建筑結(jié)構(gòu)選型第一章混合結(jié)構(gòu)體系

1、第一章第一章 混合結(jié)構(gòu)體系混合結(jié)構(gòu)體系 本課程主要內(nèi)容 大跨度 建筑屋 蓋結(jié)構(gòu) 單層剛架結(jié)構(gòu)體系 桁架結(jié)構(gòu)體系 拱式結(jié)構(gòu)體系 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系 薄壁空間結(jié)構(gòu) 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 懸索結(jié)構(gòu) 建筑結(jié) 構(gòu)選型 砌體結(jié)構(gòu)體系 框架結(jié)構(gòu)體系 剪力墻結(jié)構(gòu)體系 框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系 筒體結(jié)構(gòu)體系 巨型框架結(jié)構(gòu)體系 多層與 高層建 筑結(jié)構(gòu) 緒論 什么是建筑結(jié)構(gòu) 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則 建筑結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計(jì) 的關(guān)系 建筑結(jié)構(gòu)的組成與分 類(lèi) 第一章 混合結(jié)構(gòu)體系 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 1.3 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體構(gòu)造要求 1.4 鋼筋混凝土樓蓋 混合結(jié)構(gòu)：混合結(jié)構(gòu)：一般是指采用鋼筋混凝土樓

2、（屋）蓋和一般是指采用鋼筋混凝土樓（屋）蓋和 磚或其他塊體（如混凝土砌塊）砌筑的承重墻組成磚或其他塊體（如混凝土砌塊）砌筑的承重墻組成 的結(jié)構(gòu)體系，也稱(chēng)的結(jié)構(gòu)體系，也稱(chēng)砌體結(jié)構(gòu)體系砌體結(jié)構(gòu)體系。 1.1 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 1 1 混合結(jié)構(gòu)體系的概念混合結(jié)構(gòu)體系的概念 學(xué)校教學(xué)樓 1.1 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 1.1 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 古埃及金字塔 雅典神廟 1.1 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 萬(wàn)里長(zhǎng)城 1.1 1.1

3、混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 南京靈谷寺無(wú)梁殿 蘇州開(kāi)元寺無(wú)梁殿 l 容易就地取材容易就地取材。磚主要用粘土燒制。磚主要用粘土燒制; ;石材石材 的原料是天然石的原料是天然石; ;砌塊可以用工業(yè)廢料砌塊可以用工業(yè)廢料 礦渣制作，來(lái)源方便，價(jià)格低廉。礦渣制作，來(lái)源方便，價(jià)格低廉。 2 2 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 1.1 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 優(yōu)點(diǎn) l 磚、石或砌塊砌體具有良好的磚、石或砌塊砌體具有良好的耐火性耐火性和較和較 好的好的耐久性耐久性。 l 施工簡(jiǎn)便施工簡(jiǎn)便。砌體砌筑時(shí)不需要模板和

4、特殊。砌體砌筑時(shí)不需要模板和特殊 的施工設(shè)備。的施工設(shè)備。 l 磚墻和砌塊墻體能夠磚墻和砌塊墻體能夠隔熱和保溫隔熱和保溫，所以既，所以既 是較好的承重結(jié)構(gòu)，也是較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。是較好的承重結(jié)構(gòu)，也是較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。 l 與鋼和混凝土相比，砌體的強(qiáng)度較低，因與鋼和混凝土相比，砌體的強(qiáng)度較低，因 而構(gòu)件的截面尺寸較大，材料用量多，而構(gòu)件的截面尺寸較大，材料用量多，自自 重大重大; ; 1.1 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 缺點(diǎn) l 砌體的砌筑基本上是手工方式，砌體的砌筑基本上是手工方式，施工勞動(dòng)施工勞動(dòng) 量大量大 l 砌體的抗拉和抗剪強(qiáng)度都很低砌體的抗拉和抗剪強(qiáng)

5、度都很低, ,因而因而抗震性抗震性 能較差能較差, ,在使用上受到一定限制；磚石的抗在使用上受到一定限制；磚石的抗 壓強(qiáng)度也不能充分發(fā)揮壓強(qiáng)度也不能充分發(fā)揮 l 粘土磚需用粘土制造，在某些地區(qū)過(guò)粘土磚需用粘土制造，在某些地區(qū)過(guò)多占多占 用農(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用農(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 。 l 一般不超過(guò)七層一般不超過(guò)七層，故，故一般一般 適用于多層住宅、辦公樓、適用于多層住宅、辦公樓、 學(xué)校、小型庭院學(xué)校、小型庭院等；一般等；一般 不適用不適用于高層建筑及需要于高層建筑及需要 大空間的建筑。大空間的建筑。 1.1 1.1 混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 使用范圍 1 1 幾個(gè)

6、名詞幾個(gè)名詞 l凡沿建筑物短軸方向布置的墻稱(chēng)橫墻， l橫向外墻一般稱(chēng)山墻； l沿建筑物長(zhǎng)軸方向布置的墻稱(chēng)縱墻，縱墻有內(nèi)縱墻與 外縱墻之分； l在一片墻上，窗與窗或門(mén)與窗之間的墻稱(chēng)窗間墻； l窗洞下部的墻稱(chēng)窗下墻。 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置墻體布置 （1）橫墻承重方案）橫墻承重方案 （2）縱墻承重方案）縱墻承重方案 （3）縱橫墻承重方案）縱橫墻承重方案 （4）內(nèi)框架承重方案）內(nèi)框架承重方案 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置的墻體布置 2 2 混合結(jié)構(gòu)體系的承重方案混合結(jié)構(gòu)體系的承重方案 （1）橫墻承重方案）橫墻承重方案 l 定義：定義：樓層的荷載通過(guò)

7、板、梁傳至橫墻，橫墻作樓層的荷載通過(guò)板、梁傳至橫墻，橫墻作 為主要的承重豎向構(gòu)件，縱墻僅起維護(hù)、分隔、為主要的承重豎向構(gòu)件，縱墻僅起維護(hù)、分隔、 自承重及形成整體的作用。自承重及形成整體的作用。 l 特點(diǎn)：特點(diǎn)：橫墻承重方案具有橫墻布置較密、橫向剛橫墻承重方案具有橫墻布置較密、橫向剛 度大、整體性好的特點(diǎn)，但房間布置的靈活性差。度大、整體性好的特點(diǎn)，但房間布置的靈活性差。 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 橫墻承重方案 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 （2）縱墻承重方案）縱墻承重方案 l定義：定義：樓層的荷載通過(guò)板、梁傳至樓層的荷載通過(guò)

8、板、梁傳至縱墻縱墻，橫墻的，橫墻的 設(shè)置主要是為了滿(mǎn)足房屋剛度和整體性的要求，設(shè)置主要是為了滿(mǎn)足房屋剛度和整體性的要求， 其間距較大。其間距較大。 l特點(diǎn)：特點(diǎn)：縱墻承重方案具有縱墻承重方案具有平面布置靈活平面布置靈活、房間空、房間空 間可以較大的特點(diǎn)，但縱墻受力集中，房屋剛度間可以較大的特點(diǎn)，但縱墻受力集中，房屋剛度 較差。較差。 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 學(xué)生宿舍 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 縱墻承重方案 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 （3）縱橫墻承重方案）縱橫墻承重方案 l 定義：定義：

9、樓層的荷載通過(guò)板、梁傳至樓層的荷載通過(guò)板、梁傳至縱橫墻縱橫墻，縱橫，縱橫 墻同時(shí)承重的方案。墻同時(shí)承重的方案。 l 特點(diǎn)：特點(diǎn)：縱橫墻承重方案具有縱橫墻承重方案具有平面布置靈活平面布置靈活、房屋、房屋 雙向剛度較好雙向剛度較好的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 縱橫墻承重方案 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 內(nèi)框架承重方案 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的承重方案混合結(jié)構(gòu)體系的承重方案 （4）內(nèi)框架承重方案）內(nèi)框架承重方案 l 定義：定義：外圍用外墻承重，內(nèi)部用梁、柱承重的結(jié)構(gòu)外圍用外墻承重，內(nèi)部用梁、柱承重的結(jié)構(gòu) 為內(nèi)框

10、架承重方案。為內(nèi)框架承重方案。 l 特點(diǎn)：特點(diǎn)：以柱代替內(nèi)承重墻，在使用上可取得以柱代替內(nèi)承重墻，在使用上可取得 較大較大 空間?？臻g。 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 1.2 1.2 混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置混合結(jié)構(gòu)體系的墻體布置 1 1 什么是構(gòu)造要求？什么是構(gòu)造要求？ 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為保證結(jié)構(gòu)安全或正常 使用，在構(gòu)造上考慮各種難以分析計(jì)算因素，一 般不通過(guò)計(jì)算而必須采取的各種細(xì)部措施。 1.1.2 2 混合結(jié)構(gòu)體系墻體的構(gòu)造要求混合結(jié)構(gòu)體系墻體的構(gòu)造要求 （一）橫墻間距小于（一）橫墻間距小于1.51.5倍建筑物寬度（剛性方案）。倍建筑物寬度（剛性方案）。

11、（二）縱墻以盡可能貫通，方便圈梁設(shè)置。（二）縱墻以盡可能貫通，方便圈梁設(shè)置。 （三）墻體要適當(dāng)加設(shè)壁柱（大梁、吊車(chē)、山墻）脆（三）墻體要適當(dāng)加設(shè)壁柱（大梁、吊車(chē)、山墻）脆 性材料，彎曲抗拉強(qiáng)度低。性材料，彎曲抗拉強(qiáng)度低。 1. 1.墻厚墻厚24cm,24cm,而大梁跨度而大梁跨度6m6m時(shí)，梁支承處加強(qiáng)時(shí)，梁支承處加強(qiáng) 2. 2.承受吊車(chē)荷載的墻體或承受風(fēng)荷載為主的墻體承受吊車(chē)荷載的墻體或承受風(fēng)荷載為主的墻體 （四）適當(dāng)設(shè)伸縮縫（磚與混凝土線膨脹系數(shù)不同）（四）適當(dāng)設(shè)伸縮縫（磚與混凝土線膨脹系數(shù)不同） 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋蓋：現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋蓋： 有保溫層或隔熱層：伸縮縫間距為有保溫層或隔熱層

12、：伸縮縫間距為50m50m 無(wú)保溫層或隔熱層：伸縮縫間距為無(wú)保溫層或隔熱層：伸縮縫間距為30m30m 縫寬：縫寬：2-5mm2-5mm 1.1.2 2 混合結(jié)構(gòu)體系墻體的構(gòu)造要求混合結(jié)構(gòu)體系墻體的構(gòu)造要求 1.1.2 2 混合結(jié)構(gòu)體系墻體的構(gòu)造要求混合結(jié)構(gòu)體系墻體的構(gòu)造要求 （五）適當(dāng)設(shè)置沉降縫（五）適當(dāng)設(shè)置沉降縫 當(dāng)房屋建于地質(zhì)差別較大的地基上，或房屋相鄰高度、當(dāng)房屋建于地質(zhì)差別較大的地基上，或房屋相鄰高度、 荷重、結(jié)構(gòu)剛度、地基基礎(chǔ)的處理方法差別較大時(shí)，為避免荷重、結(jié)構(gòu)剛度、地基基礎(chǔ)的處理方法差別較大時(shí)，為避免 房屋開(kāi)裂，宜設(shè)沉降縫。房屋開(kāi)裂，宜設(shè)沉降縫。 縫寬：縫寬：5-12mm5-12

13、mm，和層數(shù)有關(guān)，和層數(shù)有關(guān) l按施工分現(xiàn)澆式、裝配式、裝配整體式 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 1 1 樓蓋的分類(lèi)樓蓋的分類(lèi) 現(xiàn)澆式樓板 裝配式樓板 預(yù)制板 現(xiàn)澆式樓蓋現(xiàn)澆式樓蓋 特點(diǎn)：整體性好，抗震性強(qiáng)，防水性強(qiáng)。 適用情況：適用情況： l布置有特殊要求的各種樓蓋，如多層廠房中需要布置 重型機(jī)器設(shè)備或要求開(kāi)設(shè)較復(fù)雜的孔洞。 l有抗動(dòng)荷載作用的樓蓋。 l公共建筑的門(mén)廳部分，平面布置不規(guī)則局部樓蓋，防 水要求較高的樓蓋。（如衛(wèi)生間、廚房等。） l高層建筑及抗震結(jié)構(gòu) 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)樓蓋：裝配式混凝土結(jié)

14、構(gòu)樓蓋： l 優(yōu)點(diǎn)：便于工業(yè)化生產(chǎn)，在多層民用建筑；多層 工業(yè)廠房廣泛應(yīng)用。 l 缺點(diǎn)：整體性、抗震性、防水性較差，不便于開(kāi) 設(shè)孔洞，故對(duì)高層建筑有抗震設(shè)防要求的建筑及 使用要求防水，開(kāi)設(shè)孔洞樓面不宜采用。 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 將預(yù)制板擱置在承重磚墻或樓面梁上，預(yù)制板的寬度視 制作、吊裝和運(yùn)輸設(shè)備而定，可以從300mm到整個(gè)房間寬度， 長(zhǎng)度一般為26m。預(yù)制板有實(shí)心板、空心板、槽形板、單T 板、雙T板等，其中空心板應(yīng)用最為廣泛。它們可以是預(yù)應(yīng)力 的，也可以是非預(yù)應(yīng)力的。 預(yù)制板的截面型式 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 裝

15、配整體式樓蓋裝配整體式樓蓋 裝配整體式樓蓋是將預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后，再現(xiàn)澆一部裝配整體式樓蓋是將預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后，再現(xiàn)澆一部 分混凝土，使預(yù)制構(gòu)件連成整體的樓蓋。這種樓蓋所需模板分混凝土，使預(yù)制構(gòu)件連成整體的樓蓋。這種樓蓋所需模板 量很少，施工速度快，當(dāng)為了提高預(yù)制裝配樓蓋的整體性或量很少，施工速度快，當(dāng)為了提高預(yù)制裝配樓蓋的整體性或 提高預(yù)制樓板的承載能力時(shí)，常采用裝配整體式樓蓋。提高預(yù)制樓板的承載能力時(shí)，常采用裝配整體式樓蓋。 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 組成：組成：一般由板 、次梁、主梁組成。 用梁將樓板分成多個(gè)區(qū)格,從而形成整澆的連 續(xù)板和連續(xù)梁,板厚

16、是梁高的一部分,故梁截面形狀 為T(mén)形。 板區(qū)格：板區(qū)格：板的四周支撐在次梁、主梁上，一般將四周 由主、次 梁支撐的板稱(chēng)為一個(gè)板區(qū)格。 2 2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 鋼筋混凝土肋梁樓蓋 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 分類(lèi)分類(lèi): : 單向板肋梁樓蓋 雙向板肋梁樓蓋 井式樓蓋 密肋樓蓋 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 . 肋形樓蓋的受力特點(diǎn)：肋形樓蓋的受力特點(diǎn)： 肋形樓蓋的板一般四邊都有支承，板上的荷載通過(guò)雙向受 彎傳到支座上，由于板是一個(gè)整體，彎曲時(shí)板在任意一

17、點(diǎn)處的 撓度在兩個(gè)的豎向平面方向是相等的，因此，在短跨內(nèi)曲率較 大，彎矩也較大，在長(zhǎng)跨的豎向平面內(nèi)都相反。 3 3 單向板和雙向板單向板和雙向板 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 單向板的受力特點(diǎn)： 單向板上的荷載主要沿短邊方向傳遞，沿長(zhǎng)邊方向 傳遞的荷載很少，受力鋼筋沿短邊方向布置，長(zhǎng)邊方向只 布置構(gòu)造鋼筋。 單向板肋形樓蓋構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，是整體式樓蓋結(jié) 構(gòu)中最常用的形式。因板、次梁和主梁為整體現(xiàn)澆，所以 將板視為多跨超靜定連續(xù)板，而將梁視為多跨超靜定梁。 荷載的傳遞路線是荷載的傳遞路線是：板：板次梁次梁主梁主梁柱或墻。柱或墻。 板的支座為次梁，次梁的支座為主

18、梁，主梁的支座為柱 或墻。 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 雙向板的受力特點(diǎn)： （1）雙向板受荷后第一批裂縫出現(xiàn)在板底中部，然后逐 漸沿45向板四角擴(kuò)展，當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)后，裂縫顯 著增大。板即將破壞時(shí)，板面四角產(chǎn)生環(huán)狀裂縫，這種裂縫 的出現(xiàn)促使板底裂縫進(jìn)一步開(kāi)展，最后板告破壞。 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 （2）雙向板在荷載的作用下，四角有翹曲的趨勢(shì)，所 以，板傳給支承梁的壓力，沿板的長(zhǎng)邊方向是不均勻的， 在板的中部較大，兩端較小。 （3）盡管雙向板的破壞裂縫并不平行于板邊，但由于 平行于板邊的配筋其板底開(kāi)裂荷載較大，而板破壞時(shí)的 極限荷載又與對(duì)角線方向配筋相差不大，因此為了施工 方便，雙向板常采用平行于四邊的配筋方式。 (4) 細(xì)而密的配筋較粗而疏的有利，采用強(qiáng)度等級(jí)高 的混凝土較強(qiáng)度等級(jí)低的混凝土有利。 1.1.3 3 混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置混合結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置 2/ y l x l 2/ y l x l 3/ y l x l3 y /l x l 項(xiàng)次項(xiàng)次區(qū)別內(nèi)容區(qū)別內(nèi)容單單 向向 板板雙雙 向向 板板 1 長(zhǎng)邊短邊長(zhǎng)邊短邊彈性理論彈性理論 長(zhǎng)邊短邊長(zhǎng)邊短邊塑性理論塑性理論 2彎曲變形彎曲變形只考慮短邊單向受彎只