2010年二級(jí)建筑師輔導(dǎo)：結(jié)構(gòu)選型與布置（1）

第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)要點(diǎn)

優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)做到藝術(shù)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性的三位一體,它是建筑師對(duì)這三方面知識(shí) 充分掌握和創(chuàng)造性應(yīng)用的產(chǎn)物。建筑師在完成建筑功能、建筑藝術(shù)性設(shè)計(jì)的同時(shí),也應(yīng)當(dāng) 兼顧建筑的安全性、適用性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性,以便建筑設(shè)計(jì)時(shí)其他工種的同事能同自己 良好的銜接。

在建筑技術(shù)設(shè)計(jì)作圖中,首先要根據(jù)建筑平面布置及房屋層數(shù)和高度,選用合理的結(jié)構(gòu)體系,如:砌體結(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)等。其次要合理地確定和布置豎向承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件,這些構(gòu)件一般包括:承重墻體、柱、框架和支撐等。墻體既是豎向承重構(gòu)件,又是抗側(cè)力構(gòu)件,同時(shí)又是建筑平面分隔和圍護(hù)的需要;框架是由梁和柱剛性連接組成的骨架,它能承受建筑物的豎向荷載,同時(shí)也能承擔(dān)水平荷載(如風(fēng)力、地震作用) ;支撐是作為承擔(dān)建筑物水平荷載的專用構(gòu)件,主要用于單層產(chǎn)房、 鋼結(jié)構(gòu)和高層建筑中。再次是合理地選擇樓(屋)蓋體系,樓(屋)蓋體系構(gòu)件包括:樓板(屋面板)、梁系(屋架)。樓板主要功能是沿水平方向分隔建筑中的上下空間,將其承受的建筑使用荷載傳遞給梁系或直接傳給框架梁;使用梁系主要是為了使較大空間的房間傳力途徑更加合理,梁系中次梁將荷載傳遞給主梁或框架梁,再傳至柱或墻。最后應(yīng)合理地選擇 基礎(chǔ)形式,根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)體系、建筑體型和場(chǎng)地土類別為豎向承重構(gòu)件選取合理的基礎(chǔ)形 式,例如帶拉梁或不帶拉梁的獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、役形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。

下面將主要介紹砌體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置注意事項(xiàng)。

一、砌體結(jié)構(gòu)

砌體結(jié)構(gòu)有著悠久的歷史和輝煌的記錄,直至今日仍然廣泛地應(yīng)用在各類工業(yè)與民用 建筑中。砌體結(jié)構(gòu)有造價(jià)低廉、易于取材、建筑舒適度好、建筑能耗低、耐久性好、維護(hù) 方便、抗火性能優(yōu)異、施工設(shè)備和方法簡(jiǎn)單、外觀優(yōu)美等優(yōu)勢(shì);同樣也存在著強(qiáng)度低、材 料用量多、自重大、砌筑質(zhì)量較難保證、震害嚴(yán)重等問(wèn)題。

(一)砌體結(jié)構(gòu)的承重墻體系

1.橫墻承重體系

橫墻指橫向承重墻體。橫墻承重體系指建筑物樓(屋)蓋的豎向荷載主要通過(guò)短向樓板 或橫墻間小梁傳給橫墻,再經(jīng)橫墻基礎(chǔ)傳至地基的結(jié)構(gòu)體系。由于橫墻是主要承重墻體, 它的間距不能太大,劃分房屋開間的寬度一般為3~5m,即橫墻間距。橫墻承受兩側(cè)開間 內(nèi)由樓(屋)蓋傳來(lái)的豎向荷載和由風(fēng)或橫向水平地震作用產(chǎn)生的水平荷載,假若兩側(cè)開間 寬度相同,橫墻在豎向荷載作用下基本上處于軸心受壓狀態(tài),在水平荷載作用下則處于受彎、受剪狀態(tài)。橫墻承重體系建筑物的縱墻不參與承受樓(屋)蓋荷載,僅承受自身的重 量,因而在縱墻上可開設(shè)較大的門窗洞口;又由于承重橫墻較密,建筑物的整體剛性和抗 震性能很好,這些都是橫墻承重體系的優(yōu)點(diǎn)。但是,這種體系在房間使用上很不靈活,室 內(nèi)空間較小;又由于橫墻較密而使建筑材料用量較大,這又是橫墻承重體系的缺點(diǎn)。橫墻 承重體系適用于宿舍、住宅等建筑物。

2.縱墻承重體系

縱墻指縱向承重墻體。縱墻承重體系指建筑物樓(屋)蓋的豎向荷載主要通過(guò)長(zhǎng)向樓板 或進(jìn)深梁傳給縱墻,再經(jīng)縱墻基礎(chǔ)傳至地基的結(jié)構(gòu)體系。在這個(gè)體系中,為了保證建筑物 的整體剛性,沿縱墻方向一定長(zhǎng)度還需設(shè)置少量橫墻與縱墻拉結(jié)。這樣,建筑物的豎向荷 載基本上由縱墻承受,而由風(fēng)或橫向水平地震作用產(chǎn)生的水平荷載則主要通過(guò)水平樓(屋)再 傳給橫墻。由于板、梁在縱墻上的支承點(diǎn)往往并不與縱墻形心線重合,故縱墻一般處于偏心 受壓狀態(tài),而橫墻在水平荷載作用下則處于受剪和受彎狀態(tài)。縱墻承重體系的橫墻間距一般 較大,使得建筑物可以有較大的房間,室內(nèi)分割也較靈活,這是它的優(yōu)點(diǎn);但整個(gè)建筑物的 整體剛性不如橫向承重體系,在縱墻上開門窗洞口受到限制,這又是它的缺點(diǎn)。縱墻承重體 系適用于教學(xué)樓、辦公樓、實(shí)驗(yàn)室、閱覽室、中小型生產(chǎn)廠房、車間、食堂和會(huì)議室等。