建筑構(gòu)造之樓蓋選型

高層建筑樓蓋樓蓋結(jié)構(gòu)形式肋梁樓蓋無梁樓蓋疊合板樓蓋壓型鋼板組合樓蓋1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介側(cè)重具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)教育問題：缺乏與總體系目標(biāo)有關(guān)的基本知識，強(qiáng)調(diào)部分而不是總體構(gòu)件教育方法2總體設(shè)計(jì)思想側(cè)重總體空間形式結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)教育的優(yōu)點(diǎn)：提供一種總體思路去學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念和體系，并將它們應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，整體決定構(gòu)件加利福尼亞州某劇場的構(gòu)思3水平體系與結(jié)構(gòu)總體的相互關(guān)系方案階段一：設(shè)計(jì)者應(yīng)能把基本設(shè)計(jì)方案概念化，總體分析整個(gè)結(jié)構(gòu)的荷載—抗力關(guān)系，提出所需要的分體系及并預(yù)估基本分體系的相互關(guān)系初步設(shè)計(jì)階段二：分層次證明相互作用的分體系的可行性，并確定其主要尺寸設(shè)計(jì)過程的最后階段三：具體設(shè)計(jì)所有分體系的構(gòu)件和連接、構(gòu)造詳圖整體性假設(shè)分體系基本形式（1）結(jié)構(gòu)作用的層次4三維結(jié)構(gòu)方案構(gòu)思例5二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段6把建筑形式視為空間結(jié)構(gòu)時(shí)，看

——水平結(jié)構(gòu)體系設(shè)置的必要性四片豎向薄板連接成敞口筒板太薄時(shí)，會被壓屈7受荷薄板邊緣的橫向剛度很小，易向里局部彎曲，受剪薄板向內(nèi)扭曲，對面薄板發(fā)生很小變形增加頂端截面剛性，將荷載分配到兩片受剪的豎向分體系8影響樓屋蓋體系的因素建筑空間功能所要求的開間大小及其跨度的長寬比活荷載的大小規(guī)劃設(shè)計(jì)所限定的結(jié)構(gòu)層間容許高度所需對結(jié)構(gòu)總體系整體剛度的貢獻(xiàn)大小允許的邊支承條件9高層結(jié)構(gòu)樓蓋布置平板或無梁樓板（flatplate）體系梁-板（slabandbeam）體系主-次梁（joistandgirder）體系雙向密肋或井字梁（waffle）體系空間桁架體系（spacetrusssystem）10支承在墻墻上平板板的性能能總的設(shè)計(jì)計(jì)彎矩(1)單向（簡簡支）11(2)雙向（允允許四角角撓起））12(3)雙向（四四角壓住?。?3(4)雙向（板板與墻連連接）14對于雙向向作用的的板，全全部荷載載由兩個(gè)個(gè)正交方方向各承承受一半半荷載通過過板的抗抗剪和抗抗彎沿水水平方向向傳給墻墻，并通通過墻直直接傳到到基礎(chǔ)假設(shè)墻的的剛度很很大，能能阻止邊邊緣板帶帶向下位位移用剛度很大大的梁代替替墻時(shí)，體體系的整體體作用和設(shè)設(shè)計(jì)方法與與墻支承類類似雙向受力板板的受力特特征15剛度很大的的梁近似于于理想支承承狀態(tài)雙向板梁必須設(shè)計(jì)計(jì)成至少能能承受跨度度方向總彎彎矩的一半半單向板梁必須承受受跨中的全全部彎矩16有梁板和無無梁板受力力狀態(tài)比較較梁在一個(gè)方方向承受全全部彎矩時(shí)時(shí)的單向板板受力狀態(tài)態(tài)（1）有梁簡支支板的受力力狀態(tài)17（2）無梁簡支支雙向板的的受力狀態(tài)態(tài)18（3）支承在在等間距柱柱網(wǎng)上的大大平板板的整體抗抗彎在兩個(gè)個(gè)正交方向向同時(shí)和同同樣出現(xiàn)19柱上板帶和和跨中板帶單開間板帶帶的荷載分分配20板-梁體系（1）單向板-梁體系用于一個(gè)方方向?yàn)榇罂缈缍葧r(shí)21支座負(fù)彎矩矩跨中正彎矩矩初步設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)力分析建建議22梁和板結(jié)合合成一體形形成T形梁共同抵抵抗彎矩作作用23（2）雙向板-梁體系241）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)所有梁的跨跨度和剛度度都相等。。應(yīng)考慮兩兩個(gè)方向的的抗彎這是一種剛剛度較大的的雙向板，，每個(gè)方向向的總荷載載和彎矩由由每個(gè)方向的梁及及其相應(yīng)的的板來共同同承擔(dān)，梁梁和板分擔(dān)擔(dān)的比例取取決于梁和和板的相對對剛度結(jié)構(gòu)性能實(shí)實(shí)際上界于于剛性邊支支承和無邊邊支承的結(jié)結(jié)構(gòu)特性之之間252）雙向板-梁體系初步步設(shè)計(jì)假定每個(gè)方方向的跨中中2/3板帶約承擔(dān)擔(dān)總彎矩的的1/3，梁約承擔(dān)擔(dān)該方向總總彎矩的2/3梁的設(shè)計(jì)可可以考慮與與板的組合合作用，也也可以不考考慮，但T形梁能承受受更多的總總荷載和彎彎矩對板的設(shè)計(jì)計(jì)，跨中板板帶是決定定性的26（3）雙向密肋肋-板樓蓋體系系井字梁27雙向密肋體體系的性能能與平板相相似一個(gè)開間的的整個(gè)寬度度范圍實(shí)際際上都參與與承受荷載載，且靠近近或通過柱柱的梁要比比離柱較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的梁分擔(dān)擔(dān)更多的荷荷載，故常常將緊靠支支承柱的梁梁設(shè)計(jì)成剛剛度比較大大施工圖設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，應(yīng)對對雙向密肋肋體系作彈彈性分析，，以確定不不同梁的實(shí)實(shí)際承載比比例初步設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，可假定定：如果一一個(gè)開間里里所有梁的的剛度都接接近相等，，他們所分分擔(dān)的荷載載也都相同同；如果沿沿柱帶的梁梁剛度只比比離柱較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的梁大1~2倍，則它們們所分擔(dān)的的荷載至少少是后者的的兩倍；如如果這些梁梁的剛度非非常大，那那么它們所所分擔(dān)的荷荷載將會更更多（3/4）28雙向密肋體體系對象：無邊邊支承、由由正交密肋肋所構(gòu)成的的樓蓋荷載傳遞：：沿兩正交交方向同時(shí)時(shí)作用，雙雙向密肋的的梁格構(gòu)是是一種雙向向網(wǎng)格使用條件：：柱網(wǎng)開間間接近正方方形，L1/L2≤1.5最大優(yōu)勢：：經(jīng)濟(jì)適用用跨度是四四種體系中中最大的，，平均混凝凝土折算厚厚度也是所所有體系中中最小的，，不用吊頂頂受力性能：：當(dāng)每跨內(nèi)內(nèi)有4根或以上的的密肋時(shí)，，樓蓋的整整體性能和和彎矩分配配接近于平平板樓蓋。。2930肋梁樓蓋尺尺度與適應(yīng)應(yīng)范圍雙向密肋樓樓蓋普通砼適于于9m以下，預(yù)應(yīng)應(yīng)力砼12m以下肋梁間距0.9~1.5m肋梁高1/20~1/30，肋寬150~200mm單向密肋樓樓蓋跨度不大于于6m肋梁間距500~700mm肋梁高1/18~1/20，肋寬80~120mm31（4）豎向支承承構(gòu)件周圍圍的沖剪柱上平板32板的局部加加厚提高抗抗沖切能力力柱上梁柱上密肋板板填實(shí)33平板體系（1）混凝土土無梁平板板的鋼筋布布置344.5~7.3m7.3~10m150~230鋼筋混凝土土是兩種材材料之間的的一種被動動結(jié)合，因因?yàn)橹挥薪Y(jié)結(jié)構(gòu)撓曲變變形到一定定程度后鋼鋼筋才開始始起作用預(yù)應(yīng)力混凝凝土使這兩兩種材料達(dá)達(dá)到主動結(jié)結(jié)合，以控控制應(yīng)力、、平衡荷載載和減少撓撓度。憑借借預(yù)應(yīng)力束束的曲率效效應(yīng)，預(yù)應(yīng)應(yīng)力束將承承擔(dān)很大部部分直接傳傳給支座的的荷載，從從而可以消消除絕大部部分的沖切切剪力。35鋼筋混凝土土—彎曲到一定定程度后鋼鋼筋才開始始起作用36預(yù)應(yīng)力混凝凝土—預(yù)應(yīng)力筋的的抗彎是主主動的37對于跨度為為7.2~10.5m的預(yù)應(yīng)力混混凝土平板板，板厚可可按45的跨高比取取，即取200mm板內(nèi)的預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼絞線線沿兩個(gè)正正交方向呈呈拋物線鋪鋪設(shè)使拋物線預(yù)預(yù)應(yīng)力束的的向上分力力能平衡百百分之百的的板自重恒載為0.2××25kN/m3×9=45kN/m200mm301409m3038板內(nèi)的鋼筋筋束沿兩個(gè)個(gè)方向呈拋拋物線鋪設(shè)設(shè)，所以常常規(guī)的設(shè)計(jì)計(jì)方法是對對每一個(gè)方方向的鋼筋筋束都施加加足夠的預(yù)預(yù)應(yīng)力，使使其向上分分力能平衡衡板的自重重。建議議39建議議試驗(yàn)驗(yàn)表表明明，，雙雙向向預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力混混凝凝土土平平板板的的抗抗彎彎強(qiáng)強(qiáng)度度和和剪剪切切強(qiáng)強(qiáng)度度受受總總的的預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋的的承承載載能能力力和和非非預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋的的數(shù)數(shù)量量及及其其所所鋪鋪設(shè)設(shè)的的位位置置所所控控制制，，而而不不受受預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋的的分分布布位位置置所所控控制制必須須有有一一定定數(shù)數(shù)量量的的預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋設(shè)設(shè)置置在在柱柱上上板板的的剪剪切切周周邊邊內(nèi)內(nèi)雙向向無無梁梁樓樓板板結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋的的最最佳佳布布置置方方法法是是將將計(jì)計(jì)算算板板帶帶所所需需的的預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋根根數(shù)數(shù)，，在在一一個(gè)個(gè)方方向向形形成成帶帶狀狀集集中中布布置置在在柱柱上上及及柱柱子子兩兩邊邊的的板板帶帶中中，，在在另另一一個(gè)個(gè)方方向向則則均均勻勻布布置置兩個(gè)個(gè)正正交交方方向向至至少少應(yīng)應(yīng)該該有有兩兩根根預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋布布置置在在柱柱上上板板的的剪剪切切周周邊邊內(nèi)內(nèi)40無梁梁樓樓蓋蓋體體系系所占占有有的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)空空間間高高度度在在所所有有體體系系中中最最小小（（綜綜合合效效益益不不錯(cuò)錯(cuò)）），，施施工工最最方方便便，，水水密密性性好好對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)整整體體剛剛度度的的貢貢獻(xiàn)獻(xiàn)在在所所有有體體系系中中是是最最小小的的混凝凝土土平平均均折折算算厚厚度度比比主主-次梁梁和和雙雙向向密密肋肋體體系系大大，，與與同同等等跨跨度度的的雙雙向向梁梁-板體體系系相相當(dāng)當(dāng)41由于于預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力平平托托板板或或錐錐形形柱柱帽帽起起著著加加腋腋的的作作用用，，故故能能使使預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力混混凝凝土土平平板板的的使使用用跨跨度度增增大大至至10.5~13.7m4243無梁梁樓樓蓋蓋尺尺度度無柱柱帽帽樓樓板板厚厚:（1/36～1/30)L2L2為短短邊邊長長,最小小板板厚厚150mm有柱帽帽樓板板厚:（1/40～1/33)L2L2為短邊邊長,最小板板厚150mm空心無無梁樓樓板厚厚（1/30～1/20)L2L2為短邊邊長,樓板最最小厚厚度250mm44普通肋肋梁樓樓蓋體體系1）單單向向板-梁樓蓋蓋2）雙雙向向板-梁樓蓋蓋3）現(xiàn)現(xiàn)澆澆梁板板共同同作用用的設(shè)設(shè)計(jì)概概念451）單單向向板-梁樓蓋蓋12~21m7.5~10.5m6~9m4.5~6m某一方方向梁梁所承承擔(dān)的的板面面荷載載小于于或總總荷載載的20%h≥≥1/30L462）雙雙向板板-梁樓蓋蓋例題：：某機(jī)機(jī)場候候機(jī)樓樓樓蓋蓋的內(nèi)內(nèi)力分分析圖為12m×12m柱網(wǎng)開開間的的無梁梁平板板和梁梁-板式樓樓板用用SAP分析得得到的的單向向彎矩矩圖板厚h≥≥1/40L247無梁樓樓板的的最大大正、、負(fù)彎彎矩峰峰值都都在柱柱軸線線上無梁樓樓板和和雙向向板-梁樓蓋蓋的彎彎矩483）現(xiàn)現(xiàn)澆澆梁板板共同同作用用的設(shè)設(shè)計(jì)概概念現(xiàn)澆樓樓板的的共同同作用用增加加了框框架梁梁的截截面剛剛度（（EI）提高了了梁端端負(fù)屈屈服彎彎矩的的承載載力梁柱形形成的的框架架作用用對框框架側(cè)側(cè)向剛剛度的的影響響現(xiàn)澆梁梁板的的共同同作用用對框框架的的內(nèi)力力、變變形及及自振振周期期的影影響494）主主-次梁體體系主-次梁體體系的的特點(diǎn)點(diǎn)缺點(diǎn)：：相對于于平板板和雙雙向密密肋體體系，，結(jié)構(gòu)構(gòu)高度度大相對于于平板板和雙雙向板板-梁體系系，模模板制制作復(fù)復(fù)雜50優(yōu)點(diǎn)平均折折算厚厚度小小，可可與雙雙向密密肋一一樣，，重量量較輕輕開間大大，對對于預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝凝土樓樓蓋可可達(dá)（（9~12）m×（13.5~18）m承載力力大，，活荷荷載可可達(dá)10~20kN/mm2對框架架結(jié)構(gòu)構(gòu)的整整體剛剛度貢貢獻(xiàn)比比平板板和雙雙向密密肋大大得多多結(jié)構(gòu)受受力清清楚，，傳力力途徑徑簡單單明確確515）柱網(wǎng)與與主、、次梁梁的合合理布布局荷載傳傳遞途途徑：：單向向板次次梁主主梁柱柱設(shè)計(jì)要要點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)空空間高高度越越小越越好主、次次梁受受力所所需的的結(jié)構(gòu)構(gòu)高度度宜相相同5253柱網(wǎng)宜宜設(shè)計(jì)計(jì)成矩矩形（（短跨跨為主主梁，，短跨跨與長長跨的的比例例小于于0.75較經(jīng)濟(jì)濟(jì)）主、次次梁的的剛度度（主主梁的的彎曲曲變形形控制制在次次梁彎彎曲變變形的的（1/2~1/3）內(nèi)））抗扭剛剛度的的要求求（邊邊跨主主梁））54以長跨跨為主主梁的的主-次梁樓樓蓋存存在的的問題題主、次次梁的的截面面高度度相差差懸殊殊，因因而增增加了了層高高和建建筑物物的總總高度度主梁的的豎向向變形形加大大，作作為次次梁的的支座座的剛剛性和和穩(wěn)定定性相相對較較差樓蓋混混凝土土的平平均折折算厚厚度增增大，，材料料用量量和結(jié)結(jié)構(gòu)自自重相相應(yīng)加加大預(yù)應(yīng)力力筋和和普通通鋼筋筋的用用量增增多，，費(fèi)用用增大大55邊支承承縱向向框架架梁的的設(shè)計(jì)計(jì)要求求邊支承承框架架應(yīng)具具有較較大的的整體體剛度度，避避免在在地震震或風(fēng)風(fēng)荷載載作用用下產(chǎn)產(chǎn)生過過大的的變形形，以以保證證單向向密肋肋的平平面外外穩(wěn)定定要求邊邊支承承框架架梁具具有足足夠的的抗彎彎剛度度，以以控制制單向向密肋肋的跨跨中彎彎矩和和撓度度在合合理的的范圍圍內(nèi)。。要求具具有足足夠的的抗扭扭剛度度來約約束密密肋端端部的的轉(zhuǎn)動動，設(shè)設(shè)計(jì)成成梁的的寬度度稍大大于柱柱截面面寬度度框架梁梁的截截面接接近方方形，，梁柱柱的線線剛度度比為為2~356平面或空空間桁架架組合樓樓蓋1）主-次桁架體體系類似于主主-次梁體系系572）空間間桁架每一根腹腹桿對兩兩個(gè)方向向的上下下弦同時(shí)時(shí)起著對對角斜撐撐的作用用58雙向空間間桁架體體系的幾幾種布置置方案單開間（（支承在在四個(gè)角角柱上））懸臂式59帶懸臂的的開間矩形（單單向）60有邊支