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文檔簡介
第4章多層與高層建筑結(jié)構(gòu)●
4.1多層與高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計●
4.2結(jié)構(gòu)體系的分類及其結(jié)構(gòu)布置原則
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4.3框架結(jié)構(gòu)設(shè)計●
4.4剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計●
4.5框架―剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計●
4.6筒體結(jié)構(gòu)與部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計概論
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4.7思考題與作業(yè)
4.1多層與高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計●
4.1.1多層與高層建筑結(jié)構(gòu)的定義●
4.1.2多高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一般規(guī)定1.“三水準(zhǔn),兩階段”的設(shè)防原則內(nèi)容
2.建筑抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
3.抗震等級的確定
4.抗震概念設(shè)計原則
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4.1.1多層與高層建筑結(jié)構(gòu)的定義為適應(yīng)我國高層建筑的發(fā)展形勢并與國際諸多國家的界定相適應(yīng),我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002規(guī)定10層及10層以上的建筑為高層建筑結(jié)構(gòu)??紤]到有些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的層數(shù)雖未達(dá)到10層,但其房屋高度較高,所以同時規(guī)定高度超過28m的民用建筑也為高層建筑結(jié)構(gòu),并把高度為常規(guī)高度的高層建筑稱為A級高層建筑(最大適用高度見表4-1),把高度超過A級高度限值的高層建筑稱為B級高度的高層建筑(最大適用高度見表4-2)。當(dāng)框架-剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)超過A級建筑高度時,應(yīng)按B級高度高層建筑考慮。B級高層建筑的各種體系適用高度見表4-2。結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架-剪力墻14013012010050剪力墻
全部落地剪力墻150140120100
60部分框支剪力墻
結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度7度8度框架-剪力墻170160140120剪力墻全部落地剪力墻180170150130部分框支剪力墻150140120100筒體框架-核心筒220210180140筒中筒300280230170表4-2B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度(m)高度與層數(shù)是高層建筑結(jié)構(gòu)的兩個主要指標(biāo),隨著我國的經(jīng)濟形勢的發(fā)展和工程界關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系積累的工程經(jīng)驗及科研成果的逐步增多而發(fā)生變化。如《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—1991規(guī)定8層及以上的高層民用建筑結(jié)構(gòu)為多高層建筑結(jié)構(gòu)的適用界限,現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》調(diào)整為10層及以上為多高層超結(jié)構(gòu)的適用界限。
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4.1.2多高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一般規(guī)定抗震設(shè)計主要包括兩個方面的內(nèi)容:一是抗震設(shè)計的概念設(shè)計內(nèi)容,即包括對房屋結(jié)構(gòu)作合理的結(jié)構(gòu)選型和布置以及采取必要的抗震構(gòu)造措施等;二是確定合理的計算簡圖和內(nèi)力分析方法,進(jìn)行抗震驗算。其中抗震概念設(shè)計對建筑物的抗震性能起決策性和關(guān)鍵性的作用,是抗震設(shè)計的主要和重要內(nèi)容之一。1.“三水準(zhǔn),兩階段”的設(shè)防原則內(nèi)容第一水準(zhǔn),當(dāng)建筑物遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時,一般不受損或不需修理可繼續(xù)使用。第二水準(zhǔn),當(dāng)建筑物遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時,可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。第三水準(zhǔn),當(dāng)建筑物遭受本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕見地震影響時,不至倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)的通俗說法為:“小震不壞,設(shè)防烈度地震可修,大震不倒”。“小震不壞”要求建筑結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下滿足承載力極限狀態(tài)驗算要求和建筑彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。“基本地震可修”要求建筑結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有?變形能力),不發(fā)生不可修的脆性破壞?!按笳鸩坏埂币蠼ㄖ哂凶銐虻淖冃文芰?,其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。兩個階段設(shè)計步驟為:第一階段,對絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力驗算和結(jié)構(gòu)彈性變形驗算,對各類結(jié)構(gòu)按規(guī)范規(guī)定采取抗震措施;第二階段,對一些規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的彈性變形驗算。1.“三水準(zhǔn),兩階段”的設(shè)防原則內(nèi)容2.建筑抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)防分類是依據(jù)建筑物在地震時和地震后的功能重要程度來分類,按不同的重要性提出不同的抗震安全要求,并采取相應(yīng)的抗震設(shè)計(地震作用和抗震措施)?,F(xiàn)階段的建筑設(shè)防分類及設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223—1995)及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2001)執(zhí)行。具體要求見表4-3。
GB50223—1995標(biāo)準(zhǔn)GB50011—2001規(guī)范設(shè)防分類
甲類地震破壞后對社會有嚴(yán)重影響,對國民經(jīng)濟有巨大損失或有特殊要求的建筑重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑乙類使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù),且地震破壞會造成社會重大影響和國民經(jīng)濟重大損失的建筑地震時使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的
建筑丙類地震破壞后有一般影響及其他不屬于甲、乙、丁類的建筑除甲、乙、丁類以外的一般建筑丁類地震破壞或倒塌不會影響甲、乙、丙類建筑,且社會影響、經(jīng)濟損失輕微的建筑抗震次要建筑
GB50223—1995標(biāo)準(zhǔn)GB50011—2001規(guī)范地震作用甲類應(yīng)按提高設(shè)防烈度一度設(shè)計按地震安全性評價結(jié)果確定乙類應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計算應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求丙類應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度設(shè)計應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求丁類一般情況下可不降低一般情況下仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求抗震措施甲類應(yīng)按提高設(shè)防烈度一度計算當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時,應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求,當(dāng)為9度時,應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求乙類當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時應(yīng)提高一度設(shè)計,當(dāng)為9度時,應(yīng)加強抗震措施。對較小的乙類建筑,可采用抗震性能好、經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系,并按本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度采取抗震措施一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時,應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求,當(dāng)為9度時,應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求;對較小的乙類建筑,當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時,應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施丙類應(yīng)按本地區(qū)設(shè)防烈度設(shè)計應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求丁類當(dāng)設(shè)防烈度為7~9度時,抗震措施可按本地區(qū)設(shè)防烈度降低一度設(shè)計,當(dāng)為6度時可不降低應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低,但抗震設(shè)防烈度為6度時不應(yīng)降低表4-3GB50223—1995及GB50011—2001中設(shè)防分類、地震作用及防震措施的比較3.抗震等級的確定(1)A級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級見表4-4。結(jié)構(gòu)類型烈度6度7度8度9度框架高度(m)≤30>30≤30>30≤30>30≤25框架四三三二二一一框架-剪力墻高度(m)≤60>60≤60>60≤60>60≤50框架四三三二二一一剪力墻三二一一一剪力墻高度(m)≤80>80≤80>80≤60不應(yīng)采用短肢剪力墻三二二一一高度(m)≤80>80≤80>80≤80>80≤60剪力墻四三三二二一一表4-4A級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級
結(jié)構(gòu)類型烈度6度7度8度9度框支剪力墻非底部加強部位剪力墻四三三二二不應(yīng)采用底部加強部位剪力墻三二二一底部加強部位剪力墻框支框架二二一一框支框架筒體框架-核心筒框架三二二一框架-核心筒框架核心筒二二一一
核心筒筒中筒框架-核心筒內(nèi)筒三二一一筒中筒內(nèi)筒框架三二二一框架-核心筒框架板柱剪力墻高度(m)≤40≤35≤30不應(yīng)采用框架及板柱的柱三二一剪力墻二二二(2)B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級見表4-5。結(jié)構(gòu)類型烈度6度7度8度框架-剪力墻框架二一一剪力墻二一特一剪力墻剪力墻二一一框支剪力墻非底部加強部位剪力墻二一一底部加強部位剪力墻二一特一框支剪力墻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內(nèi)筒二一特一外筒二一特一表4-5B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級
(3)確定抗震等級的幾點說明如下:①框架-剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)按基本振型計算地震作用時,若框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%,框架部分按表中框架結(jié)構(gòu)相應(yīng)的抗震等級設(shè)計。剪力墻部分的抗震等級,宜按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻的抗震等級確定,但根據(jù)具體情況,有時也可取和修正后框架部分相同的抗震等級。②部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻加強部位以上的一般部位,應(yīng)按剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻確定其抗震等級。③高層建筑主樓與裙房相連,與主樓連為整體的裙房的抗震等級不應(yīng)低于主樓相應(yīng)部分的抗震等級;裙房屋面部分的主樓上下各一層受剛度與承載力突變影響較大,抗震措施需要適當(dāng)加強。④接近或等于高度分界時,應(yīng)結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件適當(dāng)確定抗震等級。⑤抗震設(shè)計的高層建筑,當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時,地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用,地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。⑥底部帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu),其框支框架和底部加強部位筒體的抗震等級應(yīng)按框支剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用。
4.抗震概念設(shè)計原則(1)結(jié)構(gòu)的簡單性:指結(jié)構(gòu)在地震及其他荷載作用下具有明確的和直接的傳力途徑,便于建立完整、準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)計算模型。(2)結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性:建筑平面規(guī)則、平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則、對稱、均勻、減少偏心,使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞,并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào),限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。沿建筑物豎向的結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則、均勻,避免有過大的外挑和內(nèi)收,避免剛度、承載能力和傳力途徑的突變,以限制結(jié)構(gòu)在豎向第一樓層或少數(shù)幾個樓層出現(xiàn)薄弱層,以致在這些部位因產(chǎn)生應(yīng)力集中和過大的變形而使結(jié)構(gòu)不安全。(3)結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力:結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)平面在兩個主軸方向均具有足夠的剛度和抗震能力,同時還應(yīng)具有抗扭轉(zhuǎn)剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力??蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)在縱橫兩個方向布置成雙向剛接框架。
(4)結(jié)構(gòu)的整體性:由于設(shè)計內(nèi)力計算模型是建立在樓蓋平面內(nèi)剛度無限大的假定的基礎(chǔ)上,設(shè)計應(yīng)使樓蓋系統(tǒng)有足夠的平面內(nèi)剛度和抗力,并與豎向結(jié)構(gòu)有效連接,從而保證梁、板、柱、墻能共同協(xié)同工作。(5)抗震房屋應(yīng)盡可能設(shè)置多道抗震防線,并考慮第一防線被突破后,引起內(nèi)力重分布的影響不至于使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)倒塌。(6)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能構(gòu)件應(yīng)具有較高的延性和適當(dāng)?shù)膭偠龋惺茇Q向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。(7)合理控制結(jié)構(gòu)的非彈性部位(塑性鉸區(qū)),掌握結(jié)構(gòu)的屈服過程,實現(xiàn)合理的屈服機制。多高層鋼筋混凝土房屋可以歸納為兩類屈服機制:一種為總體機制,另一種為樓層機制,其他機制均可由這兩種機制組合而成。典型的樓層機制表現(xiàn)為在水平力作用下僅豎向構(gòu)件屈服,而橫向構(gòu)件處于彈性??傮w機制則表現(xiàn)為所有橫向構(gòu)件屈服而豎向構(gòu)件除根部外均處于彈性狀態(tài)。4.2結(jié)構(gòu)體系的分類及其結(jié)構(gòu)布置原則●
4.2.1結(jié)構(gòu)體系的分類●
4.2.1多高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置原則1.框架結(jié)構(gòu)體系2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系3.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系4.筒體結(jié)構(gòu)體系5.混合結(jié)構(gòu)體系1.鋼筋混凝土多高層建筑的適用高度和高寬比2.結(jié)構(gòu)布置原則●
4.2.1結(jié)構(gòu)體系的分類多高層房屋結(jié)構(gòu)體系包括水平結(jié)構(gòu)體系(樓、屋蓋系統(tǒng))和豎向結(jié)構(gòu)體系(墻、柱)。其中水平結(jié)構(gòu)體系中的樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)承受并傳遞豎向荷載給豎向構(gòu)件。并作為剛性樓蓋利用其平面內(nèi)的無限剛度協(xié)調(diào)各抗側(cè)構(gòu)件的變形和位移;豎向構(gòu)件承受并傳遞豎向荷載。豎向結(jié)構(gòu)體系的墻、柱與水平結(jié)構(gòu)體系中的梁板共同組成房屋的抗側(cè)空間結(jié)構(gòu),共同抵抗側(cè)向力作用。多高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、框支剪力墻結(jié)構(gòu),高層建筑結(jié)構(gòu)體系中還有筒體結(jié)構(gòu)(包括框架—核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu))以及其他復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)形式,如帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)形式,多塔結(jié)構(gòu)形式,另外還有型鋼—混凝土構(gòu)件組合的混合結(jié)構(gòu)形式等。下面就常見的幾種結(jié)構(gòu)體系作一些闡述。
1.框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系由框架梁、柱、板等主要構(gòu)件組成(如圖4.1所示)。按照框架布置方向的不同,框架結(jié)構(gòu)體系可分為橫向布置、縱向布置和雙向布置三種框架結(jié)構(gòu)形式(如圖4.2所示)。橫向框架布置形式是20世紀(jì)90年代以前常用的一種框架布置形式。由于當(dāng)時的條件限制,內(nèi)力分析主要是采用手算方式進(jìn)行,計算機輔助設(shè)計只能進(jìn)行簡單的平面框架內(nèi)力分析,所以房屋建筑往往布置為橫向框架、縱向聯(lián)系梁的結(jié)構(gòu)形式,其特點是橫向框架承擔(dān)豎向荷載和平行于房屋橫向的水平荷載??v向框架布置形式也是一種平面框架類型,其特點是縱向框架承擔(dān)豎向荷載和沿縱向水平荷載作用,而橫向通過聯(lián)系梁將豎向荷載傳遞到框架柱,同時聯(lián)系梁與框架立柱形成橫向框架并承擔(dān)沿橫向的水平力作用。在有抗震要求的房屋設(shè)計中,要求框架必須縱橫向布置,形成雙向框架結(jié)構(gòu)形式,以抵抗水平荷載及地震作用,雙向框架作用結(jié)構(gòu)布置形式具有較強的空間整體性,可以承受各個方向的側(cè)向力,與縱、橫向布置的單向框架比較,具有較好的抗震性能圖4.1多層框架示意圖
框架結(jié)構(gòu)的特點是柱網(wǎng)布置靈活,便于獲得較大的使用空間。延性較好,但橫向側(cè)移剛度小,水平位移大。比較適用于大空間的多層及層數(shù)較少的高層建筑??蚣芙Y(jié)構(gòu)的變形特征為剪切型(如圖4.3(b)所示)。(a)橫向框架布置(b)縱向框架布置(c)縱橫向框架布置(a)剪力墻(b)框架(c)框架-剪力墻2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指豎向承重結(jié)構(gòu)由剪力墻組成的一種房屋結(jié)構(gòu)體系,如圖4.4所示。剪力墻的主要作用除承受并傳遞豎向荷載作用外,還承擔(dān)平行于墻體平面的水平剪力?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》GB50011—2001把剪力墻稱為抗震墻。剪力墻承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點是整體性好,側(cè)向剛度大,水平力作用下側(cè)移小,并且由于沒有梁、柱等外露構(gòu)件,可以不影響房屋的使用功能。缺點是不能提供大空間房屋,結(jié)構(gòu)延性較差。剪力墻結(jié)構(gòu)適用范圍較大,從十幾層到幾十層都很常見,由于剪力墻結(jié)構(gòu)能承受更大的豎向力和水平力作用,橫向剛度大,因此比框架更適合用于高層建筑的結(jié)構(gòu)體系布置中。由于剪力墻結(jié)構(gòu)提供的房屋空間一般較小,所以比較適合用于賓館、住宅等建筑類型。當(dāng)在下部一層或幾層需要更大空間時,往往在下部取消部分剪力墻,形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特征是彎曲型(如圖4.3(a)所示)。圖4.4剪力墻結(jié)構(gòu)3.框架-剪力三墻結(jié)三構(gòu)體三系框架三-剪三力墻三結(jié)構(gòu)三體系三是指三由框三架和三剪力三墻共三同作三為豎三向承三重結(jié)三構(gòu)的三多(三高)三層房三屋結(jié)三構(gòu)體三系,三如圖三4.三5所三示。三由于三框架三的主三要特三點是三能獲三得大三空間三房屋三,房三間布三置靈三活,三而其三主要三弱點三是側(cè)三向剛?cè)刃∪?,?cè)三移大三。而三剪力三墻結(jié)三構(gòu)側(cè)三向剛?cè)却笕?,?cè)三移小三,但三不能三提供三靈活三的大三空間三房屋三。框三架-三剪力三墻結(jié)三構(gòu)體三系則三充分三發(fā)揮三他們?nèi)髯匀奶厝c,三既能三獲得三大空三間的三靈活三空間三,又三具有三較強三的側(cè)三向剛?cè)?。三所以三這種三結(jié)構(gòu)三形式三在房三屋設(shè)三計中三比較三常用三。在框三架-三剪力三墻結(jié)三構(gòu)體三系中三,框三架往三往只三承受三并傳三遞豎三向荷三載,三而水三平荷三載及三地震三作用三主要三由剪三力墻三承擔(dān)三。一三般情三況下三,剪三力墻三可承三受7三0%三~9三0%三的水三平荷三載作三用。剪力三墻在三建筑三平面三上的三布置三,應(yīng)三按均三勻、三分散三、對三稱周三邊的三原則三考慮三,并三宜沿三縱橫三兩個三方向三布置三。剪三力墻三宜布三置在三建筑三物的三周邊三附近三,恒三載較三大處三及建三筑平三面變?nèi)幦蜆侨蓍g三和電三梯的三周圍三;剪三力墻三宜貫三穿建三筑物三的全三高,三宜避三免剛?cè)韧蝗儯蝗袅θ龎﹂_三洞時三,洞三口宜三上下三對齊三。建三筑物三縱(三橫)三向區(qū)三段較三長時三,縱三(橫三)向三剪力三墻不三宜集三中布三置在三端開三間,三不宜三在變?nèi)慰p三兩側(cè)三同時三設(shè)置三剪力三墻。圖4三.5三框架三-剪三力墻三結(jié)構(gòu)三體系4.筒體三結(jié)構(gòu)三體系體結(jié)三構(gòu)主三要包三括框三架-三核心三筒結(jié)三構(gòu)與三筒中三筒結(jié)三構(gòu)(如圖4.三6所示)。框架三核心三筒結(jié)三構(gòu)由三實體三核心三筒和三外框三架構(gòu)三成。三一般三將樓三電梯三間及三一些三服務(wù)三用房三集中三在核三心筒三內(nèi);三其他三需要三較大三空間三的辦三公用三房、三商業(yè)三用房三等布三置在三外框三架部三分。核心三筒實三體是三由兩三個方三向的三剪力三墻構(gòu)三成的三封閉三的空三間結(jié)三構(gòu),三它具三有很三好的三整體三性與三抗側(cè)三剛度三,其三水平三截面三為單三孔或三多孔三的箱三形截三面。三它既三可以三承擔(dān)三豎向三荷載三,又三可以三承擔(dān)三任意三方向三的水三平側(cè)三向力三作用三。由三于核三心筒三在高三層建三筑中三往往三布置三在平三面的三中心三部位三,而三在其三四周三布置三功能三空間三,核三心筒三也因三此而三得名三。筒中三筒結(jié)三構(gòu)是三由實三體的三內(nèi)筒三與空三腹的三外筒三組成三,空三腹外三筒是三由布三置在三建筑三物四三圍的三密集三立柱三與高三跨比三很大三的橫三向窗三間梁三所構(gòu)三成的三一個三多孔三筒體三。筒三中筒三結(jié)構(gòu)三體系三具有三更大三的整三體性三和抗三側(cè)剛?cè)?,三因此三適用三于高三度很三大的三建筑三。除上三述兩三種筒三體結(jié)三構(gòu)形三式外三,還三有多三重筒三結(jié)構(gòu)三、成三束筒三結(jié)構(gòu)三等。三筒體三為適三應(yīng)各三種建三筑功三能的三要求三,還三可以三與框三架或三剪力三墻相三結(jié)合三,形三成各三自獨三特的三結(jié)構(gòu)三方案三??蚣苋巳耐踩Y(jié)構(gòu)(b)筒中三筒結(jié)三構(gòu)圖4.三6筒體三結(jié)構(gòu)5.混合三結(jié)構(gòu)三體系混合三結(jié)構(gòu)三體系三是由三多種三不同三材料三構(gòu)件三組成三的結(jié)三構(gòu)體三系。三如:三鋼管三混凝三土構(gòu)三件和三型鋼三混凝三土構(gòu)三件等三。由三于不三同材三料制三成的三構(gòu)件三有不三同的三特征三,并三且各三自有三其明三顯的三優(yōu)點三,采三用混三合結(jié)三構(gòu)的三目的三就是三通過三對各三種材三料構(gòu)三件的三優(yōu)化三組合三,來三充分三發(fā)揮三各種三材料三及構(gòu)三件的三優(yōu)越三性能三。鋼管三混凝三土構(gòu)三件是三有效三利用三混凝三土的三約束三強度三,在三三向三約束三下,三混凝三土的三抗壓三強度三比單三向抗三壓強三度可三提高三幾倍三。利三用這三一特三點而三組合三的鋼三管混三凝土三最適三合用三于以三受壓三為主三的軸三心受三壓及三小偏三心受三壓柱三及其三他受三壓構(gòu)三件。型鋼三混凝三土構(gòu)三件是三在混三凝土三中主三要配三置型三鋼的三構(gòu)件三。一三般也三配置三一些三構(gòu)造三鋼筋三及輔三助受三力鋼三筋。三它可三以制三作成三柱、三梁、三剪力三墻、三筒體三等豎三向傳三力構(gòu)三件。三型鋼三混凝三土的三特點三是強三度高三、剛?cè)却笕?、截三面小三、延三性好三、防三火性三能好三。建三筑師三常常三將其三與鋼三結(jié)構(gòu)三混合三使用三來建三設(shè)超三高層三建筑三。即三下部三采用三型鋼三混凝三土構(gòu)三件,三上部三為鋼三結(jié)構(gòu)三,以三增大三建筑三的剛?cè)?,三減少三水平三荷載三作用三下的三側(cè)移三。型三鋼混三凝土三結(jié)構(gòu)三還可三以與三鋼筋三混凝三土結(jié)三構(gòu)混三合使三用。●4.三2.三2多高三層建三筑結(jié)三構(gòu)的三結(jié)構(gòu)三布置三原則1.鋼筋三混凝三土多三高層三建筑三的適三用高三度和三高寬三比各種三結(jié)構(gòu)三體系三有其三各自三的優(yōu)三缺點三,同三時也三有它三的經(jīng)三濟合三理的三適用三范圍三。設(shè)三計人三員應(yīng)三根據(jù)三建筑三的用三途及三功能三、建三筑高三度、三荷載三情況三、抗三震等三級和三所具三備的三物質(zhì)三與施三工技三術(shù)條三件等三因素三來確三定結(jié)三構(gòu)形三式和三結(jié)構(gòu)三體系三類型三。A級高三度鋼三筋混三凝土三高層三建筑三的適三宜高三寬比三見表三4-三6。結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度、7度8度9度框架、板柱-剪力墻5566432框架-剪力墻543剪力墻654筒中筒、框架-核心筒654表4三-6A級高三度鋼三筋混三凝土三高層三建筑三結(jié)構(gòu)三適用三的最三大高三寬比2.三結(jié)構(gòu)三布置三原則比(1三)三選擇三合理三的結(jié)三構(gòu)體三系。三合理三的結(jié)三構(gòu)體三系的三選擇三與建三筑的三使用三功能三有密三切關(guān)三系,三如商三場辦三公樓三、賓三館等三需要三大空三間,三常采三用框三架或三框架三—剪三力墻三結(jié)構(gòu)三,而三住宅三常采三用剪三力墻三結(jié)構(gòu)三等。三建筑三高度三也是三選擇三合理三結(jié)構(gòu)三體系三的主三要因三素之三一,三如1三0層三以下三的建三筑通三常采三用框三架結(jié)三構(gòu)。三10三層以三上的三建筑三常選三擇框三架—三剪力三墻結(jié)三構(gòu)形三式,三而3三0層三以上三的建三筑宜三選擇三框筒三結(jié)構(gòu)三體系三等。(2三)三結(jié)構(gòu)三平面三布置三要有三利于三抵抗三水平三和豎三向荷三載,三受力三明確三,傳三力直三接。三結(jié)構(gòu)三平面三宜均三勻、三對稱三,減三少扭三轉(zhuǎn)的三影響三。在三抗震三設(shè)防三區(qū),三多高三層建三筑的三平面三形狀三宜簡三單對三稱、三規(guī)則三、傳三力直三接、三體型三盡量三簡單三,以三減少三震害三。當(dāng)三建筑三平面三復(fù)雜三時,三應(yīng)通三過設(shè)三置變?nèi)慰p三來劃三分結(jié)三構(gòu)平三面單三元,三使每三個結(jié)三構(gòu)單三元的三平面三滿足三上述三要求三??谷鹪O(shè)三計A級高三度鋼三筋混三凝土三高層三建筑三平面三長度三不宜三過長三,突三出部三分長三度不三宜過三大(三如圖三4.三7所三示)三。圖4三.7三建筑三平面三示意三圖(3三)三結(jié)構(gòu)三豎向三布置三應(yīng)力三求自三下而三上剛?cè)茸內(nèi)齽?,三體型三均勻三不突三變,三外形三盡量三減少三外挑三、內(nèi)三收等三。歷三次地三震震三害表三明:三結(jié)構(gòu)三剛度三沿豎三向突三變、三外挑三、內(nèi)三收等三都會三在某三些樓三層產(chǎn)三生大三的變?nèi)魏腿龖?yīng)力三集中三,出三現(xiàn)嚴(yán)三重的三震害三和破三壞。三多高三層建三筑當(dāng)三結(jié)構(gòu)三上部三樓層三收進(jìn)三部位三到室三外地三面高三度H1與房三屋高三度H之比三大于三0.三2時三,上三部樓三層收三進(jìn)后三的水三平尺三寸B1,不宜三小于三0.三75B(如圖三4.三8(a)和圖三4.三8(b)所示三);三當(dāng)上三部結(jié)三構(gòu)樓三層相三對于三下部三樓層三外挑三時,B≥0三.9B1,且a≤4三m三(如圖三4.三8(c)和圖三4.三8(d)所示三)。圖4三.8三結(jié)構(gòu)三豎向三收進(jìn)三和外三挑示三意圖(4三)三合理三設(shè)置三變形三縫,三變形三縫包三括伸三縮縫三、沉三降縫三和防三震縫三。設(shè)三置伸三縮縫三可以三減少三溫度三應(yīng)力三的影三響,三沉降三縫可三以防三止建三筑的三不均三勻沉三降,三防震三縫可三以簡三化結(jié)三構(gòu)單三元,三減少三震害三。當(dāng)三然,三在多三高層三建筑三結(jié)構(gòu)三中,三應(yīng)盡三量少三設(shè)置三或不三設(shè)置三變形三縫。三混凝三土澆三筑采三用后三澆帶三分段三施工三是減三少變?nèi)慰p三設(shè)置三的重三要手三段之三一。三后澆三帶可三以選三擇在三結(jié)構(gòu)三受力三影響三較小三,結(jié)三構(gòu)截三面簡三單、三施工三方便三的位三置曲三折通三過。三后澆三帶通三常每三30m~三40三m設(shè)置三一道三,寬三度8三00mm三~1三00三0三mm三。一般三鋼筋三貫穿三不切三斷,三且要三配置三適量三的加三強鋼三筋。三后澆三帶混三凝土三澆筑三時應(yīng)三將兩三側(cè)的三混凝三土鑿三毛,三在澆三灌比三設(shè)計三強度三高一三等級三的無三收縮三混凝三土,三振搗三密實三,并三加強三養(yǎng)護(hù)三。當(dāng)三后澆三帶是三為減三少混三凝土三施工三過程三中的三溫度三應(yīng)力三時,三后澆三帶的三保留三時間三不宜三少于三兩個三月,三當(dāng)后三澆帶三是為三調(diào)整三結(jié)構(gòu)三不均三勻沉三降而三設(shè)置三時,三后澆三帶后三澆混三凝土三應(yīng)在三兩側(cè)三結(jié)構(gòu)三單元三沉降三基本三穩(wěn)定三后再三進(jìn)行三澆筑三。在三抗震三設(shè)計三中,三變形三縫的三寬度三必須三同時三滿足三防震三縫的三寬度三要求三。①三伸縮三縫:三為防三止結(jié)三構(gòu)因三溫度三變化三和混三凝土三收縮三而產(chǎn)三生裂三縫,三常隔三一定三距離三用伸三縮縫三分開三?;烊寥炜s三縫的三最大三間距三應(yīng)符三合表三4-三9的三規(guī)定三。在三設(shè)計三中應(yīng)三考慮三以下三幾個三因素三:裝配三整體三式結(jié)三構(gòu)房三屋的三伸縮三縫間三距按三表4三-9三中現(xiàn)三澆式三數(shù)值三采用三??蚣苋羧θY(jié)構(gòu)三或框三架核三心筒三結(jié)構(gòu)三的伸三縮縫三可根三據(jù)結(jié)三構(gòu)具三體布三置,三取表三4-三9中三框架三與剪三力墻三結(jié)構(gòu)三之間三的值三。屋面三無保三溫或三隔熱三措施三時,三框架三剪力三墻結(jié)三構(gòu)按三露天三數(shù)值三采用三。位于三氣候三干燥三區(qū)、三夏季三炎熱三且暴三雨頻三繁區(qū)三的結(jié)三構(gòu)或三經(jīng)常三處于三高溫三作用三的結(jié)三構(gòu),三室內(nèi)三結(jié)構(gòu)三因施三工長三時間三外露三以及三采用三滑模三施工三的剪三力墻三結(jié)構(gòu)三,采三用表三4-三9中三數(shù)值三應(yīng)相三應(yīng)的三減小三?;炷敛扇煤笕凉矌┕と蛉捎萌龑iT三的預(yù)三加應(yīng)三力措三施時三,表三4-三9中三數(shù)值三可以三適當(dāng)三加大三。通三過施三加預(yù)三應(yīng)力三,在三混凝三土中三產(chǎn)生三預(yù)壓三應(yīng)力三,可三以抵三抗鋼三筋混三凝土三在干三縮或三冷縮三時產(chǎn)三生拉三應(yīng)力三,使三混凝三土延三時開三裂或三不開三裂。②三沉降三縫:三高層三建筑三解決三建筑三各部三分沉三降差三大體三上有三三種三方法三處理三:其三一是三設(shè)置三沉降三縫,三稱為三“放三”;三其二三是采三用端三承樁三或利三用剛?cè)容^三大的三其他三基礎(chǔ)三來避三免和三抵抗三沉降三差,三稱之三為“三抗”三;其三三是三采用三留后三澆帶三來作三為臨三時沉三降縫三等沉三降基三本穩(wěn)三定后三再連三為整三體,三不設(shè)三永久三性沉三降縫三,稱三為“三調(diào)”三。沉降三縫一三般在三下列三部位三設(shè)置三:建筑三平面三轉(zhuǎn)折三部位三。高度三差異三較大三處。地基三土的三壓縮三性有三明顯三的差三異處三。建筑三結(jié)構(gòu)三或基三礎(chǔ)類三型不三同處三。分期三建設(shè)三房屋三交界三處。沉降三縫設(shè)三置的三寬度三為:三二、三三層三取5三0mm三~8三0三mm三,四、三五層三取8三0mm三~1三20三m三m,五層三以上三不小三于1三20mm三。在沉三降縫三處房三屋應(yīng)三連同三基礎(chǔ)三一起三斷開三。③防震三縫:三建筑三物各三部分三層數(shù)三、質(zhì)三量、三剛度三差異三過大三或有三錯層三時,三采用三防震三縫分三開。三防震三縫最三小寬三度要三求:三框架三結(jié)構(gòu)三高度三不超三過15m的部三分可三取70mm;超過15m的部三分,6度、7度、8度和9度相三應(yīng)每三增加5m,4三m,3三m和2m宜加三寬20mm;框架三-剪三力墻三和剪三力墻三可分三別按三上述三數(shù)字三的70三%和50三%采用三,且三不應(yīng)三小于70mm。4.三3框架三結(jié)構(gòu)三設(shè)計●4.三3.三1框架三結(jié)構(gòu)三的計三算簡三圖●4.三3.三2荷載三計算●4.三3.三3框架三結(jié)構(gòu)三的內(nèi)三力分三析●4.三3.三4框架三結(jié)構(gòu)三水平三荷載三作用三下側(cè)三移的三近似三計算●4.三3.三5框架三結(jié)構(gòu)三最不三利內(nèi)三力組三合●4.三3.三6框架三結(jié)構(gòu)三的構(gòu)三造設(shè)三計●4.三3.三1框架三結(jié)構(gòu)三的計三算簡三圖1.截面三尺寸三的估三算框架三結(jié)構(gòu)三梁高h(yuǎn)一般三為梁三跨度三(e)的1三/1三8~三1/三10三,梁三凈跨三與截三面高三度之三比不三宜小三于4三,當(dāng)三采用三扁梁三形式三時,三梁高三可以三按規(guī)三定的三高跨三比下三限采三用,三而當(dāng)三荷載三較大三時,三可以三取高三跨比三的上三限值三。而三梁寬b通常三取梁三高(h)的1三/3三~1三/2三,且三不宜三小于三20三0。三當(dāng)梁三上荷三載作三用較三大時三,還三可以三按假三定單三跨簡三支梁三最大三彎距三的0三.6三~0三.8三倍初三選截三面尺三寸??蚣苋呷唇ㄈ尤逪的1三/1三5~三1/三10三估算三。在三抗震三設(shè)計三中,三還可三以按三所受三上部三荷載三估算三值通三過軸三壓比三限值三初步三確定三柱載三面尺三寸,三其中三上部三荷載三估算三可按三以下三數(shù)據(jù)三取用三:框三架結(jié)三構(gòu)和三框架三—剪三力墻三結(jié)構(gòu)三單位三建筑三面積三的豎三向總?cè)奢d三大約三可取三12kN/m2~1三4kN/m2,剪力三墻和三筒體三結(jié)構(gòu)三大約三取1三4kN/m2~1三6kN/m2。2.計算三單元三的確三定框架三結(jié)構(gòu)三建筑三是一三個由三縱橫三向框三架組三成的三空間三結(jié)構(gòu)三體系三。在三一般三情況三下,三為簡三化計三算,三常常三把它三們簡三化成三平面三框架三進(jìn)行三內(nèi)力三分析三計算三。例三如橫三向框三架結(jié)三構(gòu)布三置體三系就三是把三結(jié)構(gòu)三簡化三為橫三向平三面框三架而三縱向三簡化三為聯(lián)三系梁三受力三的一三種簡三化模三式(三如圖三4.三9(a)所示三)。在平三面框三架結(jié)三構(gòu)設(shè)三計中三,當(dāng)三結(jié)構(gòu)三布置三相同三時,三一般三取中三間有三代表三性的三一榀三或幾三榀橫三向框三架進(jìn)三行內(nèi)三力分三析。圖4三.9三框架三結(jié)構(gòu)三計算三簡圖3.框架三的層三高與三跨度框架三的跨三度e按柱三的軸三線距三離確三定,三而柱三的層三高對三于樓三層而三言取三梁面三到下三層梁三面的三高度三,對三于底三層則三取基三礎(chǔ)頂三面(三或基三礎(chǔ)梁三頂面三)至三梁面三的距三離(三如圖三4.三9(b)所示三)。4.節(jié)點三簡化框架三節(jié)點三受力三是相三當(dāng)復(fù)三雜的三,通三常根三據(jù)實三際情三況把三其簡三化為三剛性三、鉸三接或三半鉸三接幾三種類三型。三在現(xiàn)三澆鋼三筋混三凝土三結(jié)構(gòu)三中,三梁和三柱的三縱向三受力三均勻三穿過三節(jié)點三或錨三入節(jié)三點區(qū)三。節(jié)三點核三心區(qū)三和梁三柱混三凝土三一次三澆搗三,通三常把三其簡三化為三剛性三節(jié)點三。裝三配框三架整三澆式三節(jié)點三是使三用后三澆混三凝土三將梁三與柱三連接三部位三的節(jié)三點澆三筑為三整體三的一三種連三接方三式,三節(jié)點三整體三性可三靠,三可簡三化為三剛性三節(jié)點三?,F(xiàn)澆三柱預(yù)三制梁三框架三是全三裝配三式結(jié)三構(gòu)的三一種三發(fā)展三。由三于柱三與節(jié)三點部三位在三現(xiàn)場三同時三澆筑三混凝三土,三整體三性可三靠,三可簡三化為三剛性三節(jié)點三。全裝三配式三框架三結(jié)構(gòu)三則是三在梁三底和三柱的三某些三部位三預(yù)埋三鋼板三,安三裝就三位后三進(jìn)行三再焊三接。三由于三鋼結(jié)三構(gòu)節(jié)三點的三自身三變形三能力三較大三,焊三接質(zhì)三量也三難以三保證三,梁三柱間三會產(chǎn)三生一三定的三轉(zhuǎn)動三;因三此,三這類三節(jié)點三不可三以簡三化為三鉸接三點或三半鉸三接點三??蚣苋Y(jié)構(gòu)三支座三通常三情況三下可三簡化三為固三定支三座。三當(dāng)采三用預(yù)三制柱三杯形三基礎(chǔ)三時,三則應(yīng)三視構(gòu)三造措三施的三不同三而分三別簡三化為三鉸支三座和三其他三支座三形式三。5.截面三彎曲三剛度EI與線三剛度I如圖三4.三10三所示三,梁AB的三,三其中三為三混凝三土彈三性模三量。三為三梁AB的截三面慣三性距三。在三計算三時三應(yīng)考三慮樓三板的T形截三面的三影響三。因三為框三架梁三在梁三端承三受負(fù)三彎距三。樓三板對三影三響較三小,三而在三跨中三部位三,由三于承三受正三彎距三作用三,樓三板對三截面三彎曲三剛度三的影三響就三較大三。為三簡化三計算三,我三們以三梁矩三形截三面計三算截三面慣三性距I0,I0=b1h13/1三2,并作三以下三修正三:預(yù)制三樓板三結(jié)構(gòu)三:I0裝配三整體三式樓三蓋:三(1三.2三0~三1.三50三)現(xiàn)澆三整體三樓蓋三:三(三1.三50三~2三.0三)柱CD的EcIz/Hl為柱三平面三內(nèi)慣三性矩三。圖4三.1三0三框三架剖三面示三意圖●4.三3.三2荷載三計算1.荷載三的種三類作用三于框三架結(jié)三構(gòu)的三荷載三按作三用方三向可三以分三為豎三向荷三載和三水平三荷載三。荷三載按三作用三性質(zhì)三可以三分為三永久三性荷三載和三可變?nèi)奢d三及偶三然荷三載。三永久三荷載三包括三結(jié)構(gòu)三自重三、固三定設(shè)三備自三重、三裝飾三及粉三刷自三重、三土壓三力、三預(yù)應(yīng)三力等三??扇兒扇d有三:樓三面及三屋面三活荷三載、三雪荷三載、三風(fēng)荷三載、三積灰三荷載三、吊三車荷三載、三施工三荷載三等。三偶然三荷載三有爆三炸力三和撞三擊力三等。在抗三震設(shè)三防區(qū)三,多三高層三建筑三還要三考慮三地震三作用三,一三般情三況下三應(yīng)允三許在三結(jié)構(gòu)三兩個三主軸三方向三分別三考慮三水平三地震三作用三計算三;8三、9三度抗三震設(shè)三防時三,多三高層三建筑三中大三跨度三和長三懸臂三結(jié)構(gòu)三應(yīng)考三慮豎三向地三震作三用;三9度三設(shè)防三區(qū)應(yīng)三計算三豎向三地震三作用三。2.荷載三取值各種三荷載三的取三值按三《建三筑結(jié)三構(gòu)荷三載規(guī)三范》GB三5三00三09三—2三00三1及《三全國三民用三建筑三工程三設(shè)計三技術(shù)三措施三》的三有關(guān)三補充三規(guī)定三取值三。但三在設(shè)三計中三應(yīng)考三慮以三下因三素:(1三)三規(guī)范三所給三定的三各項三活荷三載,三適用三于一三般條三件,三當(dāng)荷三載較三大時三或情三況特三殊時三,應(yīng)三按實三際情三況采三用。(2三)三設(shè)計三樓面三梁、三墻、三柱及三基礎(chǔ)三時,三按相三關(guān)規(guī)三范取三值時三應(yīng)乘三以相三應(yīng)的三折減三系數(shù)三。(3三)三樓面三上的三局部三荷載三可以三換算三為等三效均三布活三荷載三。(4三)三多層三與高三層建三筑風(fēng)三荷載三計算三時,三一般三情況三下基三本風(fēng)三壓值三按5三0年三重現(xiàn)三期采三用,三但不三得小三于0三.3kN/m2。對于三特別三重要三和對三風(fēng)荷三載作三用比三較敏三感的三高層三建筑三(高三度大三于6三0m)應(yīng)按三10三0年三重現(xiàn)三期風(fēng)三壓值三采用三。如三果沒三有1三00三年重三現(xiàn)期三風(fēng)壓三值資三料時三,可三以近三似采三用5三0年三重現(xiàn)三期風(fēng)三壓值三乘以三增大三系數(shù)三1.三1取三值。(5三)三對于三樓面三活荷三載標(biāo)三準(zhǔn)值三大于三2.三0kN/m2或跨三度相三差較三大的三房屋三建筑三,按三彈性三方法三計算三框架三和連三續(xù)梁三(板三)的三內(nèi)力三時,三應(yīng)考三慮活三載不三利布三置。3.荷載三的簡三化1)三次三梁傳三遞給三主梁三的集三中荷三載,三可按三假設(shè)三次梁三為單三跨簡三支梁三進(jìn)行三計算三。(2三)三次要三荷載三在不三太影三響主三要受三力截三面內(nèi)三力時三,可三以改三為主三要荷三載形三式,三以簡三化內(nèi)三力計三算。(3三)三三角三形或三梯形三分布三荷載三可以三轉(zhuǎn)化三為等三效均三布荷三載計三算?!?.三3.三3框架三結(jié)構(gòu)三的內(nèi)三力分三析框架三結(jié)構(gòu)三的內(nèi)三力分三析隨三著計三算機三的普三及以三及相三應(yīng)的三計算三軟件三開發(fā)三的逐三步成三熟,三人們?nèi)絹砣揭廊嚭腿邮苋糜嬋銠C三電算三程序三進(jìn)行三精確三的內(nèi)三力分三析。三我們?nèi)?jīng)常三遇到三的計三算機三內(nèi)力三分析三程序三大多三是根三據(jù)結(jié)三構(gòu)力三學(xué)位三移法三的基三本原三理編三制的三計算三程序三,由三電腦三直接三求出三結(jié)構(gòu)三的變?nèi)?、三?nèi)力三以至三各截三面的三配筋三。目三前,三框架三的手三工計三算內(nèi)三力和三位移三的方三法往三往只三限于三對電三算結(jié)三果的三復(fù)核三或者三是在三初步三設(shè)計三時進(jìn)三行粗三略估三算,三這時三設(shè)計三人員三常常三把空三間框三架簡三化為三平面三框架三結(jié)構(gòu)三,再三通過三手算三方法三進(jìn)行三內(nèi)力三分析三。由于三一般三結(jié)構(gòu)三力學(xué)三的彎三矩分三配法三、迭三代法三等計三算相三當(dāng)?shù)娜彪s三,人三們往三往采三用分三層法三、反三彎點三法、D值法三等近三似的三分析三方法三來進(jìn)三行內(nèi)三力計三算,三下面三僅對三豎向三荷載三作用三下的三分層三法和三水平三荷載三作用三下的三反彎三點法三的計三算思三路進(jìn)三行介三紹。1.豎向三荷載三作用三下的三內(nèi)力三近似三計算——“分三層法三”根據(jù)三用位三移法三或力三法等三解多三層多三跨框三架在三豎向三荷載三作用三下的三計算三結(jié)果三可知三,豎三向荷三載的三側(cè)移三很小三,而三且每三層梁三上的三荷載三對其三他各三層梁三的影三響也三很小三。為三了簡三化計三算做三如下三假定三:(1三)三豎向三荷載三作用三下,三多層三多跨三框架三的側(cè)三移可三忽略三不計三。(2三)三每層三梁上三的荷三載對三其他三各層三梁的三影響三可忽三略不三計。按上三述假三定,三計算三時可三將各三層梁三及其三上、三下柱三所組三成的三框架三作為三一個三獨立三的計三算單三元分三層計三算。三分層三計算三所得三梁的三彎矩三即為三其最三后的三彎矩三;而三每一三柱分三屬上三、下三兩層三,所三以每三一柱三的彎三矩需三由上三、下三兩層三計算三所得三的彎三矩值三疊加三而得三到。通常三,可三以用三力矩三分配三法求三出各三層框三架的三彎矩三圖,三然后三疊加三,即三得其三最終三彎矩三值。由于三在分三層計三算時三,假三定上三、下三柱的三遠(yuǎn)端三是固三定的三,而三實際三上是三有轉(zhuǎn)三角產(chǎn)三生,三是彈三性節(jié)三點,三因此三為了三改善三由于三這種三假定三帶來三的誤三差,三根據(jù)三經(jīng)驗三,除三底層三各柱三以外三,可三將其三他各三層立三柱的三線剛?cè)染艘匀粋€三折減三系數(shù)0.三9,并三取其三傳遞三系數(shù)三為1/三3??蚣苋?jié)點三處的三最終三彎矩三之和三常不三等于三零而三接近三于零三。這三是由三于分三層計三算所三引起三的。三若欲三進(jìn)一三步修三正,三則可三對此三節(jié)點三的不三平衡三力矩三再作三一次三彎矩三分配三。圖4三.1三1三分三層法三計算三簡圖2.水平三荷載三作用三下的三內(nèi)力三近似三計算——“反三彎點三法”在水三平荷三載作三用下三,我三們不三能再三用分三層法三分析三框架三內(nèi)力三,這三是因三為分三層法三的兩三個基三本假三定已三不再三適用三。多層三多跨三框架三在風(fēng)三荷載三或其三他水三平荷三載作三用下三,其三荷載三一般三都可三化為三受節(jié)三點水三平集三中力三的作三用,三其彎三矩圖三如圖三4.三12三(a)所示三。各三桿的三彎矩三圖都三是直三線,三每個三立柱三一般三都有三一個三反彎三點。三當(dāng)然三,各三柱的三反彎三點位三置未三必相三同。三圖4三.1三2(b)所示三為該三框架三受力三后的三變形三圖,三各柱三的上三、下三端既三有水三平位三移,三又有三角位三移(三即柱三端轉(zhuǎn)三角)三。如果三框架三的各三端都三不缺三梁且三不考三慮軸三力所三引起三各桿三的變?nèi)?,三則在三同一三橫梁三標(biāo)高三處,三各柱三端都三將產(chǎn)三生一三個相三同的三水平三位移三,同三一層三各柱三上下三端的三水平三位移三差Δ也相三等。三其次三,如三果梁三的線三剛度三比柱三的線三剛度三大得三多時三(例三如ib≥三),上述三的節(jié)三點角三位移三就很三小。三如果三能求三出各三柱的三剪力三及其三反彎三點的三位置三,則三柱和三梁的三彎矩三都可三求得三,所三以對三在水三平荷三載作三用下三的框三架近三似計三算,三一是三需確三定各三柱間三的剪三力分三配比三,二三是確三定各三柱的三反彎三點位三置。為了三方便三計算三,做三如下三假定三:(1三)在確三定各三柱間三的剪三力分三配比三時,三認(rèn)為三梁的三線剛?cè)扰c三柱的三線剛?cè)戎葹槿裏o限三大,三略去三梁本三身的三變形三,認(rèn)三為各三柱上三下兩三端都三不發(fā)三生角三位移三,框三架節(jié)三點只三有側(cè)三移,三且同三層各三柱的三側(cè)移三均相三同。(2三)在確三定各三柱的三反彎三點位三置時三,又三認(rèn)為三除底三層以三外的三各層三柱受三力后三的上三下兩三端將三產(chǎn)生三相同三的轉(zhuǎn)三角,三即假三定柱三的反三彎點三位于三柱中三間。(3三)梁端三彎矩三可由三節(jié)點三平衡三條件三求出三。以圖三4.三12三所示三的多三層框三架為三例,三將框三架沿三頂層三各柱三的反三彎點三處切三開以三示出三剪力三與軸三力,三按水三平力三的平三衡條三件(三如圖三4.三13三(a)所示三)得三:(a)三(三b)圖4三.1三3三框三架柱三剪力三計算三圖圖4三.1三2三框三架在三水平三荷載三作用三下的三彎矩三和變?nèi)问救鈭D由假三定(1三)得上式三中的三稱三為該三柱的三側(cè)移三剛度三,也三稱為三抗剪三剛度三,表三示柱三端產(chǎn)三生單三位水三平位三移=1時,三在柱三端所三需要三施加三的水三平力三大小三。稱為三線剛?cè)?,h為層三高。三因此所以由此三得根據(jù)三假定三2可三知:三除底三層外三的各三層柱三,其三反彎三點位三于該三柱的三高度三中央三,底三層柱三的反三彎點三則位三于離三柱底三2/三3的三底層三層高三處。有了三各柱三的剪三力,三確定三了反三彎點三位置三后,三頂層三各柱三的彎三矩圖三就可三繪出三。根三據(jù)假三定3三,頂三層各三梁的三彎矩三圖也三可求三得。三同理三可求三出其三他各三層的三彎矩三圖。三例如三求第三三層三各柱三的剪三力時三,只三需取三第三三層柱三的反三彎點三以上三部分三作為三隔離三體即三可(三如圖三4.三13三(b)所示三)。三這樣三可得三:于是三,第三三層三柱與三梁的三彎矩三圖即三可繪三出。三其他三各層三柱與三梁的三彎矩三圖也三可繪三出。●4.三3.三4框架三結(jié)構(gòu)三水平三荷載三作用三下側(cè)三移的三近似三計算由梁三柱彎三曲變?nèi)我鸬娜齻?cè)移三可以三用“D值法三”相三關(guān)公三式計三算(三“D值法三”參三見相三關(guān)書三籍)三。由三,可以三得第j層框三架層三間水三平位三移:由上三式可三以看三出,三框架三結(jié)構(gòu)三水平三荷載三作用三下的三層間三位移三與外三荷載三在該三層間三產(chǎn)生三的剪三力成三正比三,其三側(cè)移三曲線三與懸三臂梁三的剪三切變?nèi)吻€一三致,三故稱三這種三變形三為總?cè)w剪三切變?nèi)?三如圖三4.三14三所示三),三而總?cè)w彎三曲變?nèi)问侨煽蛉軆扇齻?cè)邊三柱中三軸力三引起三柱子三伸長三或縮三短所三致的三變形三,它三與懸三臂梁三的彎三曲變?nèi)我?guī)三律一三致,三故稱三之為三總體三彎曲三變形三(如三圖4三.1三5所三示)三。這種三變形三可按三下式三近似三計算三:如圖三4.三15三所示三,框三架內(nèi)三柱接三近高三層中三部,三受力三較小三,令三其軸三力為三零。三外柱三中的三軸力三可近三似為三:(4三-2三)式中三:M——上部三水平三荷載三對該三高程三處所三引起三的彎三矩。B——外柱三軸線三間的三距離三。圖4三.1三4三框三架剪三切變?nèi)蝹?cè)三移圖當(dāng)房三屋層三數(shù)較三多時三,可三把框三架連三續(xù)化三??蛉茼斎c的三最大三水平三位移Δ為。(4三-3三)式中三:三——三單位三水平三力作三用于三框架三頂端三時邊三柱的三軸力三。N——外荷三載q(z)引起三的邊三柱的三軸力三是z的函三數(shù)。A——邊柱三截面三面積三,是z的函三數(shù)。圖4三.1三5三框三架彎三曲變?nèi)蝹?cè)三移圖設(shè)邊三柱截三面面三積沿z為線三性變?nèi)礊槭街腥篈t和Ab——分別三為頂三層與三底層三邊柱三的截三面面三積。將式三(4三-4三)代三入式三(4三-3三),三即可三求出Δ。當(dāng)框三架頂三部受三集中三力F時,積分三得當(dāng)n=1時,F(xiàn)n=2三/3三;當(dāng)n=0時,F(xiàn)n=1三。Fn為一三與n有關(guān)三的系三數(shù),三計算三較繁三,故三也可三直接三從表三4-三10三查得三。nFn0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0上端
集中
荷載1.00.930.880.840.800.760.740.720.700.680.67倒三
角形
荷載0.50.480.460.440.420.410.3950.3850.380.3750.37均布荷載0.330.320.300.290.280.270.2650.2550.250.250.26同樣三,當(dāng)三框架三受水三平均三布荷三載或三沿房三屋全三高受三倒三三角形三分布三的水三平荷三載時三,也三可寫三成式三(4三-5三)的三形式三,但三此時Fn值的三表達(dá)三式已三不再三是上三面所三表示三的那三樣,三但Fn的值三可直三接由三表4三-1三0查三得。三此時三公式三中的F為沿三房屋三全高三水平三荷載三的總?cè)停?dāng)荷三載為三均布三時,F(xiàn)=qH;當(dāng)為三倒三三角形三分布三荷載三時,三。架結(jié)三構(gòu)從三總體三上講三,其三變形三特征三為剪三切形三如圖三4.三3(b)所示三。在一三般情三況下三我們?nèi)豢既龖]由三梁、三柱彎三曲變?nèi)味鹑膫?cè)三移,三而由三柱軸三力所三引起三的位三移往三往忽三略不三計,三但當(dāng)三框架三高度三超過三50m,或建三筑高三度高三寬比H/三B>三4時,三柱頂三點由三軸力三引起三的位三移可三以達(dá)三到剪三切變?nèi)蝹?cè)三移量三的5三%~三11三%左三右,三設(shè)計三時應(yīng)三同時三考慮三兩者三共同三產(chǎn)生三的位三移。多高三層建三筑框三架結(jié)三構(gòu)在三水平三荷載三作用三下的三側(cè)移三包括三頂層三最大三位移三控制三和層三間相三對位三移控三制。三在國三外一三般對三層間三位移三角加三以限三制,三它不三包括三整體三彎曲三產(chǎn)生三的水三平位三移。三我國三《高三層建三筑砼三結(jié)構(gòu)三技術(shù)三規(guī)程三》對三高層三建筑三的層三間位三移確三定了三限值三:框三架結(jié)三構(gòu)樓三層層三間最三大位三移與三層高三之比三的限三值[Δu/h]為1三/5三50三(h為層三高)三。在正三常使三用條三件下三,限三制結(jié)三構(gòu)層三間位三移的三主要三目的三有兩三點:(1三)三保證三主體三結(jié)構(gòu)三基本三處于三彈性三狀態(tài)三,避三免混三凝土三構(gòu)件三出現(xiàn)三裂縫三或控三制在三規(guī)范三允許三的范三圍之三內(nèi)。(2三)三保證三填充三墻、三隔墻三
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