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常见建筑结构体系及其应用

　　【教材解读】

　　一、混合结构体系

　　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。

　　因为砌体的抗压强度高而抗拉强度很低，所以住宅建筑最适合采用混合结构，一般在6层以下。混合结构不宜建造大空间的房屋。

　　二、框架结构体系

　　框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方案的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。

　　框架结构的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，而影响使用。

　　三、剪力墙体系

　　剪力墙体系是利用建筑物的墙体(内墙和外墙)做成剪力墙来抵抗水平力。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于140mm。剪力墙的间距一般为3～8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。一般在30m高度范围内都适用。

　　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，不适用于大空间的公共建筑，另外结构自重也较大。

　　四、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。

　　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-剪力墙结构一般宜用于10～20层的建筑。

　　五、简体结构

　　简体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系。这种结构体系适用于30～50层的房屋。

　　筒体结构可分为框架-核心筒结构、筒中筒和多筒结构等。

　　多筒结构是将多个筒组合在一起，使结构具有更大的抵抗水平荷载的能力。

　　六、桁架结构体系

　　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。

　　屋架的弦杆外形和腹杆布置对屋架内力变化规律起决定性作用。

　　七、网架结构

　　网架结构可分为平板网架和曲面网架两种。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，适于工业化生产。

　　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。网架的高度主要取决于跨度，网架尺寸应与网架高度配合决定，腹杆的角度以45。为宜。网架的高度与短跨之比一般为1/15左右。

　　网架杆件一般采用钢管，节点一般采用球节点。

　　八、拱式结构

　　1.拱的受力特点与适用范围

　　拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力。

　　拱式结构的主要内力为压力，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，故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。

　　2.拱的类型

　　按照结构的组成和支承方式，拱可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。

　　九、悬索结构

　　悬索结构，是比较理想的大跨度结构形式之一，在桥梁中被广泛应用。目前，悬索屋盖结构的跨度已达160m，主要用于体育馆、展览馆中。

　　悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索，钢索由高强度钢绞线或钢丝绳制成。

　　悬索结构包括三部分：索网、边缘构件和下部支承结构。

　　悬索结构可分为单曲面与双曲面两类。单曲拉索体系构造简单，屋面稳定性差。双曲拉索体系，由承重索和稳定索组成。

　　十、薄壁空间结构

　　薄壁空间结构，也称壳体结构。它的厚度比其他尺寸(如跨度)小得多，所以称薄壁。

　　它属于空间受力结构，主要承受曲面内的轴向压力。弯矩很小。

　　薄壳常用于大跨度的屋盖结构，如展览馆、俱乐部、飞机库等。

　　薄壳结构多采用现浇钢筋混凝土，费模板、费工时。

　　【命题考点】

　　混合结构;住宅建筑;竖向荷载和水平荷载;框架结构;30m高度范围内;框架-剪力墙;筒体结构;单层厂房的屋架;网架结构;高空拼装和整体安装;轴向压力;拱式结构;悬索结构;跨中的垂度;双曲薄壳。

　　【分析预测】

　　(1)根据所提供的材料，分析判断建筑物适合采用哪种建筑结构体系。

　　(2)根据所提供的材料，分析判断材料中的建筑物所采用的建筑结构是否合理。

　　(3)根据所提供建筑物的受力特点的材料，判断采用的是哪种建筑结构。