混合结构体系.doc

绪论1 建筑造型分类：1.多层与高层建筑：混合结构体系；框架架构体系；剪力墙结构体系（包括框剪、全剪、筒式结构）；巨型框架。2.单层大跨度建筑：（1）平面结构体系：门式刚架、薄腹梁结构、桁架结构和拱结构；（2）空间结构体系：壳体结构、网架结构、悬索结构、薄膜结构、张弦梁结构和充气结构。 二. 我国常用的建筑材料： 我国是发展中国家，材料价格较高而劳动力价格较低，钢筋混凝土是常用的典型材料。3. 世界五大最高建筑： 1.哈利法塔（原名迪拜塔）；2.台北101大楼；3.上海环球金融中心；4.香港环球贸易广场；5.吉隆坡双塔大楼 第一章 混合结构体系一混合结构：混合结构体系是指由钢筋混凝土楼盖和砖承重的结构体系。 优点：能够就地取材；刚度较大;造价低；砖墙在防寒、隔热、隔音和耐风雨侵袭、化学稳定性等建筑物理性能上是比较优越的。 缺点：房屋层数受到限制；抗震性能差；施工强度大。应用：一般用于五层以下的楼房，如住宅、宿舍、办公楼、学楼、医院等民用建筑以及中小型工业建筑。二混合结构房屋的墙体布置：三墙体的构造要求： 1.须注意横墙间距的大小：保证房屋符合刚性构造方案的要求。2.纵墙尽可能贯通，方便圈梁设置。3.墙体适当加设壁柱（大梁、吊车、山墙）4.墙体适当设置伸缩缝：砖与钢筋混凝土线膨胀系数不同（包角裂缝、水平裂缝、八字缝）四混合结构房屋的楼盖布置： （1）按施工方法分：装配式楼盖；现浇式楼盖 （2）按楼板类型分：单向板楼盖；双向板楼盖五装配式楼盖： 优点:节约木材，降低造价，施工进度快，构件质量好，并有利于建筑工业化。 缺点:整体性、抗震性较差，灵活性不好。六预制铺板的截面形式： 实心平板；空心板；槽形板；包括预应力构件及非预应力构件。七选择装配式楼盖的结构平面布置方案： 应使楼板有较小的跨度，节约钢材用量；尽量减少构件的类型，保证施工方便； 平面尺寸符合30cm的模数。 八现浇式楼盖： 优点：整体性、耐久性和抗震性较好，其灵活性较大。 缺点：耗费木材、造价较高、施工工期长、施工质量较难保证。九单向板和双向板 当长边与短边长度之比小于或等于2.0时，应按双向板计算； 当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力 的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋； 当长边与短边长度之比大于或等于3.0时，可按沿短边方向受力的单向板计算。 *单向板肋形楼盖的优点：计算简便、结构简单、施工方便。 *双向板肋形楼盖的优点：天棚平整，外形美观。 单向板肋楼盖荷载传递路线 ：板次梁主梁柱（或墙） 基础地基 十*控制板、梁的挠度：主要是通过对其几何尺寸进行限制。几何尺寸越大，刚度越大，挠度与刚度成反比，这样挠度就越小。一般情况下，必须控制挠度在跨度的1/200-1/300。11 板、梁的经济跨度： 单向板：23m ；h不大于1/30*l 双向板：35m ；h不大于1/40*l 次 梁：47m；h=(1/10-1/18)*l 主 梁：58m ；h=(1/8-1/12)*l h为梁截面高度十二混合结构在房屋建筑中的地位与将来的展望： 1. 发展工业化生产的新体系（如砌块结构、大板体系、大模体系、框架轻板体系等）。2. 改善传统的砖混结构，加强研究抗震措施。采用配筋砖砌体结构。十三小测： 1.轻板：采用加气混凝土板、合成纤维板、石膏板、塑料板等作墙体材料的板。 2.大板建筑：一室一板与大型混凝土墙板配合，就是所谓“大板建筑”。 3.改善传统的砖混结构：提高砖的质量；加强研究抗震措施；采用配筋砖砌体结构。 第二章 框架结构体系1 框架结构与砌体结构的区别： 1砌体结构适用于层数不超过6层的房屋，否则墙需要很厚，建筑有效面积会大大减少。2框架结构由梁、柱和板组成，填充墙可以是砖墙。3框架结构体系用于层数较多的建筑 。二框架结构：特点：在于“刚节点”，它使得刚架横梁的正弯矩减少，钢筋混凝土柱的抗压和抗弯能力提高，这样，框架结构不仅梁的跨度可以扩大，而且房屋的层数也可以增加。 刚节点：要有足够的钢筋；满足一定的构造要求；刚度较大 优点：强度高、自重轻、整体性和抗震性好，建筑平面布置灵活，可获得较大使用空间。 缺点：其刚度和抗震性能不如剪力墙结构，不宜用于建造超高层建筑。3 框架结构的类型： （1）按框架构件组成划分：1.梁板式结构：广泛应用于多层与高层房屋建筑；2.无梁式结构：由板和柱子组成，广泛应用于冷藏库、仓库等建筑 。 （2）按框架的施工方法划分：1.现浇整体式框架：整体性和抗震性好，不受标准构件限制；2.装配式框架：可加速施工进度和提高建筑工业化程度，但节点的连接构造应达到刚节点的要求；3.半现浇框架：楼板预制或现浇柱预制梁板结构；4.装配整体式框架：节点局部现浇，使预制梁、柱构件连接成整体 。 （3）按承重结构划分：1. 全框架：外墙仅起维护作用，总体刚度好；2. 内框架：外墙由砖墙承重，总体刚度差。 4 *装配式框架与装配整体式框架的区别： 1.装配整体式框架是指将预制梁、柱装配就位后，通过局部（节点）现浇混凝土使构件联接成整体的框架。装配整体式框架可形成刚节点。 2.装配式框架施工速度快，没有局部现浇混凝土。五*装配式与装配整体式框架构件的划分方式：1.短柱单梁式，运输容易，接头多。2.长柱单梁式，运输困难，接头少。3.组合单元式，增强结构刚度，要求高吨位起重设备。六框架布置方案：7 柱网尺寸： 1.多层厂房的柱网尺寸：柱距6m；跨度：6m, 7.5m, 9m,12m。 2.多层民用房屋的柱网尺寸：柱距3.36m，跨度612m。八框架构建截面尺寸： 1.框架梁截面：h=(1/81/12）l，b=（1/21/3）h；2.框架柱截面高度：（1/121/20）层高； 3.柱的截面面积：非抗震框架：A=N/fc，N=1.05-1.10Nv（Nv自重+活荷载效应）； 抗震框架： A=N/(afc) ，N=1.1-1.2Nv（a轴压比）。9 抗震设防区框架体系房屋体型和结构布置的要求： 1.房屋平、立面宜用简单的体型：尽量避免突出部分和刚度突变（鞭端效应），否则局部加强。（塔楼要逐步收小，不宜采用混合结构）； 2.使房屋刚度中心与地震力合力作用线接近或重合：避免产生附加扭矩。（填充墙、门窗破坏）； 3.使房屋各部分的刚度均匀：否则应用防震缝隔开。（产生较大水平力差异）； 4.在烈度较高的抗震设防区，楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位。（否则，采用加强措施）； 5.控制房屋的侧向变位和相对变位（对填充墙采取适当的加强措施）； 6.尽可能不采用复式框架。（楼板中断）； 7.房屋高低层不宜用牛腿相连，宜用防震缝分开； 8.柱子的净高与截面长边的比值宜大于4：避免脆性的剪切破坏。（短柱） *1.刚度中心与墙体的布置有关；2.水平力重心与受风面或质量中心有关。十*控制房屋的侧向变位和层间相对变位的作用： 1.防止竖向荷载引起的附加弯矩的加剧；2.防止填充墙的装修材料的破坏；3.避免相邻房屋的互相碰撞；4.减轻摇晃的感觉。11 框架结构的运用与建筑技巧的配合： 1.框架带悬挑与建筑艺术的有效结合：（悬挑设计取得“底层收进”的效果） 悬挑有利于减少跨中弯矩，经济合理的悬臂外伸长度应以悬臂弯矩与内梁跨中弯矩的大小差不多为宜，约为三分之一内跨长度。（幕墙比较轻，且离柱轴线不远，所以不属于悬挑） 2.在复杂的建筑平面体型上进行简单的框架柱网布置。 3.框架柱网布置与建筑平面布局的融合构思： 在统一的柱网中，结合人流线和使用要求，灵活地划分厅室空间和穿插各种构图要素，以此来打破厅室空间中规则柱网的单调感。12 框架的合理层数和缺点和层数不能太高的理由： 1.合理层数为615层，最经济的是10层左右； 2.缺点是“抗侧力刚度小，水平位移大”。3. 层数越多，框架结构的水平位移和内力越大，对框架结构的强度和刚度要求越高，框架下面几层的梁、柱截面尺寸就会增大到不经济甚至不合理的地步。 13 框架竖向荷载和水平荷载对框架的作用： 1.层数的增多，使竖向荷载增大，底层柱的轴力增大，而框架的变形和弯矩没有明显变化； 2.层数越多，水平荷载产生的水平位移越大，底层柱的弯矩、剪力和变形变大，这时水平荷载对设计起着控制的作用。14 *框架设计的控制因素： 1.是水平荷载而不是竖向荷载控制设计；2.是刚度而不是强度控制设计。15 无梁楼盖的优缺点和适用范围： 优点：具有板底平整，室内净高可有效利用，便于管道在室内天棚架设等优点； 缺点：柱子与楼板的连接刚度比梁和柱的连接刚度差，只适用于多层房屋； 应用： 广泛应用于冷藏库、仓库，也可用于商场和多层工业厂房等建筑中。16 无梁楼盖与有梁楼盖的区别： 1.没有次梁和主梁：2.板的厚度比有梁楼盖的厚；3.用柱帽作为板的支撑。17 *采用将楼盖四周伸出柱外方法的优点： 1.能使边区格的弯矩值与中区格的接近，因而节省混凝土和钢筋的用量。 2.还能使柱和柱帽的型式一致，方便施工。18 *柱与板的连接方式和它们的适用范围： 1.柱子与板直接通过柱帽连接，适用于较轻荷载。 2.柱帽上部再加宽或设柱帽顶板，适用于楼盖承受较大荷载的情况。19 *无梁楼盖中柱帽顶板的作用： 起到将楼盖上的荷载传给柱子的桥梁作用。二十 .*无柱帽的无梁楼盖与梁式楼盖相比具有的优点和其适用范围： 1.天棚表面平整；2.房间的平面布置更合理；3.没有突出的梁，故不必采用装饰或复杂的粉刷；4.楼盖施工和安装方面都能节约劳动力及节省费用；5.无柱帽的无梁楼盖可应用于民用建筑。二十一. 升板的施工方法 ： 升板的建造是自上而下的，先做杯形基础，安装预制好的柱子，在地坪或地下室的楼盖上铺约2mm的石腊或油纸或其它隔离层，浇注各层楼板及屋盖，每个柱头上安装一个油千斤顶，通过螺帽与待升的楼盖连在一起，使整片楼盖平稳上升，到设计高度之后，便锚固及焊接在柱上。二十二. 小测： 框架竖向荷载和水平荷载对框架的作用：层数的增多，使竖向荷载增大，底层柱的轴力增大，而框架的变形和弯矩没有明显变化；层数越多，水平荷载产生的水平位移越大，底层柱的弯矩和变形变大，这时水平荷载对设计起着控制的作用。 无梁楼盖中柱帽顶板的作用：起到将楼盖上的荷载传给柱子的桥梁作用 。 第三章 剪力墙结构体系1 为什么剪力墙可以提高房屋的抗侧力刚度： 1.墙片在水平力作用下的工作犹如悬臂的深梁。由于深梁的抗弯惯性矩（I）大，换言之，抗侧力刚度（EI）就大大的提高了；2.同时，从这块大截面墙片的受剪效能看，它的抗剪能力比框架强得多。这片剪力墙为整个房屋提供很大的抗剪强度和刚度。 二. 剪力墙结构：定义特点适用层数适用范围框架剪力墙结构在框架体系中设置一些剪力墙来代替部分框架建筑平面布置很灵活10-25层旅馆、公寓、住宅等剪力墙结构由剪力墙承重而不设置框架的结构体系刚度比框架剪力墙体系更好；建筑平面布置很不灵活。40层以下旅馆、公寓、住宅等框支剪力墙结构底层或13层为框架剪力墙结构、其它层为剪力墙结构刚度介于框架剪力墙结构和全剪力墙结构之间40层以下底层或13层做商店或停车场而需要大空间的建筑3 *框架剪力墙结构中，框架与剪力墙的受力分工： 1.剪力墙负担大部分的水平荷载；2.而框架则以负担竖向荷载为主；3.两者共同受力，合理分工，物尽其用。4 采用框架剪力墙为什么可减少房屋侧移： 1.在侧向力作用下，框架和剪力墙的自由变形不同，但由于各层楼面在其自身平面上的刚度很大，这就迫使剪力墙与框架在每层楼面标高处的侧移要相等。 2.在房屋的上面部分，剪力墙被框架往后拉，而在房屋下面部分，剪力墙被框架向前推，使整个组合体系的最后变形为一平缓的S形曲线，房屋的侧移就大为减少。5. 框架剪力墙： 1.上部楼层，即使水平力产生的楼层剪力很小，而框架中仍有相当数值的剪力。 2.框架底部剪力为0，剪力控制截面在房屋高度的中部甚至是上部，而纯框架最大剪力在底部。 3.框剪结构在水平力作用下，框架上下各楼层的剪力取用值比较接近，梁、柱的弯矩变化较小，使得梁、柱构件规格较少，有利于施工。4. 框架剪力墙的布置原则： 1.横向剪力墙宜布置在平面形状或刚度变化处以及靠近房屋区段的两端。楼梯、电梯处因楼板中断造成刚度变化等原因而受力不利，因此均宜设置剪力墙；横向剪力墙布置在靠近房屋区段的两端，可以有效地增加整个结构的抗扭刚度。 2.纵向剪力墙如布置在较长房屋的两端且相距较远时，应进行温度应力验算，并采取设置施工缝等措施，以减少温度应力和收缩应力。 3.过多布置剪力墙是不必要的。框架主要承担竖向荷载及20%的水平荷载。 4.为了保证楼板有足够的水平刚度，剪力墙的间距不宜过大。否则，在水平荷载作用下，楼板会在自身平面内发生弯曲和剪切变形。5. *.为什么全剪力墙体系只适用于40层以下的建筑： 受到剪力所要求墙厚度的限制。6. 在剪力墙结构中，如何解决需要较大空间时出现的矛盾： 1.采用底层大空间和大底盘大空间剪力墙结构。这种体系上的上部各标准层为一般剪力墙结构，在底层或13层把部分剪力墙改换框架，其余剪力墙仍落至基础，使其他层刚度不发生突