关于建筑结构选型特点的探讨

2012-03-23居和维

城市建设理论研究 2012年4期

摘要：建筑结构设计是房屋设计的重要组成部分，在房屋施工前，必须经过严格的合理的结构选型，对结构的类型进行科学的设计，文章将就建筑结构的各种体系特点进行探讨。

关键词：建筑结构；结构特点；设计要点

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: the design of the building structure design is an important part of the house, the house in before construction, must go through strict selection of reasonable structure, the type of structure design of science, this paper on the structure of the building of system characteristics are discussed.

Keywords: building structure; Structure characteristics; Design key points of the

建筑物中由结构构件组成的承重骨架，称为建筑结构。形成建筑功能所要求的基本空间和体型是其主要的作用，同时也会在各种荷载作用下，保证建筑物的安全可靠和正常使用。对于整个建筑结构设计来说，最重要、最关键的步骤就是要正确地选择建筑结构的类型，而前提是要对结构体系的分类和特点有足够的认识。

一、建筑结构的分类

（一）按建筑物的用途分类

(1)民用建筑

我们所说的民用建筑指的是非生产性建筑，其主要有两大类，即居住建筑和公共建筑两大类。居住建筑主要是指住宅、宿舍、公寓等，提供家庭和集体生活起居用的建筑；公共建筑指的是提供人们进行各种社会活动的建筑物，主要包括行政办公建筑、医疗建筑、文教建筑、体育建筑、商业建筑、交通建筑、园林建筑等。

(2)工业建筑

工业建筑主要是指生产车间、辅助车间、动力用房和仓储建筑等，为工业生产服务的各类建筑，也可以称之为厂房类建筑，其大致可以分为两大类，即单层厂房和多层厂房建筑。

(3)农业建筑

温室、畜禽饲养场、粮食与饲料加工站、农机修理站等用于农业的建筑，被称为农业建筑。随着城市化进程的加快，农村和城市的区别逐渐缩小，所以农业建筑可能会慢慢地归到工业建筑类中。

（二）按结构体系分类

(1)混合结构

混合结构是一种混合承重结构体系。这种结构的特点是，建筑物中的竖向承重构件，如墙、柱、基础等，一般都是由砌体结构组成的，但是其他结构如屋盖、楼盖等，则由钢筋混凝土结构、钢结构或木结构等组成。同时，根据楼盖结构布置的不同，又可分为三种，即横墙承重体系、纵墙承重体系和内框架承重体系。

(2)框架结构

由梁、柱组成的结构体系称为框架结构，在这种体系中梁、柱主要承担竖向荷载和横向荷载，而维护和隔断作用则是由其中的墙体承担。框架结构的优点是：具有建筑平面灵活、室内空间大，当前普遍应用于多层厂房、商店、办公楼、医院、教学楼等建筑中。

框架结构的高度通常都不超过20层，因为梁柱截面有限，侧向刚度小，结构很容易发生侧移。从根本上说，框架结构其实是由横向框架和纵向框架组成的空间结构，主要承受楼板重量的框架通常被称为主框架。根据楼板的布置方式不同，可以分为三种，即横向承重框架方式、纵向承重框架方式和双向承重框架；从施工方案的角度看，又可以分为四种，即全现浇框架、半现浇框架、装配式框架和裝配整体式框架。

(3)剪力墙结构

剪力墙结构一般是由钢筋混凝土纵(横)向墙体组成的结构体系，墙体的作用主要是承重、维护和分隔，常用于20~35层的住宅、宾馆等。从其平面布置方式看，有板式楼和塔式楼，这两种常用的方式。如果在地震区，将底层设计成大房间，可把底层做成部分框支、部分落地剪力墙的结构，而在非地震区，则可以把底层做成框架结构，其也被称为框支剪力墙结构。

(4)框架——剪力墙结构

能提供大的建筑空间，可灵活布置，能为建筑设计提供丰富的建筑造型，这些都是框架结构的优点。但是其也有一定的缺点，即与剪力墙相比抗震性能较差。而剪力墙结构的优点是刚度较大，抗震性能好，缺点是剪力墙的间距有限定，不利于建筑空间的布置和利用。所以，把框架和剪力墙这两种结构结合起来，组成框架——剪力墙结构体系，可以优势互补，一方面可以提供较大的灵活布置的建筑空间，另一方面能起到很好的抗震作用，正因为如此，在各类房屋建筑中这类结构体系得到了普遍的应用。

(5)筒体结构

这种结构是由墙体构成的空间薄壁筒体结构，而形成的竖向悬臂箱形梁。该结构的优点是，有良好的抗弯抗扭性能和极强的抗侧移能力，同时使用空间大，可灵活布置平面，主要适用于30层以上的办公楼、商店和其他综合性服务建筑。

二、主要结构体系的特点

在建筑结构设计中，选择正确的结构体系，是建筑选型设计的主要环节，对建筑的使用性能和安全性能有直接的影响。设计人员必须要充分了解掌握各种结构的优点和确定，选择科学合理的结构体系。

（一）混合结构的特点

（1）横墙承重体系

在多少横向轴线处布置墙体是横墙承重体系的主要特点。横墙是最主要的承重墙，屋面的荷载一般是通过钢筋混凝土楼板传递给各道横墙的。纵墙的作用则是在承受自重的同时，发挥侧向支撑横墙的作用，为横墙的整体和侧向的稳定性做保证。

横墙承重体系以其构件简单、施工方便，整体刚度好而受到欢迎，当然其也有空间小，房间布置不灵活，材料用量大的缺点。

（2）纵墙承重体系

屋盖梁板沿横向布置，纵墙主要承担楼面荷载，是主要承重墙，是纵墙承重体系的特点。承担自重和部分竖向荷载，同时侧向支撑纵墙，是其主要作用，主要可以分为短向版和长向板纵墙承重体系两种。

（3）内框架承重体系

内框架承重体系是在建筑物内部设置钢筋混凝土柱，柱与另一端支于外墙的横梁组成内框架，外纵墙主要是起到承重和维护的作用。这种框架结构的优点是，内部有足够空间，可以灵活布置，在实用性和经济上有明显的优势。当然，其也有缺点，因为这种结构由两种不一样的结构组成，在地震作用下可能遭到巨大破坏，所以在震区是不主张采用这种结构的。

（二）框架结构的特点

（1）横向承重墙框架方案

在这种结构下，楼板沿纵向布置，支在横梁之上。其较大的横向刚度，保证了其具有相当的承重能力，但这也是其缺点所在。因为横梁截面的宽度过大，有碍于通风管道的设置，同时开间会被楼板的长度限制。

（2）纵向承重墙框架方案

楼板沿衡向布置，支在横梁之上，是此种结构的特点。因为纵梁的截面较大，而横梁相比较小，使得楼层的净高大，这就便于管道的布置，在开间的布置上也显得较为灵活，不过其缺点是横向刚度较小。

（三）剪力墙结构的特点

(1)剪力墙结构布置方案

剪力墙结构是由钢筋混凝土纵(横)墙所组成的结构体系，一般主要采用有板式楼和塔式楼，这两种方式。

(2)框架—剪力墙结构

这种结构体系主要是在框架结构的适当部分，布置相应数量的钢筋混凝土墙体，而组成的结构体系。剪立墙的主要作用就是承受水平地震作用或风载所产生的剪力，而框架则是主要承受大部分的竖向荷载和较小的分剪力。这种结构方式抗侧移能力强，但是平面布置受限，不灵活。在设计施工时，要坚持的原则：均匀对称、结构刚心和建筑质心接近，尽量布置在建筑物端部、结构最弱处。

4．筒体结构的特点

(1)框架—简体结构

由楼电梯间、管道竖井等剪力墙组成实腹内筒体是这种结构形式的特点，其外部多为大柱距普通框架，其具有框架剪力墙同样的优点。

(2)框筒结构

框筒结构指的是，建筑物的外围由密排柱和窗裙深梁组成的密排深梁结构，整个框筒就像一个悬臂筒体，其刚度和承载力很大。

(3)多筒结构

将各个筒体合并为成束筒；在柱式筒体之间用刚度很大的水平构件相互联系，成为巨型框架，是多筒结构的两大类。从实践中可以知道，与筒中筒结构相比，成束筒的抗侧移刚度和整体性更大，所以适合建造更高的高层建筑。

巨型框架是用简体做柱子，用高度极大的水平构件做梁，从而组成类似框架的结构。小框架不抵抗侧向力，主要承受和传递竖向荷载。巨型框架的抗侧刚度视筒体及水平构件刚度而定。

三、结语

对建筑结构选型的特点进行充分的掌握和了解，是设计人员组织结构选型及设计的必要前提，也是施工人员进行科学施工的必要前提。因此，设计和施工人员应该要注意把握各种结构体系的特点，在具体的工程中进行合理的选择。

参考文献：

1、刘西拉,李楚舒.基于神经网络的高层建筑结构体系选择[J].建筑结构学报,2009年05期