多层及高层讲义建筑结构设计
多层及高层建筑结构设计4讲课资料
1.分层法计算的基本假定 (1)忽略侧移; (2)每层只承受该层竖向荷载,不考虑其他各层荷载对他的 影响。
2020/5/15
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4.2 梁柱截面尺寸的确定及梁刚度取值
1.框架梁截面尺寸
框架梁截面尺寸应根据承受竖向荷载的大小、跨度、抗震设防烈 度、混凝土强度等诸多因素综合考虑确定。
框架梁截面高度: 梁截面宽度
hb
1 ~ 10
118lb
bb 14hb,且200
为了降低楼层高度,或便于通风管道等通行,必要时可设 计成宽度较大的扁梁。此时应根据荷载及跨度情况,满足梁 的挠度限值,扁梁截面高度可取(1/15~1/18)梁跨度。
多层及高层砼建筑结构设计
第四章 框架结构设计
2020/5/15
目录
绪论 第一章 高层建筑结构体系及布置 第二章 高层建筑结构上的作用 第三章 计算原则及一般规定 第四章 框架结构设计 第五章 剪力墙结构设计 第六章 框架-剪力墙结构
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第四章 框架结构设计
4.1 框架结构的布置 4.2 梁、柱截面尺寸的确定 4.3 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算-分层法 4.4 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算-反弯点法 4.5 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算-D值法 4.6 框架结构的侧移近似计算 4.7 梁柱截面设计及构造
(6)竖向荷载作用下,框架梁跨中计算所得的弯矩 值小于按简支梁计算的跨中弯矩的50%时,则至少按简 支梁计算的跨中弯矩的50%进行截面配筋。
结构抗震多层和高层钢筋混凝土结构房屋PPT课件
抗震墙
框架-抗震墙 框架房屋
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纯框架结构用于12层40m以下的建筑。 (2)钢筋混凝土框架——剪力墙结构:是剪力墙和 框架共同工作的结构体系。为克服框架体系和剪力墙体系 各自的缺点,发挥其长处,在框架结构中设置一定数量的 剪力墙,便形成框架——剪力墙结构体系。
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3、梁柱节点的震害 节点核心区产生对角方向的斜 裂缝或交叉斜裂缝,混凝土剪碎 剥落。节点内箍筋很少或无箍筋 时,柱纵向钢筋压曲外鼓。 节点破坏将导致梁柱失去相互 之间的联系。
破坏的主要原因:1)节点两 端梁的反号弯矩,引起节点
核心区砼产生很大的剪力,使之处于剪压复合应力状态, 当主拉应力超过砼的抗拉强度时,则出现斜裂缝,又因地 震的反复作用,出现交叉斜裂缝。
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二、结构布置
1.柱网布置及规则建筑
柱网布置要简单规整,刚度分布均匀,使房屋结构具有 良好的抗震性能。常见的柱网形式有方格式和内廊式。
(1)在平面布置方面,尽可能满足局部突出的尺寸不 过大;楼电梯间不偏置;楼盖的局部开洞不过大;主要的 抗侧力结构和质量在平面内分布基本对称均匀;避免轴线 斜交等要求。
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填充墙破坏的主要原因是:墙体受剪承载力低,变形 能力小,墙体与框架缺乏有效的拉结,在往复变形时墙体 易发生剪切破坏和散落。
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四、其他的震害
建造在软弱地基上的高大柔性建筑,当结构自振周期与 地基土卓越周期相近时,即使烈度不高,结构物的破坏程 度也较重。
建造在软弱地基土或液化土层上的框架结构,在地震时 常因地基的不均匀沉陷使上部结构倾斜甚至倒塌。
建筑结构——多层及高层房屋结构
建筑结构——多层及高层房屋结构在我们生活的城市中,多层及高层房屋随处可见。
这些建筑不仅为我们提供了居住、工作和娱乐的空间,其独特的结构设计更是保障了我们的安全和舒适。
那么,什么是多层及高层房屋结构呢?它们又是如何支撑起这些高大而坚固的建筑的呢?多层房屋通常指的是四层到六层的建筑,而高层房屋一般是七层及以上。
它们的结构类型多种多样,常见的有砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构以及筒体结构等。
砖混结构是多层房屋中较为常见的一种。
它主要由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。
砖砌体承受竖向荷载,而构造柱和圈梁则增强了房屋的整体性和抗震性能。
这种结构施工简单,成本较低,但由于砖砌体的强度有限,所以房屋的开间和进深一般较小,而且抗震能力相对较弱。
框架结构则在多层和高层房屋中都有应用。
它由梁、柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点是空间布置灵活,可以根据需要自由分隔房间。
但框架节点应力集中,侧向刚度较小,在地震作用下容易产生较大的水平位移。
剪力墙结构主要用于高层房屋,它利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。
剪力墙就像一道道坚固的墙壁,具有很大的侧向刚度,能够有效地抵抗水平荷载,如风力和地震力。
不过,剪力墙结构的空间布置相对不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙,既保证了空间的灵活性,又提高了结构的抗侧力能力。
这种结构在高层房屋中应用广泛,能够适应不同的建筑功能和造型要求。
筒体结构是一种更加高效的结构形式,适用于超高层建筑。
它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构具有极大的侧向刚度和承载力,能够有效地抵抗风荷载和地震作用。
在多层及高层房屋的结构设计中,荷载的考虑至关重要。
竖向荷载包括房屋自身的重量、家具设备的重量以及人员的重量等。
而水平荷载,如风力和地震力,对于高层房屋的影响更为显著。
为了抵抗水平荷载,结构需要具备足够的侧向刚度和抗震能力。
多层与高层建筑结构课件
多层与高层建筑结构课件一、多层与高层建筑结构的定义与分类在我们的城市中,多层和高层建筑如林立的巨人,承载着人们的生活和工作。
那么,什么是多层与高层建筑结构呢?多层建筑通常指的是层数在 4 6 层的建筑,而高层建筑则一般指层数超过一定高度的建筑,这个高度的标准在不同的国家和地区可能会有所不同。
从结构类型上来看,多层与高层建筑结构可以分为以下几种主要类型:1、框架结构:由梁和柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构的空间布置灵活,适用于多种建筑功能。
2、剪力墙结构:主要依靠墙体来抵抗水平荷载,具有较好的侧向刚度。
3、框架剪力墙结构:结合了框架和剪力墙的优点,既能提供较大的空间,又能保证较好的抗侧力性能。
4、筒体结构:包括框筒、筒中筒等形式,具有很强的抗侧力能力,适用于超高层建筑。
二、多层与高层建筑结构的荷载要理解多层与高层建筑结构,就必须清楚它们所承受的荷载。
荷载主要包括以下几类:1、竖向荷载:这主要是指建筑物自身的重量,包括结构自重、楼面和屋面的恒载,以及家具、人员等活载。
2、水平荷载:风荷载和地震作用是水平荷载的主要来源。
在高层建筑中,水平荷载往往对结构的安全性和稳定性起着决定性的作用。
风荷载的大小取决于风速、建筑的体型和周围环境等因素。
而地震作用则与建筑所在的地区的地震烈度、场地条件以及建筑的自振特性等有关。
三、多层与高层建筑结构的设计原则在设计多层与高层建筑结构时,需要遵循一系列的原则:1、安全性:这是首要原则,结构必须能够在各种荷载作用下保持稳定,不发生倒塌或严重破坏。
2、适用性:要满足建筑的使用功能要求,例如空间布局、采光通风等。
3、耐久性:确保结构在设计使用年限内能够正常工作,抵抗环境侵蚀和材料老化等影响。
为了实现这些原则,设计师需要进行详细的计算和分析,包括结构的内力分析、变形计算等。
四、多层与高层建筑结构的材料选择合适的材料是保证结构性能的基础。
常见的结构材料有:1、钢材:具有强度高、韧性好的特点,但价格相对较高。
多层及高层框架结构设计PPT课件
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3.1 概述
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成,如整幢房屋均采 用这种结构形式,则称为框架结构体系或框架结构房屋。
框架结构平面布置和剖面示意图
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按施工方法不同,框架结构可分为现浇式、装配式和 装配整体式三种。
1. 框架结构的受力特点 在竖向荷载和水平荷载作用下,框架结构各构件将产生内
力和变形。框架结构的侧移一般由两部分组成: (1)由水平力引起的楼层剪力,使梁、柱构件产生弯曲
变形,愈到上部层间变形愈小,使整个结构的呈现剪切变形us; (2)由水平力引起的倾覆力矩,使框架柱产生轴向变形
(一侧柱拉伸,另一侧柱压缩),愈到底部层间变形愈小,使 整个结构的呈现弯曲变形ub。
网布置)和选择结构承重方案,这些均必须满足建筑平面 及使用要求,同时也须使结构受力合理,施工简单。
(1)满足使用要求,尽可能地与建筑的平、立、剖面划 分相一致。
(2)满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置 能有效地进行。
(3)结构应尽可能简单、规则、均匀、对称,构件类型 少。
(4)妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素 对建筑的影响。
当框架结构房屋的层数不多时,其侧移主要表现为整体剪 切变形,整体弯曲变形的影响很小。
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剪切变形
框架结构的侧移
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弯曲变形
2. 框架结构体系的优缺点
(1) 建筑平面布置灵活,能获得大空间(特别适用于商 场、餐厅等),也可按需要做成小房间;
(2)建筑立面容易处理;结构自重较轻; (3)计算理论比较成熟; (4)在一定高度范围内造价较低。 (5)框架结构的侧向刚度较小,水平荷载作用下侧移较 大,有时会影响正常使用;如果框架结构房屋的高宽比较大, 则水平荷载作用下的侧移也较大,而且引起的倾覆作用也较 严重。 因此,设计时应控制房屋的高度和高宽比。
多层及高层房屋钢结构设计ppt课件
AP: 压型钢板波距内的截面面积 hc :压型钢板顶面以上混凝土厚度 f : 压型钢板钢材的抗拉强度设计值
0.8:考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层,以 及中和轴附近材料强度发挥不充分等因素 。
5
梁系的构成
梁系
用于矩形平面
常见的次梁布置:
用于正方形平面
等跨等间距次梁
等跨不等间距次梁(中间设走 6
2~梁3m)系布置时考虑的因素
主梁应与竖向抗侧力构件直接 相连;(充分发挥整体空间作 用)
竖向构件纵横两个方向均应有 主梁与之相连,以保证两个方 向的长细比不致相差悬殊;
7
主次梁连接(一)
影响到整个结构的性能; 影响到施工进程; 影响到建筑的经济效益。
3
楼盖结构的方案选 择原则
满足建筑设计要求 较小自重 便于施工 有足够的整体刚度
多、高层建筑的楼盖结构组成
楼板 梁系
固定作用、传递水平剪力作用
4
用于多、高层建筑的楼板
现浇钢筋混凝土 楼板
26
组合板正截面抗弯承载力验算(1)
验算公式
AP f ≤fcmhcb时, M≤0.8fcm xbyP x AP f / fcmb yP h0 x / 2
x :组合板受压区高度
x>0.55h0时,取x=0.55h0 h0 :组合板有效高度 yp:压型钢板截面应力合力至混凝土
受压区截面应力合力的距离
弯曲简支板;
2) 负 弯 矩 计 算 的 力 学 模 型 : 单 向
弯曲固支板。
板厚超过100mm时
1) 0.5<λe<2.0参μ =数时(Ixλ/e =:Iyμ)1l/x4双/(l异y,向向性弯系数曲) 板;
多层及高层建筑结构设计
多层及高层建筑结构设计多层和高层建筑结构设计是一个复杂的过程,需要考虑多种因素,包括建筑物的用途、负荷、地震和风力等外力作用,以及结构材料的强度和稳定性。
本文将介绍多层和高层建筑结构设计的一般原则和步骤。
多层和高层建筑结构设计的一般原则是根据建筑物的规模和要求确定适当的结构形式。
常见的结构形式包括框架结构、剪力墙结构、桁架结构和组合结构等。
每种结构形式都有其适用的范围和优缺点,设计师需要在综合考虑各种因素后选择最合适的结构形式。
在进行设计之前,需要进行详细的土壤和地质调查,以确定建筑物的基础设计。
地基的稳定性对于多层和高层建筑至关重要,因为它需要承受建筑物的重量和外力作用。
在进行结构设计时,需要根据建筑物的使用功能和布置确定结构的荷载。
荷载包括建筑物自身的重量、使用荷载和其他外力作用,如风力和地震。
根据荷载的大小和性质,设计师可以确定适当的结构材料和尺寸。
通常,多层和高层建筑使用的结构材料包括钢筋和混凝土。
钢筋可以提供足够的强度和刚度,而混凝土则可以承受大量的压力和扭转力。
设计师需要根据建筑物的要求以及当地的建筑法规和标准选择适当的结构材料。
在进行结构设计时,还需要考虑建筑物的稳定性。
稳定性包括抗倾覆和抗滑移能力。
设计师可以通过增加结构的重量和刚度,采用适当的支撑系统和连接方式来提高建筑物的稳定性。
在进行结构设计之后,需要进行详细的计算和分析。
计算包括确定结构材料和尺寸的强度和刚度,并确定结构的位移和变形。
分析则包括使用计算结果进行建筑物的整体性能评估,如刚度、稳定性和振动特性等。
最后,需要进行结构施工图的绘制。
结构施工图包括详细的结构平面和剖面图,以及结构节点和连接细节。
这些图纸将用于指导建筑物的施工过程,确保结构的质量和安全。
总之,多层和高层建筑结构设计是一个复杂的过程,需要综合考虑多种因素。
设计师需要根据建筑物的要求和要求选择适当的结构形式和材料,并进行详细的计算和分析。
最终,需要绘制详细的结构施工图,以保证建筑物的质量和安全性。
多层与高层建筑结构课件
多层与高层建筑结构课件一、引言随着城市化进程的加速,多层与高层建筑如雨后春笋般在城市中矗立。
了解多层与高层建筑结构的特点、设计原则和施工要点,对于建筑行业的从业者和相关专业的学生来说至关重要。
本课件将系统地介绍多层与高层建筑结构的相关知识,帮助您建立起对这一领域的全面认识。
二、多层与高层建筑的界定在建筑领域,多层建筑通常指 4 6 层的建筑,而高层建筑则一般指7 层及 7 层以上的建筑。
然而,具体的划分标准在不同的国家和地区可能会有所差异。
从结构设计的角度来看,多层建筑和高层建筑在荷载传递、抗震要求等方面存在明显的区别。
三、多层建筑结构类型(一)砖混结构砖混结构是多层建筑中常见的一种结构形式。
它由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。
砖砌体承受竖向荷载,构造柱和圈梁则增强了建筑的整体性和抗震性能。
这种结构施工简单、造价较低,但抗震能力相对较弱。
(二)框架结构框架结构由梁、柱组成框架,共同承受竖向和水平荷载。
框架结构的空间布置灵活,可以满足不同的建筑功能需求。
但框架节点处的应力集中,对施工质量要求较高。
(三)剪力墙结构剪力墙结构中,剪力墙承担大部分的水平和竖向荷载。
剪力墙的抗侧刚度大,能有效抵抗水平地震作用,但建筑内部空间相对较小。
四、高层建筑结构类型(一)框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
框架部分承担竖向荷载,剪力墙承担大部分水平荷载。
这种结构在高层建筑中应用广泛,既能提供较大的使用空间,又有较好的抗震性能。
(二)筒体结构筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式。
筒体具有很大的抗侧刚度和承载能力,适用于超高层建筑。
(三)钢结构钢结构强度高、重量轻,施工速度快。
但钢结构的防火、防腐性能较差,需要采取相应的防护措施。
五、多层与高层建筑结构的荷载(一)竖向荷载包括恒载(如结构自重、固定设备重量等)和活载(如人员、家具、设备等的重量)。
在设计中,需要准确计算竖向荷载的大小和分布,以确保结构的安全性和稳定性。
多层和高层框架结构
Mi'ki'kMig Mk' i
i
…3-10
主页 目录 上一章
式中,
M
' ki
弯矩
i
——汇交于节点i各杆的远端转角
之和,最初可假定为0。
帮助
混凝土结构设计
第3章
➢ 按下式计算每一杆端的最后弯矩值,即
M ikM iFk2M i'kM k ' i
…3-11
或
M ik M iF k M i'k (M i'k M k ')i …3-12
帮助
混凝土结构设计
第3章
以三层框架为例,用反弯点法计算水平荷载作
用下框架的内力。
顶层
主页
因此各柱的剪力为:
X 0 V31V32V33 F3
V31 D31Δ3 V32 D32Δ3 V33 D33Δ3
3
D3
1
F3 D32
D3
3
F3
3
D31
j1
V3 j
D3 j
3
F3
D3j
j1
…3-17 …3-18
特点
➢ 房屋横向刚度大,侧 移小;
➢ 横梁高度大,室内有 效净空小。
➢ 非抗震时使用
主页 目录 上一章
横向承重
帮助
混凝土结构设计
▪ 纵向布置
纵向承重
第3章
特点:
➢ 连系梁截面较小,框 架梁截面尺寸大,室 内有效净空高;
➢ 对纵向地基不均匀沉 降较有利;
➢ 房屋横向刚度小,侧 移大。
主页 目录 上一章
计算简图
第3章
l0
l0
1
2
多层及高层建筑结构设计课件
当采用桩基时,应尽可能采用单根、单排大直径桩或扩底墩,使 上部结构的荷载直接由柱或墙体传至桩顶,基础底板因此可以做 得较薄。
基础埋深
埋深是指:侧向限值位移的土体深度,即由天然地面至箱基、筏基底板或桩 承台底标高底距离,桩长不计。
箱形基础:箱形基础具有较大的结构刚度和整体性,适用于
上部荷载较大而地基土较软弱的情况。
桩基:桩基具有承载力可靠、沉降小的优点,适用于软弱地基
土和可能液化的地基条件。有端承桩和摩擦桩之分。
基础选型原则
当地基土质均匀、承载力高而沉降量小时,可以采用天然地基和 竖向刚度较小的基础;反之,则应采用人工地基或竖向刚度较大 的整体式基础。
跨度大时自重大、不经济⇒现浇非预应力空心板楼盖 无粘结预应力平板楼盖——适用于大跨且梁高受限时、平面布置灵活
➢ 预制板楼盖
预应力空心板楼盖——适用于高度50m以下时,但要求严格(缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接)
预应力大楼板楼盖——与房间同尺寸,双向先张法预应力筋,板边齿槽;吊装问 题
进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。
竖向抗侧力构件不连 竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水
续
平转换构件(梁、桁架等)向下传递。
楼层承载力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
结构竖向布置原则
结构沿竖向刚度突变有下述原因: 结构的竖向体系突变 1.建筑顶部内收形成塔楼。 2.楼层外调内收。 结构体系的变化 1.剪力墙结构或框筒结构的底部大空间需要,底层或底部若干层剪力
房屋适用高度和高宽比
高层建筑设计讲义(2024)
引言概述:高层建筑设计是现代城市化进程中的重要组成部分,其设计影响着城市的形象、功能和可持续发展。
本文是《高层建筑设计讲义(二)》的第二部分,旨在介绍高层建筑设计的主要内容和要点。
文章将从五个大点进行阐述:建筑结构设计、立面设计、空间规划、可持续性设计和安全性设计。
正文内容:一、建筑结构设计1.1结构类型选择:钢结构、混凝土结构还是复合结构,根据建筑高度、地质条件和使用功能进行合理选择。
1.2抗震设计:根据地震带级别确定设计参数,采用符合地震要求的结构形式和结构材料,加强抗震构造设计,确保建筑物在地震中的安全性。
1.3承载系统设计:根据建筑功能和空间布局确定建筑的承载系统,考虑建筑结构的稳定性和承载力。
1.4竖向交通设计:合理设计建筑物的电梯和楼梯系统,确保人员和物资的快速、安全运行。
1.5空间布局优化:通过合理布置结构柱、梁和板,减少结构对空间布局的影响,提高使用效率。
二、立面设计2.1立面形式选择:从建筑整体风格和环境融合出发,选择适合的立面形式,如幕墙、石材饰面等。
2.2立面材料选择:综合考虑美观性、耐久性和环保性,选择合适的材料,如玻璃、金属等。
2.3立面开窗和遮阳设计:根据建筑朝向和室内功能需求,设计合适的开窗和遮阳方式,提高采光和通风效果。
2.4立面节能设计:考虑绝热材料和隔热措施,减少能耗,提高建筑的节能性能。
2.5立面细节处理:注重立面细节的设计,提高建筑的整体美观性和品质。
三、空间规划3.1整体布局设计:根据建筑的功能划分,合理布置每个功能区域,确保空间布局的合理性和流畅性。
3.2功能分区设计:结合用户需求,将建筑内部划分为不同的功能分区,包括办公区、商业区、住宅区等。
3.3功能连通设计:设计合理的功能连通通道,方便不同功能区域之间的交流和使用。
3.4空间灵活性设计:考虑到将来功能变化的可能性,提供灵活的空间布局方案,以适应不同使用需求。
3.5室内环境舒适性设计:注重室内采光、通风和声学设计,提供舒适的工作和生活环境。
多层与高层建筑结构
地震时使用功能不能中断需尽快恢复的 建筑
丙类 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地震破坏后有一般影响及其他不属于甲、乙、丁类的建筑
除甲、乙、丁类以外的一般建筑
丁类
地震破坏或倒塌不会影响甲、乙、丙类建筑,且社会影响、经济损失轻微的建筑
抗震次要建筑
GB 50223—1995标准
GB 50011—2001规范
地 震 作 用
● 4.1.2 多高层建筑结构抗震设计的一般规定
抗震设计主要包括两个方面的内容:一是抗震设计的概念设计内容,即包括对房屋结构作合理的结构选型和布置以及采取必要的抗震构造措施等;二是确定合理的计算简图和内力分析方法,进行抗震验算。其中抗震概念设计对建筑物的抗震性能起决策性和关键性的作用,是抗震设计的主要和重要内容之一。
一
特一
框支剪力墙
框支框架
一
特一
特一
框架-核心筒
框架
二
一
特一
核心筒
二
一
特一
筒中筒
内筒
二
一
特一
外筒
二
一
特一
表4-5 B级高度的高层建筑结构抗震等级
(3) 确定抗震等级的几点说明如下:
① 框架-剪力墙结构,当按基本振型计算地震作用时,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,框架部分按表中框架结构相应的抗震等级设计。剪力墙部分的抗震等级,宜按框架-剪力墙结构中的剪力墙的抗震等级确定,但根据具体情况,有时也可取和修正后框架部分相同的抗震等级。 ② 部分框支剪力墙结构中,剪力墙加强部位以上的一般部位,应按剪力墙结构中的剪力墙确定其抗震等级。 ③ 高层建筑主楼与裙房相连,与主楼连为整体的裙房的抗震等级不应低于主楼相应部分的抗震等级;裙房屋面部分的主楼上下各一层受刚度与承载力突变影响较大,抗震措施需要适当加强。 ④ 接近或等于高度分界时,应结合房屋不规则程度及场地、地基条件适当确定抗震等级。 ⑤ 抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。 ⑥ 底部带转换层的筒体结构,其框支框架和底部加强部位筒体的抗震等级应按框支剪力墙结构的规定采用。
多层及高层建筑结构设计PPT教学课件
地震作用计算 结构抗震验算
back
1、抗震设防及其思想
抗震设防
对建筑物进行抗震设计并采取抗震措施
指导思想
预防为主 减轻结构震害 避免人员伤亡 减少经济损失 使地震时不可缺少的紧急活动得以维持和进行
趋势
使用寿命期内对不同频度和强度的地震具有不同的抵抗能力
back
2、设防依据——抗震设防烈度
极限状态方程
g(X1,X2,,Xn)=0
极限状态设计表达式
g(X1,X2,,Xn)≥0 Z=R-S≥0
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1.2 作用及其分类
–直接作用(荷载)——施加在结构上的集中或分布荷载——GBJ68-84 –间接作用(作用)——引起结构外加变形或约束变形的原因(温度变化、焊接、基 础沉降、地震、混凝土收缩等)
定义:按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设 防依据的地震烈度
确定:必须按国家规定的权限审批、颁发的文件 (图件)确定
一般情况下,可采用中国地震烈度区划图的地震基本烈度 度(或与本规范设计地震基本加速度值对应的烈度值)
对做过抗震防灾规划的城市,可按批准的抗震设防区划 (抗震设防烈度或设计地震动参数)进行抗震设防
选择原则
➢ 结构整体性、面内刚度 ➢ 结构高度小、质量轻 ➢ 建筑使用功能、装饰要求、设备安装、施工技术等
常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖 ➢ 预制板楼盖 ➢ 预应力叠合板楼盖 ➢ 组合楼盖
back
常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖
肋梁楼盖—— 普通、技术经济指标好;结构高度大、不便管线安装 ⇒宽扁梁(用于层高受限时)
n
GE Gk Q Qi ik
i 1
永久荷载标准值
多层及高层建筑结构设计2
按荷载作用的方向
水平荷载:风荷载、地震作用 竖向荷载:结构自重、楼面活荷载
2.2 竖向荷载
1. 永久荷载
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)
2. 可变荷载(活荷载)
《建筑结构荷载规范》 楼面、屋面活荷载、雪荷载标准值
高层民用建筑楼面活荷载及其准永久值系数的补充
项目
活荷载标准值(kN/m2)
计算范围
-水平地震作用
• 6度区
– (除甲类建筑和IV类场地上的较高房屋外)可不算
• 7-9度区
– (除可不进行上部结构抗震验算的房屋外)均算
– 竖向地震作用
•8、9度大跨度结构和长悬臂结构 •9度的高层建筑
• 水平地震作用的计算原则
– 一般正交布置抗侧力构件的结构,可沿纵横主轴方向分别计算
– 斜交布置抗侧力构件的结构,宜按平行于抗侧力构件方向计算 – 质量和刚度明显不均匀、不对称的结构,应考虑水平地震作用的扭 转影响
周期折减系数的取值对地震剪力、层间弹性位移角、层间弹塑性位 移角都有很大的影响,周期折减系数越小,地震力、层间位移角及层间 弹塑性位移角则越大,两者关系基本呈线性关系。当周期折减系数分别 取0.6及0.8时,地震剪力可减少30%。
计算模型——集中质量模型
多高层房屋
无扭转 有扭转
单层厂房
准永久值系数Ψq
酒巴间、舞厅、展销厅
3.0~4.0
0.5
屋面花园
4.0~5.0
0.8
贮藏室
5.0~8.0
0.8
饭店厨房、洗衣房
4.0~5.0
0.5
健身房、娱乐室
3.0~4.5
0.5
楼面活荷载补充(见结构技术措施P13页)
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fZ(Z)
Z
0
Z =Z
2 Z=
R2+
2 S
Z
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1.1 极限状态设计 定义
整个(或部分)结构超过某特定状态就不能满足设计规定的某一功 能要求
两类极限状态
承载能力极限状态——结构或构件达到最大承载能力或不适于继续 承载的变形(如倾覆、疲劳、机构、失稳等) 正常使用极限状态——结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项 规定限值(如影响正常使用或外观的变形、局部损坏、振动或其它 特定状态)
•建筑使用功能 •建筑平面 •建筑高度 •抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
用途 住宅 旅馆 公共
≤50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、框架 框架-剪力墙、框架
≥50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、筒体 框架-剪力墙、筒体
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水平承重体系(楼盖体系)及其选择
100
70
180
150
120
80
40
35
30
不应采用
注: 1 房屋高度指室外地面至主要屋面高度(不包括局部突出屋面的电梯机房等高度); 2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构; 3 部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构; 4 9度抗震设防、超过表内高度的房屋,应进行专门研究,采取必要的加强措施。
楼(屋)盖体系的作用
➢ 承受竖向荷载 ➢ 连接抗侧力构件,承受其传来的剪力和轴力
选择原则
➢ 结构整体性、面内刚度 ➢ 结构高度小、质量轻 ➢ 建筑使用功能、装饰要求、设备安装、施工技术等
常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖 ➢ 预制板楼盖 ➢ 预应力叠合板楼盖 ➢ 组合楼盖
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常用楼盖体系及其适用性
时间变异
位置变异
结构反应
永久作用
固定作用 静态作用
自重、土压力、预应力、基础沉降、焊 接
自重、固定设 备荷载
自重、楼面活 荷载
可变作用
预制RC薄板(50-60mm),上现浇RC。省模板、刚度大、整体性好
➢ 组合楼盖
压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小;用钢量大
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0.3结构布置原则
1 抗震设防结构布置原则
(1)选择有利的场地 (2)保证地基基础的承载力、刚度 (3)合理设置抗震缝 (4)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 (5)多道抗震设防能力 (6)合理选择结构体系 (7)结构应有足够的刚度 (8)结构应有足够的结构承载力 (9)节点的承载力应大于构件的承载力 (10)结构应有足够的变形能力及耗能能力
极限状态方程
g(X1,X2,,Xn)=0
极限状态设计表达式
g(X1,X2,,Xn)≥0 Z=R-S≥0
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1.2 作用及其分类
–直接作用(荷载)——施加在结构上的集中或分布荷载——GBJ68-84 –间接作用(作用)——引起结构外加变形或约束变形的原因(温度变化、焊接、基 础沉降、地震、混凝土收缩等)
2 房屋适用高度和高宽比
适用的房屋最大高度(m)
结构类型
非抗震
6度
7度
8度
9度
框架
70
框架-剪力墙
140
剪力墙
全部落地剪力墙 150 部分框支剪力墙 130
筒体
框架-核芯筒
160
筒中筒
200
板柱-抗震墙
70
60
55
45
25
130
120
100
50
140
120
100
60
120
100
80
不应采用
150
130
–在能规承定受的正时常间施内工,和在正规常定使的用条是件可下能,出完现成的预各定种功作能用的概率 –在正 规常 定使 的用 时时 间具 内—有良—好设的计工基作准性期能(50年) –在正 规常 定维 的护 条下 件具 下—有足—够正的常耐设久计性、能正常施工、正常使用 –在 预偶 定然 功事 能件 —发 —四生项时结及构发功生能后仍能保持必需的整体稳定性
跨度大时自重大、不经济⇒现浇非预应力空心板楼盖 无粘结预应力平板楼盖——适用于大跨且梁高受限时、平面布置灵活
➢ 预制板楼盖
预应力空心板楼盖——适用于高度50m以下时,但要求严格(缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接)
预应力大楼板楼盖——与房间同尺寸,双向先张法预应力筋,板边齿槽;吊装问题
➢ 预应力叠合板楼盖
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3 结构平面布置原则
高层建筑结构平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承 载力分布均匀,不应采用严重不规则的平面形状。
4 结构竖向布置原则
第一章 结构极限状态设计的基本原理
结构功能要求 • 结构可靠度 • 极限状态设计 • 可靠指标
•失效概率 •可靠指标
Z=R-S≥0
= Z/ Z
Z= R- S
0.1高层结构体系的发展过程
始用年代
1885 1889 1903 20世纪初 二次大战后 20世纪50年代 20世纪六七十年 代 20世纪80年代 20世纪80年代中 期
结构体系和特点
砖墙、铸铁柱、钢梁 钢框柱 钢筋混凝土框架 钢框架+支撑 钢筋混凝土框架+剪力墙、钢筋混凝土剪力墙、预制钢筋混凝土 结构 钢框架+钢筋混凝土核芯筒、钢骨钢筋混凝土结构 框筒、筒中筒、束筒、悬挂结构、偏心支撑和带缝剪力墙板框架 巨型结构、应力蒙皮结构、隔震结构 被动耗能结构、主动控制结构、混合控制结构
精品
多层及高层建筑结构设计
参考资料:
1. 高层建筑混凝土技术规程(JGJ 3-2002) 2. 建筑抗震设计规范(GB 50011-2001) 3. 高层建筑结构(吕西林 主编)
0、绪论 高层建筑结构体系及 布置
常用的结构体系 竖向结构体系(抗侧力体系)的选择 水平承重体系(楼盖体系)及其选择
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0.2常用的结构体系
钢筋混凝土结构
框架结构
剪力墙结构 框架-剪力墙结构 筒体结构
悬挂结构
巨型框架结构 应力蒙皮结构
框架-筒体结构 筒中筒结构 成束筒结构
钢 结 构
框 架 筒 体 结 构
组 合 筒 体 结 错 钢 结 构
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竖向结构体系(抗侧力体系)的选择
➢ 现浇楼盖
肋梁楼盖—— 普通、技术经济指标好;结构高度大、不便管线安装 ⇒宽扁梁(用于层高受限时)
密肋楼盖——省材料、自重轻、高度大、适用于大跨且梁高受限时、当使用 荷载较大时可有较好技术经济指标好;不美观、吊顶处理
无梁楼盖——适用于大跨且梁高受限、或升层法施工时;冲切问题 非预应力平板楼盖——广泛用于剪力墙、筒体结构、可降低层高、平整;