建筑结构选型培训课件.ppt

1、第12章 多层建筑结构 12.1 多层砌体与混合结构12.1.1 多层砌体与混合结构的材料,砌体： 把块材（砖、石、混凝土砌块）用灰浆通过人工砌筑而成。 砌体材料的优点： 1）耐火、保温、隔声和抗腐蚀性能好； 2）较好的大气稳定性： 3）生产和施工简单； 4）造价低，比较经济。,缺点： 1）自重大；2）强度低；3）抗震差。 无筋砌体和配筋砌体两种 混合结构： 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），组成的房屋结构。,12.1.2 多层混合结构的结构布置方案,图12-1-1 墙体灰缝 图12-1-2 纵墙承重体系,图12-1-3 横墙承重体系 图

2、12-1-4 纵横墙承重体系,图12-1-5 内框架承重结构,纵墙承重,1.受力特点： 板荷载传给梁，由梁传给纵墙 纵墙：承重 横墙：满足房屋刚度和整体性,2.优点：房屋空间大，房间布置灵活，墙面积小 3.缺点：房屋横向刚度差，纵墙较厚或要加壁柱 4.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,横墙承重,1.受力特点： 主要靠横墙支撑楼板 横墙：承重 纵墙：维护、分隔、维持横墙的整体作用、承担自身重量,2.优点：（1）横墙较密，房屋横向刚度大，整体刚度好 （2）外纵墙立面处理方便，可设较大洞口 3.缺点：横墙较密，房间布置不灵活 4.使用范围：宿舍、住宅,纵横墙承重,1.受力特点：

3、 纵横墙共同承重 2.优点：房间开间和进深能满足使用要求，房屋横向刚度比纵墙承重方案大,内框架承重,1.受力特点： 外墙和内柱共同承重 2.优点：可获得较大的使用空间 3.缺点：（1）房屋空间刚度差 （2）墙柱易发生不均匀沉降 4.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,砌体结构的抗震构造要求,多层砌体房屋的层数和总高度限值,房屋的局部尺寸限值,12.2 多层框架结构12.2.1 框架结构组成,图12-2-1 框架梁柱布置,图12-2-2 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，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。,框架结构,组

4、成：纵、横梁和立柱组成,特点：平面布局灵活，易于设置大房间的需要，承受竖向荷载很合理。 框架的抗侧刚度小， 抵抗水平荷载能力较差。,框架结构,框架结构方案的优点： 建筑平面布置灵活，能形成较大的空间（如商场、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；建筑立面也容易处理； 结构自重较轻，在一定的高度范围内造价较低； 结构整体性和抗震性好。,框架结构方案的缺点： 本身的柔性较大，抗侧刚度较小，在风荷载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变形的隔墙材料。 在高烈度地区，由于层间位移和顶点位移的限制，建筑较

5、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； 梁柱节点构造复杂，在装配式框架结构中更为突出。,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，一般多用于办公楼、教学楼、旅馆及工业厂房等多层建筑中； 一般在非地震区，钢筋混凝土框架结构可用于15层以下建筑； 在一般地震区则以不超过1012层为宜， 8度及8度以上烈度的地震区，一般以8层以下为最佳。 框架结构采用钢结构或型钢-混凝土结构时，层数可不受此限制。,框架结构柱网平面布置举例,（a）缺梁的框架 （b）内收的框架 （c）有斜梁的框架,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种（可以增大

6、净空，减小总高度）：,现浇梁,构件的选型,柱截面的形式一般为矩形和方形，也可为T形或圆形。先按轴压估计柱的截面尺寸，在乘以1.21.5的放大系数,同一平面位置上的上下层框架柱的截面形心宜位于同一铅垂线上,12.2.2 框架结构分类,框架结构按所用材料的不同,可分为钢框架和钢筋混凝土框架。 钢框架 一般是在工厂预制好单个构件 优点：自重轻、抗震(振)性能好、施工速度快 缺点：用钢量大、造价高、及耐水、耐腐蚀性能差 钢筋混凝土框架 优点：造价低廉、取材 方便、耐久性好、可模性好,按框架的施工方法： 现浇整体式框架 构件均在现场浇注成整体，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。

7、 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。 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。 现在未普及应用。,半现浇框架 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20左右 比全装配框架可以节约钢材和水泥20左右。 结构整体性强，抗震能力高。 装配整体式框架 将预制梁、柱装配就位后，通过局部现浇混凝土使构件联 结成整体的框架。 保证了节点的刚接，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 更适合于地震区采用。,12.2.3 框架结构的布置,1）柱网的布置,图12-2-3 多层工业

8、厂房中的柱网布置,（1）柱网布置满足生产工艺流程要求,柱网的布置原则,多层工业厂房的柱网布置,内廊式,等跨式,对称不等跨式,柱网尺寸,分类 内廊式柱网、等跨式柱网、对称不等跨式柱网 多层厂房的柱网尺寸：柱距6m，等跨式柱网：6m，7.5m，9m，12m 多层民用房屋的柱网尺寸：柱距3.3-6m，6-12m,（2）柱网布置满足建筑平面布置的要求,旅馆建筑,多层办公楼建筑,跨度组合式,内廊式,图12-2-4 多层旅馆建筑的柱网布置,图12-2-5 多层办公楼建筑中的柱网布置,对称三跨。房间进深：6m、6.6m、6.9m走廊跨度：2.4m、2.7m、3.0m开间方向柱距：3.68m适用范围：旅馆、教

9、学、办公、医院,内廊式,教室,走道,6000,6000,3900,2400,教室,6000,4000,5000,2000,7000,6000,4000,不对称,等跨式柱网：常用跨度为6米、7.5米、9米、12米 开间方向柱距：6m 适用范围：厂房、仓库、商店,等跨式柱网,对称不等跨式柱网,民用建筑柱网布置,（3）柱网布置满足结构受力合理的要求,结构受力合理 （均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）,（4）柱网布置满足施工方便的要求,注意： 无论是工业或民用建筑的柱网布置，当房屋长度较大（55米）时，均需设置伸缩缝，在缝的两侧应各自设置框架,2)承重框架的布置,图12 -2-7 承重框架的布

10、置,特点：横向梁为主梁，纵向梁为次梁（连系梁）,优点： 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； 有利于立面处理和室内采光,荷载的主要传递路线：,屋（楼）面荷载,横墙,基础,地基,特点：纵向梁为主梁，横向梁为次梁（连系梁）,优点：有利于楼层净高的有效利用，房屋的使用划分比较灵活； 缺点：横向很差刚度； 适用范围：层数不多的无抗震要求的厂房,荷载的主要传递路线：,板,梁（或屋架）,纵向承重墙,基础,地基,两个方向均有 较好的抗侧刚度。,纵横向承重,荷载的传递路线：,屋（楼）面荷载,纵墙,横墙,基础,地基,12.2.4框架结构的受力特点,1)普通框架的受力特点,图12-2-8 框架结

11、构的受力特点,2）底层大空间框架,1.转换大梁受力复杂,2.底层落地柱刚度应增大,3）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，在每一个来回的转折瞬间，形成较大的速度，产生较大的位移,就和鞭子的尖一样，这种现象称为鞭梢效应。 工程抗震术语标准规范：在地震作用下，高层建筑 或其他建（构）筑物顶部细长突出部分振幅剧烈增大的现象。,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，鞭梢效应越大，破坏越重。,1920年12月16日宁夏海原发生了85级的强烈地震，死亡20余万人。汾阳文峰塔就在这次地震波及下，从顶上11层至13层，出现宽大

12、的裂缝，部分倒塌。沿着南北向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，海原距汾阳直线距离约550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，所以窗肚墙震害很重。 98年开始维修，2000年12月维修结束。 其维修后8493米（原高度为8012米）的高度，在中国古代砖塔中是位列第一的。 2006年05月25日，文峰塔作为明至清时期古建筑，被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单。,山西汾阳文峰塔,4）错层框架,错层框架对抗震不利，设计中应避免。,新加坡滨海湾金沙酒店 40亿英镑,新加坡滨海湾金沙酒店,世界上最高的室外游泳池,新 加 坡 滨 海 湾 金 沙 酒 店,花园原本应该与三座塔楼保持中心对称的位置,但设计团队在和一个风水专家讨论后决定把花园向北侧移动,把一部分花园在北面的塔楼上悬挑出去。这个悬挑接近747米,目