多层及高层钢筋混凝土房屋
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2.优点 (1)钢筋混凝土剪力墙结构横墙多,侧向刚度大,整体性 好,对承受水平力有利; (2)无凸出墙面的梁柱,整齐美观,特别适合居住建筑, 并可使用大模板、隧道模、滑升模板等先进施工方法,利于缩短 工期,节省人力。 3.缺点 剪力墙间距太小,房间划分受到较大限制,结构自重较大。 4.应用 一般用于住宅、旅馆等开间要求较小的建筑,适用高度为 15~50层。
空腹筒又称框筒,由布置在房屋四周的密排立柱和截面高度 很大的横梁组成。筒体体系就是由核心筒、框筒等基本单元组成 的。
2.类型 根据房屋高度及其所受水平力的不同,筒体体系可以 布置成核心筒结构、框筒结构、筒中筒结构、框架-核心筒 结构、成束筒结构和多重筒结构等形式。筒中筒结构通常 用框筒作外筒,实腹筒作内筒。
第一讲 教学目标:
1.了解框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构及筒体 结构的概念及组成 ; 上述四种结构体系的适用范围; 2.理解全现浇框架、半现浇框架、装配式框架及装配整体 式框架的含义及其优缺点; 3.掌握框架体系中承重框架的布置方案、柱网布置及常 用层高、变形缝的设置要求。
关于多层与高层建筑的界限,各国有不同的标准。 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称《高 规》)以10层及10层以上或高度大于28m的住宅建筑和房屋 高度大于24m的其他高层民用建筑。 《民用建筑设计通则》JGJ37-87和《高层民用建筑设计防火 规范》均以10层及10层以上或高度大于24m的房屋为高层建 筑。
6.异形柱框架的概念 柱截面为L形、T形、Z型或十字形(图8.1.2)的 框架结构称为异形柱框架。其柱截面厚度与墙厚相同, 一般为180~300mm。
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异形柱框架的优点:柱截面宽度等于墙厚,室内墙面平 整,便于布置。
缺点:但其抗震性能较差。
适用范围:一般用于非抗震设计或按6、7度抗震设计 的12层以下的建筑。
高层建筑中,结构要使用更多的材料来抵抗水平力,抗侧力 成为高层建筑结构设计的主要问题。抗震设计应受到加倍重视。
下Biblioteka Baidu是结构内力(V,M)、位移(Δ)与高度的关系,弯矩和位移都 随高度呈指数曲线上升。
结构内力、位移与高度的关系:
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§5.1 常用结构体系
结构构件受力与传力的结构组成方式称为结构体系。 目前,钢筋混凝土多层及高层房屋常用的结构体系有框架 体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系等。
2.特点 框架-剪力墙体系大部分水平力由剪力墙承担,而竖 向荷载主要由框架承受,因而用于高层房屋比框架结构 更为经济合理;同时由于它只在部份位置上有剪力墙, 因而,框架-剪力墙体系有易于分割空间(平面布置灵 活)、立面易于变化、抗震性能好、侧向刚度较大等优 点。 3.应用
框-剪体系广泛应用于多层及高层办公楼、旅馆等 建筑中。适用高度为15~25层,一般不宜超过30层。
当高层剪力墙结构的底部要求有较大空间时,可将底部一层 或几层部份剪力墙设计为框支剪力墙,形成部份框支剪力墙体系。
部分框支剪力墙结构属竖向不规则结构,上、下层不同结构 的内力和变形通过转换层传递,抗震性能较差,烈度为9度的地 区不应采用。
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5.1.3 框架-剪力墙体系 1.概念
框架结构侧向刚度差,抵抗水平 荷载能力较低,地震作用下变形大,但 它具有平面灵活、有较大空间、立面处 理易于变化等优点。而剪力墙结构则相 反,抗侧力刚度、强度大,但限制了使 用空间。把两者结合起来,取长补短, 在框架结构中的适当部位增设一定数量 的钢筋混凝土剪力墙,形成的框架和剪 力墙结合在一起共同承受竖向和水平力 5 的体系叫做框架-剪力墙体系简称框-剪 体系。
1.全现浇框架:全部构件均在现场浇筑。 (1)特点 整体性及抗震性能好,预埋铁件少,较其它形式的框 架节省钢材,建筑平面布置较灵活等;但是模板消耗量大, 现场湿作业多,施工周期长,在寒冷地区冬季施工困难等。
5.1.4 筒体体系
1.概念 由剪力墙体系和框架体系演变发展而成,是将剪力 墙或密柱框架围合而成一个或多个封闭的筒体(或框筒), 组成承受竖向和水平作用的结构称为筒体结构体系。
筒体根据开孔的多少,筒体有空腹筒和实腹筒之分。 实腹筒一般由电梯井、楼梯间、管道井等形成,开孔少,因
其常位于房屋中部,故又称核心筒。
3.优点:
(1)建筑平面布置灵活、空间划分方便,易于满足生产工艺和使 用要求;
(2)具有较高的承载力和较好的整体性。
4.缺点:
框架结构在水平荷载下表现出抗侧移刚度小,水平位移大的特 点,属于柔性结构。
5.应用
广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、旅馆、教学 楼、住宅等。框架结构的适用高度为6~15层,非地震区也可建到 15~20层。
5.1.2 剪力墙体系
1.概念 由纵向和横向钢筋混凝土墙体互相连接作为竖向承 重和抵抗侧力的结构称为剪力墙结构。剪力墙实质上是 固结于基础的钢筋混凝土墙片,具有很高的抗侧移能力。 因其既承担竖向荷载,又承担水平荷载—剪力,故名剪 力墙。一般情况下,剪力墙结构楼盖内不设梁,楼板直 接支承在墙上,墙体既是承重构件,又起围护、分隔作 用。
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筒体结构
5.1.1
5.1.1
除上述四种常用结构体系外,高层建筑中尚有悬挂 结构、巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挑结构等新的 竖向承重结构体系(图5.1.8),但目前应用较少。
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§5.2 钢筋混凝土框架结构
5.2.1 框架结构的类型
框架结构按施工方法可分为全现浇式框架、半现浇式 框架、装配式框架和装配整体式框架四种形式。
目前,多层房屋多采用钢筋混凝土结构,高层房屋常采用 钢筋混凝土结构、钢结构、钢-混凝土混合结构。
高层建筑是随着社会生产力、人们生活的需要发展起来的, 是商品化、工业化、城市化的结果。但是当建筑物高度增加时, 水平力(风荷载及地震作用)对结构起的作用将愈来愈大。除了 结构内力将明显加大外,结构侧向位移增加更快。
5.1.1 框架结构体系
1.概念 主要由楼板、梁、柱及基础等承重构件通过结点连接 组成,一般由框架梁、柱与基础形成多个平面框架(一个 框架平面称为榀)作为主要的承重结构,若干榀框架再由 联系梁联系起来,形成一个空间结构体系。
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框架结构
2.特点
将承重结构和围护、分隔构件完全分开,墙只起围护、分隔作 用。