工程施工竖向分布体系初步设计

工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered••••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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－实体建筑物•建筑物是一个实体结构工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－实体建筑物•建筑物是一个实体结构fc=P/A+åhiDL/A工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－实体建筑物•受集中水平力分析工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－实体建筑物•受均布水平力分析工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－实体建筑物•受倒三角水平力分析工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－实体建筑物•剪力的传递工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－实体建筑物•弯矩的作用工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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，底部固定工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－空间结构•空间结构受竖向荷载工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－空间结构•空间结构受水平荷载工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－空间结构•空间结构的进一步分析工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØØØ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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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，抗压屈刚度增加工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－空间结构•筒形空间结构的变化AF1d122AF2d2工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•单柱的作用工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•铰接单柱工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•铰接单柱工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•刚接框架工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•定量分析M=Hh工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered=2´()第二节结构的整体性－框架结构•定量分析完全框架d2DM dxEIDµMx2M

22´´h2

Mh2

42工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØØØ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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØØ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：Ø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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•加设框架内柱工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØØ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，总变形将减小工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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！！工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•增加梁的数量和刚度工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered=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H´

hM2n2nM/2n工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØØ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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－框架结构•框筒受力工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered••••第二节结构的整体性－分体系的功能Ø水平体系承受楼盖和屋 盖等竖向荷载，并传递 到竖向体系Ø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，Ø竖向体系承受竖向荷载，将 荷载传递到基础Ø竖向体系承受水平剪力，并 将总剪力传递到基础Ø竖向体系抵抗由倾覆力矩产

生的弯曲内力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，共同设计工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－体系布置方式工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第二节结构的整体性－体系布置方式工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered•••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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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）工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第三节剪力墙结构－基本特性•平面布置工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第三节剪力墙结构－基本特性•剪力分配•在h/d≤2~3时，荷载可以按截面面积的比例分配•在h/d≥4~5时，考虑按相对刚度值I工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第三节剪力墙结构－其他形式•框架填充墙工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered••••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％，按框筒设计工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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3～6，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工程施工竖向分布体系初步设计tereisdUnRegW=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

M=7823kN.m V=kN N=4´1780=7120kN

1780KNI=åbh364-4

1212=m4工程施工竖向分布体系初步设计teredUnRegisVW第四节筒体结构－单筒初步设计实例

•剪应力计算v==

A2´6´=kN/mm2=0.12N/mm21780KN工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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•钢桁架筒为外筒工程施工竖向分布体系初步设计nRegUistered••••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＋工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered=

第四节筒体结构－外筒初步设计实例•筒壁厚30cm，洞口面积约占总面积的

50％，风荷载2。验算初步设计

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。

w=kN/m2´0.52´30=kN/mM=wL237.4´1502

22=420750kN.m工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第四节筒体结构－外筒初步设计实例

•弯矩产生的正应力

I=pr3t=p´153´0.3=3181m4f=±M´r I=±420750´15 3181=±1984kN/m2工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØ4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2计

3000´0.3´10´0.5»kN/m2

5.0´150=750kN/mØ楼盖荷载p(ro2-ri2)´/2pro=

74´(152-52) 7´30=m23.7´5.75´40=851kN/m

750+851=1601kN/m工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered=第四节筒体结构－外筒初步设计实例

•总的正应力

1.2´1601+1.4´1984´0.3=2795kN

1.2´1601-1.4´1984´0.3=1088kN Ac=300´1000´0.5=1.5´105mm2

使用C40混凝土

cfmax2795´103

150´103=18.36N/mm2=0.96´fc=´0.96N/mm2工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØØØ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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered••••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－悬臂梁法工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredØØØØØ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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第五节框架结构－悬臂梁法•计算公式1工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered第五节框架结构－悬臂梁法•计算公式2工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered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工程施工竖向分布体系初步设计UnRegisteredtV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t=V Ag==

GGAD=g´h=D»g´h=

Vh GAVh GA工程施工竖向分布体系初步设计UnRegistered33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D=wh4/8EIIw=bd3/12Iw