2024一建建筑教材思维导图7_思维导图模板

1.3
建
筑
结
构
体
系
和
设
计
作
用
(荷载)

1.3.2
常
用
建
筑
结
构
体
系
和
应
用

1.结构体系与应用

1)混合结构

混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢木结构，而墙和柱采用砌体结构建造的房屋，
大多用在住宅、办公楼、教学楼建筑中。住宅建筑最适合采用混合结构，一般在6层以下。

2)框架
结构

框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系。常用于公共建筑、工业厂房等。
其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便。
主要缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件(如隔墙、装饰等)破坏进而影响使用。

3)剪力墙结构

剪力墙结构是利用建筑物的墙体（内墙和外墙）做成剪力墙，既承受垂直荷载，也承受水平荷载，
墙体既受剪又受弯，所以称剪力墙。剪力墙结构的优点是：侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小。
缺点是：剪力墙的间距小，结构建筑平面布置不灵活，结构自重也较大。
剪力墙结构多应用于住宅建筑，不适用于大空间的公共建筑。

4)框架 - 剪力墙结构

框架 - 剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。
它具有框架结构平面布置灵活、空间较大的优点，又具有侧向刚度较大的优点。
框架-剪力墙结构中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。
框架 - 剪力墙结构适用于不超过 170m 高的建筑。

5)筒体结构

在高层建筑中，特别是超高层建筑中，水平荷载越来越大，起着控制作用。
筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系，可分为框架一核心筒结构、筒中筒结构以及多筒结构等。
筒体结构适用于高度不超过300m 的建筑。

6)桁架结构

桁架是由杆件组成的结构体系。桁架结构的优点是可利用截面较小的杆件组成截面较大的构件。
单层厂房的屋架常选用桁架结构，在其他结构体系中也得到应用，如拱式结构、单层钢架结构等体系中，
当断面较大时，亦可采用桁架的形式。

7)网架结构

网架是由许多杆件按照一定规律组成的网状结构。网架结构可分为平板网架和曲面网架。平板网架采用较多，
其优点是：空间受力体系，杆件主要承受轴向力，受力合理，节约材料，整体性能好，刚度大，抗震性能好。
杆件类型较少，适合工业化生产。平板网架可分为交叉桁架体系和角锥体系两类。
角锥体系受力更为合理，刚度更大。

8)拱式结构

拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力，可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。
由于拱式结构受力合理，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。

9)悬索结构

悬索结构是比较理想的大跨度结构形式之一，主要用于体育馆、展览馆中，在桥梁中也被广泛应用。
悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索，用高强度钢绞线或钢丝绳制成。悬索结构可分为单曲面与双曲面两类。

2. 工程结构设计要求

(1)涉及人身安全以及结构安全的极限状态应作为承载能力极限状态。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：
① 结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载。 ② 整个结构或其一部分作为刚体失去平衡。
③ 结构转变为机动体系。 ④ 结构或结构构件丧失稳定。 ⑤ 结构因局部破坏而发生连续倒塌。
⑥ 地基丧失承载力而破坏。 ⑦ 结构或结构构件发生疲劳破坏。
(2)涉及结构或结构单元的正常使用功能、人员舒适性、建筑外观的极限状态应作为正常使用极限状态。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：
① 影响外观、使用舒适性或结构使用功能的变形。
② 造成人员不舒适或者结构使用功能受限的振动。
③ 影响外观、耐久性或结构使用功能的局部损坏。
(3)结构设计应对起控制作用的极限状态进行计算或验算。当不能确定起控制作用的极限状态时，应对不同极限状态分别进行计算或验算。
(4)结构设计应包括以下基本内容：
① 结构方案。 ② 作用的确定及作用效应分析。 ③ 结构及构件的设计和验算。
④ 结构及构件的构造、连接措施。 ⑤ 结构耐久性的设计。 ⑥ 施工可行性。

1.3.3
结构设计基本作用 ( 荷载 )

1.作用(荷载)的分类

1)引起建筑结构失去平衡或破坏的外部作用主要有两类。
一类是直接施加在结构上的各种力，亦称为荷载。包括永久作用(如结构自重、土压力、预加应力等)，可变作用(如楼面和屋面活荷载、起重机荷载、雪荷载和覆冰荷载、风荷载等)，偶然作用(如爆炸力、撞击力、火灾、地震等)。
另一类是间接作用，指在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用，例如温度作用、混凝土收缩、徐变等。
(2)结构上的作用根据随时间变化的特性分为永久作用、可变作用和偶然作用，其代表值应符合下列规定：
① 永久作用，应采用标准值。
② 可变作用，应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值。
③ 偶然作用，应按结构设计使用特点确定其代表值。
(3)确定可变作用代表值时应采用统一的设计基准期。当结构采用的设计基准期不是50年时，应按照可靠指标一致的原则，
对《工程结构通用规范》GB 55001—2021 规定的可变作用量值进行调整。

2.结构作用的规定

1)永久作用

(1)结构自重的标准值应按结构构件的设计尺寸与材料密度计算确定。
对于自重变异较大的材料和构件，对结构不利时自重的标准值取上限值，对结构有利时取下限值。
(2)位置固定的永久设备自重应采用设备铭牌重量值。当无铭牌重量时，应按实际重量计算。
(3)隔墙自重作为永久作用时，应符合位置固定的要求。位置可灵活布置的轻质隔墙自重应按可变荷载考虑。
(4)土压力应按设计埋深与土的单位体积自重计算确定。土的单位体积自重应根据计算水位分别取不同密度进行计算。
(5)预加应力应考虑时间效应影响，采用有效预应力。

2)楼面和屋面活荷载

(1)采用等效均布活荷载方法进行设计时，应保证其产生的荷载效应与最不利堆放情况等效。
建筑楼面和屋面堆放物较多或较重的区域，应按实际情况考虑其荷载。
(2)一般使用条件下的民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数的取值，
不应小于《工程结构通用规范》GB55001—2021 的规定。
(3)地下室顶板施工活荷载标准值不应小于5.0kN/m²，
当有临时堆积荷载以及有重型车辆通过时，施工组织设计中应按实际荷载验算并采取相应措施。
(4)将动力荷载简化为静力作用施加于楼面和梁时，应将活荷载乘以动力系数，动力系数不应小于1.1。

3)雪荷载和覆冰荷载

(1)屋面水平投影面上的雪荷载标准值应为屋面积雪分布系数和基本雪压的乘积。
(2)基本雪压应根据空旷平坦地形条件下的降雪观测资料，采用适当的概率分布模型、按50年重现期进行计算。对雪荷载敏感的结构，应按照100年重现期雪压和基本雪压的比值，提高其雪荷载取值。

4)风荷载

(1)垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应在基本风压、风向影响系数、地形修正系数、风荷载体型系数、
风压高度变化系数的乘积基础上，考虑风荷载脉动的增大效应加以确定。
(2)基本风压应根据基本风速值进行计算，且其取值不得低于0.3kN/m²。

5)偶然作用

当以偶然作用作为结构设计的主导作用时，应考虑偶然作用发生时和偶然作用发生后两种工况。在允许结构出现局部构件破坏的情况下，应保证结构不致因局部破坏引起连续倒塌。

②