建筑结构选型12.ppt

1、第11章 多高层建筑的体型与结构布置11.1 建筑体型11.1.1建筑体型的形成,从结合学的概念来分类，建筑平面与立面形状一可分为凸形与凹形两大类。,图11-1-1 几何图形的分类 (a)简单图形;(b)复杂图形,在建筑设计中常用的建筑平面可分成简单建筑平面与复杂建筑平面。,图11-1-2 建筑平面的形式 (a)简单建筑平面; (b)复杂建筑平面,建筑立面可如图分成简单建筑立面与复杂建筑立面,图11-1-3 建筑立面的形式 (a)简单建筑立面;(b)复杂建筑立面,从二维转为三维，任何一个建筑体型可归纳为平面上的两个基本类型与立面上的两个基本类型的组合，即一共有四个基本组合，如图所示。,图11-

2、1 -4 建筑休型的组合 (a)简单平而与简单立面的组合;(b)复杂平面与简单立面的组合; (c)简单平面与复杂立面的组合;(d)复杂平面与复杂立面的组合,11.1.2 建筑体型的变化,1）简单平面与简单立面的组合,图11-1-5 建筑质心与结构的抗侧稳定性,2）复杂平面与简单立面的组合,图 11-1-6 L形平面和U形平面的体型变化 (a) L形平面;(b) U形平面,图11-1-7 复杂平面转化成简单平面 (a)设悬挑;(b)设变形缝;(c)设连接梁,3）简单平而与复杂立而的组合,图11-1-8 简单平面与复杂立面的组合 (a)两邻边收进;(b)四边收进,在地震作用下，小塔楼由于鞭稍效应产

3、生较大的惯性力，会造成塔楼根部的破坏甚至塔楼的倒塌。设计中一般是控制b/h值，即小塔楼不能突然内收很多，避免刚度发生突变。,图11-1-9 建筑立面的收进,4）复杂平面与复杂立面的组合,图11-1-10 复杂平面与复杂立面的组合,11.2 结构布置11.2.1 对称性,最佳的方案是使建筑平面形心、质量中心、结构抗侧刚度中心在平面上位于同点上，而在竖向则位于同一铅垂线上，简称“三心重合”。,图11-2-1 建筑平面的对称性 (a)双轴对称;(b)单轴对称;(c)无轴对称,11.2.1 对称性,1）建筑平面的对称性 建筑平面形状最好是双轴对称的，不对称的建筑平面对结构来说有三个问题。 2)质量布置

4、的对称性：若建筑物质量分布较大偏心，当遇到地震作用时，地震惯性力的合力将会对结构抗侧刚度中心产生扭矩，这时也会引起建筑物的扭转及破坏。 3)结构抗侧刚度的对称性：抗侧力构件的布置对结构受力有十分重要的影响。常常会遇到这样的情况，即在对称的建筑外形中进行了不对称的建筑平面布置，从而导致了结构刚度的不对称布置。,图11-2-2 抗侧墙体的不均匀布置之一,图11-2-3 抗侧墙体的不均匀布置之二,在矩形的建筑平面中，一侧集中布置了实心填充外墙及两个核心筒，而另三边则采川了空旷的密柱框架，楼盖结构为单向密肋板。结构的抗侧刚度中心明显地与建筑质量中心偏离，该建筑己在一次地震中倒塌。,图11-2-4 马拿

5、瓜国家银行结构平面,布置楼梯间、电梯间四周的墙体所形成的核芯井筒往往能提高较大的抗侧刚度，因此核芯井筒的位置对结构受力有较大的影响。,图11-2-5 核心井筒的布置,11.2.2 连续性,续性是结构布置中的重要方面，而又常常与建筑布置相矛盾。建筑师往往希望从平面到立面都丰富多变，而合理的结构布置却应该是连续的、均匀的，不应该过度发生突变。,图11-2-6 框架结构的薄弱层,图11-2-7 剪力墙的不连续布置,11.2.3 周边作用,由于墙体具有较大抗侧力刚度，因此墙体位置的变化对 整个结构的抗倾覆和抗扭转能力有明显的影响。,图11-2-8 抗侧力墙体的布置,11.2.4 角部构件,图11-2-

6、9 在筒体结构四角布置角筒,11.2.5 多道防御,多道防御的设计概念对抵抗未能预测的灾害有重要意义。,图11-2-10 框架结构的破坏形式,图11-2-11 美洲银行结构布置图,11.3 结构构造11.3.1 温差及混凝土收缩对结构布置的要求,图11-3-1 后浇带构造,11.3.2 沉降的要求,图11-3-1 后浇带构造 (a)钢筋搭接;(b)钢筋加弯,图11-3-3 北京昆仑饭店基础处理方案,11.3.3 防震的要求,图11-3-4 建筑平面,图11-3-5 防震缝的设置,变形缝的定义,变形缝的定义 沿房屋的某些部位，将其垂直断开，分成若干独立的单元，各单元能够自由变形或沉降而不互相影响

7、，房屋的这些断缝，称为“变形缝”，根据变形的类型和性质，变形缝分为伸缩缝、沉降缝、防震缝等几种。 伸缩缝 沉降缝 抗震缝,伸缩缝的定义: 房屋因环境温度的变化，会产生热胀冷缩的变形。如果房屋过长，这种变形就会受到较大的约束，那么房屋的墙身、屋面等构件内部将产生较大的温度应力，致使房屋发生不规则的破坏。 伸缩缝的位置：将长度较大的房屋沿适当的位置断开，使整个房屋成为若干个不连续单元的组合，各单元能够自由地热胀冷缩，由此而产生的变形缝，称为“伸缩缝”，又称“温度缝”。 伸缩缝一般把房屋的墙体、楼板、屋面等构件，全部沿一个位置断开，而基础在地表以下，受强度的影响较小，不必断开，因此整个建筑的若干单元

8、仍在一个完整的基础上。 伸缩缝的宽度：2030mm 伸缩缝的最大间距：应根据不同材料的结构而定。,伸 缩 缝,二、伸缩缝的构造 （一）墙体伸缩缝 形式：平缝、错口缝、企口缝 （二）楼地层伸缩缝 （三）屋顶伸缩缝,沉 降 缝,在建筑物高度、荷载或结构类型明显不同的位置上，或在地基条件发生较大差异处，将建筑物断开，使相邻各单元可以自由沉降，从而消除了因此可能产生的不均匀沉降带来的结构破坏。这种将建筑物断开的缝，称为“沉降缝”。 沉降缝必须从基础到屋面将建筑物在构造上垂直分开，使之成为真正独立的单元。凡设沉降缝处需设伸缩缝者，沉降缝可兼作伸缩缝，而伸缩缝则不能代替沉降缝的作用。,一、沉降缝的设置 （

9、一）须设置沉降缝的情况： 1、当建筑物建造在不同的地基土壤上，两部分之间。 2、当同一建筑物的相邻部分高度相差两层以上或部分高度差超过10米时。 3、当同一建筑相邻基础的结构体系、宽度和埋置深度相差悬殊时。 4、原有建筑物和新建建筑物紧相毗连时。 5、建筑平面形状复杂，高度变化较多时。,（二）设置位置：将建筑物从基础到屋顶全部贯通，即基础部分必须断开。 二、沉降缝构造 （一）墙体、楼地层、屋顶沉降缝与伸缩缝基本相同 （二）基础沉降缝 1、双墙基础方案 2、悬挑式方案 3、交叉式方案,在抗震设防烈度为79度地区建房，须把结构刚度、房屋型体明显不同的各部分，或房屋立面高度差别6m以上的各部分，划分

10、成几个独立的结构单元，以防止在地震力的作用下由结构刚度和型体差异而引起的结构破坏。这种划分结构单元而产生的变形缝，称为“防震缝” 。 防震缝一般是从基础以上将建筑物垂直断开。 防震缝的宽度为：对多层砖混结构的房屋，缝宽可取50l00mm。防震烈度大者取大值，防震烈度小者取较小值。对于钢筋混凝土结构的房屋，房屋高度小于15m时取缝宽70mm；当房屋高度大干15m时，抗震烈度为7度，房屋高度每增加4m，抗震烈度为8度，房屋高度每增加3m；抗震烈度为9度，房屋高度每增加2m时，沉降缝宽度均增加20mm。,防震缝,一、防震缝的设置 （一）设置防震缝的情况 1、建筑物立面高差大于6米 2、建筑物有错层，且楼板错层高差较大 3、建筑物各部分结构刚度、质量截然不同 （二）设置位置：一般基础可不设防震缝，但与震动有关的建筑各相连部分的刚度差别很大时，也须将基础分开。 （三）设置宽度：50100mm,二、防震缝的构造 在墙体、楼地层、屋顶等部位的构造与伸缩缝、沉降缝构造基本相同，只是