土建基础知识.ppt

土建基础知识,主讲人：王永辉2008年7月,一、建筑等级分类,1、建筑根据其重要性分四类：甲类：特殊要求的建筑，如遇地震破坏会导致严重后果的建筑等，必须经国家规定的批准权限批准。乙类：国家重点抗震城市的生命线工程的建筑。丙类：甲、乙、丁类以外的建筑。丁类：次要的建筑，如遇地震破坏不易造成人员伤亡和较大经济损失的建筑等。,2、建筑按防雷要求分三类第一类防雷：制造、使用或贮存炸药、起火药、火工品等大量爆炸物质的建筑物因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有0区或10区爆炸危险环境者；具有1区爆炸危险环境，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。,第二类防雷：国家级重点文物保护的、国家级的会堂、办公、大型展览和博览建筑物;大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物;国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重大意义且装有大量电子设备的建筑物;制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物和具有1区爆炸危险环境且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人员伤亡者、具有2区或11区爆炸危险的建筑物;预计雷击次数0.06次/a的部、省办公及其重要或人员密集的公共建筑物;预计雷击次数0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。,第三类防雷：省级重点文物保护和省级档案馆;预计雷击次数0.012次/a,且0.06次/a的部、省级办公及重要或人员密集的公共建筑物;预计雷击0.06次/a,且0.3次/a,的住宅、办公楼等一般性民用建筑物;预计雷击0.06次/a的一般工业建筑物;确定防雷的21、22、23区火灾危险环境;在平均雷暴日15d/a,高度15m的烟筒、水塔和在平均雷暴日15d/a,高度20m的烟筒、水塔等孤立的高耸建筑物。,3、根据建筑抗风设计的原则和地面粗糙程度将建筑物按地理位置分四类A类：海面、海岛、海岸、湖岸、沙漠地区。B类：田野、乡村、丘陵、房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区。C类：有密集建筑群的城市市区。D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区。高层建筑（幕墙）主要位于B、C、D三类地区，荷载规范给出的基本风压是10m高度上的，不同高度上的风压要乘以高度系数（z）。,4、根据不同的分类方式（高度、防火等级、结构体系、用途等），建筑物可以分很多类。,二建筑基本结构体系,1高层建筑结构以钢筋混凝土结构为主，其结构体系主要有：框架结构剪力墙结构框架-剪力墙结构筒体结构,框架结构,框架结构：由杆件（梁、柱）组成，用于不考虑抗震设防、层数少的层间高大的建筑，见图a。,图a框架,剪力墙结构,剪力墙结构：剪力墙结构中，纵横方向的墙体组成抗侧力体系，有较好的抗震性能，见图b。,图b剪力墙,框架-剪力墙结构,框架-剪力墙结构：在框架结构中适当布置剪力墙可以组成框架_剪力墙结构，这种结构既具有框架结构布置灵活、方便使用的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，适用于公共和旅馆建筑，见图c。,图c框架-剪力墙,筒体结构,筒体结构：平面剪力墙可以组成空间薄壁筒体；框架通过减小柱距，形成空间密柱框筒。这些以一个或多个筒体来抵抗水平力的结构。框筒结构筒体-框架结构筒中筒结构多筒体结构成束筒结构多重筒（巨型）结构,框筒结构,框筒结构:由外框筒承受水平荷载，内柱主要承受楼面竖向力。框筒柱距一般在3以内，框筒梁较高，开洞面积一般在60%以下，见图d。,图d框筒,筒体-框架结构,筒体-框架结构:以内筒为主抵抗水平荷载；外框架柱距大，刚度小，主要承受楼面竖向荷载，见图e。,图e筒体-框架,筒中筒结构,筒中筒结构:由薄壁内筒和密柱外框筒组成，具有很好的抗风、抗震能力，见图f。,图f筒中筒,多筒体结构,多筒体结构:在平面内设置多个钢筋混凝土剪力墙筒体，适用于复杂平面的布置要求,另一方面，设置角筒有利于加强结构的整体性，见图g。,图g多筒体,成束筒结构,成束筒结构:由若干个筒体并联而成，有很大的刚度和很高的强度，用于高度很大的高层建筑，见图h.,图h成束筒,多重筒（巨型）结构,多重筒(巨型)结构：筒中筒结构进一步发展，圆形平面建筑物中常采用，见图i。,图i多重筒,2、高层建筑由两级结构组成：,第一级结构超越楼层划分，形成跨若干楼层的巨梁、巨柱（超级框架）或巨型桁架杆件（超级桁架），以这巨型结构来承受水平力和竖向荷载。第二级结构是楼面，只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上去。,3、带转换层的高层建筑结构,转换层按结构功能分上层和下层结构类型转换：用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构，将上部剪力墙转换为下部的框架，创造较大的内部自由空间。上、下层的柱网、轴线改变：上、下层结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，常用于外框筒的下层形成较大的入口。,同时转换结构形式和结构轴线布置：上部楼层剪力墙结构通过转换层转变为框架的同时，下部柱网与上部柱网轴线错开，形成上、下不对齐的布置。,4、高层建筑结构体系的选择A、抗侧力结构体系的选择见表1和表2（注：房屋高度指室外地面至檐口高度，不包括局部突出屋面的部位。位于类场地的建筑或不规则建筑，表中高度应适当降低。超过表中高度，设计时应有可靠依据并采取有效措施。）,表1房屋适用的最大高度（m）,表2适宜采用的结构体系,5、楼面体系的选择（幕墙的连接件、层间封修等问题与楼面体系关系密切。）A、平板体系（单向或双向板）：非预应力平板不宜超过6m，预应力平板不宜超过9m。B、无梁楼盖：合适跨度（普通钢筋混凝土楼面6m以内，预应力混凝土楼面可达9m。C、密肋楼盖：肋距常为0.91.5m,一般为1.2m,现浇混凝土密肋楼盖跨度一般不超过9m,预应力混凝土密肋楼盖的跨度不超过12m。D、肋形楼盖：梁板式肋形楼盖应用最广，现浇梁板一般用定型模板施工。,E、在下列情况下，应采用（一般厚度不小于180mm）的现浇楼面：建筑物高度超过50m；设防烈9度；屋面受温度影响较大，而且整浇刚性屋面有利于结构的空间整体受力；平面十分复杂、应力集中严重；上下层刚度变化很大等。,三、建筑荷载和地震作用,1、高层建筑由于很高，使得水平力（风力与地震作用）成为第一位的、起控制作用的荷载，而竖向荷载的作用成为第二位的作用荷载。2、竖向荷载：a、结构自重（恒载）：由构件截面尺寸、长度、装修材料等直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。采用标准值作为代表值。,b、使用荷载（活荷载）：根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值，按荷载规范取值。在荷载规范中未作规定的，按表3取。2、竖向荷载：a、结构自重（恒载）：由构件截面尺寸、长度、装修材料等直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。采用标准值作为代表值。,表3民用建筑楼面均布活荷载,3、风荷载（按现行国家规范JGJ102-96要求计算，对于高层、超高层建筑应乘以放大系数1.1、1.2）。a、垂直于建筑物表面上的风荷载标准值。计算主要承重结构：wk=zszw0计算围护结构：wk=gzszw0wk风荷载标准值，KN/m2；z高度z处的风振系数；s风载体形系数；,s风载体形系数；z风压高度变化系数；w0基本风压；gz高度z处的阵风系数（幕墙可取2.25）。b、基本风压w0=0.502，按荷载规范中全国基本风压分布图的规定采用。(为空气密度；0是当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一遇10分钟平均最大风速。),c、风压高度变化系数z应按下表数据采用：,c、风压高度变化系数z应按下表数据采用,d、风载体形系数S与体型、平面尺寸有关，一般按下表规定采用,4、地震作用。A、高层建筑一般在69度范围内进行抗震设防，6度设防时一般不必计算地震作用，只采用必要的抗震措施，79度设防时，要计算地震作用。B、建筑结构考虑地震作用的原则：a、一般按两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方向地震力应全部由该方向抗侧力构件承担。b、质量与刚度不对称，明显不均匀，产生显著扭转的结构，应考虑水平地震力扭转的影响。,c、有斜交抗侧力结构时，应按各斜交方向进行验算。C、地震作用采用的几种计算方法：a、高度40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物，采用底部剪力法。b、高度40m，一般可采用反应谱振型组合的方法。,c、刚度与质量分布特别不均匀的建筑物；甲类建筑物；高度80m，设防烈度7度和8度的、类场地的建筑物；高度60m，设防烈度8度的类场地、类场地和9度的建筑物。采用直接动力法进行分析。d、地震作用时，建筑物重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。（即：恒载的全部、雪载的50%、一般楼面活荷载的50%、藏书库和档案库活荷载的80%）,四、温度缝、沉降缝、防震缝,1、温度缝(缝以少设为好)，通常高层建筑结构温度-收缩缝最大间距采用下表：,2、在较长的距离上不设温度-收缩缝要采取以下结构和施工措施：A、在温度影响较大的部位（顶层、底层、山墙、内纵墙端、开间等）提高配筋率，一般0.3%B、直接阳光照射的屋面应加厚隔热保温层，或设置架空通风屋面。C、顶层可局部改变结构形式，如剪力墙结构顶层改为框架，或顶层分长度较小的几段。D、施工中留后浇带（每隔40m留7001000mm宽，贯通结构整个横截面，选择对结构受力影响最小的部位通过，采用高标号的混凝土充填）。,3、沉降缝用来划分层数相差很远、荷载相差很大的高层建筑各部位，避免沉降差异使结构产生损坏。主楼与裙楼要留后浇带,等沉降稳定后在浇筑，但钢筋可以直通,不必搭接。4、防震缝是考虑相