第3章结构的基本分体系ppt课件

1、第二章第二章 建筑构造的分体系建筑构造的分体系3.1、程度分体系 3.2、竖向分体系 一、板柱体系 一、墙体系 二、梁板体系 二、井筒体系 三、网架体系 三、框架体系构造的根本程度分体系和构造的根本程度分体系和 根本竖向分体系根本竖向分体系n建筑构造是由许多构件组成的构造体系，分析起来，总是由根本程度分体系、根本竖向分体系及根底体系三部分组成的。n程度构造必需由竖向构造支承，而与建筑高度比竖向分体系在一个或两个方向尺寸很小，因此他们不稳定，必需由程度构造来坚持其稳定。 n构造程度分体系与竖向分体系之间的根本矛盾是：竖向构造构件之间的间隔越大，程度构造构件所需的资料用量越多。优秀的设计是应最开阔

2、、灵敏的空间和经济的构造体系。n3.13.1程度分体系程度分体系n构造的根本程度分体系指建筑物的楼盖和屋盖，普通由板、梁、拉压杆等构件组成。n它们的作用：n 1接受楼面、屋面的竖向荷载，并传送给竖向构造分体系；n 2在程度方向，起隔板和支撑竖向构件的作用，并坚持竖向构件的稳定。在竖向经过构件的弯曲接受楼面或屋面的竖向荷载，并将它传送到竖向构造体系上。n 3当程度构造有足够刚度如深梁，可以将程度力作用分配到竖向构造各构件上；并能与墙柱一同构成空间构造抵抗地基不均匀沉降即温度引起的附加应力；常见的程度分体系类型有：板柱体系；板-梁体系；桁架体系；框架体系、网架体系。一、板柱体系(无梁楼盖：在柱上板

3、带构成暗梁 用胶合板经济厚度13-19mm，跨度0.9-1.5m或钢材(厚度6.4mm时跨度为0.91m)做平板，否那么产生振动、挠度过大； 采用砼构造板厚150-230mm跨度可以到达4.5-7m；采用预应力，板厚150-230mm时，跨度可以到达7.3-10m无梁楼盖的弯矩分布 添加室内净空在柱头设平托板以提高抗冲切，减小板跨度，当荷载大时，预应力板柱构造采用柱帽加强抗剪和抗弯才干,跨度可以到达10.5-13.7m。无梁楼盖构造做法柱帽宽度普通取相邻区格柱间距的较大值的0.20.3倍，如是有顶板的柱帽，顶板宽度不小于相邻区格柱间距的较大值的0.35倍，其厚度普通是所顶楼板厚度的一半。 二、

4、板-梁体系次梁的不同做法 压型钢板楼面三、井字梁双向密肋体系n经济肋跨2.5-4.5m,板厚10-13mm,平面又正方形、三角形、六边形。n柱上板带梁比跨中板带梁承当更多荷载；柱顶实心板的作用类似于板柱体系中的柱托。n肋可做成预应力混凝土。正方正交 斜放正交 三向交叉分析： 1.在同等面积，一样荷载作用下，采用正放正交梁系虽计算及施工较为简单，但跨中最大挠度相对较大146/109； 2.在同等面积，一样荷载作用下，采用正放正交梁系梁长合计80m，采用斜放正交梁系梁长合计84.96m，资料用量相差不大。假设思索到挠度的影响，正放正交梁系资料用量稍大。正放与斜放交叉梁挠度对比四、桁架体系四、桁架体

5、系对大跨度屋盖，沿一个方向用桁架作为主承重构件，在桁架垂直的较小桁架，这类似与主次梁体系。各种方式的桁架桁架的方式有：平行桁架、拱形、三角形、折线行桁架、梯形等。 桁架中杆件只受轴力，不受弯矩。新客站网架五、网架双向桁架)体系n当需求两个跨度都在20米以上的大空间时，可采用空间网架构造。n网架构造具有：n1、构造自重轻，节约钢材；n2、整体刚度大、稳定性好，对集中荷载、不均匀沉降有利；n3、高跨比小，有效利用建筑空间；n4、建筑外型新颖等优点平板 网架的支承方式网架的构造方式 1、交叉桁架体系1两向正交正放网架由两个成900的桁架组成，且两个方向的桁架与相应的建筑平面边线平行平板网架 曲面网架

6、1、交叉桁架体系2、两向正交斜放网架由两个方向相互交叉成900的桁架组成，桁架与相应的建筑平面边线成450，3三角交叉网架三角交叉网架由三个方向的平面桁架互成60度夹角组成，它比两向网架空间刚度大，但杆系多，节点构造复杂。特别适宜大跨建筑，尤其三角形、多边形的建筑平面。 2、角锥体系网架 1四角锥体网架上、下弦平面均为方形网格，上下弦错开半格，用斜腹杆衔接2、三角椎体网架三角椎体网架由三角椎体单元组成，具有受力均匀、刚度大的特点常见网架的型式平面网架的简化受力分析平面网架的受力特点空间任务，直接按空间网架进行受力分析是很复杂的，在简化受力分析中，可将计算分为两步： 第一步用实体梁或板代替桁架，

7、算出板或梁的弯矩和剪力； 第二部由梁或板的弯矩算出桁架上下弦的轴力，由剪力求出桁架腹杆的轴力，并由轴力估算各杆件的截面。3、网架的支座对于跨度较小的网架可采用平板铰支座；对跨度较大的网架，由于挠度较大和温度应力的影响，宜采用可转动的弧形支座；对大跨度网架或温差较大的地域，支座和侧移不能忽略时，应做成半滑动铰式摇摆支座；4、平板网架的杆件：n网架构件有钢管和角钢两种，钢管直接普通70160，壁厚1.5mm10mm，钢管的受力效能比角钢更合理，并能获得更好的经济效益比角钢节约钢材30%40%，对方式简单、平面尺寸较小的网架，可采用角钢做为构件。5、平板网架的衔接：网架节点交汇了许多构件，普通有10

8、根左右，合理地选择节点方式和接方法，对整个网架构造的受力性能、安装、用钢量影响很大。衔接有可采用焊接或螺栓连接，螺栓衔接适用于高空安装。 【例题】周边柱支承正放四角锥平板网架，边长48m48m，屋盖构造层荷载估计为1.5kN/m2，不上人屋面活荷载取0.70 kN/m2，试对此网架作初步方案估计：1网架高度、网格尺寸；2上、下弦杆件截面面积；3网架构造用钢量。n【解】1、荷载计算n估计网架构造用钢量40 kN/m2，自重0.4 kN/m2，那么屋盖总均布荷载q=1.5+0.7+0.4=2.6 kN/m2n2、平板网架刚度及网格尺寸估计n由于l=48m，30ml60m，那么网架高度H=48/16

9、=3m；n网格尺寸a=48/14=3.43m，取a=3.2m，即沿跨度有15个节间。n3、平板网格跨中最大弯矩估计n用两种近似方法作简化计算：n1查双向板弯矩系数法：按四边简支 nMmax=0.0368ql2=0.03682.6048.02=220.45 kNm/mn2按1/2网架构造隔离体跨中截面弯矩，求半边柱反力合力重心位置，n假设周边柱支承反力分布按图中抛物线所示，那么可以用求反力合力重心的方法来得，即n跨中截面总弯矩=24482.624/27.65=13029.12kNmn跨中截面每米宽度弯矩n Mmax=13029.12/48=271.44kNm/m65. 7431. 030. 02

10、7. 024. 019. 013. 006. 04 . 2231. 02 . 1930. 00 . 1627. 08 . 1224. 06 . 919. 04 . 613. 02 . 306. 020c4、上、下弦杆件截面面积估算n网架高度H=3m，即上、下弦截面形心间的间隔为3m，那么网架跨中横截面上每米上、下弦杆接受的最大压力或最大拉力为271.44/3.0=90.48kN。由于上、下弦杆件间距为3.2m，亦即上、下弦接受的最大压力或最大拉力为：n90.483.2=289.5 kN=289.54103Nn采用级钢，钢材的允许压应力或拉应力=170N/mm2；又假设钢压杆的稳定系数取0.75

11、，n那么A上弦=289.54103/170=1703.15mm2(拉杆)nA下弦=289.54103/0.75170=2270.87 mm2(压杆)n上、下弦杆均选用1336，A=2394mm2，n回转半径压杆长细比=l0/=3.21000/44.95=71.2，n查得压杆的稳定系数=0.780.75，可以。5、屋盖构造用钢目的估计n由于沿48m宽的横截面上并非都是Mmax，按阅历横截面所需上、下弦的钢管截面面积各约为0.8A，那么n网架上弦杆总用钢量为216482394100.8=2.942 m2n网架上弦杆总用钢量为21548-3.22394100.8=2.574 m2n每平方米上、下弦总

12、用刚量为n2.942+2.5747850/4848=18.79 kg/m2n再思索腹杆用钢材约为上下弦总用钢量的60%，节点、细部构造等用用钢约为总用钢量的20%，那么整个网架的总用钢量估计为：n 18.791.61.2=36.08kg/m2n与初设40 kg/m2相差10%左右。3.23.2、竖向分体系、竖向分体系墙体墙体系、井筒、框架体系系、井筒、框架体系n构造的根本竖向分体系指建筑物的竖向承重构造，普通由柱、墙、筒体等构件组成。n它们的作用：接受程度分体系传来的荷载并传给根底；抵抗程度力作用。n根本的竖向分体系：墙柱体系、井筒体系、框架体系、 。一、墙体系：n墙体起维护和隔断作用，同时在

13、构造上成为接受竖向和程度荷载的承重构件。墙体构造在其本身平面内有很大刚度。n做为墙体资料的有：砖砌体、轻质资料砌体、木材、钢筋混凝土和钢桁架。n钢筋混凝土墙体普通用于高层建筑构造，以接受墙体平面内的程度荷载为主，它分别属于两种构造体系：n 框架剪力墙n 剪力墙体系。1、框架剪力墙n框架剪力墙体系中框架主要接受竖向荷载；剪力墙主要接受程度荷载产生的弯矩和剪力。n剪力墙布置应留意以下问题：n1墙体长度方向与程度荷载作用方向平行；对有抗震要求的建筑物，应沿纵横两个方向布置墙体；n2抗侧力墙体宜布置在建筑物两端、楼梯间、电梯间及平面刚度有变化处，同时以使纵横墙相互联络为有利，并应布置得均匀对称，具有较

14、好的抗改动性能；框架剪力墙n3、剪力墙的间距：以24B楼宽度为宜，与建筑物高度、抗震设防烈度有关；n4、剪力墙宜沿建筑物全高设置，沿高度方向应防止刚度突变，墙厚宜分段减薄。某框剪构造办公楼平面布置图2、剪力墙n在剪力墙体系中，矩形平面普通多采用横墙承重方案，纵墙以内纵墙承重，为了提高建筑物的抗侧力强度与刚度，应将一切抗侧力墙纵横向对正、拉通。上海某小区住宅，总高71.8米二、井筒体系：n由钢筋混凝土或砖墙构成的封锁筒体，在运用功能上是用于建筑物中竖向管道或竖向运输通道，在构造功能上是建筑构造的中心筒体，能抵御作用于建筑物的程度荷载，保证建筑物的侧向稳定。n井筒有矩形、方形，在圆形平面的建筑物中

15、，井筒多是圆形，。假设建筑物只需一个井筒，放在平面的中央；当有几个井筒时，可分分布置在各处，最好是对称布置。n井筒壁洞口对其强度和刚度都会有影响，在初步设计中，空洞少于30%可以忽略，空洞大于60%，就接近框筒。井筒的高宽比3的矮宽时，主要是抗剪井筒；当井筒的高宽比在35时，剪力将不起控制造用，由弯矩决定；对高宽比5的更细长的井筒，由抗弯要求控制设计；当高宽比 7，那么构造过分柔，需要用联络梁将几个井筒衔接起来，形成巨型框架。西塔平面图三、框架体系n框架体系是由竖向构件柱和程度构件梁衔接而成的一个可以接受竖向荷载与程度荷载的平面构造系统。框架构造平面布置和剖面表示图框架构造平面布置和剖面表示图框架构造的特点n优点n 空间分隔灵敏，利于安排较大空间，自重轻，有利于抗震，节省资料；计算实际比较成熟；采用装配整体式框架时，梁、柱构件易于规范化、定型化，可以显著缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，构造的整体性、刚度较好，设计处置好也能到达较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需求的截面外形。 n缺陷n 框架节点应力集中显著；框架构造的侧向刚度小，在剧烈地震作用下，构造所产生程度位移较大，易呵斥严重的非构造性破坏；钢材和水泥用量较大，施工受季节和环境影响较大；不适宜建造高层建筑，普通适用于建造不超越15层的房屋。荷载作用下变形特点 竖向：轴向紧缩 程度： 由程度力引起的楼层剪