建筑结构选型13

1、 第第1212章章 多层建筑结构多层建筑结构 12.1 12.1 多层砌体与混合结构多层砌体与混合结构12.1.1 12.1.1 多层砌体与混合结构的材料多层砌体与混合结构的材料v砌体：砌体：v把块材（砖、石、混凝土砌块）用灰浆通过人工砌筑而成。把块材（砖、石、混凝土砌块）用灰浆通过人工砌筑而成。v砌体材料的优点：砌体材料的优点：v1 1）耐火、保温、隔声和抗腐蚀性能好；）耐火、保温、隔声和抗腐蚀性能好；v2 2）较好的大气稳定性：）较好的大气稳定性：v3 3）生产和施工简单；）生产和施工简单；v4 4）造价低，比较经济。）造价低，比较经济。v缺点：缺点：v1 1）自重大；）自重大；2 2）强

2、度低；）强度低；3 3）抗震差。）抗震差。v无筋砌体和配筋砌体两种无筋砌体和配筋砌体两种v混合结构：混合结构：v砌体作为竖向承重结构（墙），其他材料（钢筋混凝土或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构（楼盖），组成的房屋者木结构）构成水平方向承重结构（楼盖），组成的房屋结构。结构。12.1.2 12.1.2 多层混合结构的结构布置方案多层混合结构的结构布置方案图图12-1-1 12-1-1 墙体灰缝墙体灰缝 图图12-1-2 12-1-2 纵墙承重体系纵墙承重体系图图12-1-3 12-1-3 横墙承重体系横墙承重体系 图图12-1-4 12-1-4

3、纵横墙承重体系纵横墙承重体系图图12-1-5 12-1-5 内内框架承重结构框架承重结构纵墙承重纵墙承重1.1.受力特点：受力特点：板荷载传给梁，由梁传给纵墙板荷载传给梁，由梁传给纵墙纵墙：承重纵墙：承重横墙：满足房屋刚度和整体性横墙：满足房屋刚度和整体性2.2.优点：房屋空间大，房间布置灵优点：房屋空间大，房间布置灵活，墙面积小活，墙面积小3.3.缺点：房屋横向刚度差，纵墙较缺点：房屋横向刚度差，纵墙较厚或要加壁柱厚或要加壁柱4.4.使用范围：使用上要求有较大空使用范围：使用上要求有较大空间或隔墙位置可能变化的房屋间或隔墙位置可能变化的房屋横墙承重横墙承重1.1.受力特点：受力特点：主要靠横

4、墙支撑楼板主要靠横墙支撑楼板横墙：承重横墙：承重纵墙：维护、分隔、维持横墙的整体纵墙：维护、分隔、维持横墙的整体作用、承担自身重量作用、承担自身重量2.2.优点优点：（：（1 1）横墙较密，房屋横向刚）横墙较密，房屋横向刚度大，整体刚度好度大，整体刚度好 （2 2）外纵墙立面处理方便，）外纵墙立面处理方便，可设较大洞口可设较大洞口3.3.缺点：横墙较密，房间布置不灵活缺点：横墙较密，房间布置不灵活4.4.使用范围：宿舍、住宅使用范围：宿舍、住宅纵横墙承重纵横墙承重1.1.受力特点：受力特点：纵横墙共同承重纵横墙共同承重2.2.优点：房间开间和进深能满足使用要求，房屋优点：房间开间和进深能满足使

5、用要求，房屋横向刚度比纵墙承重方案大横向刚度比纵墙承重方案大内框架承重内框架承重1.1.受力特点：受力特点：外墙和内柱共同承重外墙和内柱共同承重2.2.优点：可获得较大的使用空间优点：可获得较大的使用空间3.3.缺点缺点：（：（1 1）房屋空间刚度差）房屋空间刚度差 （2 2）墙柱易发生不均匀沉降）墙柱易发生不均匀沉降4.4.适用范围：使用上要求有较大空间的房屋适用范围：使用上要求有较大空间的房屋砌体结构住宅平面示意图砌体结构住宅平面示意图砌体结构的抗震构造要求砌体结构的抗震构造要求多层砌体房屋的层数和总高度限值多层砌体房屋的层数和总高度限值房屋的局部尺寸限值房屋的局部尺寸限值12.2 12.

6、2 多层框架结构多层框架结构12.2.1 12.2.1 框架结构组成框架结构组成图图12-2-1 12-2-1 框架梁柱布置框架梁柱布置图图12-2-2 12-2-2 框架梁截面形式框架梁截面形式 框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。传至基础。框架结构框架结构组成：纵、横梁和立柱组成组成：纵、横梁和立柱组成特点特点：平面布局灵活，易于设：平面布局灵活，易于设置大房间的需要，承受竖向荷置大房间的需要，承受竖向荷载很合理。载很合理。 框架

7、的抗侧刚度小，框架的抗侧刚度小， 抵抗水平荷载能力较差。抵抗水平荷载能力较差。框架结构框架结构框架结构方案的优点：框架结构方案的优点： 建筑平面布置灵活，能形成建筑平面布置灵活，能形成较大的空间较大的空间（如商场、（如商场、餐厅等），可以根据生产工艺和建筑使用功能要求比餐厅等），可以根据生产工艺和建筑使用功能要求比较灵活地布置柱网开间、选定进深梁尺寸及层高；建较灵活地布置柱网开间、选定进深梁尺寸及层高；建筑立面也容易处理；筑立面也容易处理； 结构自重较轻，结构自重较轻，在一定的高度范围内在一定的高度范围内造价较低；造价较低； 结构整体性和抗震性好。结构整体性和抗震性好。框架结构方案的缺点：框架

8、结构方案的缺点： 本身的柔性较大，本身的柔性较大，抗侧刚度较小抗侧刚度较小，在风荷载，在风荷载作用下水平位移较大，在地震作用下，非结构构作用下水平位移较大，在地震作用下，非结构构件破坏比较严重。宜采用重量轻且又能承受较大件破坏比较严重。宜采用重量轻且又能承受较大变形的隔墙材料。变形的隔墙材料。 在高烈度地区，由于在高烈度地区，由于层间位移层间位移和顶点位移的和顶点位移的限制，建筑较高时将难以满足要求，或虽能满足限制，建筑较高时将难以满足要求，或虽能满足但梁柱截面尺寸过大，配筋也较多，不够经济；但梁柱截面尺寸过大，配筋也较多，不够经济； 梁柱节点构造复杂，在装配式框架结构中更梁柱节点构造复杂，在

9、装配式框架结构中更为突出。为突出。框架结构的应用范围：框架结构的应用范围： 框架结构不宜用于层数较多的高层建筑，一般框架结构不宜用于层数较多的高层建筑，一般多用于办公楼、教学楼、旅馆及工业厂房等多层建多用于办公楼、教学楼、旅馆及工业厂房等多层建筑中；筑中； 一般在非地震区，钢筋混凝土框架结构可用于一般在非地震区，钢筋混凝土框架结构可用于1515层以下建筑层以下建筑； 在一般地震区则以在一般地震区则以不超过不超过10121012层为宜层为宜， 8 8度及度及8 8度以上烈度的地震区，一般以度以上烈度的地震区，一般以8 8层以下层以下为为最佳。最佳。 框架结构采用钢结构或型钢框架结构采用钢结构或型

10、钢- -混凝土结构时，层混凝土结构时，层数可不受此限制。数可不受此限制。框架结构柱网平面布置举例框架结构柱网平面布置举例 （a a）缺梁的框架）缺梁的框架 （b b）内收的框架）内收的框架 （c c）有斜梁的框架）有斜梁的框架构件的选型构件的选型在装配式或装配整体式楼盖中，梁的截面形式有如下几在装配式或装配整体式楼盖中，梁的截面形式有如下几种（可以增大净空，减小总高度）：种（可以增大净空，减小总高度）：十字截面梁十字截面梁花篮形截面梁花篮形截面梁叠合梁叠合梁现浇梁现浇梁构件的选型构件的选型柱截面的形式一般为矩形和方形，也可为柱截面的形式一般为矩形和方形，也可为T形或圆形。形或圆形。先按轴压估计

11、柱的截面尺寸，在乘以先按轴压估计柱的截面尺寸，在乘以1.21.5的放大系数的放大系数同一平面同一平面位置上的位置上的上下层框上下层框架柱的截架柱的截面形心宜面形心宜位于同一位于同一铅垂线上铅垂线上12.2.2 12.2.2 框架结构分类框架结构分类v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。v 钢框架钢框架v一般是在工厂预制好单个构件一般是在工厂预制好单个构件v优点：自重轻、抗震优点：自重轻、抗震( (振振) )性能好、施工速度快性能好、施工速度快v缺点：用钢量大、造价高、及耐水、耐腐蚀性能差缺点：用钢量大、造价高、及耐水

12、、耐腐蚀性能差v 钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架v优点：造价低廉、取材优点：造价低廉、取材 方便、耐久性好、可模性好方便、耐久性好、可模性好按框架的施工方法：按框架的施工方法： 现浇整体式框架现浇整体式框架构件均在现场浇注成整体，构件均在现场浇注成整体，整体性和抗震性好整体性和抗震性好，构件尺寸不受限制。对使用功能的适用性大。构件尺寸不受限制。对使用功能的适用性大。 装配式框架装配式框架框架构件采取预制安装，施工进度快，工业化程度高。框架构件采取预制安装，施工进度快，工业化程度高。构件节点连接构造应达到刚性节点的要求。构件节点连接构造应达到刚性节点的要求。节点连接构造的作法仍在不断研究改进中。节

13、点连接构造的作法仍在不断研究改进中。现在未普及应用。现在未普及应用。 半现浇框架半现浇框架梁柱现浇、楼板预制；或现浇柱、预制梁板。梁柱现浇、楼板预制；或现浇柱、预制梁板。节点构造简单，比全现浇框架可节约模板节点构造简单，比全现浇框架可节约模板2020左右左右比全装配框架可以节约钢材和水泥比全装配框架可以节约钢材和水泥2020左右。左右。结构整体性强，抗震能力高。结构整体性强，抗震能力高。 装配整体式框架装配整体式框架将预制梁、柱装配就位后，通过将预制梁、柱装配就位后，通过局部现浇局部现浇混凝土使构件联混凝土使构件联结成整体的框架。结成整体的框架。保证了保证了节点的刚接节点的刚接，结构整体性好，

14、可省去连接件，减少现，结构整体性好，可省去连接件，减少现场浇捣混凝土的工作量，但节点施工复杂场浇捣混凝土的工作量，但节点施工复杂更适合于地震区采用。更适合于地震区采用。12.2.3 12.2.3 框架结构的布置框架结构的布置v1 1）柱网的布置）柱网的布置图图12-2-3 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（1 1）柱网布置满足生产工艺流程要求）柱网布置满足生产工艺流程要求柱网的布置原则柱网的布置原则多层工业厂房的柱网布置多层工业厂房的柱网布置内廊式内廊式等跨式等跨式对称不等跨式对称不等跨式分类分类内廊式柱网、等跨式柱网、对称不等跨式柱网内廊式柱网、等跨式柱网、对称

15、不等跨式柱网多层厂房的柱网尺寸：柱距多层厂房的柱网尺寸：柱距6m6m，等跨式柱网：，等跨式柱网：6m6m，7.5m7.5m，9m9m，12m12m多层民用房屋的柱网尺寸：柱距多层民用房屋的柱网尺寸：柱距3.3-6m3.3-6m，6-12m6-12m（2 2）柱网布置满足建筑平面布置的要求）柱网布置满足建筑平面布置的要求旅馆建筑旅馆建筑多层办公楼建筑多层办公楼建筑跨度组合式跨度组合式内廊式内廊式图图12-2-4 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 12-2-5 多层办公楼建多层办公楼建筑中的柱网布置筑中的柱网布置对称三跨。对称三跨。房间进深：房间进深：6m

16、6m、6.6m6.6m、6.9m6.9m走廊跨度：走廊跨度：2.4m2.4m、2.7m2.7m、3.0m3.0m开间方向柱距：开间方向柱距：3.68m3.68m5000700039005000750020007500客房与卫生间客房与卫生间走道3900教室走道6000600039002400教室240060006000走道78006000400050002000700060004000不对称不对称等跨式柱网：常用跨度为等跨式柱网：常用跨度为6 6米、米、7.57.5米、米、9 9米、米、1212米米开间方向柱距：开间方向柱距：6m6m对称不等跨式柱网对称不等跨式柱网民用建筑柱网布置民用建筑柱网

17、布置（3 3）柱网布置满足结构受力合理的要求）柱网布置满足结构受力合理的要求 结构受力合理结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）（4 4）柱网布置满足施工方便的要求）柱网布置满足施工方便的要求v注意：注意：v无论是工业或民用建筑的柱网布置，当房屋长度较大无论是工业或民用建筑的柱网布置，当房屋长度较大（5555米）时，均需设置米）时，均需设置伸缩缝伸缩缝，在缝的两侧应各自设，在缝的两侧应各自设置框架置框架v2)2)承重框架的布置承重框架的布置图图12 -2-7 12 -2-7 承重框架的布置承重框架的布置横向布置横向布置特点：横向梁为

18、主梁，纵特点：横向梁为主梁，纵向梁为次梁（连系梁）向梁为次梁（连系梁）优点：优点：承重框架横向布置可有效提高房承重框架横向布置可有效提高房屋横向的抗侧力强度和刚度；屋横向的抗侧力强度和刚度；有利于立面处理和室内采光有利于立面处理和室内采光荷载的主要传递路线：荷载的主要传递路线：屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载横墙横墙基础基础地基地基纵向布置纵向布置特点：纵向梁为主梁，横向梁特点：纵向梁为主梁，横向梁为次梁（连系梁）为次梁（连系梁）优点：有利于楼层净高的有效优点：有利于楼层净高的有效利用，房屋的使用划分比较灵利用，房屋的使用划分比较灵活；活；缺点：横向很差刚度；缺点：横向很差刚度；适用范围：层数不多

19、的无抗震适用范围：层数不多的无抗震要求的厂房要求的厂房荷载的主要传递路线：荷载的主要传递路线：板板梁（或屋架）梁（或屋架）纵向承重墙纵向承重墙基础基础地基地基框架承重方案与楼盖布置有关框架承重方案与楼盖布置有关单向板楼盖单向板楼盖双向板楼盖双向板楼盖两个方向均有两个方向均有较好的抗侧刚度。较好的抗侧刚度。荷载的传递路线：荷载的传递路线：屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载纵墙纵墙 横墙横墙基础基础地基地基12.2.412.2.4框架结构的受力特点框架结构的受力特点v1)1)普通框架的受力特点普通框架的受力特点图图12-2-8 12-2-8 框架结构的受力特点框架结构的受力特点2 2）底层大空间框架）底

20、层大空间框架1.1.转换大梁受力复杂转换大梁受力复杂2.2.底层落地柱刚度应增大底层落地柱刚度应增大3 3）带小塔楼框架）带小塔楼框架带小塔楼框架带小塔楼框架鞭梢效应指当建筑物受地震作用鞭梢效应指当建筑物受地震作用时，它顶部的小突出部分由于质时，它顶部的小突出部分由于质量和刚度比较小，在每一个来回量和刚度比较小，在每一个来回的转折瞬间，形成较大的速度，的转折瞬间，形成较大的速度，产生较大的位移产生较大的位移, ,就和鞭子的尖就和鞭子的尖一样，这种现象称为鞭梢效应。一样，这种现象称为鞭梢效应。工程抗震术语标准工程抗震术语标准规范：在地震作规范：在地震作用下，高层建筑用下，高层建筑或其他建（构）筑

21、物顶部细长突出部分或其他建（构）筑物顶部细长突出部分振幅剧烈增大的现象。振幅剧烈增大的现象。 越是细高的建筑，突出部分越细长，越是细高的建筑，突出部分越细长，占整个房屋重量的比重越小，鞭梢占整个房屋重量的比重越小，鞭梢效应越大，破坏越重。效应越大，破坏越重。 v19201920年年1212月月1616日宁夏海原发生了日宁夏海原发生了8 85 5级的级的强烈地震，死亡强烈地震，死亡2020余万人。汾阳文峰塔就余万人。汾阳文峰塔就在这次地震波及下，从顶上在这次地震波及下，从顶上1111层至层至1313层，层，出现宽大的裂缝，部分倒塌。沿着南北向出现宽大的裂缝，部分倒塌。沿着南北向在窗洞拱券上下开裂

22、、分离、倾出，东半在窗洞拱券上下开裂、分离、倾出，东半部倒塌较重。从地图上量测，海原距汾阳部倒塌较重。从地图上量测，海原距汾阳直线距离约直线距离约550550公里，即千里之外，地震波公里，即千里之外，地震波是从西向东传来，砖塔在顺着东西方向摆是从西向东传来，砖塔在顺着东西方向摆动，因之出现南北向的裂缝。洞上方拱券动，因之出现南北向的裂缝。洞上方拱券是受地震惯性力的薄弱部位，所以窗肚墙是受地震惯性力的薄弱部位，所以窗肚墙震害很重。震害很重。 v9898年开始维修，年开始维修，20002000年年1212月维修结束。月维修结束。v其维修后其维修后84849393米（原高度为米（原高度为80801212米）米）的高度，在中国古代砖塔中是位列第一的。的高度，在中国古代砖塔中是位列第一的。v20062006年年0505月月2525日，文峰塔作为明至清时期日，文峰塔作为明至清时期古建筑，被国务院