多层结构房屋课件.ppt
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- 多层 结构 房屋 课件
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1、 1.1.了解多高层建筑各种结构体系的组成、特点、类了解多高层建筑各种结构体系的组成、特点、类型以及适用高度。型以及适用高度。2.2.掌握框架结构在竖向荷载和水平力作用下的内力掌握框架结构在竖向荷载和水平力作用下的内力近似计算方法。近似计算方法。3.3.掌握框架结构在水平力作用下的侧移近似计算方掌握框架结构在水平力作用下的侧移近似计算方法。法。4.4.掌握框架结构的设计方法和基本构造要求。掌握框架结构的设计方法和基本构造要求。第十二章 多层结构房屋第三节 框架杆件的截面尺寸和计算简图第二节 框架结构房屋的结构布置 第四节 竖向荷载作用下的内力近似计算第五节 水平力作用下的内力近似计算第六节 框
2、架结构侧移的近似计算及限值 第七节 框架结构的内力组合与截面设计要点第八节 现浇框架结构的节点构造第一节 多高层建筑结构体系简介第一节 多高层建筑结构体系简介一、多高层建筑的概念一、多高层建筑的概念1.1.多高层建筑的定义多高层建筑的定义 我国高层建筑混凝土结构技术规程我国高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)(简称高规)规定:)(简称高规)规定:高层建筑:高层建筑:指指10层及层及10层以上或房屋高度大于层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。的建筑物。多层建筑:多层建筑:指指9层及层及9层以下或房屋高度不大于层以下或房屋高度不大于28m 的建筑物。的建筑物。2.2.高层建筑的特点高
3、层建筑的特点l节约用地;节约用地;l减少市政基础设施投资;减少市政基础设施投资;l美化城市环境;美化城市环境;l工程造价高;工程造价高;l结构在水平力作用下的内力和侧移大;结构在水平力作用下的内力和侧移大;l技术水平要求高。技术水平要求高。二、多高层建筑的结构体系1 1)组成)组成 以梁和柱为主要承重构件组成的结构体系。以梁和柱为主要承重构件组成的结构体系。1.1.框架结构体系框架结构体系2)分类)分类 按施工方法不同,分为现浇框架、预制框架和装按施工方法不同,分为现浇框架、预制框架和装配整体式框架。配整体式框架。3)特点)特点 建筑平面布置灵活,便于设置大空间的房间;结建筑平面布置灵活,便于
4、设置大空间的房间;结构抗侧刚度小,水平力作用下的变形大。构抗侧刚度小,水平力作用下的变形大。4)适用建筑)适用建筑 办公楼、医院、学校等多层建筑及高度不大的高办公楼、医院、学校等多层建筑及高度不大的高层建筑。层建筑。2.2.剪力墙结构体系剪力墙结构体系1)组成)组成 由纵、横向钢筋混凝土剪力墙组成的结构体系。由纵、横向钢筋混凝土剪力墙组成的结构体系。2)特点)特点 刚度大、承载力高、整体性较好;在水平力作用刚度大、承载力高、整体性较好;在水平力作用下的侧向变形较小,抗震性能好;平面布置不够灵活;下的侧向变形较小,抗震性能好;平面布置不够灵活;结构自重较大。结构自重较大。3)适用建筑)适用建筑
5、住宅、旅馆等开间较小的高层建筑。住宅、旅馆等开间较小的高层建筑。1 1)组成)组成 在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结构体系。构体系。3.3.框架框架剪力墙结构体系剪力墙结构体系2)特点)特点 具有框架结构和剪力墙结构共同的特点。具有框架结构和剪力墙结构共同的特点。3)适用建筑)适用建筑 公共建筑和办公楼等建筑中得到广泛应用。公共建筑和办公楼等建筑中得到广泛应用。4.4.筒体结构体系筒体结构体系 1)组成)组成 由竖向筒由竖向筒体为主组成的体为主组成的结构体系。结构体系。2)特点)特点 空间受力性能好;承载力和空间受力性能好;承载力和刚度大;抗
6、弯、抗扭性能良好。刚度大;抗弯、抗扭性能良好。3)分类)分类l框架框架核心筒结构;核心筒结构;l筒中筒结构;筒中筒结构;l成束筒成束筒5.5.巨型结构体系巨型结构体系 由若干个由若干个“巨大巨大”的竖向支撑结构(如组合柱、角的竖向支撑结构(如组合柱、角筒体等)作为柱并与梁式或桁架式转换楼层结合形成筒体等)作为柱并与梁式或桁架式转换楼层结合形成的结构体系。的结构体系。三、高层建筑结构的适用高度和高宽比三、高层建筑结构的适用高度和高宽比1.1.高层建筑的最大适用高度高层建筑的最大适用高度 钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比分为宽比分为A级级和和B级
7、级。A级与级与B级的最大适用高度见级的最大适用高度见高规或教材相应表列。高规或教材相应表列。当框架当框架剪力墙、剪力墙和筒体结构体系的高度剪力墙、剪力墙和筒体结构体系的高度超过超过A级高度规定时为级高度规定时为B级。级。B级高度的最大适用高级高度的最大适用高度和高宽比可较度和高宽比可较A级适当放宽,但其结构抗震等级、级适当放宽,但其结构抗震等级、有关的计算和构造措施相应加严。有关的计算和构造措施相应加严。2.2.高层建筑的高宽比高层建筑的高宽比H H/B B 为控制高层建筑结构的侧移,增大抗倾覆力。为控制高层建筑结构的侧移,增大抗倾覆力。A级、级、B级高层建筑的高宽比级高层建筑的高宽比H/B不
8、宜超过高规要不宜超过高规要求的最大高宽比。求的最大高宽比。本章介绍非抗震设防的现浇钢筋混凝土多层框本章介绍非抗震设防的现浇钢筋混凝土多层框架结构房屋设计。架结构房屋设计。一、布置原则一、布置原则 1)房屋的开间与进深尺寸应尽可能统一,以减)房屋的开间与进深尺寸应尽可能统一,以减少构件的类型和规格,方便设计和施工。少构件的类型和规格,方便设计和施工。2)房屋的平面布置应尽可能规则、对称,使结)房屋的平面布置应尽可能规则、对称,使结构传力直接、受力明确。构传力直接、受力明确。3)房屋的竖向布置应力求体形简单,使结构刚)房屋的竖向布置应力求体形简单,使结构刚度沿高度分布均匀,避免突变。度沿高度分布均
9、匀,避免突变。4)合理的设置伸缩缝、沉降缝、防震缝。)合理的设置伸缩缝、沉降缝、防震缝。第二节 框架结构房屋的结构布置二、布置方案1 1)布置)布置 由主梁和柱组成的承重由主梁和柱组成的承重主框架沿房屋的横向布置,主框架沿房屋的横向布置,纵向由连系梁将横向框架连纵向由连系梁将横向框架连成空间结构体系(图成空间结构体系(图a)。)。2)特点)特点 横向刚度较大,有利于抵抗横向水平力。纵向连横向刚度较大,有利于抵抗横向水平力。纵向连系梁的截面尺寸小,有利于房屋室内的采光和通风。系梁的截面尺寸小,有利于房屋室内的采光和通风。1 1横向框架承重方案横向框架承重方案(a)1 1)布置)布置 由纵向主梁与
10、柱构成由纵向主梁与柱构成的承重主框架沿房屋的纵的承重主框架沿房屋的纵向布置,横向连系梁将纵向布置,横向连系梁将纵向框架连成空间结构体系向框架连成空间结构体系(图(图b b)。)。2)特点)特点 纵向刚度大,有利于调整纵向地基不均匀沉降;纵向刚度大,有利于调整纵向地基不均匀沉降;横向连系梁的截面尺寸较小,房屋的横向刚度较差,横向连系梁的截面尺寸较小,房屋的横向刚度较差,但有利于设备管线的穿行,并可获得较高的室内净但有利于设备管线的穿行,并可获得较高的室内净空。主要适用于层数较少的工业房屋。空。主要适用于层数较少的工业房屋。2 2纵向框架承重方案纵向框架承重方案 (b)3 3纵横向框架承重方案纵横
11、向框架承重方案1)布置)布置 在房屋的两个方向均在房屋的两个方向均布置承重主框架形成的承布置承重主框架形成的承重方案(图重方案(图c)。)。2)特点)特点 房屋的双向刚度均较大,适用于柱网平面形状为房屋的双向刚度均较大,适用于柱网平面形状为方形或楼面荷载较大的情况,楼盖常采用现浇混凝土方形或楼面荷载较大的情况,楼盖常采用现浇混凝土双向板或井式梁。双向板或井式梁。一、杆件截面尺寸一、杆件截面尺寸第三节 框架杆件的截面尺寸和计算简图 梁的截面形式有矩形、梁的截面形式有矩形、T形、倒形、倒L形等。梁的形等。梁的截面高度截面高度 ;截面宽度;截面宽度 ;且不宜小于;且不宜小于200mm。0161101
12、lhbbbhb31211.1.框架梁框架梁2.2.框架柱框架柱 柱的截面形式一般采用矩形、方形、圆形或多边柱的截面形式一般采用矩形、方形、圆形或多边形等,截面高、宽可取(形等,截面高、宽可取(1/151/20)的层高;同时要)的层高;同时要求:求:l截面宽度不宜小于截面宽度不宜小于250mm,截面高度不宜小于截面高度不宜小于 400mm。l截面尺寸以截面尺寸以50mm为模数。为模数。l柱的净高与柱截面长边之比不宜小于柱的净高与柱截面长边之比不宜小于4。二、计算简图二、计算简图 在各榀框架中取有代表性的框架作为计算单元。在各榀框架中取有代表性的框架作为计算单元。竖向荷载按单元范围确定,水平作用力
13、则需按楼盖结竖向荷载按单元范围确定,水平作用力则需按楼盖结构布置方案考虑。构布置方案考虑。1 1计算单元计算单元2 2计算模型计算模型 框架各杆件一般用其截面形心轴线表示。变截框架各杆件一般用其截面形心轴线表示。变截面杆件则以该杆最小截面的形心轴线表示。现浇框面杆件则以该杆最小截面的形心轴线表示。现浇框架各节点均视为刚节点。框架柱在基础顶面为固定架各节点均视为刚节点。框架柱在基础顶面为固定支座。支座。梁的跨度取柱轴线之间的距离;柱高取层高;梁的跨度取柱轴线之间的距离;柱高取层高;底层柱高取至基础顶面。底层柱高取至基础顶面。框架梁、柱的线刚度分别为框架梁、柱的线刚度分别为 和和lIEibcb/对
14、现浇框架,梁的截面惯性矩对现浇框架,梁的截面惯性矩Ib:中框架梁取:中框架梁取2.0Io;边框架梁取;边框架梁取1.5 Io。框架柱截面的惯性矩框架柱截面的惯性矩Ic按实际尺寸进行计算。按实际尺寸进行计算。4.4.荷载计算荷载计算 竖向荷载和水平风荷载按荷载规范计算。竖向荷载和水平风荷载按荷载规范计算。水平风荷载可转化为作用于框架节点处的水平集中水平风荷载可转化为作用于框架节点处的水平集中力,并合并于迎风面一侧。力,并合并于迎风面一侧。hIEiccc/3.3.梁柱线刚度梁柱线刚度第四节 竖向荷载作用下的内力近似计算一、弯矩二次分配法一、弯矩二次分配法计算步骤:计算步骤:1)计算每一跨梁在竖向荷
15、载作用下的固端弯矩。)计算每一跨梁在竖向荷载作用下的固端弯矩。2)计算各节点的分配系数。)计算各节点的分配系数。3)将各节点的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传)将各节点的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传 递后,再对各节点分配一次即结束。递后,再对各节点分配一次即结束。二、分层法二、分层法 1.1.基本假定基本假定1)竖向荷载作用下框架无侧移。竖向荷载作用下框架无侧移。2)竖向荷载仅对其作用层的梁及其相连的上、下竖向荷载仅对其作用层的梁及其相连的上、下 柱有影响。柱有影响。3)柱的远端为固定端。柱的远端为固定端。2.2.计算方法计算方法 将每层梁及其相连的上、下柱所组成的开口框架将每层梁及其相连
16、的上、下柱所组成的开口框架作为一个独立的计算单元,用力矩分配法计算(如作为一个独立的计算单元,用力矩分配法计算(如图)。图)。计算时,底层以上各层柱的线刚度均乘以折减计算时,底层以上各层柱的线刚度均乘以折减系数系数0.9,并取传递系数为,并取传递系数为1/3;底层柱及梁的传递系;底层柱及梁的传递系数仍为数仍为1/2。计算所得梁中弯矩即为该梁在荷载作用下的弯计算所得梁中弯矩即为该梁在荷载作用下的弯矩;柱端弯矩则为该柱在其相应的上、下两层中计算矩;柱端弯矩则为该柱在其相应的上、下两层中计算所得柱端弯矩的叠加。当节点弯矩不平衡时,可再进所得柱端弯矩的叠加。当节点弯矩不平衡时,可再进行一次弯矩分配。行
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