建筑设计剖面组合与结构选型

1、剖面组合与结构选型 结构选型l砌体结构l框架结构l建筑结构选型的原则1. 砌体结构l采用钢筋混凝土楼（屋）盖和砖或其他块体（如混凝土砌块）砌筑的承重墙组成的结构体系，也称墙承重结构体系。1.1 砌体结构的特点l特点：l墙体具有承重和围护的双重作用l所用材料便于就地取材，施工较简单，技术要求低，施工设备简单l抗震性能差，不适用于高层建筑及需要大空间的建筑l墙体上开设门窗受到限制，建筑立面显得厚实l适用于六层及以下的住宅、宿舍、办公室、学校、医院等民用建筑以及中小型工业建筑砌体结构1.2 砌体结构承重方案 横墙承重方案l楼层的荷载通过板、梁传至横墙，横墙作为主要的承重竖向构件，纵墙仅起维护、分隔、

2、自承重及形成整体的作用。l优点：横墙布置较密、横向刚度大、整体性好；外墙开洞较灵活，立面处理较方便。l确点：横墙间距小，房间布置的灵活性差。 横墙承重1.2 砌体结构承重方案 纵墙承重方案l楼层的荷载通过板、梁传至纵墙，横墙的设置主要是为了满足房屋刚度和整体性的要求，其间距较大。l优点：平面布置较灵活、房间空间可以较大；l缺点：纵墙受力集中，房屋刚度较差，外墙开洞困难。纵墙承重砌体结构承重方案 纵横墙承重方案l纵横墙同时承重，可采用预制楼板或现浇钢筋混凝土楼板l特点：平面布置灵活、房屋双向刚度较好。 混合承重砌体结构承重方案 承重墙+钢筋混凝土梁砌体结构承重方案l预制钢筋混凝土空心板经济跨度2

3、.44.2m，厚度80150mm1.3 砌体结构对建筑平面的要求l房间的开间或进深基本统一，并符合钢筋混凝土板的经济跨度；l承重墙的布置要均匀、闭合，上下层墙体对齐；l承重墙上的门窗洞口的开启应符合墙体承重的受力要求；l个别面积较大的房间，应设置在房屋的顶层，或单独的附属建筑上，以便结构上进行处理。2. 框架结构l框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架结构l梁板式结构（由梁、板、柱三种基本构件组成的骨架结构）l无梁式结构（由板和柱子组成的骨架结构）2.1 框架结构的特点l承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护和分隔作用l平面布置灵活，容易满足生产工艺和使用功能的要求l抗侧刚度小、水平位移大，结

4、构柔度较大l结构构件是型钢和钢筋混凝土，有很好的抗压和抗弯能力，其抗震性、整体性和延通性较好l适用于多层和高度不超过60m的高层建筑。2.2 框架结构布置方案横向框架承重l横向的梁为主梁，纵向的梁为连系梁。用于长宽比较大的房屋，可以有效提高横向刚度l优点：结构上较为合理，在建筑上利于立面处理和室内采光。2.2 框架结构布置方案 纵向框架承重l纵向的梁为主梁，横向的梁为连系梁l优点：有利于楼层净高的有效利用，房间的划分比较灵活l对室内采光有一定影响；横向刚度很差，只用于非抗震设防区的低层建筑。2.2 框架结构布置方案 主要承重框架纵横向布置l纵横向的梁均为主梁l用于长宽比较小或抗震设防区的房屋，

5、可使其纵横两个方向均具有足够的强度和刚度。此种布置适用性强、应用广泛。2.3 框架结构的布置原则l建筑平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称。l控制结构的高宽比（一般高宽比设为57），减少结构在水平荷载下产生的侧移l框架梁宜连通，框架柱在纵横两个方向上应与框架梁连接，梁、柱中心线宜重合，框架柱宜纵横对齐、上下对中 l尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化设计及施工 l在使用功能或建筑造型有特殊的要求的局部，框架结构可采用抽梁、抽柱、内收、外挑、斜梁、斜柱等形式2.4 框架柱网布置l柱网由柱距和跨度组成。框架结构的柱网尺寸和层高主要由使用功能的要求决定，并符合建筑模数。l柱网

6、布置应与建筑隔墙布置相协调，常将柱子设在纵横墙交错处l柱网布置应尽量简单、规则、整齐、间距适中、传力明确、受力合理2.4 框架柱网布置l民用建筑柱网一般以300mm为模数，柱距和跨度要根据建筑的性质、类型来确定。一般民用建筑多在3.36m；经济柱距为46m，经济跨度58米，层高为3.0m、3.3m、3.6m、3.9m和4.2m。几种典型的柱网平面布置2.5 构件截面尺寸的初步估算 1. 框架梁截面尺寸l框架梁：l截面高度 h（1/81/12）跨长，且h400mml截面宽度 b（1/21/3）h，且 b200mml连系梁，次梁：l截面高度 h（1/121/18）跨长l截面宽度 b（ 1/21/3

7、）h，且 b200mm2.5 构件截面尺寸的初步估算 2. 框架柱截面尺寸l柱截面长边h不宜小于300mm，圆柱截面直径不宜小于350mm，柱子截面尺寸增加或减少时，以50mm为一个单位。l柱净高与柱截面长边h之比宜大于4l矩形柱截面长边与短边之比不宜大于3l框架柱截面尺寸可按截面宽度b=(1/121/18)H，截面长度h=（12）b，H为所在层层高。hb3. 建筑结构选型的原则 l1）适应建筑功能的要求l2）满足建筑造型的需要l3）充分发挥结构自身的优势l4）考虑材料和施工的条件l5）尽可能降低造价附：建筑模数l建筑设计中，为了实现工业化大规模生产，使不同材料、不同形式和不同制造方法的建筑构

8、配件、组合件具有一定的通用性和互换性，统一选定的协调建筑尺度的增值单位。l我国建筑设计和施工中，必须遵循建筑模数协调统一标准（GBJ2-86）。 模数的分类l1. 基本模数：基本模数的数值规定为l00mm，表示符号为M，即1M等于l00mm。l2. 扩大模数：指基本模数的整倍数。扩大模数的基数应符合下列规定：l1）水平扩大模数为3M、6M、12M、15M、30M、60M等6个，其相应的尺寸分别为300mm,600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm。l2）竖向扩大模数的基数为3M、6M两个，其相应的尺寸为300mm、600mm。 l3. 分模数：指整数除基本模数的数值。

9、分模数的基数为M/10、M/5、M/2等3个，其相应的尺寸为10mm、20mm、50mm。l4. 模数数列：指由基本模数、扩大模数、分模数为基础扩展成的一系列尺寸（模数数列的幅度及适用范围如下）。l1）水平基本模数的数列幅度为（120）M。主要适用于门窗洞口和构配件断面尺寸。l2）竖向基本模数的数列幅度为（136）M。主要适用于建筑物的层高、门窗洞口、构配件等尺寸。l3）水平扩大模数数列的幅度：3M为（375）M；6M为（696）M；12M为（12120）M；15M为（15120）M；30M为（30360）M；60M为（60360）M，必要时幅度不限。主要适用于建筑物的开间或柱距、进深或跨度、

10、构配件尺寸和门窗洞口尺寸。l4）竖向扩大模数数列的幅度不受限制。主要适用于建筑物的高度、层高、门窗洞口尺寸。l5）分模数数列的幅度。M/10为（1/102）M，M/5为（1/54）M；M/2为（1/210）M。主要适用于缝隙、构造节点、构配件断面尺寸。常用数据：l房间的开间、进深（包括框架体系的柱距、跨度）一般为3Ml层高：4.2m以下时为1M，大于4.2m时为3M。l框架柱截面尺寸为M/2l其他结构构件为M/10l门窗洞口及其他主要构配件为1M建筑剖面组合设计建筑剖面组合设计123 343 561. 建筑层数和建筑高度的确定l建筑使用要求l城市规划要求l基地条件l材料、结构、设备、施工等技术

11、条件l防火要求l经济条件l节约土地关于建筑高度的规定l通常情况下，平顶房屋按室外地坪至女儿墙高度计算l坡屋顶按室外地坪至屋檐或屋脊的平均高度计算l屋顶附属物，其面积不超过屋顶面积的25%，高度不超过4m的不计关于建筑高度的规定l在重点文物保护单位和重要风景区附近的建筑物及在航空线控制高度以内的建筑物，建筑高度系指建筑物的最高点，包括电梯间、楼梯间、水箱、烟囱2. 建筑空间竖向组合l建筑空间竖向组合是在平面组合的基础上对各类建筑空间在高度方向进行合理的组织与排列，是对平面设计中两度空间的补充和继续深入。l主要使用房间的层高是影响组合的主要因素l为保证使用安全、结构合理、构造简单，应结合建筑规模、

12、建筑层数、用地条件和建筑造型进行妥善处理。2.1 单层组合l便于房屋中各部分人流或物品和室外直接联系l采光或通风较易解决l用地不经济l适合于大跨度结构和顶部要求采光的房屋，如食堂、车站、展览大厅等。2.2 多层建筑的竖向组合l多层建筑的竖向组合，首先需要把同一层平面中各个部分的房间的层高调整到一个统一的高度。同一楼层的高度一般按照该层主要房间需要的高度确定，辅助房间可提高其层高使其与该层层高一致。l对于大空间，一般需要在建筑平面设计时进行调整，通常采取三种方式：置于建筑端部；置于建筑顶部；独立设置，通过连廊与主体相接。2.2 多层建筑的竖向组合l叠加组合叠加组合l上下对位叠加上下对位叠加l上下

13、错位叠加上下错位叠加l错层组合错层组合l跃层组合跃层组合叠加组合上下对位叠加l上下各层房间、墙体、楼梯间垂直对位布置l要求每一层的层高均相同，不同层的层高可以相同也可以不同l体形简洁，受力关系明确，结构简单，施工方便，造价低叠加组合上下错位叠加l不同层平面处，房间有规律地沿一个方向（纵向对位，横向错位；或横向对位，纵向错位）错开一定的位置l可以获得较为独特的造型l为提供大量露天平台创造了条件l可以有效地利用陡坡地大连银帆宾馆达拉斯市政厅错层组合l建筑在同一层平面内有不同的层高，部分楼板需要上下错开l错层组合在不同标高处楼板的衔接常采用台阶、坡道、楼梯梯段连接错层组合l建筑各层层高一致，首层地面有小高差，一般通过台阶连接；l因地形因素首层地面有较大高差，可通过楼梯平台分别连接不同标高地面来解决层间高差的问题错层组合l首层地面无高差，但建筑同一层平面内各部分高度不一致。一般通过楼梯平台来解决层间高差的问题跃层组合l建筑内使用单位一户或一个单元占用2层或多层的竖向组合方式。l建筑内隔层设置公共走道，电梯也只在公共走道的楼层停靠。使用单元内部另设楼梯连接各楼层。l节省公共交通面积，提高电梯运行速度，使用单元的内部空间丰富。l结构复杂，造价高。屋面排水方式l无组织排水l无组织排