建筑结构选型串讲

第一章混合结构体系•混合结构是指钢筋混凝土楼（屋）盖和砌块承重的结构体系。横墙承重方案1.2.1墙体布置方案（按墙体的承重体系划分）纵墙承重方案纵横墙承重方案•纵横墙承重方案内框架承重方案•4、几个概念•过梁：当墙体上开设门、窗洞口时，为了支承洞口上部砌体传来的各种荷载，并将这些荷载传给窗间墙，常在门、窗洞口上设置横梁。•门垛：在墙体上开设门洞一般应设门垛•圈梁：增加纵横墙的连接，提高楼板和屋盖的刚度，增强墙体的稳定性。•构造柱：加强墙体的整体性，与圈梁形成一个“小框架”。a)温度裂缝(b)沉降裂缝5、适当设伸缩缝6、适当沉降缝1.3楼盖布置1.3.1作用与分类1.3.3现浇楼盖组成：板、次梁、主梁单向板双向板板→次梁→主梁→柱或墙→基础→地基板→梁→柱或墙→基础→地基按支撑条件和传力途径分1、受力特点梁的布置（a）主梁沿横向布置；（b）主梁沿纵向布置；（c）不设主梁2、单向板1.3.3现浇式楼盖结构平面布置单向板传力途径及计算简图取1m宽板带为计算单元1.3.3现浇式楼盖结构平面布置3、双向板双向板支承梁承受的荷载hblh)31~21()151~111(＝次梁截面hblh)31~21()11~1(２８＝主梁截面hblh)31~21(6悬臂梁截面斜向主梁的作用在框筒体系中，角柱往往产生高额轴向拉力，可通过斜向布置主梁得到向角柱传递较大的竖向荷载的目的。2.1框架结构的特点、应用范围受力特点：刚结点，受力性能好（梁、柱）刚架结构：梁和柱刚性连接的骨架结构第二章多层框架结构•优点：建筑平面布置灵活、立面造型丰富；自重轻，强度大，整体性和抗震性能好；构件类型少，易于标准化、定型化；缺点：抗侧刚度小，水平位移大。一、承重框架的布置•横向框架承重方案•纵向框架承重方案•纵横向框架混合承重方案2.3框架结构布置、柱网尺寸及构件截面尺寸3)进深不受限制（一）、基本要求•１要满足生产工艺和建筑平面布置的要求•２框架的柱网布置应力求简单、规则、整齐•３柱网尺寸应符合经济原则和尽量符合模数•４要使结构受力合理，施工方便（均匀、对称、对直、贯通）•柱——柱网——柱梁——梁二、柱网布置结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）•方便施工•（二）、分类•内廊式柱网、等跨式柱网、对称不等跨式柱网•构件截面尺寸框架梁截面：主梁高h=(1/8～1/12)ll主梁跨次梁高h=(1/11～1/15)ll次梁跨梁宽b=(1/2～1/3)hh梁高b≥200mm;L/H≥4;模数：50mm框架柱？框架柱截面的宽与高=(1/15～1/20)Hｉ（层高）柱高宽比≤3；长高比＞4（否则为短柱）矩形柱边长≥300mm(250mm);圆柱直径≥350mm平面长度不宜过长，突出部分l不宜过大2、刚度均匀五、框架结构抗震设计短柱当柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。实例分析北京民航办公大楼框架结构的柱网布置图15层，高60.8米，装配整体式钢筋混凝土框架结构3、变形缝的设置：第三章高层建筑结构3.1.2、关于划分高层建筑的层数或高度的界限对于多少层，多高的建筑才算高层建筑？我国有关规范划分为高层建筑的起始层数N起始高度H(m)《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ3－2002）N≥10H28《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－95）N≥10H24《住宅建筑设计规范》（GB50096－1999）N＝7～9中高层住宅——N＝10～30高层住宅3.1.3、高层建筑结构设计的主要特点（一）水平荷载在高层建筑结构设计中起控制作用（二）侧向位移在高层建筑结构设计计算中必须加以限制（三）轴向变形在高层建筑的侧移中占有重要的份额（二）高层建筑结构体系•水平荷载是主要控制因素。•采用什么样的结构体系抵抗水平荷载最为经济有效，是结构设计中的关键问题？这种墙片为整体房屋提供了很大的抗剪强度和刚度，称这片墙片为“抗剪墙”或“剪力墙”定义：房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。剪力墙结构平面图二、剪力墙的优缺点及适用范围•优点：•1、结构整体性强，抗侧刚度大，侧向变形小•2、承重、抗风、抗震、围护与分隔•3、用钢量省，施工简便•4、房间内无梁柱外露。•缺点：•1、建筑平面布置和空间利用灵活性较差（一般剪力墙间距3—8m）。•2、结构自重较大适用范围：需要很多隔墙的高层住宅、公寓及旅馆三、剪力墙结构布置原则•1、房屋的平立面体型要简单匀称2、剪力墙在平面上应沿建筑物主轴方向布置3.2.2框支剪力墙（底部大空间剪力墙）为适应下部设置大空间公共设施的高层住宅、公寓和旅馆建筑的需要，可使用框支剪力墙。框支剪力墙：将部分剪力墙落地，部分剪力墙在底部改为框架。落地剪力墙（筒）与框支剪力墙的平面布置：短肢剪力墙结构（墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构）：一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体，其他部位则根据需要，在纵横墙交接处设置截面高度为２ｍ左右的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墙，墙肢之间在楼面处用梁连接，并用轻质材料填充，形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙结构体系。（在小高层中应用很广）一、框架－剪力墙的受力分析2、布置位置和要求•1）竖向荷载较大•2）平面形状复杂部位和变化处•3）楼(电)梯间处•4）横向剪力墙宜布置在接近房屋的端部•5）纵向剪力墙宜布置在中部附近•6）不宜在变形缝两侧同时布置剪力墙3、布置原则均匀、对称、分散、周边转换层的结构功能•1、概念：•建筑物某层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构类型，并通过该楼层进行结构转换，则该楼层称为结构转换层。•转换层结构特点：大跨度、巨大荷载作用二、高层建筑结构加强层为了能保持框架一芯筒结构体系的优点而又能适应更大的高度，提出在框架一芯筒结构体系中设置水平刚臂，以增强芯筒抗侧能力的概念作用：设置加强层可以使外柱参与整体抗弯，增强结构体系整体抗侧能力，减小芯筒的弯矩，减小结构的侧移。（3）带刚性横梁的结构筒体结构伸臂加强层第四节建筑基础选型基础形式单独基础和条形基础十字交叉基础筏形基础筏形基础形式箱形基础桩基础桩基础分类按受力情况不同可分为端承桩摩擦桩按施工方法不同分为：预制桩灌注桩门式刚架结构SingleFrameStructure单层刚架结构：横梁与立柱整体刚性连接，外形“门”字形，也称为门式刚架一、概念刚架结构的受力特点：在竖向荷载作用下，由于柱对梁的约束作用减少了梁跨中弯矩和挠度在水平荷载作用下，由于梁对柱的约束作用减少了柱内的弯矩和侧向变位第八章拱结构archstructure拱与梁的受力分析受力特点：轴向受力为主，对于砖、石、砼等材料适宜第一节拱式结构的受力特点拱的合理轴线：在一固定荷载作用下，使拱处于无弯矩状态的拱轴曲线。（只有轴力，没有弯矩）)(42xlxlfyf=（1/5~1/7L）第七章桁架结构（屋架）Chapter7.RoofTruss内容提要：第一节桁架的结构特点与优点第二节桁架结构的外形与内力的关系第三节屋架结构的型式及适用范围第四节屋架结构的选型与布置桁架的中心平面铰节点节点荷载桁架结构的计算假定荷载作用于节间荷载作用于节点荷载作用于节间荷载作用于节点（a）（a）荷载作用于节间（b）荷载作用于节点（b）第十章平板网架结构•三向受力的空间结构，比平面结构自重轻，节省钢材•整体性好，稳定性、空间刚度大•是一种无水平拉力、推力的空间结构•易于实现制作、安装的标准化、工厂化、提高施工速度•平面布置灵活第一节网架结构的特点、适用范围一、交叉桁架体系网架•由两向或三向相互交叉的平面桁架所组成•二、角锥体系网架•由三角锥、四角锥或六角锥等锥体单元组成的空间网格结构第二节网架结构的结构型式