第二章 工程构造

第一节 工业与民用建筑工程的分类、组成和构造

　　一、工业与民用建筑工程的分类及应用

　　(一)工业建筑分类

　　1.按厂房层数分

单层厂房	适用于大型机器设备或有重型起重运输设备
多层厂房	生产设备及产品较轻，可沿垂直方向组织生产
混合层数厂房	多用于化学工业、热电站

　　2.按工业建筑用途分

　　3.按主要承重结构的形式分

　　(1)排架结构型

　　①柱顶：铰接连接

　　②柱下端：嵌固于基础中

　　③适用性：柱距为6～12m，跨度为12～30m时采用。

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　　(2)刚架结构型

　　①柱和屋架合并为同一个刚性构件。

　　②柱与基础的连接通常为铰接。

　　③一般重型单层厂房多采用刚架结构。

门式刚架
特点	刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装，用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5～1/10。
分类	变截面	适应弯矩变化，节约材料，构造连接及加工制造不方便
	等截面	--------

　　(3)空间结构型

　　常见的有：膜结构、网架结构、薄壳结构、悬索结构等。

　　4.按车间生产状况分

　　(1)冷加工车间

　　(2)热加工车间

　　(3)恒温湿车间

　　(4)洁净车间

　　(5)其他特种状况的车间

　　【练习题】

　　1.热处理车间属于()。【2013】

　　A.动力车间

　　B.其他建筑

　　C.生产辅助用房

　　D.生产厂房

　　【答案】D

　　【解析】生产厂房是指进行产品的备料、加工、转配等主要工艺流程的产房，如机械制造厂中有铸工车间、电镀车间、热处理车间、机械加工车间和装配车间等。

　　2.与普通钢结构相比，门式刚架结构的优点是()。【2015】

　　A.加工制造方便

　　B.节约钢材

　　C.可以组装

　　D.刚度好

　　E.构造连接简单

　　【答案】BCD

　　【解析】门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。门式刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5-1/10，是一种经济可靠的结构形式。

　　(二)民用建筑分类

　　1.按建筑物的层数和高度分

住宅建筑 （以3层为界）	低层	1～3层
	多层	4～6层
	中高层	7～9层
	高层	≥10层
除住宅建筑之外的民用建筑	单层和多层	≤24m
	高层	＞24m（不包括高度大于24m的单层公共建筑）
建筑高度＞100m的民用建筑为超高层建筑。

　　2.按建筑的耐久年限分

建筑等级	耐久性	适用性
一级建筑	100年以上	重要的建筑和高层建筑
二级建筑	50～100年	一般性建筑
三级建筑	25～50年	次要的建筑
四级建筑	15年以下	临时性建筑

　　3.按建筑物的承重结构材料分

　　(1)木结构

　　(2)砖木结构：适用于低层建筑(1～3层)

　　(3)砖混结构：适合开间进深较小、房间面积小、多层或低层的建筑。

　　(4)钢筋混凝土结构

　　主要承重构件(梁、板、柱)：采用钢筋混凝土材料。

　　非承重墙：砖砌或其他轻质材料。

　　(5)钢结构

　　强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，抗震性能好，适用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。

　　(6)型钢混凝土组合结构

　　①比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点。

　　②与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。

　　③应用于大型结构中，力求截面最小化，承载力最大，可节约空间，但是造价比较高。

　　【练习题】

　　3.根据有关设计规范要求，城市标志性建筑其主体结构的耐久年限应为()。【2012】

　　A.15～25年

　　B.25～50年

　　C.50～100年

　　D.100年以上

　　【答案】D

　　【解析】一级建筑：耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。

　　4.与钢筋混凝土结构相比，型钢混凝土组合结构的优点在于()。【2013】

　　A.承载力大

　　B.防火性能好

　　C.抗震性能好

　　D.刚度大

　　E.节约钢材

　　【答案】ACD

　　【解析】型钢、钢筋、混凝土三者结合使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点。

　　5.力求节省钢材且截面最小的大型结构应采用()。【2014】

　　A.钢结构

　　B.型钢混凝土结构

　　C.钢筋混凝土结构

　　D.混合结构

　　【答案】B

　　【解析】型钢混凝土组合结构比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好。与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。型钢混凝土组合结构应用于大型结构中，力求截面最小化，承载力最大，可节约空间，但是造价比较高。

　　4.按施工方法分

　　(1)现浇、现砌式

　　(2)部分现砌、部分装配式

　　(3)部分现浇、部分装配式

　　(4)全装配式

　　5.按承重体系分

　　(1)混合结构体系

　　①承重方案

横墙承重	楼板直接支承在横墙上。 横向刚度大，整体性好，但平面使用灵活性差。
纵墙承重	楼板支承于梁上。

　　②住宅建筑最适合采用混合结构，一般在6层以下。

　　(2)框架结构体系

　　①优缺点

优点	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
缺点	侧向刚度较小，当层数较多时，会产生较大的侧移

　　②在非地震区，框架结构一般不超过15层。

　　(3)剪力墙体系

　　①优缺点

优点	侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小
缺点	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

　　②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。

　　(4)框架-剪力墙结构体系

　　①剪力墙主要承受水平荷载(至少承受80%的水平荷载)

　　竖向荷载主要由框架承担

　　②一般宜用于10～20层的建筑。

　　(5)筒体结构体系

　　①筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系。

　　②适用于30～50层的房屋。

　　(6)桁架结构体系

　　①杆件只有轴向力。

　　②同样高跨比的屋架，当上下弦成三角形时，弦杆内力最大;当上弦节点在拱形线上时，弦杆内力最小。

　　(7)网架结构体系

　　①高次超静定的空间结构。

　　②优点：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。

　　(8)拱式结构体系

　　①拱是一种有推力的结构，其主要内力是轴向压力。

　　②适用于体育馆、展览馆等建筑中。

　　(9)悬索结构体系

　　①主要承重构件是受拉的钢索。

　　②悬索屋盖结构的跨度已达160m，主要用于体育馆、展览馆中。

　　(10)薄壁空间结构体系

　　主要承受曲面内的轴向压力。受力比较合理，材料强度能得到充分利用。

　　【练习题】

　　6.空间较大的18层民用建筑的承重体系可优先考虑( )。【2016】

　　A.混合结构体系

　　B.框架结构体系

　　C.剪力墙体系

　　D.框架-剪力墙体系

　　【答案】D

　　【解析】A错误，混合结构体系一般应用于6层以下住宅;B错误，框架结构在非抗震地区，一般不超过15层;C错误，剪力墙体系适用于小开间的住宅和旅馆，不适用于大开间的公共建筑;

　　D正确，框架-剪力墙体系一般适用于10-20层的建筑，平面布置灵活，空间大，侧向刚度较大。

　　7.高层建筑抵抗水平荷载最有效的结构是()。【2014】

　　A.剪力墙结构

　　B.框架结构

　　C.筒体结构

　　D.混合结构

　　【答案】C

　　【解析】在高层建筑中，特别是超高层建筑中，水平荷载愈来愈大，起着控制作用，筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系。

　　8.网架结构体系的特点是()。【2014】

　　A.空间受力体系，整体性好

　　B.杆件轴向受力合理，节约材料

　　C.高次超静定，稳定性差

　　D.杆件适于工业化生产

　　E.结构刚度小，抗震性能差

　　【答案】ABD

　　【解析】网架结构可分为平板网架和曲面网架。它改变了平面桁架的受力状态，是高次超静定的空间结构。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。

　　9.设计跨度为120m的展览馆，应优先采用( )。【2015】

　　A.桁架结构

　　B.筒体结构

　　C.网架结构

　　D.悬索结构

　　【答案】D

　　【解析】悬索结构是比较理想的大跨度结构形式之一。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。