3抗侧力结构与布置学习课程

1、 1 1、台北101 448 / 508 101 448 / 508 台北中国 2 2、西尔斯大厦 443 / 527 443 / 527 芝加哥 3 3、地王大厦 325 / 384 325 / 384 深圳第1页/共56页第一页，编辑于星期五：三点 三十九分。2-9 抗侧力结构体系一.最大适用高度1 1、混凝土高规将结构分为A A级、B B级；A A级钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度；第2页/共56页第二页，编辑于星期五：三点 三十九分。当高度超过A A级时，为B B级高度高层建筑B B级钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度（m m）第3页/共56页第三页，编辑于星期五：三点 三十九分

2、。 2、表中高度的说明： 1）上述表中高度适用于乙类和丙类建筑物。 2）A级甲类建筑物68度设防的最大高度应按提高一度设防后确定； 3）平、立面不规则的建筑物以及场地类别为四类的建筑高度应降低建筑高度； 4）短肢剪力墙或短肢剪力墙较多的剪力墙结构其使用最大高度应比表2-2中剪力墙结构降低，7、8度区不大于100、60米；第4页/共56页第四页，编辑于星期五：三点 三十九分。 举例说明： （1 1）某建筑物所在设防烈度区8 8度，A A类建筑，剪力墙结构，建筑用途商业办公楼，确定其最大高度？ （2 2）某建筑物三甲医院，所在设防烈度区8 8度，A A类建筑，框架结构，确定其最大高度？ (3)中央

3、级的电信枢纽( (含卫星地球站) ) ，所在设防烈度区8 8度，A A类建筑，框架结构，确定其最大高度？第5页/共56页第五页，编辑于星期五：三点 三十九分。1）答案：全部落地剪力墙100米；部分框支剪力墙80米2）答案：45米3）答案：25米第6页/共56页第六页，编辑于星期五：三点 三十九分。第7页/共56页第七页，编辑于星期五：三点 三十九分。3、建筑物的分类 建筑分类应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一

4、般建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。第8页/共56页第八页，编辑于星期五：三点 三十九分。 甲类：中央级、省级的电视调频广播发射塔建筑；国际海缆登陆站、国际卫星地球站、中央级的电信枢纽(含卫星地球站)；存放放射性元素的建筑以及病毒性的研究结构。 乙类：中央级广播发射台、节目传送台、广播中心、电视中心省级广播中心、电视中心、电视发射台及200kW以上广播发射台；大区中心和省中心长途电信枢纽，邮政枢纽，海缆登陆局，重要市话局(汇接局，承担重要通信任务和终局容量超过五万门的局),三级甲等医院。 第9页/共56页第九页，编辑于星期五：三点 三十九分。二、高宽比限值 在高层建筑中，控制结构侧向位移常常成

5、为结构设计的主要难题。高宽比是宏观控制结构刚度、稳定性和承载力重要指标。 一般情况下 H/B56, 详见高规混凝土的具体规定；不同体系、不同结构材料的最大高宽比见表2-62-9，宽度为建筑物平面边缘的最小宽度；高度指室外地面到主要屋面板，切忌并不是建筑物的最高点。第10页/共56页第十页，编辑于星期五：三点 三十九分。A级钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比B级钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比第11页/共56页第十一页，编辑于星期五：三点 三十九分。1 1、有关建筑物高度的确定的例题1 1）钢筋混凝土框架结构，7 7度设防区，A A类建筑物，建筑物的宽度为1515米，试求该建筑最大高度

6、？2 2）钢筋混凝土框架结构，8 8度设防区，A A类建筑物，建筑物的宽度为1212米，试求该建筑最大高度？3 3）钢筋混凝土框架结构，8 8度设防区，A A类建筑物，建筑物的宽度为1010米，试求该建筑最大高度？第12页/共56页第十二页，编辑于星期五：三点 三十九分。 答案：1、55米 答案: 2、45米 答案: 3、40米第13页/共56页第十三页，编辑于星期五：三点 三十九分。2-10 结构总体布置的原则在高层建筑结构初步设计阶段，除了应根据房屋高度选择合理的结构体系外，尚应对结构平面和结构竖向进行合理的总体布置。结构总体布置时，应综合考虑房屋的使用要求、经济合理、建筑美观、结构合理以

7、及便于施工等因素。布置不当会带来严重的后患。一、震害分析比较：1 1） 19721972年马那瓜地震中：1515层的中央银行与1818层的美洲银行的震害对比：第14页/共56页第十四页，编辑于星期五：三点 三十九分。震前的中央银行（左侧）与美洲银行（右侧）第15页/共56页第十五页，编辑于星期五：三点 三十九分。震后的美洲银行第16页/共56页第十六页，编辑于星期五：三点 三十九分。第17页/共56页第十七页，编辑于星期五：三点 三十九分。第18页/共56页第十八页，编辑于星期五：三点 三十九分。修复后的美洲银行第19页/共56页第十九页，编辑于星期五：三点 三十九分。2） 1971年美国圣菲

8、多南地震中，加州的Olive-View医疗中心的震害第20页/共56页第二十页，编辑于星期五：三点 三十九分。第21页/共56页第二十一页，编辑于星期五：三点 三十九分。第22页/共56页第二十二页，编辑于星期五：三点 三十九分。3 3）19951995年阪神地震中，不少建筑发生中部楼层塌毁第23页/共56页第二十三页，编辑于星期五：三点 三十九分。 结构抗震设计有许多不确定和不确知的因素，在很大程度上，现阶段结构抗震设计仍是一门艺术，而远非科学。因此要特别注重结构的概念设计。1 1、平面：平面宜简单、规则、对称，减少偏心； 质量和刚度变化均匀，避免楼层错层；平面长度不宜过长，突出部分长度l

9、l不过大；L L、l l等值满足要求； 不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。第24页/共56页第二十四页，编辑于星期五：三点 三十九分。第25页/共56页第二十五页，编辑于星期五：三点 三十九分。2 2、 建筑立面布置竖向体型规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。 结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。第26页/共56页第二十六页，编辑于星期五：三点 三十九分。 抗震设计时，当结构上部楼层收进部 位到室外地面的高度H1H1与房屋高度H H之比 大于0.20.2时，上部楼层收进后的水平尺寸 B1B1不宜小于下部楼层水平尺

10、寸B B的0.750.75倍（图a a、b b）；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸B B不宜小于上部楼层水平尺寸B1B1的0.90.9倍，且水平外挑尺寸a a不宜大于4m4m（c c、d d）。 第27页/共56页第二十七页，编辑于星期五：三点 三十九分。第28页/共56页第二十八页，编辑于星期五：三点 三十九分。3 3、有关建筑物外挑和内收的尺寸确定例题 1）参考b图：结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1为30米，房屋高度H为60米，下部楼层水平尺寸B为16米，则上部收进后部位得最小宽度为？ 2）参考d图：上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，上部楼层水平尺寸B1为16

11、米，试求水平外挑尺寸a的最大值？ 3）参考d图：上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，上部楼层水平尺寸B1为100米，试求水平外挑尺寸a的最大值及相应的B的最小值？第29页/共56页第二十九页，编辑于星期五：三点 三十九分。4 4、结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分与实际表现相符合。第30页/共56页第三十页，编辑于星期五：三点 三十九分。5 5、结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。有较大的变形能力而缺少较高的抗侧向力的能力如钢或钢筋混凝土纯框架，由于在不大的地震作用

12、下会产生较大的变形，导致非结构构件的破坏或结构本身的失稳。第31页/共56页第三十一页，编辑于星期五：三点 三十九分。19991999年土耳其伊兹米地震 第32页/共56页第三十二页，编辑于星期五：三点 三十九分。第33页/共56页第三十三页，编辑于星期五：三点 三十九分。6 6、设置多道抗震防线。高层建筑物应尽量采用如框架剪力墙结构、剪力墙结构、框架- -核心筒、筒中筒结构等多道抗震防线的体系。第34页/共56页第三十四页，编辑于星期五：三点 三十九分。三、建筑的平面及结构布置1 1、平面不规则的类型第35页/共56页第三十五页，编辑于星期五：三点 三十九分。1221222 . 1122扭转

13、不规则max3 . 0 BBmaxBmax3 . 0 BBmaxBmaxBmax3 . 0 BBmaxBmax3 . 0 BB凹凸角不规则第36页/共56页第三十六页，编辑于星期五：三点 三十九分。BBb5 . 0BBlAAA 3 . 00l局部不连续大开洞错层第37页/共56页第三十七页，编辑于星期五：三点 三十九分。3、有关平面不规则的计算第38页/共56页第三十八页，编辑于星期五：三点 三十九分。 分析上图的平面是否规则： 1)是否凹凸不规则 2)是否楼板局部不连续第39页/共56页第三十九页，编辑于星期五：三点 三十九分。2 2、竖向不规则的类型第40页/共56页第四十页，编辑于星期五

14、：三点 三十九分。17 . 0iiKKiK1iK2iK3iK)3( 8 . 0321iiiiKKKK沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续第41页/共56页第四十一页，编辑于星期五：三点 三十九分。竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀 （有薄弱层）iyQ,1, iyQ1,8 . 0iyiyQQ 严重不规则是指体型复杂，多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。注：以上规定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑。第42页/共56页第四十二页，编辑于星期五：三点 三十九分。4、有关立面不规则的计算第43页/共56页第四十

15、三页，编辑于星期五：三点 三十九分。 二层五层的刚度为13000 ，20000，28000，27000，则该结构立面是否规则。第44页/共56页第四十四页，编辑于星期五：三点 三十九分。 三、变形缝的设置三、变形缝的设置1）缝的分类：沉降缝、伸缩缝和防震缝。2）设缝的优缺点：优点：用缝将复杂建筑分为规则的部分，或减小温度应力。缺点：影响建筑使用功能；立面处理不便；基础防水不易处理等。）趋势：目前趋势是避免设缝，或尽可能少设缝。第45页/共56页第四十五页，编辑于星期五：三点 三十九分。1 1）沉降缝）沉降缝（1）设缝：高层建筑的主体结构周围常设置裙房，它们与主体结构的重量相差悬殊，会产生相当大

16、的沉降差。这时可用沉降缝将二者分成独立的结构单元，使各部分自由沉降。（2）不设缝：需采取以下措施： A、采用桩基，桩支承在基岩上；或采取减少沉降的有效措施并经计算，沉降差在允许范围内。 B、楼与裙房采用不同的基础形式。 C、先施工主楼，后施工裙房，使两者最终沉降量一致。 D、将裙房坐在悬挑基础上。第46页/共56页第四十六页，编辑于星期五：三点 三十九分。2 2）伸缩缝：）伸缩缝：由温度变化引起的结构内力称为温度应力，使房屋产生裂缝，影响正常使用，底部数层和顶部数层较为明显。伸缩缝可减少温度应力。高层规程规定了伸缩缝的最大间距增大伸缩缝间距的措施，（1）增加顶层、底层、山墙等部位的配筋;（2）

17、采用有效隔热措施 ;（3）使用混凝土添加剂等减少收缩;（4）施工中预留后浇带；（5）上部改变结构形式或局部(顶部）设伸缩缝;（）增大楼板配筋或采用预应力楼板等。第47页/共56页第四十七页，编辑于星期五：三点 三十九分。（1 1）施工后浇带的作用在于减小混凝土的收缩应力，提高建筑物对温度应力的耐受能力，并不直接减少温度应力。（2 2）后浇带，应通过建筑物的整个横截面，将全部墙、梁和楼板分开；在后浇带处，板、墙钢筋应采用搭接接头（图 ），梁主筋可不断开；后浇带应从结构受力较小的部位曲折通过，不宜在同一平面内通过；一般情况下，后浇带可设在框架梁和楼板的 1/3 1/3 跨处，设在剪力墙洞口上方连梁

18、跨中或内外墙连接处。第48页/共56页第四十八页，编辑于星期五：三点 三十九分。3 3）防震缝）防震缝（1）设缝的优点：地震作用下，复杂高层结构会产生扭转及复杂的振动形式，并在房屋的连接薄弱部位造成损坏，宜通过设缝将复杂建筑分为规则建筑。（2）设缝的缺点：地震作用时，防震缝两侧的房屋很容易发生碰幢而造成震害。（）防震缝宽度为防止缝两侧建筑的碰撞，缝必须留有足够的宽度。防震缝最小宽度为：框架结构：15时，取70mm；15时，每增加25m，加宽 20mm；第49页/共56页第四十九页，编辑于星期五：三点 三十九分。框架-剪力墙结构：取上述规定的70%,但不小于70mm。剪力墙结构：取框架结构的50%，但不小于70mm。缝两侧结构体系不同时，缝宽按不利的结构类型确定。（4）抗震设防的建筑，其伸缩缝，沉降缝宽度均应符合防震缝宽度的要求。（