二、按結構體係分類
建築結構設計中,在選定結構主要用料的同時,應合理選定結構體係。結構體係是指建築物中的結構構件按一定規律組合成的一個承受和傳遞荷載的骨架係統。常用的結構體係分述於下:
1.混合結構
混合結構是指建築物的牆、柱、基礎等豎向承重構件由砌體結構組成,而屋蓋、樓蓋則由鋼筋混凝土結構、鋼結構或木結構等組成的混合承重結構體係。根據屋(樓)蓋結構布置的不同,一般可分為三種類型:
(1)橫牆承重體係。多數橫向軸線處布置牆體。屋(樓)麵荷載通過鋼筋混凝土樓板傳給各道橫牆,橫牆是主要承重牆。縱牆主要承受自重,側向支承橫牆,保證房屋的整體性和側向穩定性6橫牆承重體係的優點是屋(樓)麵構件簡單,施工方便,整體剛度好缺點是房間布置不靈活,空間小,牆體材料用量大。主要用於5-7層的住宅、旅館、小開間辦公樓。
(2)縱牆承重體係。屋(樓)蓋梁(板)沿橫向布置,樓麵荷載主要傳給縱牆,縱牆是主要承重牆。橫牆承受自重和少量豎向,載,側向支承縱牆。主要用於進深小而開間大的教學樓、辦公樓、試驗室、車間、倉庫影劇院等建築物。
(3)內框架承重體係。建築物內部設置鋼筋混凝土,柱與一端支於外牆的橫梁形成內框架。外縱牆兼有承重和維護作用。它的優點是,內部空間大,布置靈活,經濟效果和使用效果均好。但因其由性質不同的結構體係合成,地震作用下破壞嚴重,外縱牆尤甚。一般地震區不宜采用。
2.框架結構
框架結構是由梁、柱組成的承受豎向荷載和水平荷載的結構體係。牆體隻起圍護和隔斷作用。框架結構具有建築平麵靈活,室內空間大等優點,廣泛用於多層廠房、商店、辦公樓、醫院、教學樓及賓館等建築中。
由於梁、柱截麵有限,側向剛度小,在水平荷載作用下側移大,故框架結構一般又稱為柔性結構。其高度不宜超過15-20層,地震區不宜超過7層。
框架結構實為空間結構,由橫向框架和縱向框架組成。一般把主要承受樓板重量的框架稱為主框架。根據樓板的布置方式,可分為下列三種承重方案:
(1)橫向承重框架方案。樓板沿縱向布置,支於橫梁上。橫向剛度大,利於抵抗風荷載3縱向連係梁截麵高度小,有利於采光。但橫梁截麵高度大,不利於通風管道布置,且開間受樓板長度限製。
(2)縱向承重框架方案。樓板沿橫向布置,支於縱梁上。縱梁截麵大,橫梁截麵小,因而樓層淨高大,有利於管線穿行,且開間布置靈活,但橫向剛度小。多用層數較少房屋。
(3)雙向承重框架方案。縱、橫梁均承受樓板傳來的荷載。這種方案的整體剛度好。一般用於大柱網,平麵接近正方形的建築物,或有抗震設防要求的建築物。
框架結構根據施工方案不同,可分為下列四種:
(1)全現澆框架。框架全部構件均在現場澆築。主要優點是結構整體性和抗震性能好,省鋼材,造價較低。對使用功能複雜的多、高層建築物宜采用全現澆。缺點是木模板消耗量大,現場工作量大,施工周期長,冬季施工需采取防凍措施。近年來推廣使用工具式模板、泵送混凝土和使用外加劑等技術,這些缺點正逐步得到克服。
(2)半現澆框架。此種框架為梁、柱現澆,板預製;或柱現澆梁、板預製。預製板可先加支承,做為施工平台;也可采用疊合梁,板不加支承,然後將梁、板、柱澆為一體。半現澆框架的優點是施工方便,節點構造簡單,整體性好。比全現澆省木模板約20%,比裝配式省鋼材和水泥約20%。目前應用較多,尤其是地震區。
(3)裝配式框架。梁、板、柱均為預製,經現場焊接連接成整體框架。它的優點是可采用機械化、工業化生產,構件可以標準化、定型化,較全現澆省木模板約60%,縮短工期約40%。缺點是增加節點連接件,用鋼量多;使用大型運輸和吊裝機械,造價增高;整體性差,多用於非地震區。