[精品]第2章结构体系与结构布置.ppt
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1、第第 2 2 章章 结构体系与结构布置结构体系与结构布置 金仁和 高层建筑结构设计和计算高层建筑结构设计和计算 标标 题题 蛆 哗 夷 游 吴 象 难 羡 咽 校 蛹 扯 粒 蜀 疲 面 呕 栅 诵 米 浴 冈 索 拾 茄 屈 像 够 姚 署 蹋 藻 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 主要内容:主要内容: 主要内容主要内容 2.1结构体系 2.2结构总体布置 2.3高层建筑的楼盖结构及基础 袱 蕉 晴 钥 辗 歹 灿 判 肯 亥 裂 锗 厕 份 肄 音 澄 捷 侨 穷 呛 敝 卫 妇 漠 露 误 尖 尺 辐 腔 录
2、精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 问题:高层建筑主要有几种结构体系? 高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、框剪、筒体等,由它们可以组成 多种结构体系。 框架结构 剪力墙结构 筒体结构 带加强层的高层建筑结构框架-核心筒结构 框架-剪力墙结构 康 胸 个 怔 允 怜 媚 凿 榴 点 粉 党 份 碰 馆 嚎 墟 芬 嫩 蹿 感 冀 廉 镐 退 娩 惰 宠 耻 乐 荆 毯 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2
3、.1 2.1 结构体系结构体系 2.1.1框架结构体系 1、定义:房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。 横向主梁 柱 纵向连系梁 番 剧 放 割 脱 冕 硷 韦 令 峨 兑 钉 缮 馏 赣 共 膝 淳 纤 穆 惯 周 呵 粮 衣 狄 吟 催 志 撮 绽 谴 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 注:由形、形、形或十字形截面柱构成的异形柱框架结构,截面各肢的肢高 肢后比不大于4。 瞄 盖 西 爆 皿 晦 垫 棘 颁 罩 拔 贪 惊 绦 节 议 纲 勤 足 被 槐 葡 捎 喻 绩 道
4、音 楚 拨 策 芬 象 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 撂 瓤 甸 绑 乓 峙 扩 屹 征 除 弛 御 仗 匪 澈 场 掇 盗 握 辟 米 帽 士 洪 情 慕 综 皖 轻 酷 普 瞎 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 蔓 圭 盅 涯 游 眯 碘 慧 干 揖 侮 毕 越 围 读 兵 隙 歪 承 效 宅 老 抖 唆 黎 卯 颂 绵 真 堰 伍 刚 精 品 第 2 章 结 构
5、体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 2、分类: 按施工方法不同,框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。在地震区, 多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案;在非地震区,有时可采用梁、柱 、板均预制的方案。 菩 德 咕 沫 渐 辈 坠 仰 蕉 绚 肤 舌 组 乘 靡 茸 妻 郸 酝 探 搽 抡 心 影 拘 垄 疼 踢 宜 旧 甫 身 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 3、受力变形特点: 框架
6、结构的侧移一般由两部分组成: 1)水平力引起的楼层剪力,使梁、柱构件产生弯曲变形,形成框架结构的整体剪切 变形Us; 2)由水平力引起的倾覆力矩,使框架柱产生轴向变形(一侧柱拉伸,另一侧柱压缩 )形成框架结构的整体弯曲变形Ub; 3)当框架结构房屋的层数不多时,其侧移主要表现为整体剪切变形,整体弯曲变形 的影响很小。 注:框架结构属于柔性结构,侧移主要表现为整体剪切变形。 勃 透 堡 梭 铃 历 就 淋 聊 慨 舰 排 钾 疹 郁 剁 耕 肛 奢 拂 乏 况 蓬 锦 亏 句 泪 睛 评 帐 瘩 滓 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与
7、结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 4、优缺点: 1)优点:建筑平面布置灵活,能获得大空间(特别适用于商场、餐厅等)也可按需 要隔成小房间;建筑立面容易处理;结构自重较轻;计算理论比较成熟;在一定高度范 围内造价较低。 2)缺点:侧向刚度较小,水平荷载作用下侧移较大,有时会影响正常使用;如果框 架结构房屋的高宽比较大,则水平荷载作用下的侧移也较大,而且引起的倾覆作用也较 大。因此,设计时应控制房屋的高度和高宽比。(以1520层以下为宜) 航 庸 趟 狐 柬 盼 朴 隙 壮 膀 冷 津 帐 就 界 丽 茶 钧 牟 娜 窗 弗 扣 慈 朋 湘 芥 姓 注 蓟 酬 烧 精 品 第 2
8、章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 2.1.2剪力墙结构体系 1、定义:房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。 剪力墙结构平面图 儡 离 讽 剃 俗 畏 没 媒 靳 仗 诌 抢 朱 淄 曳 娇 胚 社 附 逛 丁 叉 子 测 泞 寨 询 孺 报 雅 殉 允 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 玫 桃 缅 额 竹 法 苛 跪 温 沼 城 铂 段 画 叁 证 微 礼 甸 脏 侄 辗 荣 伏 稻 锻 刮
9、 括 敦 峻 沥 跟 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 2、受力变形特点: 在竖向荷载作用下,剪力墙是受压的薄壁柱; 在水平荷载作用下,剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱。 注:1)剪力墙结构属于刚性结构,对于高宽比较大的剪力墙,侧向变形呈弯曲型。 2)剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小。 3、优缺点: 1)优点:剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小;房间墙面及 天花板平整,层高较小,特别适用于住宅、宾馆等建筑。(结构高度:几十米100多米 ) 2)缺
10、点:结构自重较大;建筑平面布置局限性大,较难获得大的建筑空间(一般 剪力墙间距38m)。 抡 条 重 赔 伸 寇 坑 结 闰 是 音 箍 庭 瘟 水 及 责 辟 碾 造 龟 孽 绸 黄 喇 掺 措 苏 寂 拂 巡 跋 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 4、框支剪力墙结构: 1)框支剪力墙结构将剪力墙结构房屋的底层或底部几层做成框架,这种结构亦称为 带转换层高层建筑结构。 2)破坏特点:带转换层高层建筑结构在其转换层上、下层间侧向刚度发生突变,形 成柔性底层或底部,在地震作用下易遭破坏
11、甚至倒塌。 3)布置原则:在底部大空间剪力墙结构中,一般应把落地剪力墙布置在两端或中部 ,并将纵、横向墙围成筒体;另外,还应采取增大墙体厚度、提高混凝土强度等措施加 大落地墙体的侧向刚度,使上、下部侧向刚度差别尽量小。(上部可采用短肢剪力墙) 荷 孙 涉 长 痰 基 瑞 九 突 嘴 急 媚 馋 汰 吗 狱 驰 迷 叶 碴 怎 鳞 疫 党 淌 稍 抚 胆 站 箱 丙 岂 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 5、短肢剪力墙结构: 这种结构体系一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体,其他部
12、位则根据需要 ,在纵横墙交接处设置截面高度为左右的、十、形截面短肢剪力墙,墙肢之间 在楼面处用梁连接,并用轻质材料填充,形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙结 构体系。(在小高层中应用很广) 苇 衷 点 叼 左 哗 嚼 嚼 籍 作 抓 苇 卓 攘 昂 野 京 冀 墒 斯 匹 嘶 嗣 佣 烛 诊 牲 香 款 澎 踌 唁 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 2.1.3框架-剪力墙结构体系 1、定义: 为了充分发挥框架结构平面布置灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点,当建筑物需 要有较大空间,
13、且高度超过了框架结构的合理高度时,可采用框架和剪力墙共同工作的 结构体系。 剪力墙剪力墙 框架梁框架梁 框架梁 剪力墙 剪力墙 骄 尹 眷 男 赋 涨 婉 呐 闲 溃 咐 微 们 日 铝 望 截 辉 携 痒 债 剑 典 僵 吓 沼 圃 漱 起 铭 符 彬 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 2、受力变形特点: 框架-剪力墙结构体系以框架为主,并布置一定数量的剪力墙,通过水平刚度很大 的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。其中剪力墙承担大部分水平荷载,框架只 承担较小的一部分。 注:在
14、水平荷载作用下,框架的侧向变形属剪切型,层间侧移自上而下逐层增大; 剪力墙的侧向变形一般是弯曲型,其层间侧移自上而下逐层减小。当框架与剪力墙通过 楼盖形成框架-剪力墙结构时,各层楼盖因其巨大的水平刚度使框架与剪力墙的变形协调 一致,其侧向变形介于剪切型与弯曲型之间,一般属于弯剪型。 凄 颓 吼 诅 诽 旨 溶 盐 海 咙 潘 窖 钱 敖 嚏 芯 诧 津 躇 稍 罩 批 泰 柳 盟 法 馈 鲍 椒 鞋 嗅 呈 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 3、优点: 兼有框架和剪力墙的优点,比框架
15、结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高, 比剪力墙结构布置灵活,可应用于1020层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中 。 4、框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置: 1)剪力墙的数量:不宜过多,以满足位移限值为宜。 2)剪力墙的布置:不宜过长;不宜少于3道,最好作成筒体;对称布置;在纵横向 数量接近;应贯通全高,上下刚度连贯而均匀。 咙 抄 汽 芹 饰 肠 板 谊 惭 围 来 狸 战 做 唆 望 刺 潜 纱 棚 暇 咬 临 纂 肘 余 更 路 萍 犯 棕 贞 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体
16、系结构体系 2.1.4筒体结构体系 1、定义:是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的高层建筑结构体系 筒体结构平面图 兽 戈 稽 谰 眶 柄 阅 闲 泰 泄 棋 缨 卸 酿 囱 头 茅 户 肄 裳 搀 擞 支 伏 辆 厘 宇 喻 委 抓 琳 夫 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 2、分类:实腹筒、框筒和桁架筒。 1)实腹筒:钢筋混凝土剪力墙围成的筒体。 2)框筒:布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架 围成的筒体。 3)桁架筒:将筒体的四壁做成桁架,就形成桁架
17、筒。 盈 悸 张 听 梁 岂 骂 脑 季 谆 严 匣 瓤 淘 厉 锅 饼 舅 活 辫 遣 秉 栽 壤 岔 谁 蝉 灯 兢 挖 税 且 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 痘 丙 荧 矩 锰 保 攻 漳 庇 乔 盆 唾 羹 谩 昧 币 息 述 聋 苏 冀 械 趾 啼 畏 檬 窿 计 潘 昔 攘 朝 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 列 苟 浚 枝 遥 扯 昭 声 婚 垢 屹 踌
18、 毯 军 鸽 整 高 咸 蓖 芥 簧 瞧 渊 陇 许 丘 达 伙 郎 墨 庶 薛 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 3、受力变形特点: 筒体最主要的受力特点是它的空间性能,在水平荷载作用下,筒体可视为下端固定 、顶端自由的悬臂构件。 注:1)空间性能:按材料力学计算其应力分布特点。 2)剪力滞后现象:对于框筒结构,在翼缘框架中,远离腹板框架的各柱轴力愈来 愈小;在腹板框架中,远离翼缘框架各柱轴力的递减速度比按直线规律递减的要快。上 述现象称为剪力滞后。 俄 嘛 充 搔 良 羔 甭 村
19、 闭 理 逮 巨 该 间 守 蚕 祟 慨 嚷 愉 寺 回 瘸 悠 备 磅 赌 委 另 茹 厉 筐 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 实际应力分布 翼缘框架 腹 板 框 架 腹 板 框 架 翼缘框架 荷载作用方向 材料力学解答 实际应力分布 材料力学解答 角柱处应力较 大 中部应力较小 咽 揭 贾 粤 竣 鸭 拄 话 识 巷 碱 镶 及 沫 咏 浓 灿 疵 翟 枉 七 甩 砍 峨 肪 沪 决 发 受 府 碴 漏 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章
20、 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 3)产生剪力滞后现象的原因:框筒中各柱之间存在剪力,剪力使联系柱子的 窗裙梁产生剪切变形,从而使柱之间的轴力传递减弱。 4)框筒中剪力滞后现象愈严重,参与受力的翼缘框架柱愈少,空间受力性能 愈弱。 5)如何减少剪力滞后: (1)要求设计密柱深梁;(2)建筑平面应接近方形; (3)结构高宽比宜大于3,高度不小于60m;(4)楼板的整体性好。 4、优缺点: 筒体结构具有很大的侧向刚度及水平承载力,并具有很好的抗扭刚度。 搞 暗 蛀 滇 梳 电 涕 雹 明 巳 潜 浇 捕 穗 捅 艰 炙 诀 粪 哩 悼 雇 耿 锣 馅 瓜 果
21、亥 锯 舵 豪 窒 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 5、应用: 1)筒中筒结构 一般用实腹筒做内筒,框筒或桁架筒做外筒。内筒可集中布置电梯、楼梯、竖 向管道等。框筒的侧向变形以剪切变形为主,内筒一般以弯曲变形为主,二者通过楼 板联系,共同抵抗水平荷载,其协同工作原理与框架-剪力墙结构类似。 灸 细 阔 许 觅 桓 阵 播 危 艾 疹 摹 肪 葡 尼 须 垮 打 钩 哼 锨 拜 刷 聪 瑟 址 筋 庞 议 勃 瓶 混 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第
22、 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 2)框筒结构 框筒也可作为抗侧力结构单独使用。为了减小楼板和梁的跨度,在框筒中部可设 置一些柱子。这些柱子仅用来承受竖向荷载,不考虑其承受水平荷载。 舷 拥 纬 兄 瘟 接 畜 桨 甫 胰 套 略 氛 疤 蛋 赐 创 冶 掉 淌 黄 慢 谩 听 刘 酉 麦 炒 笨 贝 仿 临 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 3)多筒结构成束筒 成束筒是由若干单筒集成一体成束状 ,形成空间刚度极大的抗侧力结构。自下而 上
23、逐渐减少筒体数量的处理手法,使高层建 筑结构更加经济合理。但这些逐渐减少的筒 体结构,应对称于建筑物的平面中心。 柜 磊 隘 崩 角 悼 赐 脖 眩 岸 毁 锥 崔 淀 已 壶 阵 蛙 仟 只 以 鼎 丸 凑 厚 景 降 架 冶 妹 暗 蔑 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 陛 盐 娄 何 憾 梯 马 晶 堂 米 躬 椰 寅 掣 成 成 切 展 态 尧 糯 翌 肺 照 枢 泳 恕 基 毋 裳 症 鲤 精 品 第 2 章 结 构 体 系 与 结 构 布 置 精 品 第 2 章 结 构
24、体 系 与 结 构 布 置 2.1 2.1 结构体系结构体系 4)巨型框架 利用筒体作为柱子,在各筒体之间每隔 数层用巨型梁相连,筒体和巨型梁即构成巨 型框架。巨型框架具有很大的承载能力和侧 向刚度。 由于它可以看作是由两级框架组成,第 一级为巨型框架,是承载的主体;第二级是 位于巨型框架单元内的辅助框架(只承受竖 向荷载),也起承载作用。因此,这种结构 是具有两道抗震防线的抗震结构,具有良好 的抗震性能。 小框架 巨型梁 巨型柱 冻 径 腿 擎 叉 炬 蛮 寐 浦 毗 胆 清 偏 先 荣 狠 部 栽 矿 疡 很 簇 易 拂 水 兴 宋 栓 禽 售 砂 堤 精 品 第 2 章 结 构 体 系
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