浅谈房屋建筑的结构形式
彭毅峰
【摘 要】摘 要:简要论述了房屋建筑的几种结构形式,着重分析了砖混结构、钢筋混凝土结构及钢结构三种结构形式的特性及应用情况,通过对比研究,为建筑物结构形式的选用提供理论指导。 【期刊名称】山西建筑 【年(卷),期】2011(037)025 【总页数】2
【关键词】关键词:房屋建筑,结构形式,抗震能力,稳定性
0 引言
房屋建筑是我们生活居住的场所,林立的高楼大厦也是城市的象征,然而,众多的人为因素或者自然灾害导致的房屋倒塌事故不能不让我们讨论其内在的因素,究竟是什么决定着房屋的坚实度、耐久性和它抵抗地震灾害的能力,影响它们的因素很多,除人为造成的质量因素以外,更为主要的是房屋本身的结构形式起着决定性的作用。
我们居住的房屋从外形高度上看有低层、多层、中高层、高层、超高层建筑,形式多种多样,而不同的房屋建筑采用的结构形式也不尽相同,不同的结构形式又有着不同的特点和功能,那房屋建筑有哪些结构形式,不同的结构形式又有着什么样的特性。
我们的房屋建筑如果从使用的材料上分可分为:砖混结构、钢筋混凝土结构(以下简称“钢筋混凝土”结构)和钢结构;如果从结构形式上分又可分为:砖混结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构;在不同的房屋建筑上它
们得到了不同的应用。
1 砖混结构
砖混结构就是由粘土砖做承重墙,并配有钢筋混凝土楼板、圈梁、构造柱等共同组成房屋结构的一种形式。它一般适用于低层和多层建筑,在我国,高层建筑出现以前,这种建筑是民用建筑的主要形式。这种结构的特点是:由粘土实心砖墙做承重构件,而圈梁和构造柱不承重,只起抗震作用,在强震来袭的时候,它们可以起到骨架的作用支撑房屋的主架不倒,给人以逃生的余地。由于建筑高度不大,一般在20 m内,这种结构在设计时主要考虑的是竖向荷载,而水平风荷载可基本忽略不计。
砖混结构又有两种形式:预制装配式和现浇整体式。
预制装配式是我国在20世纪90年代以前民用建筑多采用的结构形式,它的楼板主要是用一块块预应力多孔板(通常说的预制板)拼装在一起的,这种结构最大的缺点是抗震性差,在大震来袭时,楼板的整体稳定性差,拼装在一起的预制板极易脱落,从我国多次大地震现场可以看出大部分倒塌的房屋都是这种预制板式的旧式楼房,造成的伤亡率也最大。
现浇整体式,它与预制装配式相比所不同的就是它的每层楼板是整体浇筑在一起的,地震时楼板不会像预制板那样一块块掉下来,整体稳定性提高了,因而抗震性也得到了极大的提高,地震时人们逃生的可能性也就大得多了。20世纪90年代中后期所建造的多层民用建筑就全部改用现浇整体式了。
2 钢筋混凝土结构
1)框架结构与框架—剪力墙结构。这两种结构都是钢筋混凝土结构中的两种形式,主要用于多层与中高层,一般高度20层以下的建筑,它主要由钢筋混凝
土框架梁、板、柱来承担竖向重力荷载,除剪力墙以外的墙体采用重量轻的空心砖或砌块,只起填充与分隔的作用,而不像砖混结构主要靠墙体承重。随着建筑层数的增加,高度的增大,其所受的水平风荷载会逐渐加大,这时有必要在设计时考虑水平荷载的效应,因此将某些墙体变为剪力墙用来抵抗水平风荷载就是框架—剪力墙结构,它是在框架结构的基础上增加剪力墙的综合形式,剪力墙就是钢筋混凝土浇筑成的整体墙,其强度、刚度都足以抵抗外来的水平推力,同时也提高了房屋的整体稳定性。
2)剪力墙结构。有了前面所说的框架—剪力墙结构就不难理解剪力墙结构的特性了,剪力墙结构可以说是一种比框架—剪力墙结构更为强大的一种结构形式,随着楼层的增多,建筑高度的增加使建筑物的长细比效应显著,其所受的水平荷载可能超过了自重荷载,因此推出全剪力墙结构用来抵抗建筑所承受的水平风荷载,我们居住的高层建筑,从20层~50层以上,高度100米~200多米多采用这种结构形式,其结构的强度、刚度、稳定性也是比较高的。剪力墙结构同样也是钢筋混凝土结构的一种形式,组成建筑主体的依然是钢筋混凝土材料,说到这里我们就可以看出框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构它们都属于钢筋混凝土结构的形式,建筑业发展至今,钢筋混凝土材料的结构也有了巨大的发展与更新,理论上钢筋混凝土结构的建筑可以建造100层,400 m以上的高度,但由于本身材质的限制,钢筋混凝土材料毕竟有自重大等缺点,事实上世界上最高的钢筋混凝土结构建筑只盖到了70层,再高的建筑就采用我们下面将要说的钢结构了。
3 钢结构
钢结构是全部由型钢梁、柱构成主架的一种结构形式,相比钢筋混凝土结构而