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建筑结构的受力特点和预应力钢结构的建筑

建筑结构的受力特点,预应力钢结构的建筑

建筑结构的受力特点是指建筑在承受力的过程中所表现出的特点和规律。建筑结构的受力特点包括受力形式、受力传递途径、受力集中部位等方面。了解建筑结构的受力特点对于设计和施工来说都至关重要。

建筑结构的受力形式有压力、张力、剪力、弯矩和扭矩等。在实际工程中,这些受力形式经常同时存在,相互影响。悬挑结构中的梁柱节点处既承受弯矩又承受剪力,需要有效地传递和分配力的作用。

建筑结构的受力传递途径是指力从产生到传递、最终到地基的路径。通常,力是通过结构的连通体系传递的,如梁、柱、板和墙等。合理的受力传递途径是保证结构稳定性和安全性的重要因素,它需要考虑力的传递和平衡,避免局部集中和过度集中。

建筑结构的受力集中部位是指在结构中承受较大或较复杂力的部位。常见的受力集中部位有节点、支座、连接等。这些部位的设计必须满足结构的受力要求,保证力的平衡和传递。

而预应力钢结构是一种采用预应力技术的建筑结构。它通过在构件中施加预先计算好的预应力,使结构在负荷作用下能够更好地抵抗变形和破坏。预应力钢结构的建筑具有以下优点:

预应力钢结构的施工周期较短。预应力构件通过预制和预拉力的方式进行施工,可以缩短现场施工时间,提高工程进度。

预应力钢结构具有较高的抗震性能。预应力技术可以增强结构的刚度和抗震性能,使结构在地震等自然灾害中更加安全稳定。

预应力钢结构的自重轻、自由度大,可以灵活地满足各种建筑形式和功能需求。

了解建筑结构的受力特点对于设计和施工来说都至关重要。而预应力钢结构作为一种应用广泛的建筑技术,具有独特的优势,可以满足不同项目的需求。预应力钢结构的发展将进一步推动建筑结构技术的进步和发展。

建筑结构的受力特点,预应力钢结构的建筑

下面列举10个国内钢有名的结构建筑 :

1、中银大厦:混凝土——钢结构立体支撑体系 结构采用4角12层高的巨形钢柱支撑,室内无一根柱子。利用立体支撑及各支撑平面内的钢柱和斜杆,将各楼层重力荷载传递至角柱,加大了楼层重力荷载作为抵抗倾覆力矩平衡重的力偶臂,从而提高了作为平衡重的有效性。

2、金茂大厦:框筒结构体系。核心为现浇钢筋混凝土,外框为钢结构与混凝土结构复合成为钢结构与混泥土结构复合建造超高层建筑的典范 大厦采用超高层建筑史上首次运用的最新结构技术,整幢大楼垂直偏差仅2厘米,楼顶部的晃动连半米都不到,这是世界高楼中最出色的,还可以保证12级大风不倒,同时能抗7级地震。大厦的外墙由大块的玻璃墙组成,反射出似银非银、深浅不一、变化无穷的色彩。大厅采用圆拱式的门框,给人高大宽敞明亮的感觉;墙面选用地中海有孔大理石,能起到良好隔音效果;地面大理石光而不亮,平而不滑。前厅内的八幅铜雕壁画集中体现了中国传统的书法艺术,它通过汉字,从甲骨文、钟鼎文,一直到篆、隶、楷、草的演变,反映了中国上下五千年的文明史。通往宴会厅的走廊,更是一条艺术长廊,体现出一种高雅的品位和豪华的气派。

3、上海环球金融中心 :钢筋混凝土结构(SRC结构)、钢结构(S结构)。上海环球金融中心是以办公为主,集商贸、宾馆、观光、会议等设施于一体的综合型大厦。 巨型结构的撑是采用钢管混凝土,这样可以增加构件的刚度和延性,还有阻尼。采用混凝土填充还是有一个好处是在结构的顶部一般钢管比较薄,混凝土填充可以增加钢管的抗屈。

4、鸟巢,即国家体育场:系钢筋混凝土框剪结构和弯扭构件钢结构,工程造价33亿元,建筑面积25.8万㎡,外部钢结构的钢材用量为4.2万吨,整个工程包括混凝土中的钢材、螺纹钢等,总用钢量达11万吨。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构,钢结构总用钢量为4.2万吨,混凝土看台分为上、中、下三层,看台混凝土结构为地下1层,地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开,互不相连,形式上呈相互围合,基础则坐在一个相连的基础底板上。

5、国家大剧院:框架-剪力墙混凝土壳体钢结构,建筑面积21.944万㎡,外部结构为椭球型双层钢网壳结构,粗盖其内部的歌剧院、音乐厅和大剧场。国家大剧院巨型钢壳体安装过程中使用螺栓球网架结构代替普通脚手架作为其临时施工支撑体系,充分发挥了网架结构的空间受力性能,而且装卸方便,可以重复利用。

6、中央电视台新址主楼:从结构角度看,最后竣工时,这两座斜塔、悬臂结构、9层的裙楼底座及地下室均可整体看作一个完整结构系统。楼板的重量由外部钢筒体与及内部柱子和楼板支承。尽管外钢筒体的结构构件在两个平面内有倾角,然而大楼的内柱,包括核心筒的内柱却均保持垂直。由于塔楼倾斜,同时亦考虑到楼板的深度限制在合理的范围内,故部分内柱需于塔楼内终止及换转作配合。这些内柱所支撑的重量将被转移到内筒和外部钢筒体上。转换结构大多采用二层高的桁架结构位置多设于适当位置如设备用房内。转换结构数目将尽量控制到最小。

7、广州歌剧院:钢-钢砼混合结构。大剧场和多功能厅的外围护结构采用空间组合折板式三向斜交网壳,结构的整体几何形状为不规则多面体。剧场和多功能厅外围护结构的每个面均为三角形或四边形, 将其边做若干分段,在面内连接形成三向网格,以边作为主梁,内部网格则采用次梁连接,主次梁均采用钢箱梁。

8、武汉广播电视中心大楼:钢筋混凝土框架—筒体剪力墙结构,建筑面积为74462㎡。武汉广播电视中心大楼坐落于汉口建设大道青年路口,建筑面积为74462m2,其结构形式为钢筋混凝土框架—筒体剪力墙结构,主楼30层,其中地下室两层为停车场,局部区域为一层设备用房,裙楼5~6层,塔楼24层为办公用房,塔楼上部为8层钢结构功能用房,顶部为直升机停机坪。其建筑标高为164.8m,在主楼前面30层顶部装有钢结构电视发射塔,塔顶标高为198m。其钢结构涉及较多如:裙楼屋面钢结构、顶层屋面钢结构、顶楼钢结构发射塔等。

9、国家游泳中心(水立方):钢混剪力墙+钢结构+膜结构,建筑面积79532㎡,总用钢量6900吨,跨度最大的膜结构建筑(最大跨度130米)。该场馆的结构设计来源于爱尔兰数学家Lord Kelvin提出的“三维空间的最有效分割”问题,并利用和改良爱尔兰教授Weaire和Phelan提出的最优化多面体组合体系,创造性的设计出了新型多面体空间刚架结构。本文介绍了该结构体系的几何构成、性能、多面体空间单元的受力、整体结构体系的构成、ETFE充气枕的性能分析等有关内容。

10、首都博物馆新馆:框架-剪力墙、钢结构屋盖,工程造价7.8亿元,建筑面积61680 ㎡。首都博物馆新馆上部大跨度钢结构受力复杂。利用风洞模拟大气边界层气流,对屋盖上、下表面和建筑外墙在各种风向角下的风压分布情况、风环境等进行了测试。在屋盖挑檐的端部设置百叶,有效地减小了长悬臂结构的风荷载效应。针对传统柱间预应力支撑体系存在的张拉过程复杂、柱顶偏移不易控制、在柱间桁架下弦杆引起附加轴力等问题,提出在中柱两侧布置人字形拉杆的支撑形式,大大简化了预应力张拉过程,有效避免了柱顶的偏移,减小了柱间桁架下弦的附加轴力。

建筑应力

当材料在外力作用下不能产生位移时,它的几何形状和尺寸将发生变化,这种形变称为应变。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力,定义单位面积上的这种反作用力为应力

预制钢结构是什么意思

预制、捣制、砖混、钢混、框架结构针对的是建筑结构三个不同方面而言的。

一、预制与现浇(捣制)指混凝土构件两种的制作方式。

预制混凝土是指在工厂或工地现场(非最后设计位置)制作混凝土制品的混凝土。预制混凝土在别处浇制而非在最后的施工现场。构件在施工现场吊装。

现浇(捣制)混凝土是指在结构构件设计位置处浇灌入模、成型、密实和硬化的混凝土。就是通过在现场组装模板,然后进行混凝土的浇筑。

二、砖混结构和钢混结构是按建筑结构所用材料来划分的。

砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙采用砖或者砌块砌筑,构造柱以及横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。

钢混结构是型钢和混凝土的混合结构,包括外围钢框架或型钢混凝土、钢管混凝土框架与钢筋混凝土核心筒所组成的框架-核心筒结构,以及由外围钢框筒或型钢混凝土、钢管混凝土框筒与钢筋混凝土核心筒所组成的筒中筒结构。

三、框架结构是按结构承重体系分类的一种,除此之外还有:墙承重结构、剪力墙结构、筒体结构等。

框架结构是指由梁和柱以钢筋相连接而成,构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的房屋墙体不承重,仅起到围护和分隔作用。按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架(现浇式、装配式、整体装配式,也可根据需要施加预应力,主要是对梁或板)、钢框架。扩展资料:

框架建筑的主要优点:空间分隔灵活,自重轻,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

框架建筑的主要缺点:框架节点应力集中显著;框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破坏,吊装次数多,接头工作量大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大;不适宜建造超高层建筑, 一般适用于建造不超过15层的房屋,超高建筑建议采用框架剪力墙结构。参考资料:

百度百科-砖混结构百度百科-预制混凝土百度百科-钢混结构百度百科-框架结构百度百科-现浇混凝土

钢结构预应力加固法

1. 树脂灌注法 环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度,并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀,树脂可以灌入到0.05㎜的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外,当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时,通常不易采用树脂灌注法。北京冶建工程裂缝处理中心开发的具有国际领先水平的工程师自动低压灌浆技术是树脂灌注法的最佳工法之一。   

2. 聚合物浸入法   2

.1重力渗入法 低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1㎜的裂缝。将树脂涂刷到表面上,或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的围堤,使树脂溢于裂缝表面。   

2.2 真空渗入法 更适合封闭多重无规则表面裂缝。先将裂缝表面密封,抽去真空,使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。再在大气压力下用纯环氧树脂浆料注入裂缝表面中。   

3. 钉合法 当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时,使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中,用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。   

4. 表面封闭法 这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝,通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。   

5. 灌浆法   5.1普通水泥灌浆 大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结构的岩石基础上的裂缝,有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。   5.2聚合物灌注 基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料,和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料,起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用。   

6. 钻孔嵌塞法 这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水,孔中应填入柔性沥青来代替砂浆;如果灌注栓塞的作用比较重要,孔中则要灌注环氧树脂。   

7. 柔性密封法 通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。   

8. 粘贴法 当运动不止作用于一个平面时,或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时,或者不可以切割出槽时可使用这个方法。用柔性的密封带盖住裂缝,仅将带的边缘部分粘住。   

9. 附加钢筋法   9.1普通钢筋 首先将裂缝密闭,然后贯穿裂缝平面大约90°的方向钻孔,将环氧树脂注入孔内,再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。   9.2外部施加预应力 通过后张法施加应力,来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。   

10. 干嵌填法 用手工将低水灰比的砂浆连续嵌入裂缝,形成与原有混凝土结构紧密连接的密实砂浆。先在裂缝表面开槽,大约25㎜宽、25㎜深,清理后涂刷界面剂、连续嵌入低水灰比的砂浆。   11. 迭合面层法 当结构表面存在大量的裂缝,而且采用其它办法单独处理各个裂缝过于昂贵时,用这个方法来密闭、覆盖(不是修复)裂缝非常有效。对于偶然出现大面积网状裂缝使用该法很有效。   12. 自闭合法 混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭合”,这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种现象。机理:由于周围空气和水中存在二氧化碳,使水泥浆中的氢氧化钙发生碳化作用,结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长。晶体组合交织产生一种机械粘接作用,又被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强,最后混凝土裂缝部位的抗拉强度得到一定的恢复,裂缝也被密闭了。主要用于修补潮湿环境的结构,。整个自闭合时期的水饱和必须连续保持。   13. 涂层及其它表面处理法 修复开裂的混凝土结构可以使用范围很广的表面浸渍密封剂和涂料。如果混凝土开裂已经稳定,则可通过涂料获得成功地修补。但不适合低温区域操作.根据实际选择一种,目前最简单的时注浆放,如果裂缝不是很严重,重力渗透放既可 .

建筑结构的受力特点

框架结构承受的作用包括竖向荷载、水平荷载和地震作用。竖向荷载包括结构自重及楼(屋)面活荷载,一般为分布荷载,有时有集中荷载;水平荷载为风荷载;地震作用主要是水平地震作用。框架结构是一个空间结构体系,沿房屋的长向和短向可分别视为纵向框架和横向框架。

纵、横向框架分别承受纵向和横向水平荷载。而竖向荷载传递路线则根据楼(屋)盖布置方式而不同,现浇平板楼(屋)盖主要向距离较近的梁上传递,预制板楼盖传至支承板的梁上。在多层框架结构中,影响结构内力的主要是竖向荷载,而结构变形则主要考虑梁在竖向荷载作用下的挠度,一般不必考虑结构侧移对建筑物的使用功能和结构可靠性的影响。随着房屋高度增大,增加最快的是结构位移,弯矩次之。

因此在高层框架结构中,竖向荷载的作用与多层建筑相似,柱内轴力随层数增加而增加,而水平荷载的内力和位移则将成为控制因素。多层建筑中的柱以轴力为主,而高层框架中的柱受到压、弯、剪的复合作用,其破坏形态更为复杂。框架结构在水平荷载作用下的受力变形特点。其侧移由两部分组成:第一部分侧移由柱和梁的弯曲变形产生。柱和梁都有反弯点,形成侧向变形。框架下部的梁、柱内力大,层间变形也大,越到上部层间变形越小。第二部分侧移由柱的轴向变形产生。在水平力作用下,柱的拉伸和压缩使结构出现侧移。这种侧移在上部各层较大,越到底部层间变形越小。在两部分侧移中第一部分侧移是主要的,随着建筑高度加大,第二部分变形比例逐渐加大。结构过大的侧向变形不仅会使人不舒服,影响使用;会使填充墙或建筑装修出现裂缝或损坏;还会使主体结构出现裂缝、损坏,甚至倒塌。

高层建筑不仅需要较大的承载能力,而且需要较大的刚度。框架抗侧刚度主要取决于梁、柱的截面尺寸。通常梁、柱截面惯性矩小,侧向变形较大,所以称框架结构为柔性结构。虽然通过合理设计,可以使钢筋混凝土框架获得良好的延性,但由于框架结构层间变形较大,在地震区,高层框架结构容易引起非结构构件的破坏。这是框架结构的主要缺点,也因此限制了框架结构的使用高度。

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