第12章_多层建筑结构.ppt

第12章多层建筑结构 1 多层砌体与混合结构 砌体 把块材 砖 石 混凝土砌块 用灰浆通过人工砌筑而成 砌体材料的优点 1 耐火 保温 隔声和抗腐蚀性能好 2 较好的大气稳定性 3 生产和施工简单 4 造价低 比较经济 缺点 1 自重大 2 强度低 3 抗震差 无筋砌体和配筋砌体两种 1 多层砌体与混合结构 混合结构 砌体作为竖向承重结构 墙 其他材料 钢筋混凝土或者木结构 构成水平方向承重结构 楼盖 组成的房屋结构 1 多层砌体与混合结构 1 多层砌体与混合结构 横墙承重 1 多层砌体与混合结构 纵墙承重 1 多层砌体与混合结构 纵横墙承重 1 多层砌体与混合结构 内框架承重 组成 梁 基础 柱 刚性节点 固定连接 2 多层框架结构 2 1框架结构组成 组成 纵 横梁和立柱组成 特点 平面布局灵活 易于设置大房间的需要 承受竖向荷载很合理 框架的抗侧刚度小 抵抗水平荷载能力较差 应用 非地震区 15 20层地震区 10层以下 框架结构 2 多层框架结构 2 1框架结构组成 构件的选型 在装配式或装配整体式楼盖中 梁的截面形式有如下几种 可以增大净空 减小总高度 2 多层框架结构 2 1框架结构组成 现浇梁 2 多层框架结构 2 1框架结构组成 叠合梁的基本概念 一阶段受力叠合梁 施工时预制梁下有可靠支撑 预制梁不受力 待后浇层达强度后 再拆除支撑 新老混凝土共同受力 二阶段受力叠合梁 施工时预制梁以简支梁的方式受力 待后浇层达强度后 新老混凝土再共同受力 2 多层框架结构 2 1框架结构组成 构件的选型 柱截面的形式一般为矩形和方形 也可为T形或圆形 先按轴压估计柱的截面尺寸 在乘以1 2 1 5的放大系数 2 多层框架结构 2 1框架结构组成 同一平面位置上的上下层框架柱的截面形心宜位于同一铅垂线上 2 多层框架结构 取轴线间的距离 节点 视构造情况可以是刚节点也可以是铰接点 计算简图 2 多层框架结构 2 多层框架结构 2 2框架结构分类 按材料 钢框架 钢筋混凝土框架 按施工方法 整体式框架 装配式框架 装配整体式框架 最常用 按构件组成 梁板式框架 无梁式框架 2 多层框架结构 2 2框架结构分类 2 多层框架结构 2 2框架结构分类 2 多层框架结构 2 2框架结构分类 按构件组成 梁板式框架 无梁式框架 由梁 板 柱子三种基本构件组成骨架 由板和柱子组成骨架 2 多层框架结构 2 2框架结构分类 2 多层框架结构 2 2框架结构分类 梁板式框架 主梁间加次梁 井格梁 框架填充墙端部加固 框架填充墙端部与柱钢筋拉接 萨伏伊别墅 萨伏伊别墅位于巴黎郊区 1928年设计 1930年完工 在1926年出版的 建筑五要素 中 柯布西耶曾提出了新建筑的 五要素 它们是 1 底层的独立支柱 2 屋顶花园 3 自由平面 4 自由立面 5 横向长窗 萨伏伊别墅正是勒 柯布西耶提出的这 五要素 的具体体现 甚至可以说是最为恰当的范例 对建立和宣传现代主义建筑风格影响很大 钢筋混凝土框架结构 该项目位于慈溪市新城文化商务区核心区 主要包括科博文化中心 城市文化展示馆和南侧地下停车库等多个建筑单体 建成后将成为慈溪市标志性建筑群 科博文化中心和城市展示馆造型独特 外立面倾斜 两单体有直径为900毫米的钢筋混凝土斜圆柱共计381根 每根斜圆柱的倾斜角度都不相同 最大倾斜角度达到了52度 是目前国内倾斜角度最大的框架结构建筑 慈溪市文化商务区公建群 框架结构按施工 现浇整体式 装配式 装配整体式 全部构件现场浇注优点 整体性好 抗震性好 刚度大 预埋铁少 平面布置灵活 缺点 耗模板量大 工期长 现场湿作业量大 冬施需防冻 全部构件预制 现场装配连接优点 省模板 工期短 构件可标准定型化 缺点 预埋件多 整体性差 抗震性差 用钢量大 预制构件 现场安装就位 在连接处现浇混凝土形成整体 优点 省模板 预埋件少 工期短 用钢量少 抗震整体性好缺点 施工复杂 增加了现场混凝土二次浇注工作量 2 多层框架结构 2 2框架结构分类 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 1 柱网布置满足生产工艺流程要求 柱网的布置 多层工业厂房的柱网布置 内廊式 等跨式 对称不等跨式 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 柱网布置满足建筑平面布置的要求 旅馆建筑 多层办公楼建筑 跨度组合式 内廊式 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 3 柱网布置满足结构受力合理的要求 结构受力合理 均匀 对称 对直 贯通 尽量避免缺梁抽柱 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 4 柱网布置满足施工方便的要求 柱网尺寸 基本要求 框架的柱网布置应力求简单 规则 整齐 要满足生产工艺和建筑平面布置的要求 要使结构受力合理 施工方便 柱网尺寸应符合经济原则和尽量符合模数 2 多层框架结构 柱网尺寸 分类内廊式柱网 等跨式柱网 对称不等跨式柱网多层厂房的柱网尺寸 柱距6m 等跨式柱网 6m 7 5m 9m 12m多层民用房屋的柱网尺寸 柱距3 3 6m 6 12m 2 多层框架结构 对称三跨 房间进深 6m 6 6m 6 9m走廊跨度 2 4m 2 7m 3 0m开间方向柱距 3 6 8m适用范围 旅馆 教学 办公 医院 内廊式 教室 走道 6000 6000 3900 2400 教室 6000 4000 5000 2000 7000 6000 4000 不对称 等跨式柱网 常用跨度为6米 7 5米 9米 12米开间方向柱距 6m适用范围 厂房 仓库 商店 等跨式柱网 对称不等跨式柱网 民用建筑柱网布置 注意 无论是工业或民用建筑的柱网布置 当房屋长度较大 55米 时 均需设置伸缩缝 在缝的两侧应各自设置框架 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 按承重框架布置方向分为三种 框架的布置 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 特点 横向梁为主梁 纵向梁为次梁 连系梁 优点 承重框架横向布置可有效提高房屋横向的抗侧力强度和刚度 有利于立面处理和室内采光 荷载的主要传递路线 屋 楼 面荷载 横墙 基础 地基 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 特点 纵向梁为主梁 横向梁为次梁 连系梁 优点 有利于楼层净高的有效利用 房屋的使用划分比较灵活 缺点 横向很差刚度 适用范围 层数不多的无抗震要求的厂房 荷载的主要传递路线 板 梁 或屋架 纵向承重墙 基础 地基 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 两个方向均有较好的抗侧刚度 纵横向承重 荷载的传递路线 屋 楼 面荷载 纵墙 横墙 基础 地基 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 多层框架结构 2 3框架结构布置 2 多层框架结构 补充 多层框架的基础 2 多层框架结构 补充 多层框架的基础 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 竖向荷载作用下的内力 计算简图 普通框架 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 水平荷载作用下的内力 计算简图 普通框架 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 荷载共同作用下的内力 普通框架 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 荷载共同作用下的内力 普通框架 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 荷载共同作用下的内力 普通框架 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 底层大空间框架 1 转换大梁受力复杂 2 底层落地柱刚度应增大 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 带小塔楼框架 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 带小塔楼框架 鞭梢效应指当建筑物受地震作用时 它顶部的小突出部分由于质量和刚度比较小 在每一个来回的转折瞬间 形成较大的速度 产生较大的位移 就和鞭子的尖一样 这种现象称为鞭梢效应 工程抗震术语标准 规范 在地震作用下 高层建筑或其他建 构 筑物顶部细长突出部分振幅剧烈增大的现象 越是细高的建筑 突出部分越细长 占整个房屋重量的比重越小 鞭梢效应越大 破坏越重 1920年12月16日宁夏海原发生了8 5级的强烈地震 死亡20余万人 汾阳文峰塔就在这次地震波及下 从顶上11层至13层 出现宽大的裂缝 部分倒塌 沿着南北向在窗洞拱券上下开裂 分离 倾出 东半部倒塌较重 从地图上量测 海原距汾阳直线距离约550公里 即千里之外 地震波是从西向东传来 砖塔在顺着东西方向摆动 因之出现南北向的裂缝 洞上方拱券是受地震惯性力的薄弱部位 所以窗肚墙震害很重 98年开始维修 2000年12月维修结束 其维修后84 93米 原高度为80 12米 的高度 在中国古代砖塔中是位列第一的 2006年05月25日 文峰塔作为明至清时期古建筑 被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单 山西汾阳文峰塔 2 多层框架结构 2 4框架结构的受力特点 错层框架 错层框架对抗震不利 设计中应避免 新加坡滨海湾金沙酒店40亿英镑 新加坡滨海湾金沙酒店 世界上最高的室外游泳池 新加坡滨海湾金沙酒店 花园原本应该与三座塔楼保持中心对称的位置 但设计团队在和一个风水专家讨论后决定把花园向北侧移动 把一部分花园在北面的塔楼上悬挑出去 这个悬挑接近747米 目前是世界上公共建筑中最大的悬挑结构 3 井格梁楼盖结构 常用在礼堂 宾馆及商场的入口或者会议室 3 井格梁楼盖结构 3 1井格梁楼盖结构布置 井式楼盖的特点1 两个方向梁的高度相等 且一般为等间距布置 不分主次 共同工作 刚度较高2 梁的交叉处不设柱 可以形成较大的使用空间 3 节省材料 造价较低 4 建筑美观 3 井格梁楼盖结构 3 1井格梁楼盖结构布置 井式楼盖梁板的布置般有以下三种情况 正交正放网适用于正方形建筑平面和长短边之比小于1 5的矩形平面 正交斜放网适用于长短边之比大于2的平面 三向网格梁 3 井格梁楼盖结构 3 1井格梁楼盖的受力特点 3 井格梁楼盖结构 3 1井格梁楼盖的受力特点 3 井格梁楼盖结构 3 1井格梁楼盖的受力特点 l l ql2 l l 楼板按双向板计算 荷载分配法近似计算 相关表格可以直接查用 3 井格梁楼盖结构 3 3井格梁楼盖结构工程实例 北京政协礼堂 4 密肋楼盖结构 普通混凝土结构跨度可达10m预应力混凝土结构跨度可达15m 4 密肋楼盖结构 4 1密肋楼盖结构的特点 适用条件 跨度较大而梁高受到限制的建筑 受力性能 与肋梁楼盖比较 结构高度小且间距密 与平板楼盖比 节省材料 减轻自重且刚度大 缺点 施工支模复杂 工作量较大 目前常采用可重复利用的定型模壳如钢模壳 塑料模壳 4 密肋楼盖结构 4 2单向密肋楼盖和双向密肋楼盖 单向密肋楼盖 双向密肋楼盖 和井字楼盖不同 无边支承梁 实心 5 无梁楼盖结构 概念 楼盖平板 或者双向密肋板 直接支承在柱子上 而不设主梁和次梁 楼面荷载直接通过柱子传到基础 优点 简化传力路径 扩大楼面净空直接获得平整的顶棚 采光 通风 卫生都较好 施工时模板也较少缺点 楼板厚度大 混凝土及钢筋用量较大 5 无梁楼盖结构 5 1无梁楼盖的分类 1 无柱帽无梁楼盖 经济适用跨度 混凝土4 5 7 2m 预应力混凝土7 2 10 5m 5 无梁楼盖结构 5 1无梁楼盖的分类 2 有柱帽无梁楼盖 柱帽的作用是提高板柱节点受冲切承载力并减小板的计算跨度 5 无梁楼盖结构 5 1无梁楼盖的分类 3 双向密肋楼盖 经济适用跨度 混凝土9 12m 预应力混凝土12 21m 5 无梁楼盖结构 5 2无梁楼盖的受力特点 无梁楼盖由柱中心线划分成矩形区格 分柱上板带和跨中板带 柱上板带支承于柱上 由于柱的存在 柱上板带的刚度比跨中板带的刚度