第2章結構體系與結構布置_第1頁
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文檔簡介

1、一一. .框架結構體系框架結構體系(不包括異形柱結構)(不包括異形柱結構)1. 1.特點:特點:1 1)平面布置靈活。)平面布置靈活。2 2)形成較大的使用空間)形成較大的使用空間。3 3)施工簡便、較經濟、計算理論較成熟。)施工簡便、較經濟、計算理論較成熟。4 4)側向剛度小,側移大。)側向剛度小,側移大。5 5)節點是薄弱部位,是設計關鍵。)節點是薄弱部位,是設計關鍵。 (必須為剛接)(必須為剛接)6 6)在地震力作用下,易引起非結構構件破壞。)在地震力作用下,易引起非結構構件破壞。 (應設計成延性框架)(應設計成延性框架)7 7)側移曲線呈剪切型(層間位移隨樓層增高而減小)。)側移曲線呈

2、剪切型(層間位移隨樓層增高而減小)。 2. 2.適用范圍:適用范圍: 屬于柔性結構,屬于柔性結構,適用于適用于70 m 70 m 或或1515層以下、地震烈度不太高的各類建筑層以下、地震烈度不太高的各類建筑Hji框架側移曲線框架側移曲線ji常用于常用于6 6、7 7度度2.1 2.1 緒論緒論二二. .剪力墻結構體系剪力墻結構體系(包括短肢剪力墻、框支剪力墻)(包括短肢剪力墻、框支剪力墻)1. 1.特點:特點: 2. 2.適用范圍:適用范圍: 屬于剛性結構,屬于剛性結構,適用于適用于150 m 150 m 或或3030層以下的小開間建筑層以下的小開間建筑Hji剪力墻側移曲線剪力墻側移曲線ji1

3、)在豎向荷載下視為受壓的薄壁柱, 在水平荷載下視為底部固定、頂端 自由的懸臂深梁。2)室內墻面平整,平面布置不靈活,整體性能好,施工麻煩造價較高。3)剛度大、側移小,抗震性能優越。移小,抗震性能優越。4)結構自重大,間距受到樓板跨度限制。5 5)側移曲線呈彎曲型(層間位移隨樓層)側移曲線呈彎曲型(層間位移隨樓層 增高而增加)。增高而增加)。(hw/hw/bwbw=4=48 8,常用于小高層,常用于小高層)代表作品及平面:代表作品及平面: 廣州白云賓館,廣州白云賓館,33層,112.45米,1976年建成,國內首棟百米高層。360040008000800066000300036000300066

4、0008000800040003600700007850785023003、變化情況 (1)框支剪力墻:底層做成框架柱,上層上剪力墻。底層剛度小,上下剛度突變,地震作用下底層內力及塑性變形很大,在地震區不允許單獨采用(2)部分落地大空間剪力墻結構 地震區滿足建筑需要底層商店 或大堂的需要布置要點:落地剪力墻布置在兩端或中部, 對稱布置,防止扭轉.底層采取加大墻厚,提高砼強 度等措施提高剛度,減小上、 下剛度差上部應采用開間較大剪力墻方案落地剪力墻之間距離要加以限制過渡層樓板整體性和剛度要加大應采用厚度較大的現澆鋼筋混凝土板三三. .框架框架- -剪力墻結構體系剪力墻結構體系1. 1.特點:特點

5、: 2.2.適用范圍適用范圍: 屬于中剛性結構,屬于中剛性結構,適用于適用于140 m 140 m 以下的各類高層建筑以下的各類高層建筑1)與框架結構相比,承載力和剛度提高,側向變形減小; 與剪力墻結構相比,平面布置較靈活。2)剪力墻由于剛度大,承擔大部分(80-90%)的力,是 抗側力的主體,而框架承擔豎向力和少部分水平力, 且提供了較大空間3)通過框剪(筒)的協調工作,改善了框架結構的受力和變形性能,使各層層間剪力和位移趨于均勻,側移曲線呈彎剪型(反S型、下彎上剪)。H框架框架- -剪力墻側移曲線剪力墻側移曲線框架框架剪力墻剪力墻框架框架- -剪力墻剪力墻代表作品及平面:代表作品及平面:

6、北京飯店北京飯店四、四、 筒體結構筒體結構是指由一個或幾個筒體作為豎向承重結構的高層建筑結構體系是指由一個或幾個筒體作為豎向承重結構的高層建筑結構體系筒體結構平面圖筒體結構平面圖應用:應用: 1)筒中筒結構 一般用實腹筒做內筒,框筒或桁架筒做外筒。內筒可集中布置電梯、樓梯、豎向管道等。框筒的側向變形以剪切變形為主,內筒一般以彎曲變形為主,二者通過樓板聯系,共同抵抗水平荷載,其協同工作原理與框架-剪力墻結構類似。 2)框筒結構 框筒也可作為抗側力結構單獨使用。為了減小樓板和梁的跨度,在框筒中部可設置一些柱子。這些柱子僅用來承受豎向荷載,不考慮其承受水平荷載。 3)多筒結構成束筒 成束筒是由若干單

7、筒集成一體成束狀,形成空間剛度極大的抗側力結構。自下而上逐漸減少筒體數量的處理手法,使高層建筑結構更加經濟合理。但這些逐漸減少的筒體結構,應對稱于建筑物的平面中心。 4)巨型框架 利用筒體作為柱子,在各筒體之間每隔數層用巨型梁相連,筒體和巨型梁即構成巨型框架。巨型框架具有很大的承載能力和側向剛度。 由于它可以看作是由兩級框架組成,第一級為巨型框架,是承載的主體;第二級是位于巨型框架單元內的輔助框架(只承受豎向荷載),也起承載作用。因此,這種結構是具有兩道抗震防線的抗震結構,具有良好的抗震性能。小框架小框架巨型梁巨型梁巨型柱巨型柱 上海證券交易所上海證券交易所5)框架-核心筒結構體系 1、定義:

8、由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結構。 2、受力變形特點:筒體主要承擔水平荷載,框架主要承擔豎向荷載。結構兼有框架結構與筒體結構兩者的優,建筑平面布置靈活便于設置大房間,又具有較大的側向剛度和水平承載力,其受力和變形特點與框架-剪力墻結構類似。3、與筒中筒結構的區別:1)筒中筒結構具有良好的空間性能;框架-核心筒結構按平面結構進行分析。2)框架一核心筒結構的抗側剛度遠小于筒中筒結構。3)筒中筒結構中抵抗剪力以實腹筒為主,抵抗傾覆力矩則以外框筒為主;框架一核心筒結構中實腹筒成為主要抗側力部分。 注:1)對由密柱裙梁形成的框筒結構,由于空間作用,在水平荷載作用下其翼緣框架柱承受很大的軸力;2

9、)當柱距加大,裙梁的跨高比加大時,剪力滯后加重,柱軸力將隨著框架柱距的加大而減小,即對柱距較大的“稀柱筒體”,翼緣框架柱仍然會產生一些軸力,存在一定的空間作用。 3)當柱距增大到與普通框架相似時,除角柱外,其它柱的軸力將很小,由量變到質變,通常就可忽略沿翼緣框架傳遞軸力的作用,按平面結構進行分析。高層建筑結構設計的基本原則:l注重概念設計;l重視結構選型與平、立面布置的規則性;l擇優選用抗震和抗風好且經濟的結構體系;l加強構造措施。重視概念設計( ) 概念是思維的基本形式之一,反映客觀事物的一般的、本質的特征。 概念設計是指根據事物的本質特征,按一定的目的要求,運用人的宏觀思維和判斷,正確確定

10、設計中的基本原則,確定方案和實施措施。2.22.2結構布置原則結構布置原則高層建筑結構的概念設計,一般是指不經過數值計算,在對高層建筑的地震作用、風作用、溫度作用、場地土特征、結構的真實效應和一些基本概念的深刻理解的基礎上,從整體的角度來確定建筑結構的總體布置和抗震措施,運用宏觀的思維方法去指導設計。對于高層建筑的結構,概念設計比 “計算設計”更為重要。由于外加荷載的不確定性和復雜性以及結構計算模型的假定與實際狀況的差異,使計算設計不是在所有情況下都能有效控制建筑結構的力學性能。 概念設計涉及的面很廣,從方案構思、結構布置到計算簡圖的選取。從截面配筋到構件的配筋構造都存在概念設計的內容,概念設

11、計是相對于量化的計算而言,通過力學規律、震害調研、實驗研究、工程實踐經驗建立設計概念、設計對策和措施,它比量化計算更有效地從宏觀上處理好結構的安全問題。 地震作用影響因素極為復雜,是一種隨機的,尚不能預見和準確計算的外部作用,目前規范給出的計算方法是一種半經驗半理論的方法,結構抗震設計應該是概念設計、計算設計和構造設計組成的系統設計。其中概念設計對結構的抗震性能起決定性作用。概念設計的核心是結構的規則性和整體性。若結構嚴重不規則、整體性差,則僅按目前的結構設計計算水平,難以保證結構的抗震、抗風性能。1)選擇有利的場地,避開不利的場地,采取措施保證地基的穩定性。2)保證地基基礎的承載力、剛度,以

12、及足夠的抗滑移、抗傾覆能力。3)合理設置抗震縫。4)應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。5)多道抗震設防能力。6)合理選擇結構體系。7)結構應有足夠的剛度。8)結構應有足夠的結構承載力,具有較均勻的剛度和承載力分布。9)節點的承載力應大于構件的承載力。10)結構應有足夠的變形能力及耗能能力。11)突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性,以承受鞭梢效應影響。12)減輕結構自重。13)應避免因部分結構或構件破壞。1.房屋適用高度:2. 2.房屋適用高度和高寬比(分房屋適用高度和高寬比(分A A類和類和B B類)類)1)見書中表2.2、2.3。超過A級高度的為B級,B級的高度和高寬比大,

13、但抗震等級、計算和構造措施嚴。不宜超過B級。2)表中數值適用于鋼筋混凝土高層,高層鋼結構另有規定。3)注意表下注。(房屋高度)注注: :(1)表中框架不含異形柱框架結構; (2)部分框支剪力墻結構指地面以上有部分框支剪力墻的剪力墻結構; (3)甲類建筑,6、7、8度時宜按本地區抗震設防烈度提高一度后符合本表的要求,9度時應專門研究; (4)框架結構、板柱剪力墻結構以及9度抗震設防的表列其他結構,當房屋高度超過本表數值時,結構設計應有可靠依據,并采取有效的加強措施。注:注:(1)部分框支剪力墻結構指地面以上有部分框支剪力墻的剪力墻結構; (2)甲類建筑,6、7度時宜按本地區設防烈度提高一度后符合

14、本表的要求,8度時應專門研究; (3)當房屋高度超過表中數值時,結構設計應有可靠依據,并采取有效措施。2. 2.房屋高寬比:房屋高寬比:高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制1)見書中表2.4。2)當高寬比超過5,應驗算結構整體穩定和抗傾覆。3)實際工程中存在超限建筑,如深圳地王大廈H/B=8.8,金茂大廈7.6。規則性規則性: 震害和計算表明, 結構規則性是首要的。震害和計算表明, 結構規則性是首要的。 l規則結構一般指:體型(平面和立面)規則,結構平面布置均勻、對稱并具有較好的抗扭剛度;結構豎向布置均勻,結構的剛度、承載力和質量分布均勻、無突變。 l宜采用規則的結構,

15、不應采用嚴重不規則結構不應采用嚴重不規則結構。 建筑結構的規則性對抗震能力的重要影響的認識始自若干現代建筑在地震中的表現。 最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。 馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑,一幢為十五層高的中央銀行大廈,另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當地地震烈度估計為8度。一幢破壞嚴重,震后拆除;另一幢輕微損壞,稍加修理便恢復使用。馬那瓜中央銀行大廈試問:那一幢破壞嚴重呢?馬那瓜美洲銀行大廈 1)平面不規則)平面不規則4個樓梯間偏置塔樓西端,西端有填充墻。個樓梯間偏置塔樓西端,西端有填充墻。4層以上的樓板僅為層以上的樓板僅為5cm厚,擱置在高厚,擱置在高45cm長長1

16、4m小梁上。小梁上。 2)豎向不規則)豎向不規則塔樓上部(塔樓上部(4層樓面以上),北、東、西三面布置了密集的小柱子,共層樓面以上),北、東、西三面布置了密集的小柱子,共64根,支承在根,支承在4層樓板水平層樓板水平處的過渡大梁上,大梁又支承在其下面的處的過渡大梁上,大梁又支承在其下面的10根根1m 1.55m的柱子上(間距的柱子上(間距9.4m)。上下兩部分)。上下兩部分嚴重不均勻,不連續。嚴重不均勻,不連續。 主要破壞:第主要破壞:第4層與第層與第5層之間層之間(豎向剛度和承載力突變豎向剛度和承載力突變),周圍柱子嚴重開裂,柱鋼筋壓屈;周圍柱子嚴重開裂,柱鋼筋壓屈; 橫向裂縫貫穿橫向裂縫貫

17、穿3層以上的所有樓板層以上的所有樓板(有的寬達有的寬達1cm),直至電梯井東側;直至電梯井東側; 塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結構構件均塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結構構件均 嚴重破壞或倒塌。嚴重破壞或倒塌。 震后計算分析結果震后計算分析結果:1.結構存在十分嚴重扭轉效應結構存在十分嚴重扭轉效應;2.塔樓塔樓3層以上北面和南面大多數柱子抗剪能層以上北面和南面大多數柱子抗剪能力大大不足力大大不足,率先破壞;率先破壞;3.水平地震作用下水平地震作用下,柔而長的樓板產生可觀的豎向運動等。柔而長的樓板產生可觀的豎向運動等。 馬那瓜馬那瓜中央銀行大

18、廈中央銀行大廈 結構是均勻對稱的,基本的抗側力體系結構是均勻對稱的,基本的抗側力體系包括包括4個個L形的桶體,對稱地由連梁連接起來,形的桶體,對稱地由連梁連接起來,這些連梁在地震時遭到剪切破壞,是整個結這些連梁在地震時遭到剪切破壞,是整個結構能觀察到的主要破壞。構能觀察到的主要破壞。分析表明:分析表明:1.對稱的結構布置及相對剛強的對稱的結構布置及相對剛強的聯肢墻,有效地限制了側向位移,并防止了聯肢墻,有效地限制了側向位移,并防止了明顯的扭轉效應;明顯的扭轉效應;2.避免了長跨度樓板和砌避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結構構件的損壞;體填充墻的非結構構件的損壞;3.當連梁剪當連梁剪切破壞后,結

19、構體系的位移雖有明顯增加,切破壞后,結構體系的位移雖有明顯增加,但由于抗震墻提供了較大的側向剛度,位移但由于抗震墻提供了較大的側向剛度,位移量得到控制。量得到控制。美洲美洲銀行銀行不規則類型不規則類型 定義定義扭轉不規則扭轉不規則樓層的最大彈性水平位移(或層間位移),大于該樓層兩端彈性水平位樓層的最大彈性水平位移(或層間位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的移(或層間位移)平均值的1.2倍倍凹凸不規則凹凸不規則結構平面凹進的一側尺寸,大于相應投影方向總尺寸的結構平面凹進的一側尺寸,大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續樓板局部不連續樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有

20、效樓板寬度小于該層樓板典樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%,或較大的樓層錯層,或較大的樓層錯層平面不規則的類型平面不規則的類型1221222 . 1122扭轉不規則扭轉不規則max3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB maxBmaxBmax3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB 凹凸角不規則凹凸角不規則BBb5 . 0BBlAAA3 . 00l局部不連續局部不連續大開洞大開洞錯層錯層不規則類型不規則類型 定義定義扭轉不規則扭轉不規則樓層的最大彈性水平位移(或層

21、間位移),大于該樓層兩端彈性水平位樓層的最大彈性水平位移(或層間位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的移(或層間位移)平均值的1.2倍倍凹凸不規則凹凸不規則結構平面凹進的一側尺寸,大于相應投影方向總尺寸的結構平面凹進的一側尺寸,大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續樓板局部不連續樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%,或較大的樓層錯層,或較大的樓層錯層平面不規則的類型平面不規則的類型33位移比位移比

22、1.定義:定義:位移比包含兩項內容:樓層豎向構件的最大水平位移與平均水平位移的比值;樓層豎向構件的最大層間位移與平均層間位移的比值。 2.公式:公式: 或者或者樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移,A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍;且A級高度高層建筑不應大于該樓層平均值的1.51.5倍倍,B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑,不應大于該樓層平均值的1.41.4倍倍。/max/max34 計算位移比僅考慮墻頂、柱頂等豎向構件上節點的最大位移,不考慮其他節點的位移。高層建筑層數多、高度大,為保證高層建筑結構具有必要的剛度,應對其位移比加以控制,主要目的有以下幾點:4

23、.控制的意義控制的意義:(1)、保證主體結構基本處于彈性受力狀態,避免混凝土墻或柱出現裂縫,同時將樓面梁板的裂縫數量、寬度和高度控制在規范允許范圍之內。(2)、保證填充墻、隔墻和幕墻等非結構構件的完好,避免產生明顯損壞。(3)、限制結構平面布置的不規則性,避免結構產生較大的扭轉效應。35然而,實際工程中,扭轉是難免的,結構不利影響然而,實際工程中,扭轉是難免的,結構不利影響那是肯定存在的,這不是控制位移比就能滿足的,那是肯定存在的,這不是控制位移比就能滿足的,所以更準確的說,控制位移比,是為了避免產生過所以更準確的說,控制位移比,是為了避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應。大的偏心而

24、導致結構產生較大的扭轉效應。36周期比周期比 1.定義:定義:結構扭轉為主的第一自振周期 ( 第一扭振周期)Tt與平動為主的第一自振周期(第一側振周期)T1之比。 2.公式:公式:Tt /T1式中:Tt周期最長的扭振振型對應的就是第一扭振周期; T1周期最長的側振振型對應的就是第一側振周期。規定:結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比(即周期比),A級高度高層建筑不應大于0.9;B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于 0.85。 周期比主要控制結構扭轉效應,減小扭轉對結構產生的不利影響,使結構的抗扭剛度不能太弱。因為當兩者接近時,由于振動藕連的影響,結

25、構的扭轉效應將明顯增大。 374.控制的意義控制的意義: 如同位移比的控制一樣,周期比側重控制的是側向剛度與扭轉如同位移比的控制一樣,周期比側重控制的是側向剛度與扭轉剛度之間的一種相對關系,而非其絕對大小,它的目的是使抗側力剛度之間的一種相對關系,而非其絕對大小,它的目的是使抗側力構件的平面布置更有效、更合理,使結構不致于出現過大(相對于構件的平面布置更有效、更合理,使結構不致于出現過大(相對于側移)的扭轉效應。側移)的扭轉效應。 周期比控制不是在要求結構足夠結實,而是在要求結構承載布周期比控制不是在要求結構足夠結實,而是在要求結構承載布局的合理性。局的合理性。 周期比不滿足要求,說明結構的扭

26、轉剛度相對于側移剛度較小,周期比不滿足要求,說明結構的扭轉剛度相對于側移剛度較小,總的調整原則是要總的調整原則是要加強結構外圈,或者削弱內筒。加強結構外圈,或者削弱內筒。樓板開大洞削弱后,宜采取的構造措施:1)加厚洞口附近樓板,提高樓板的配筋率;采用雙層雙向配筋,或加配斜向鋼筋;2)洞口邊緣設置邊梁、暗梁3)在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋不規則類型不規則類型 定義定義側向剛度不規則側向剛度不規則該層的側向剛度小于相鄰上一層的該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個,或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的樓層側向剛度平均值的80%;除頂層外,局部收進的水平向尺;除頂層外,局部收進

27、的水平向尺寸大于相鄰下一層的寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等向下傳遞構件(梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規則的類型豎向不規則的類型17.0iiKKiK1iK2iK3iK)3(8.0321iiiiKKKK沿豎向的側向剛度不規則(有柔軟層)沿豎向的側向剛度不規則(有柔軟層)豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件不連續2.2.4 2.2

28、.4 結構豎向布置結構豎向布置高層建筑結構的豎向布置應使體型規則、均勻,避免有較大的外挑和內收;結構的承載力和剛度宜自下而上逐漸減小,避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變豎向抗側力結構屈服抗剪強度不均勻豎向抗側力結構屈服抗剪強度不均勻 (有薄弱層)(有薄弱層)iyQ,1, iyQ1,8 . 0iyiyQQ 嚴重不規則嚴重不規則是指體型復雜,是指體型復雜,多項不規則指標超過表中指標或某多項不規則指標超過表中指標或某一項大大超過規定值,具有嚴重的一項大大超過規定值,具有嚴重的抗震薄弱環節,將會導致地震破壞抗震薄弱環節,將會導致地震破壞的嚴重后果者。的嚴重后果者。注:以上規定主要針對鋼筋混凝注:以上

29、規定主要針對鋼筋混凝土和鋼結構的多層和高層建筑。土和鋼結構的多層和高層建筑。不規則類型不規則類型 定義定義側向剛度不規則側向剛度不規則該層的側向剛度小于相鄰上一層的該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個,或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的樓層側向剛度平均值的80%;除頂層外,局部收進的水平向尺;除頂層外,局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等向下傳遞構件(梁、桁架等向下傳遞)樓層承載力突變

30、樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規則的類型豎向不規則的類型剛度比 1.定義:指結構豎向不同樓層的指結構豎向不同樓層的側向剛度的比值側向剛度的比值,也稱層間剛度比也稱層間剛度比。 2.公式:=Ki+1 / /Ki式中:上、下層結構側向剛度比; Ki+1上層結構側向剛度; Ki下層結構側向剛度。 按剪切剛度計算: Ki=GiAi/hi按剪彎剛度計算: Ki=Vi/i按地震剪力與地震層間位移的比值計算: Ki=Qi/ui . .抗規抗規與高規高規都提供有三種方法計算層剛度,即:3.規范條文的控制目標.抗規抗規附錄附錄E

31、2.1規定:筒體結構轉換層上下層的側向剛度比不宜大于2。高規高規4.4.2條條規定:抗震設計的高層建筑結構,其樓層側向剛度不宜小于不宜小于相臨上部樓層側向剛度的70%,或其上相臨三層側向剛度平均值的80%。 剛度比主要為了控制高層結構的豎向規則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層。地下室結構頂板能否作為嵌固端,轉換層上、下結構剛度能否滿足要求,及薄弱層的判斷,均以層剛度比作為依據。4.控制的意義控制的意義: 例如地下室頂板:高規高規5. 3. 75. 3. 7條條規定:高層建筑結構計算中,當地下室的頂板作為上部結構嵌固端時,地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。圖片:框支

32、結構上下層剛度比過大,形成的薄弱層垮塌圖片:框支結構上下層剛度比過大,形成的薄弱層構件發生剪切破壞沿豎向剛度突變:(1)結構的豎向體型突變(2)結構體系的變化當結構上部樓層相對于下部樓層有收進、或外挑時,應滿足:(1)當上部樓層有收進,且 H1/H之比大于 0.2 時,B1宜小于B的 0.75 倍;(2)當上部樓層有外挑時,B不宜小于上部樓 層水平尺寸B1的 0.9 倍,且水平外挑尺寸a不宜大于4m。2.2.5 2.2.5 變形縫的設置變形縫的設置1)縫的分類:沉降縫、伸縮縫和防震縫。2)設縫的優缺點:優點:用縫將復雜建筑分為規則的部分,或減小溫度應力。缺點:影響建筑使用功能;立面處理不便;基

33、礎防水不易處理等。)趨勢:目前趨勢是避免設縫,或盡可能少設縫。4)伸縮縫由溫度變化引起的結構內力稱為溫度應力,使房屋產生裂縫,影響正常使用,底部數層和頂部數層較為明顯。伸縮縫是為防止溫度變化和混凝土收縮導致房屋開裂而設。高層規程規定了伸縮縫的最大間距增大伸縮縫間距的措施,(1)增加頂層、底層、山墻等部位的配筋;(2)采用有效隔熱措施 ;(3)使用混凝土添加劑等減少收縮;(4)施工中預留后澆帶;(5)增大樓板配筋或采用預應力樓板等。注:(1)施工后澆帶的作用在于減小混凝土的收縮應力,提高建筑物對溫度應力的耐受能力,并不直接減少溫度應力。(2)后澆帶,應通過建筑物的整個橫截面,將全部墻、梁和樓板分

34、開;在后澆帶處,板、墻鋼筋應采用搭接接頭(圖 2.2.6),梁主筋可不斷開;后澆帶應從結構受力較小的部位曲折通過,不宜在同一平面內通過;一般情況下,后澆帶可設在框架梁和樓板的 1/3 跨處,設在剪力墻洞口上方連梁跨中或內外墻連接處。3 3)沉降縫)沉降縫(1)設縫:高層建筑的主體結構周圍常設置裙房,它們與主體結構的重量相差懸殊,會產生相當大的沉降差。這時可用沉降縫將二者分成獨立的結構單元,使各部分自由沉降。(2)不設縫:需采取以下措施: A、采用樁基,樁支承在基巖上;或采取減少沉降的有效措施并經計算,沉降差在允許范圍內。 B、樓與裙房采用不同的基礎形式。 C、先施工主樓,后施工裙房,使兩者最終

35、沉降量一致。 D、將裙房坐在懸挑基礎上。5 5)防震縫)防震縫(1)設縫的優點:地震作用下,復雜高層結構會產生扭轉及復雜的振動形式,并在房屋的連接薄弱部位造成損壞,宜通過設縫將復雜建筑分為規則建筑。(2)設縫的缺點:地震作用時,防震縫兩側的房屋很容易發生碰幢而造成震害。()防震縫寬度為防止縫兩側建筑的碰撞,縫必須留有足夠的寬度。防震縫最小寬度為:框架結構:15時,取100mm;15時,每增加25m,加寬20mm;框架-剪力墻結構:取上述規定的70%,但不小于100mm。剪力墻結構:取框架結構的50%,但不小于100mm。縫兩側結構體系不同時,縫寬按不利的結構類型確定。(4)抗震設防的建筑,其伸

36、縮縫,沉降縫寬度均應符合防震縫寬度的要求。(5)在相鄰的高、低結構之間設置防震縫時,不應采取牛腿托梁的做法設置防震縫。問題:三縫的主要區別?什么情況下設置?不設縫時應采取什么措施?沉降縫沉降縫伸縮縫伸縮縫防震縫防震縫避免地震時結構間的相互碰撞避免地震時結構間的相互碰撞注:必要時可以三縫合一。注:必要時可以三縫合一。避免主體與裙房過大的沉降差避免主體與裙房過大的沉降差減小結構溫度應力減小結構溫度應力2.2.6 2.2.6 截面尺寸初估截面尺寸初估1.1.柱截面柱截面:由軸壓比控制由軸壓比控制cccNf bh軸壓比限值軸壓比限值P71P71表表4.154.15nQSN Q系數系數1.11.11.2

37、1.2柱負荷面積柱負荷面積單位面積荷載:框架、框單位面積荷載:框架、框- -剪剪121214kN/m14kN/m2 2; 剪力墻、筒體剪力墻、筒體13131616計算截面以上層數計算截面以上層數2.2.梁截面梁截面:由高跨比控制:由高跨比控制:P18P18表表2.92.93.3.板厚板厚:注意:梁高有減小的趨勢。注意:梁高有減小的趨勢。一般樓層:一般樓層:80-14080-140頂層現澆板:頂層現澆板:120120,宜雙層雙向配筋宜雙層雙向配筋地下室頂板:地下室頂板:160160抵抗溫度應力抵抗溫度應力加強頂層約束加強頂層約束提高抗風抗震提高抗風抗震 1. 1.普通肋形樓蓋:普通肋形樓蓋: 單向板肋形樓蓋 雙向板肋形樓蓋 板薄、混凝土用量少、自重輕、施工方便, 井式樓蓋 較經濟。板底不平,影響美觀和使用。 密肋樓蓋2.2.32.2.3高層建筑水平承重結構的選型高層建筑水平承重結構的選型非預應力平板樓蓋常用于剪力墻、筒體結構、可降低層高、 平整;跨度大時自重大、不經濟。 現澆非預應力空心板樓蓋無粘結預應力平板樓

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