，是世界上最早的现代悬索屋盖。8.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析 为世界上第一个现代化房屋悬索构造,采用以两个斜放的抛

18、物线拱为边缘构件的鞍形正交索网。9 薄膜构造体系 9.1 薄膜构造体系概述 薄膜构造是由优质高强薄膜材料和加强构件组成的一种空间构造，薄膜既承受膜面的力，作为构造的一局部，又可挡风、防雨，起维护作用，同时还可采光以节省室照明的能源。膜材本身的受弯刚度几乎为零，但通过不同的支撑体系使薄膜承受力，而形成具有一定刚度的稳定曲面，薄膜构造的建筑造型是结合构造构造的布局而闩然产生的，力的平衡状态直接被表现在构造的形状上，这就使薄膜构造成为一种建筑与构造自然有机体结合的新型大跨度建筑。优点：形式多样化，由拉索和骨架支承的膜构造的曲面可为任意形状，自然曲线构成的大跨度空间艺术表现力强 自重轻，抗震性能好，施

19、工速度快；可充分利用自然光，节能环保；造型活泼优美、富有时代气息 缺点：刚度差，抗风性能差，施工问题多，技术水平跟不上，节点处理问题多，国在风力下撕裂破坏发生多。9.2 实例工程工程概况 国家体育场为特级体育建筑，大型体育场馆。主体构造设计使用年限 100年，耐火等级为一级，抗震设防裂度 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、体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式 鸟巢构造，钢构造总用钢量为 4.2 万吨，混凝土看台分为上、中、下三层，看台混凝土构造为地下 1 层，地上 7 层的钢筋混凝土框架-剪力墙构造体系。钢构造与混凝土看台上部完全脱开，互不相连，形式

20、上呈相互围合，根底则坐在一个相连的根底底板上。国家体育场屋顶钢构造上覆盖了双层膜构造，即固定于钢构造上弦之间的透明的上层 ETFE 膜和固定于钢构造下弦之下及环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。9.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析 -24 根钢柱等距布置，主桁架高度 1 2.5m，主要杆件截面为 1.2m 1.2m的箱形断面。主钢架平面外的稳定由与其相交的次构造保证。10 充气构造体系 10.1 充气构造体系概述 充气构造，又名充气膜构造,是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气后而形成房屋的构造。充气式构造又可分为气承式膜构造Air-supported Membrane Struc

21、ture 和气胀式膜构造 或叫气肋式膜构造Inflated Membrane Structure。气承式膜构造索膜构造是通过压力控制系统向建筑物充气，使室外保持一定的压力差，使覆盖膜体受到上浮力，并产生一定的预应力，以保证体系的刚度。气胀式膜构造是向单个膜构件充气，使其保持足够的压，多个膜构件进展组合可形成一定形状的一个整体受力体系。充气构造可作为体育场、展览厅、仓库、战地医院等。特别适宜于轻便流动的临时性建筑和半永久性建筑。充气构造具有重量轻、跨度大、构造简单、施工方便、建筑造型灵活等优点；其缺点是隔热性、防火性较差，且有漏气问题需要持续供气。10.2 实例工程工程概况 国家游泳中心又被称为

22、水立方Water Cube，位于奥林匹克公园，是为2008 年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是 2008 年奥运会标志性建筑物之一。它的设计方案，是经全球设计竞赛产生的水的立方H2O3方案。2003 年 12月 24 日开工，在 2008 年 1 月 28 日竣工。其与国家体育场(俗称鸟巢)分列于城市中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的历史文化名城形象。国家游泳中心规划建立用地 62950 平方米，总建筑面积 65000-80000 平方米，其中地下局部的建筑面积不少于 15000 平方米，长宽高分别为 177m 177m 30m。10.3 实例工程工程构造选型与构造布置分析 水立方是最典型的充气膜构造建筑,水立方的外立面充气膜构造共由3065个气枕组成,最大的到达70 平方米，覆盖面积到达 10万平方米，展开面积到达26万平方米，是世界上规模最大的充气膜构造工程，也是惟一一个完全由膜构造来进展全封闭的大型公共建筑。