一、结构体系的主要类型及特点
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框架结构
- 特点：由梁和柱组成的框架体系，具有结构简单、传力明确的特点。框架结构可以形成较大的室内空间，布置灵活，适用于多种建筑功能。
- 应用场景：常用于多层和高层建筑，如办公楼、商业建筑等。在工业建筑中也有应用，特别是需要较大空间和灵活布局的车间。
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门式刚架结构
- 特点：以门式刚架为主要承重结构，屋面和墙面通常采用轻型材料。结构形式简洁，施工速度快，造价相对较低。
- 应用场景：广泛应用于工业厂房、仓库等建筑，尤其是跨度较小、高度较低的建筑。
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桁架结构
- 特点：由杆件组成的桁架体系，能够跨越较大的跨度。桁架结构的杆件主要承受轴向力，材料利用率高，结构自重较轻。
- 应用场景：常用于大跨度的建筑，如体育场馆、展览馆、火车站等的屋盖结构。
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网架结构
- 特点：由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。网架结构具有空间刚度大、整体性好、抗震性能优越等特点。
- 应用场景：适用于大跨度、大空间的建筑，如机场航站楼、会展中心等。
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悬索结构
- 特点：以悬索为主要承重构件，通过钢索的受拉来承受屋面或楼面的荷载。悬索结构具有跨度大、自重轻、造型美观等特点。
- 应用场景：常用于大型体育场馆、展览馆等建筑的屋盖结构，如北京工人体育场的屋盖就采用了悬索结构。
二、选型考虑因素
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建筑功能需求
- 空间要求：如果建筑需要大跨度、无柱空间，可选择桁架结构、网架结构或悬索结构。如果对空间布局要求灵活，框架结构可能更合适。
- 使用功能：对于工业建筑，要考虑生产工艺对空间、高度、荷载等的要求；对于商业建筑，要考虑人流量、采光、通风等因素。
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荷载情况
- 竖向荷载：包括结构自重、楼面活荷载、屋面活荷载等。根据荷载大小选择合适的结构体系和构件尺寸。
- 水平荷载：主要有风荷载和地震作用。在高烈度地震区或风荷载较大的地区，应选择抗震性能好、抗风能力强的结构体系，如框架 - 支撑结构、网架结构等。
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跨度和高度
- 跨度大小：对于小跨度建筑，门式刚架结构和框架结构较为经济；对于大跨度建筑，桁架结构、网架结构和悬索结构更具优势。
- 高度要求：高层建筑通常采用框架 - 核心筒结构或框架 - 支撑结构，以提高结构的抗侧力能力。
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施工条件
- 施工场地：考虑施工场地的大小、地形地貌等因素。如果场地狭窄，可选择预制程度高、安装方便的结构体系，如门式刚架结构。
- 施工技术：施工单位的技术水平和设备条件也会影响结构选型。如果施工单位对某种结构体系有丰富的施工经验和先进的施工设备，可优先考虑该结构体系。
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经济成本
- 材料成本：不同的结构体系和钢材规格价格不同，需要进行经济比较。一般来说，门式刚架结构和框架结构的材料成本相对较低。
- 施工成本：施工速度快、人工费用低的结构体系可以降低施工成本。例如，预制装配式结构可以减少现场施工时间和劳动力需求。
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美观要求
- 建筑造型：某些建筑对造型要求较高，结构选型应与建筑设计相协调。例如，悬索结构和网架结构可以创造出独特的建筑造型。
- 建筑外观：考虑结构的形式、色彩、质感等对建筑外观的影响，选择符合建筑美学要求的结构体系。
