第12章_多层建筑结构

1、Architecture Configuration土木工程学院建筑结构选型第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与“混合结构”1、 多层砌体与混合结构的材料n 砌体结构：是把块材（砖、石、混凝土砌块）用灰浆通过人工砌筑而成。n 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。第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与混合结构1、 多层砌体与混合结构的材料n 缺点：1）自重大；2）强度低；3）抗震差。n 分类：无筋砌体和配筋砌体两种n 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

2、构（楼盖），组成的房屋结构。第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与混合结构2 、多层混合结构的结构布置方案图图12-1-1 墙体灰缝墙体灰缝 图图12-1-2 纵墙承重体系纵墙承重体系第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与混合结构2、 多层混合结构的结构布置方案图图12-1-3 横墙承重体系横墙承重体系 图图12-1-4 纵横墙承重体系纵横墙承重体系第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与混合结构2 、多层混合结构的结构布置方案图图12-1-5 内框架承重结构内框架承重结构第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与混合结构2、 多层混合结构的结构布置方案图图12-1-5 内框架承重结

3、构（现已不用）内框架承重结构（现已不用）第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与混合结构2 、多层混合结构的结构布置方案各方案优缺点：各方案优缺点：n 纵墙承重体系：墙少、自重轻、刚度较差、抗震性能较差、纵墙承重体系：墙少、自重轻、刚度较差、抗震性能较差、楼面梁用料多楼面梁用料多n 横横墙承重体系：空间布置不灵活、刚度大、抗震性能好、墙承重体系：空间布置不灵活、刚度大、抗震性能好、墙体多、自重大、楼面材料较省、结构简单、施工方便墙体多、自重大、楼面材料较省、结构简单、施工方便n 纵横墙承重体系：空间布置优于横墙承重体系、刚度和抗纵横墙承重体系：空间布置优于横墙承重体系、刚度和抗震性能介于二者

4、间、自重和用材介于二者间震性能介于二者间、自重和用材介于二者间n 内空间承重体系：因其抗震性能极差，现已不允许使用内空间承重体系：因其抗震性能极差，现已不允许使用n 应优先采用横墙承重体系或纵横墙承重方案应优先采用横墙承重体系或纵横墙承重方案第12章 多层建筑结构12.1 多层砌体与混合结构2 、多层混合结构的结构布置方案砌砌体结构的限制：体结构的限制：a) 规则性限制：如墙体开洞率不大于规则性限制：如墙体开洞率不大于50%b) 层数和总高度限值：如层数和总高度限值：如7度时，度时，24m和和7层层c) 高宽比限值：如高宽比限值：如7度时为度时为2.5d) 抗震横墙间距限制：如抗震横墙间距限制

5、：如7度时现浇楼屋盖不大于度时现浇楼屋盖不大于15me) 局部尺寸限值：如局部尺寸限值：如7度窗间墙最小宽度不小于度窗间墙最小宽度不小于1mf)加加设构造柱、圈梁的限制：根据烈度、高度等具体规定设构造柱、圈梁的限制：根据烈度、高度等具体规定g) 拉结筋限制：墙体四角、内外墙交接部位、非承重墙拉结筋限制：墙体四角、内外墙交接部位、非承重墙h) 材料强度限制：如砌筑砂浆强度不小于材料强度限制：如砌筑砂浆强度不小于M5.0第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.1 框架结构组成n 竖向柱、水平横梁、节点刚接图图12-2-1 框架梁柱布置框架梁柱布置图图12-2-2 框架梁截面形式框架梁

6、截面形式第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.2 框架结构分类n 框架结构按所用材料的不同框架结构按所用材料的不同,可分为钢框架和钢筋混凝土可分为钢框架和钢筋混凝土框架。框架。n 钢筋混凝土框架结构按施工方法不同可分为整体式、半现钢筋混凝土框架结构按施工方法不同可分为整体式、半现浇式、装配式和装配整体式等。浇式、装配式和装配整体式等。1）整体式框架即梁、柱、楼盖全部在现场浇筑。它的整体）整体式框架即梁、柱、楼盖全部在现场浇筑。它的整体性和抗震性能好，这是它突出的优点，其缺点是现场施工工性和抗震性能好，这是它突出的优点，其缺点是现场施工工作量大，并需大量的模板。在地震区，应以现浇

7、框架为首选。作量大，并需大量的模板。在地震区，应以现浇框架为首选。2）半现浇式框架即框架梁柱现浇、梁板预制或柱现浇、梁）半现浇式框架即框架梁柱现浇、梁板预制或柱现浇、梁板预制。节省模板、提高效率。板预制。节省模板、提高效率。第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.2 框架结构分类3）装配式框架是指梁、柱、板均为预制，现场只进行装配。）装配式框架是指梁、柱、板均为预制，现场只进行装配。整体性差、抗震能力弱、不宜在地震区使用。整体性差、抗震能力弱、不宜在地震区使用。4）装配整体式框架是指梁、柱、板均为预制，吊装就位后，）装配整体式框架是指梁、柱、板均为预制，吊装就位后，焊接或绑扎节点

8、区钢筋，并在现场浇捣混凝土，形成整体节焊接或绑扎节点区钢筋，并在现场浇捣混凝土，形成整体节点。具有良好的整体性和抗震性能、现场工作量小、用钢量点。具有良好的整体性和抗震性能、现场工作量小、用钢量小。小。第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.3 框架结构的布置n 1）柱网的布置（1）应满足生产工艺流程的要求图图12-2-3 多层工业厂房中的柱网布置多层工业厂房中的柱网布置第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.3 框架结构的布置（2）应满足建筑平面的布置要求图图12-2-4 多层旅馆建筑多层旅馆建筑的柱网布置的柱网布置图图12-2-5 多层办公楼建多层办公楼建筑中的

9、柱网布置筑中的柱网布置第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.3 框架结构的布置（3）柱网布置要使结构受力合理（4）柱网布置应使施工方便、加快施工进度、降低造价。图图12-2-6 框架结构在竖向荷载作用下的弯矩图框架结构在竖向荷载作用下的弯矩图第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.3 框架结构的布置n 2)承重框架的布置a. 横向框架承重方案b. 纵向框架承重方案c. 纵横向混合承重方案图图12 -2-7 承重框架的布置承重框架的布置第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.4框架结构的受力特点n 1)普通框架的受力特点 -计算控制截面图图12-2-8

10、 框架结构的受力特点框架结构的受力特点第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.4框架结构的受力特点n 2)底层大空间框架的受力特点转换大梁、刚度变化n 3)带小塔楼框架的受力特点鞭梢效应图图12-2-9 底层抽柱的框架结构底层抽柱的框架结构图图12-2-10 带小塔楼的框架结构带小塔楼的框架结构第12章 多层建筑结构12.2 多层框架结构12.2.4框架结构的受力特点n 4)错层框架结构的受力特点短柱、脆性剪切破坏图图12-2-11 错层框架结构错层框架结构第12章 多层建筑结构12.3 多层框架结构12.3.1 井格梁楼盖结构n 梁高两个方向高度相等，一般等间距布置梁高两个方向

11、高度相等，一般等间距布置n 布置：正交正放布置：正交正放正交斜放、斜交斜放正交斜放、斜交斜放n 优点：刚度大、美优点：刚度大、美观、平整、梁截面小、观、平整、梁截面小、受受力合理力合理n 支承：四角柱支承、支承：四角柱支承、 周边墙支承周边墙支承n 适用：长短边比小于适用：长短边比小于1.5图图12-3-1 井格梁结构井格梁结构第12章 多层建筑结构12.3 井格梁楼盖结构12.3.1 井格梁楼盖结构布置图图12-3-2 井格梁结构布置井格梁结构布置布置：正交正放、正交斜放、斜交斜放布置：正交正放、正交斜放、斜交斜放第12章 多层建筑结构12.3 井格梁楼盖结构12.3.2 井格梁楼盖的受力特

12、点n 计算方法：有限元法计算方法：有限元法-借助计算机完成借助计算机完成 荷载分配法荷载分配法-假定交叉点竖向位移相等、变形协调假定交叉点竖向位移相等、变形协调n 荷载集中于荷载集中于交叉点交叉点n 周边一般按简周边一般按简支计算支计算 n 利用表格查算利用表格查算n 梁间距大于梁间距大于2m 梁高：梁高：1/151/20图图12-3-3 井格梁楼盖梁的计算简图井格梁楼盖梁的计算简图计算方法：荷载分配法，假定交叉点竖向位移相等计算方法：荷载分配法，假定交叉点竖向位移相等第12章 多层建筑结构12.3 井格梁楼盖结构12.3.3井格梁楼盖结构的工程实例n 周边支承、跨度周边支承、跨度34.5x2

13、8.5m。图图12-3-4 北京政协礼堂梁式楼盖北京政协礼堂梁式楼盖第12章 多层建筑结构12.3 井格梁楼盖结构12.3.3井格梁楼盖结构的工程实例n 边长：边长：14米米n 对角线长：对角线长：28米米n 网格：正三角边长网格：正三角边长3.5米米n 柱子：六根柱子：六根异形异形n 柱截面：五边形柱截面：五边形n 屋面板厚：屋面板厚：80mmn 梁截面：梁截面：300 x1000mmn 边梁截面：边梁截面：400 x1500mmn 跨跨高高比：比：1/28 图图12-3-5 上海闵行工人俱乐部屋盖上海闵行工人俱乐部屋盖 三向网格梁结构布置三向网格梁结构布置第12章 多层建筑结构12.4 密

14、肋楼盖结构12.4.1 密肋楼盖的特点n 梁间距小于梁间距小于1.5米、适用于中等及大跨度的公共建筑米、适用于中等及大跨度的公共建筑n 分单向布置、双向布置分单向布置、双向布置n 普通梁：跨度普通梁：跨度10米、预应力梁：跨度米、预应力梁：跨度15米米n 肋间可填充、可用定型膜壳肋间可填充、可用定型膜壳图图12-4-1密肋楼盖间的填充物密肋楼盖间的填充物第12章 多层建筑结构12.4 密肋楼盖结构12.4.2 单向密肋楼盖图图12-4-2 单向密肋楼盖单向密肋楼盖要求：肋间距不大于要求：肋间距不大于1500肋宽：肋宽：60120mm板厚：应小于板厚：应小于50mm适用：长短比大于适用：长短比大

15、于1.5第12章 多层建筑结构12.4 密肋楼盖结构12.4.3 双向密肋楼盖n 板厚：板厚：4050mmn 肋高：肋高：（1/221/17）hn 加强：柱处板加厚加强：柱处板加厚n 施工：使用定型膜壳施工：使用定型膜壳n 适用：长短边比小于适用：长短边比小于 1.5第12章 多层建筑结构12.4 密肋楼盖结构12.4.3 双向密肋楼盖图图12-4-3 混凝土双向密肋体系混凝土双向密肋体系第12章 多层建筑结构12.4 密肋楼盖结构12.4.3 双向密肋楼盖图图12-4-4 柱上有梁的大型双向密肋楼盖简图柱上有梁的大型双向密肋楼盖简图第12章 多层建筑结构12.5 无梁楼盖结构12.5.1 无

16、梁楼盖结构的分类n 楼盖平板直接支承于柱子上形成、不设主次梁楼盖平板直接支承于柱子上形成、不设主次梁n 优点：传力直接、天棚平整、增加净空优点：传力直接、天棚平整、增加净空n 缺点：楼板厚缺点：楼板厚混凝土用量多混凝土用量多n 适用：两向跨适用：两向跨度相近的楼盖度相近的楼盖n 分类：平板式分类：平板式 双向密肋式双向密肋式图图12-5-1 无梁楼盖结构无梁楼盖结构 a平板式、平板式、b双向密肋式双向密肋式第12章 多层建筑结构12.5 无梁楼盖结构12.5.2 无梁楼盖柱网布置n 柱网布置：柱网布置：n 跨度跨度57m为宜为宜n 周边支承：柱、墙周边支承：柱、墙n 支承方式：刚接、铰接支承方

17、式：刚接、铰接n 柱顶：设柱帽、不设柱帽柱顶：设柱帽、不设柱帽n 悬挑：周边悬挑改善受力悬挑：周边悬挑改善受力图图12-5-2 带悬挑的无梁楼盖带悬挑的无梁楼盖第12章 多层建筑结构12.5 无梁楼盖结构12.5.3 无梁楼盖结构形式n 柱：正方形、矩形、圆形均可柱：正方形、矩形、圆形均可n 柱帽：柱帽：a无顶板柱帽、无顶板柱帽、b折线形柱帽、折线形柱帽、c有顶板柱帽有顶板柱帽n 板：不小于板：不小于120mm，不小于，不小于1/35l，一般不小于，一般不小于160200图图12-5-3 柱帽的形式柱帽的形式第12章 多层建筑结构12.5 无梁楼盖结构12.5.4 无梁楼盖结构受力特点n 在竖

18、向荷载的作用下，为受点支承平板，板的受力是支承在柱在竖向荷载的作用下，为受点支承平板，板的受力是支承在柱上的扁梁体系。上的扁梁体系。n 划分为柱上板带划分为柱上板带和跨中板带，跨中和跨中板带，跨中产生正弯矩、支座产生正弯矩、支座产生负弯矩。产生负弯矩。n 水平荷载作用下，水平荷载作用下，为空间框架结构，为空间框架结构，其刚度为无梁楼盖其刚度为无梁楼盖的平面外刚度。的平面外刚度。图图12-5-4无梁楼盖的传力板带无梁楼盖的传力板带 图图12-5-5无梁楼盖的变形无梁楼盖的变形第12章 多层建筑结构12.5 无梁楼盖结构12.5.4 无梁楼盖结构受力特点n 对于升板结构，应进行施工阶段的验算，板柱

19、间应按铰接对于升板结构，应进行施工阶段的验算，板柱间应按铰接处理处理图图12-5-6 升板结构施工阶段的受力升板结构施工阶段的受力(a)提升阶段结构示意提升阶段结构示意;(b)提升阶段计算简图提升阶段计算简图第12章 多层建筑结构12.6多层建筑的其他结构形式12.6.1 错列桁架结构n 错列桁架结构：错列桁架结构：由一系列与楼层等高的由一系列与楼层等高的桁架组成，桁架横跨在桁架组成，桁架横跨在两排外柱之间。两排外柱之间。只有横向外柱，无内柱。只有横向外柱，无内柱。n 桁架跨度可达桁架跨度可达20m，纵向开间可纵向开间可69m，同层，同层桁架隔开间布置。无分桁架隔开间布置。无分隔开间面积大。隔

20、开间面积大。图图12-6-1 错列桁架结构错列桁架结构第12章 多层建筑结构12.6多层建筑的其他结构形式12.6.1 错列桁架结构n 错列桁架体系主要承重构件为楼板、桁架、柱。节点刚接错列桁架体系主要承重构件为楼板、桁架、柱。节点刚接n 每榀桁架上弦和下弦同时支持楼板的垂直荷载。每榀桁架上弦和下弦同时支持楼板的垂直荷载。n 柱下可采用条形基础柱下可采用条形基础图图12-6-2 错列桁架的布置错列桁架的布置第12章 多层建筑结构12.6多层建筑的其他结构形式12.6.1 错列桁架结构n 错列桁架的变形：剪切型，与普通会计相似错列桁架的变形：剪切型，与普通会计相似图图12-6-3 错列桁架在水平

21、荷载作用下的变形错列桁架在水平荷载作用下的变形第12章 多层建筑结构12.6多层建筑的其他结构形式12.6.2 壁板结构n 是指预制为墙板、内部墙体采用砌筑或现浇亦可预制。是指预制为墙板、内部墙体采用砌筑或现浇亦可预制。n 材料：混凝土、砌块、金属、塑料及任何组合材料。材料：混凝土、砌块、金属、塑料及任何组合材料。n 为了增加墙板为了增加墙板刚度，可对墙板刚度，可对墙板加肋或起折皱。加肋或起折皱。n 进行使用阶段进行使用阶段和运输阶段验算。和运输阶段验算。图图12-6-4 预制混凝土墙板的形式预制混凝土墙板的形式第12章 多层建筑结构12.6多层建筑的其他结构形式12.6.3 盒子建筑n 用立体的盒子构件装配而成。平面多为矩形。用立体的盒子构件装配而成。平面多为矩形。n 结构单元：预制盒子结构单元：预制盒子n 工厂化生产、现场组工厂化生产、现场组n 材料：混凝土、轻质材料：混凝土、轻质混凝土、金属、木、塑混凝土、金