工程施工竖向分布体系的初步设计-cnmarq.ppt

第五章 竖向分布体系的初步设计,谢凌志,chap3-2,chap3-3,第一节 概述设计阶段结构构思的层次,建筑初始方案设计，揭示整个体系的荷载抗力关系，预估基本分体系的相互关系,基本水平体系和竖向分体系的总体设计、相互作用的性质,方案,初步,最后,具体设计各分体系构件、连接,优化全部和部分信息时必须反馈,总体空间结构,chap3-4,第一节 概述,详细设计计算需要概念设计 概率设计判断结构方案的可行性 概念设计初步确定结构体系及构件尺寸 概念设计判断计算机计算结果,chap3-5,第一节 概述设计阶段结构构思的层次,建筑初始方案设计，揭示整个体系的荷载抗力关系，预估基本分体系的相互关系,基本水平体系和竖向分体系的总体设计、相互作用的性质,方案,初步,最后,具体设计各分体系构件、连接,优化全部和部分信息时必须反馈,总体空间结构,chap3-6,第二节 结构的整体性实体建筑物,建筑物是一个实体结构,chap3-7,第二节 结构的整体性实体建筑物,建筑物是一个实体结构,chap3-8,第二节 结构的整体性实体建筑物,受集中水平力分析,chap3-9,第二节 结构的整体性实体建筑物,受均布水平力分析,chap3-10,第二节 结构的整体性实体建筑物,受倒三角水平力分析,chap3-11,第二节 结构的整体性实体建筑物,剪力传递功能,chap3-12,第二节 结构的整体性实体建筑物,剪力的传递,chap3-13,第二节 结构的整体性实体建筑物,弯矩的作用,chap3-14,第二节 结构的整体性实体建筑物,实体结构的整体性要求,竖向荷载可以从一个薄片轴向传递到另一个薄片 水平荷载可以通过薄片间的剪力传递至基础 薄片之间可以传递一对轴向拉压的抗倾覆力偶,chap3-15,第二节 结构的整体性空间结构,将结构体系布置成空间封闭式 四片封闭的薄板，顶部开敞，底部固定,chap3-16,第二节 结构的整体性空间结构,空间结构受竖向荷载,chap3-17,第二节 结构的整体性空间结构,空间结构受水平荷载,chap3-18,第二节 结构的整体性空间结构,空间结构的进一步分析,chap3-19,第二节 结构的整体性空间结构,空间结构的整体性要求,水平分体系能够承受恒载并将竖向荷载通过竖向分体系传递到基础 水平分体系承受水平荷载，并将水平荷载传递到竖向分体系，并最终传递到基层 竖向分体系必须联系在一起，才能获得最好的抗弯和抗压屈能力,chap3-20,第二节 结构的整体性空间结构,水平分体系的隔板作用,有效高度的减小，抗压屈刚度增加,chap3-21,第二节 结构的整体性空间结构,筒形空间结构的变化,chap3-22,第二节 结构的整体性框架结构,单柱的作用,chap3-23,第二节 结构的整体性框架结构,铰接单柱,chap3-24,第二节 结构的整体性框架结构,铰接单柱,chap3-25,第二节 结构的整体性框架结构,刚接框架,chap3-26,第二节 结构的整体性框架结构,定量分析,chap3-27,第二节 结构的整体性框架结构,定量分析,完全框架,chap3-28,第二节 结构的整体性框架结构,框架是一个二维结构，在平面内才能有效地承受力的作用，类似于竖向平板 建筑物需要多个框架,chap3-29,第二节 结构的整体性框架结构,梁柱刚度比对框架性能的影响,chap3-30,第二节 结构的整体性框架结构,梁柱刚度比对框架性能的影响,单柱刚度大，大部分倾覆力矩由每个柱的抗弯作用承担 如果梁的刚度大，成对的柱轴力将分担很大一部分的倾覆力矩。抗弯作用由柱受弯变为整个框架守卫 梁柱线刚度比大于4时，可以认为接近弯曲框架作用,chap3-31,第二节 结构的整体性框架结构,提供双柱框架结构分体系刚度及承载能力的方法：,加设内柱 增大柱弯曲平面内的高度 加设更多的或更刚的梁,chap3-32,第二节 结构的整体性框架结构,加设框架内柱,chap3-33,第二节 结构的整体性框架结构,加设框架内柱的优点,由于成对柱之间的距离减小，水平梁刚度增加，也就加强了整体框架作用 每个柱承受的水平荷载较小，弯矩也小，总变形将减小,chap3-34,第二节 结构的整体性框架结构,增加受力平面内柱截面高度,变形减小，轴力增加！,chap3-35,第二节 结构的整体性框架结构,增加梁的数量和刚度,chap3-36,第二节 结构的整体性框架结构,实际结构中梁柱刚度比的变化,框架作用,最大,最小,梁柱刚度比,最大,最小,chap3-37,第二节 结构的整体性框架结构,增加多层框架的其他影响 柱底弯矩减小,chap3-38,第二节 结构的整体性框架结构,提供双柱框架结构分体系刚度及承载能力的方法总结：,加大柱截面可以在相当程度上增加框架结构整体刚度，但是要保证梁柱的刚度比 可以对三种方法进行组合考虑,chap3-39,第二节 结构的整体性框架结构,组合方案,chap3-40,第二节 结构的整体性框架结构,框筒受力,chap3-41,第二节 结构的整体性分体系的功能,水平结构由竖向结构支撑 竖向结构靠水平结构保持稳定 水平体系和竖向体系共同作用形成空间结构 综合考虑，共同设计,水平体系承受楼盖和屋盖等竖向荷载，并传递到竖向体系 水平体系通过横隔板作用，将水平荷载分配到竖向抗剪体系，,竖向体系承受竖向荷载，将荷载传递到基础 竖向体系承受水平剪力，并将总剪力传递到基础 竖向体系抵抗由倾覆力矩产生的弯曲内力,chap3-42,第二节 结构的整体性体系布置方式,chap3-43,第二节 结构的整体性体系布置方式,chap3-44,第二节 结构的整体性竖向体系,柱 框架结构 剪力墙结构 筒体结构,chap3-45,chap3-46,第三节 剪力墙结构,钢筋混凝土实心墙 桁架式剪力墙（支撑框架）,chap3-47,第三节 剪力墙结构基本特性,面内刚度大，面外刚度小 忽略平面外刚度 正交布置剪力墙,chap3-48,第三节 剪力墙结构基本特性,平面布置,chap3-49,第三节 剪力墙结构基本特性,剪力分配 在h/d23时，荷载可以按截面面积的比例分配 在h/d45时，考虑按相对刚度值I,chap3-50,第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例,要求：验算剪应力和拉、压应力,0.3m,chap3-51,第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例,剪应力计算,chap3-52,第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例,正应力计算,chap3-53,第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例,受拉区配筋计算,对称配筋 基础计算考虑拉力,chap3-54,第三节 剪力墙结构桁架式剪力墙实例,要求：验算基础顶面的柱式弦杆和斜腹杆的轴力,chap3-55,第三节 剪力墙结构高层剪力墙连梁实例,连梁截面为750mm200mm， 要求：验算连梁设计是否可行,chap3-56,第三节 剪力墙结构高层剪力墙连梁实例,连梁计算,V,chap3-57,第三节 剪力墙结构其他形式,框架填充墙,chap3-58,第四节 筒体结构基本特性,单个筒体布置在平面中心 多个筒体布置需要对称布置 洞口面积小于30，忽略洞口的影响 洞口面积大于60，按框筒设计,chap3-59,第四节 筒体结构基本特性,高宽比小于3，剪力起控制作用 高宽比等于36，弯矩起控制作用 高宽比大于7，为柔性筒，需要设置其他抗侧力体系来共同作用,chap3-60,第四节 筒体结构单筒初步设计实例,验算单筒的剪应力和正应力,chap3-61,第四节 筒体结构单筒初步设计实例,正应力计算,chap3-62,第四节 筒体结构单筒初步设计实例,翼缘配筋,chap3-63,第四节 筒体结构单筒初步设计实例,剪应力计算,chap3-64,第四节 筒体结构筒中筒结构,钢筋混凝土实腹筒为内筒 钢结构或者钢筋混凝土结构框筒为外筒 钢桁架筒为外筒,chap3-65,第四节 筒体结构筒中筒结构,外筒开洞多，降低抗剪能力 内筒多为实腹，开洞少，主要抗剪 内筒细长，不能有效抵抗倾覆力矩 外筒截面宽度大，抵抗倾覆力矩,chap3-66,第四节 筒体结构外筒初步设计实例,外筒高宽比为5，假定外筒抵抗全部倾覆力矩，承担4/7的楼面荷载，风载体型系数取0.52。,筒壁厚30cm，洞口面积约占总面积的50，风荷载2.4kN/m2。验算初步设计,chap3-67,第四节 筒体结构外筒初步设计实例,弯矩产生的正应力,chap3-68,第四节 筒体结构外筒初步设计实例,重力产生的正应力,外筒的自重，外筒表面积5.0kN/m2计,楼盖荷载,chap3-69,第四节 筒体结构外筒初步设计实例,总的正应力,使用C40混凝土,chap3-70,第四节 筒体结构外筒初步设计实例,结论,初设不理想 需要增加底部楼层筒体厚度 进行细部分析,chap3-71,第五节 框架结构水平荷载作用下的近似计算,初设阶段近似计算 适用于比较规则的框架 计算框架梁柱的弯矩使用门式框架法 计算倾覆力矩产生的柱轴力使用悬臂梁法,chap3-72,第五节 框架结构门式框架法,假定,每跨可视为独立的门式框架 所有柱子的反弯点在柱的中点 所有梁的反弯点在梁的中点 所有内柱剪力相等 外柱剪力为内柱剪力的一半,chap3-73,第五节 框架结构门式框架法,层高为h，跨度为l，柱的剪力和弯矩计算，,2P/3,2P/3,P/3,P/3,P,P,P/2,P/2,Ph/6,Ph/6,Ph/12,Ph/12,Ph/3,Ph/3,Ph/6,Ph/6,Ph/2,Ph/2,Ph/4,Ph/4,chap3-74,第五节 框架结构门式框架法,层高为h，跨度为l，柱的剪力和弯矩计算，,2P/3,2P/3,P/3,P/3,P,P,P/2,P/2,Ph/6,Ph/6,Ph/12,Ph/12,Ph/3,Ph/3,Ph/6,Ph/6,Ph/2,Ph/2,Ph/4,Ph/4,chap3-75,第五节 框架结构门式框架法,内柱弯矩确定梁弯矩,chap3-76,第五节 框架结构门式框架法,层高为h，跨度为l，柱的剪力和弯矩计算，,2P/3,2P/3,P/3,P/3,P,P,P/2,P/2,Ph/6,Ph/6,Ph/12,Ph/12,Ph/3,Ph/3,Ph/6,Ph/6,Ph/2,Ph/2,Ph/4,Ph/4,chap3-77,第五节 框架结构门式框架法,外柱弯矩确定梁弯矩,chap3-78,第五节 框架结构悬臂梁法,将整个框架结构视为一根悬臂梁， 柱子视为悬臂梁的纤维,chap3-79,第五节 框架结构悬臂梁法,计算公式1,chap3-80,第五节 框架结构悬臂梁法,计算公式2,chap3-81,第六节 抗侧力结构的变形近似计算,使用的舒适性 可能引起的P-效应 通过位移得到各抗侧力结构分别承担的水平荷载大小,chap3-82,第六节 抗侧力结构的变形近似计算C1,矮实心墙的剪切变形多于弯曲变形,chap3-83,第六节 抗侧力结构的变形近似计算C2,高实心墙的变形主要是弯曲变形,chap3-84,第六节 抗侧力结构的变形近似计算C3,高墙开洞后，变为双肢墙或多肢墙，连梁变形引起的偏移,chap3-85,第六节 抗侧力结构的变形近似计算C4,框架变形由梁、柱弯曲引起的变形,chap3-86,第六节 抗侧力结构的变形近似计算C4,框架变形由梁、柱弯曲引起的变形,chap3-87,第六节 抗侧力结构的变形近似计算C5,桁架的变形由杆件的伸长和缩短产生,chap3-88,第六节 抗侧力结构的变形近似计算C5,桁架的变形由杆