鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系PPT課件

1、1 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系5.1 建筑結(jié)構(gòu)型式綜述第1頁/共69頁2 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（1）根據(jù)力學原理，選擇充分發(fā)揮材料性能的結(jié)構(gòu)型式盡量使結(jié)構(gòu)處于無彎距狀態(tài)壓力壓力拉力軸心受壓構(gòu)件純彎構(gòu)件第2頁/共69頁2022-6-213桁架結(jié)構(gòu)拱結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)軸心受力空間受力桿件系統(tǒng)框架、排架薄壁結(jié)構(gòu)梁板結(jié)構(gòu)主要受力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上一頁下一頁第3頁/共69頁4 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系減少結(jié)構(gòu)的彎距峰值，也是結(jié)構(gòu)受力合理的途徑剛架結(jié)構(gòu)伸臂梁結(jié)構(gòu)第4頁/共69頁5 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（2） 合理地選用

2、結(jié)構(gòu)材料 對于建筑結(jié)構(gòu)的材料要求是輕質(zhì)、高強、具有一定的可塑性和便于加工 在大跨度和高層建筑中，采用輕質(zhì)高強材料具有極大的意義 選用結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)型式要根據(jù)建筑的要求、材料供應、允許的造價和施工條件等綜合考慮第5頁/共69頁6 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（3） 提倡結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)選組合交叉拱懸索基礎(chǔ)拉桿倒V型支架美國雷里競技館懸索結(jié)構(gòu)和拱式結(jié)構(gòu)的組合第6頁/共69頁7 2022-6-21（1） 延性與脆性延性 構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或截面在破壞前有較大的變形及明顯的破壞征兆； 宏觀表現(xiàn)：撓度、傾斜、裂縫脆性 與延性相反的性質(zhì)； 宏觀表現(xiàn)：突然斷裂、失穩(wěn)、坍塌第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體

3、系一種設計思路，不以精確的力學分析、生搬硬套的規(guī)范條文為依據(jù)，而是對工程進行概括分析，采取相應的措施，包括：安全度、力學、材料、荷載、地震、施工、使用等的概念。第7頁/共69頁8 2022-6-21（2） 剛度構(gòu)件剛度構(gòu)件剛度是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗其自身變形的能力；整體剛度結(jié)構(gòu)整體剛度設計是結(jié)構(gòu)設計的基本工作之一；整體剛度是指整體結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，主要表現(xiàn)為抵抗風、地震等側(cè)向作用的能力；第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系第8頁/共69頁9 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的剛度設計 隨著建筑物高度的增加，側(cè)向作用逐步成為主要影響因素，對結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度要求越來越高； 的側(cè)向變形以剪切

4、為主，變形量小；的側(cè)向變形以為主，變形量大；低層、多層建筑剪切變形側(cè)向作用高層建筑側(cè)向作用側(cè)向彎曲第9頁/共69頁102022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系尺度均衡的體型有利于抵抗側(cè)向作用立面形體與組合結(jié)構(gòu)立面變化應盡量均勻平面形體與組合第10頁/共69頁 建筑物的形心與質(zhì)心重合，側(cè)向作用下建筑物側(cè)向變形對稱形體側(cè)向作用 建筑物的形心與質(zhì)心不重合，側(cè)向作用下建筑物發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形 設縫將建筑物分開，使其產(chǎn)生側(cè)向變形非對稱形體側(cè)向作用側(cè)向作用第11頁/共69頁122022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系我國高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（高規(guī)）規(guī)定、或的混凝土結(jié)構(gòu)高層民用建筑物稱為；在

5、中，影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力的主要荷載是，在結(jié)構(gòu)變形方面主要考慮豎向荷載作用下的撓度；受力特點與多層建筑結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別，是成為影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形及建筑物土建造價的主要因素；第12頁/共69頁132022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系可采用、和結(jié)構(gòu)體系；鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比分為A級、B級（B級高度高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比可較A級適當放寬，其結(jié)構(gòu)抗震等級、有關(guān)的計算和構(gòu)造措施應相應加嚴）；詳見表格第13頁/共69頁2022-6-2114上一頁下一頁第14頁/共69頁152022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系跨度是建筑空間的基本性能之一，梁是最常見的形成

6、跨度的構(gòu)件，當跨度達到一定程度后，普通的平面結(jié)構(gòu)難于成為合理的選擇，而多采用各種；常見的大跨度建筑結(jié)構(gòu)型式有剛架結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、拱式結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)等；大跨度建筑應盡量采用的建筑材料，是大跨度建筑結(jié)構(gòu)常采用的建筑材料；返回目錄第15頁/共69頁162022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系5.2 框架結(jié)構(gòu)由梁（水平構(gòu)件）和柱（豎向構(gòu)件）剛性連接而成的骨架結(jié)構(gòu)體系，既承擔豎向荷載，又承擔水平荷載主梁連系梁柱板第16頁/共69頁172022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)強度高，自重輕，整體性和抗震性能較好；建筑，可提供較大的建筑空間，也可構(gòu)成豐富多變

7、的立面造型，使用廣泛；框架體系的抗側(cè)剛度較弱，在水平荷載的作用下側(cè)向變形較大， ；按照施工方法分為：現(xiàn)澆式、裝配式、裝配整體式應用廣泛，主要應用于多層工業(yè)、民用建筑，如廠房、倉庫、商場、辦公樓、住宅等；第17頁/共69頁182022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系方式：等跨布置、不等跨布置柱網(wǎng)尺寸一般為59m柱網(wǎng)盡量布置在建筑縱橫隔墻的交叉點上柱網(wǎng)布置盡量簡單規(guī)則，方便施工橫向框架承重縱向框架承重混合承重示意圖第18頁/共69頁橫向框架承重縱向框架承重混合承重上一頁下一頁第19頁/共69頁202022-6-21包括：結(jié)構(gòu)自重樓(屋)面活荷載雪荷載傳遞：板梁柱基礎(chǔ)、地基第5 5章 鋼筋混

8、凝土結(jié)構(gòu)體系包括：風、地震 水平作用簡化為作用于框架節(jié)點上的水平力第20頁/共69頁212022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系單榀框架框架計算簡圖垂直荷載M圖第21頁/共69頁垂直荷載作用下的M圖垂直荷載作用下的V、N圖水平荷載作用下的M圖水平荷載作用下的V、N圖上一頁下一頁剪力V軸力N軸力N剪力V第22頁/共69頁232022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（1）主要設計原則框架結(jié)構(gòu)的開間、進深、層高等尺寸盡量，以利于生產(chǎn)工業(yè)化；根據(jù)抗震等級采取相應的抗震及構(gòu)造設計，地震區(qū)宜優(yōu)選體系，符合“”的框架抗震設計要求；保證框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點的剛度，以及結(jié)構(gòu)的；第23頁/共69頁2

9、42022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（2）設計及構(gòu)造要點框架梁按矩形截面計算；框架柱的截面尺寸應符合規(guī)范剪壓比、軸壓比（抗震框架）等方面的要求，并宜采用正方形對稱配筋；高層建筑宜采用縱橫雙向布置的框架體系；框架結(jié)構(gòu)中的墻體屬于填充墻體，墻體既要與框架可靠相連，又要避免連接過密形成整體工作；框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點應滿足剛度要求，對于必要區(qū)域應進行箍筋加密；第24頁/共69頁框架梁節(jié)點上一頁下一頁第25頁/共69頁框架梁詳圖220220222222220218KL1(3)200 x4002208100/200(2)220222222220218810081008200Ln/4Ln/41.5

10、h1.5h上一頁下一頁第26頁/共69頁框架柱節(jié)點一上一頁下一頁第27頁/共69頁框架柱節(jié)點二上一頁下一頁第28頁/共69頁框架柱箍筋加密返回目錄上一頁第29頁/共69頁302022-6-21第30頁/共69頁312022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系5.3 框架-剪力墻與剪力墻結(jié)構(gòu)（1）框-剪結(jié)構(gòu)的組成及特點將框架和剪力墻結(jié)合，組成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系；既能提供較大靈活的建筑空間，又具有良好的抗震性能，應用廣泛（如多高層辦公樓、住宅等） ；框 架剪力墻第31頁/共69頁322022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（2）框-剪結(jié)構(gòu)的受力及變形特點框架和剪力墻共同作為豎向承重結(jié)

11、構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，剪力墻是結(jié)構(gòu)體系中主要的抗側(cè)力構(gòu)件；框架以承擔豎向荷載為主，剪力墻承擔絕大部分的水平荷載；剪力墻猶如懸臂桿，受側(cè)力變形曲線以彎曲為主；水平荷載作用下，樓蓋可視為一根水平深梁；第32頁/共69頁332022-6-21 剪力墻的受側(cè)力變形以為主 框架的受側(cè)力變形以為主 框架、剪力墻協(xié)同工作的變形曲線呈現(xiàn)特征（2）框-剪結(jié)構(gòu)的受力及變形特點協(xié)同工作變形墻系自由變形框架系自由變形第33頁/共69頁2022-6-2134框架-剪力墻結(jié)構(gòu)計算圖上一頁下一頁第34頁/共69頁2022-6-2135框架 - 剪力墻結(jié)構(gòu)計算圖上一頁下一頁第35頁/共69頁362022-6-21第5 5章 鋼筋混凝

12、土結(jié)構(gòu)體系5.3 框架-剪力墻與剪力墻結(jié)構(gòu)（3）剪力墻的布置布置原則 均勻、分散；對稱、周邊；恒載較大處建筑平面形狀或剛度變化處、樓梯間和電梯間周圍房屋各區(qū)段的兩端或周邊剪力墻的間距宜4倍的建筑物寬度（現(xiàn)澆樓蓋）若樓板有較大洞口，剪力墻的間距予以減小利于提高建筑的整體剛度保證剛度的均勻性，有效抵抗建筑物在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應常見的布置部位第36頁/共69頁372022-6-21(1)剪力墻在平面上應沿建筑物主軸方向布置 當建筑物為矩形、T形和L形平面時，剪力墻應沿兩個主軸方向布置；建筑物為形、Y形、十字形平面時，剪力墻應沿三個或四個主軸方向布置，形平面，則沿徑向布置成輻射狀第37頁/共69頁3

13、82022-6-21（2)剪力墻片應盡量對直拉通，否則不能視為整體墻片。但當兩道墻錯開距離d3bw(bw為墻厚度）時；或當墻體在平面上為轉(zhuǎn)折形狀，其轉(zhuǎn)角a15度時才可近似當作整體平面剪力墻對待。第38頁/共69頁392022-6-21(3)剪力墻結(jié)構(gòu)的平面形狀力求簡單、規(guī)則對稱，墻體布置力求均勻，使質(zhì)量中心與剛度中心盡量接近。(4)剪力墻結(jié)構(gòu)應盡量避免豎向剛度突變，墻體沿豎向宜貫通全高，墻厚度沿堅向宜逐漸減薄，在同結(jié)構(gòu)單元內(nèi)宜避免錯層及局部夾層。 (5)全剪力墻體系從剪力墻布置均衡來考慮，在民用建筑中，一般橫墻短而數(shù)量多，縱墻長而數(shù)量少因此，縱橫向剪力墻的布置需適應這個特點。橫向剪力墻的問距，

14、從經(jīng)濟考慮，不宜太密， 一般不小于68m縱向剪力墻 一般設為二道、二道半、三道或四道第39頁/共69頁402022-6-21（6）對抗震要求的建筑，應避免抗震性能不良的魚骨式的平面布置（7）當建筑平面形狀任意時，在受力復雜處，剪力墻應適當加密魚骨式剪力墻平面布置圖在受力復雜處加密剪力墻第40頁/共69頁412022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系剪力墻作為豎向承重結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系；剪力墻既承受豎向、水平荷載，同時又起圍護和分隔作用；（1）剪力墻結(jié)構(gòu)的組成第41頁/共69頁422022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（2）剪力墻結(jié)構(gòu)的特點及應用剪力墻集承重、抗風、抗震、圍護與分隔為

15、一體，經(jīng)濟合理的利用了結(jié)構(gòu)材料；結(jié)構(gòu)整體性好，抗側(cè)剛度大，側(cè)向變形小，適于高層建筑；抗震性能好，適于抗震要求較高的建筑；由于墻片的約束，內(nèi)部空間劃分狹小，不利于形成開敞性的空間，適于隔墻較多的、和等；對于下部設置大空間公共設施的高層建筑，可以使用結(jié)構(gòu)體系；上部標準層采用剪力墻，底層大空間采用框架的結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系抗震性能稍差第42頁/共69頁432022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系（3）剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點剪力墻結(jié)構(gòu)體系中的墻體既承受重力荷載，又承受水平荷載；剪力墻猶如底部嵌固于基礎(chǔ)的直立懸臂深梁，受到壓、彎、剪復合受力狀態(tài)；隨著墻體上開洞方式、開洞大小的不同，可以劃分不同類

16、型的剪力墻，并具有不同的受力狀態(tài)和特點；剪力墻結(jié)構(gòu)體系分為：整體墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、壁式框架等類型；示意圖第43頁/共69頁2022-6-2144上一頁下一頁整體墻小開口整體墻聯(lián)肢墻壁式框架剪力墻結(jié)構(gòu)的分類返回目錄第44頁/共69頁452022-6-21筒體結(jié)構(gòu)是由一個或多個筒體作為承重結(jié)構(gòu)的高層建筑體系；筒體可以是、或；筒體結(jié)構(gòu)的形式：單筒、筒中筒、組合(成束)筒、桁架筒等；示意圖第45頁/共69頁桁架筒體系成束筒體系筒中筒體系第46頁/共69頁472022-6-21由若干個框架和筒體共同承重的結(jié)構(gòu)體系類型：框架和實腹筒體、框架和空腹筒體框架和空腹筒體 空腹筒體布置在房屋的外圍，框架布

17、置在中間框架和實腹筒體 利用電梯間、樓梯間、設備間等的墻比做為筒體的實腹體壁返回目錄第47頁/共69頁482022-6-21第48頁/共69頁492022-6-21各種結(jié)構(gòu)體系的適用層數(shù)第49頁/共69頁502022-6-21第50頁/共69頁512022-6-21吊車梁排架柱獨立基礎(chǔ)屋架吊車剖面示意圖排架承重結(jié)構(gòu)由屋架或屋面梁、柱和基礎(chǔ)組成第51頁/共69頁522022-6-21（1）柱網(wǎng)布置跨度柱距抗風柱排架柱排架結(jié)構(gòu)平面布置圖第52頁/共69頁532022-6-21（2）支撐的布置下弦水平支撐上弦水平支撐垂直支撐水平系桿下弦水平支撐：防止下弦振顫；并提高建筑物整體剛度；傳遞并分布水平荷載

18、上弦橫向水平支撐：增強屋架上弦的穩(wěn)定性；傳遞山墻抗風柱傳來的縱向水平荷載；增強屋面結(jié)構(gòu)的縱向剛度縱向垂直支撐與系桿：保證屋架安裝與使用的整體穩(wěn)定性；減小下弦的振顫第53頁/共69頁542022-6-21作用:提高廠房縱向剛度和穩(wěn)定性第54頁/共69頁552022-6-21主要豎向荷載：結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載、雪荷載、吊車豎向荷載（1）豎向荷載屋面荷載吊車荷載排架示意圖（2）水平作用主要水平作用：吊車水平荷載、風荷載、地震作用風荷載第55頁/共69頁屋面結(jié)構(gòu)排架柱基礎(chǔ)地基吊車梁墻體重量墻梁連系梁基礎(chǔ)梁吊車屋面荷載荷載傳遞吊車荷載第56頁/共69頁吊車梁排架柱基礎(chǔ)地基柱間支撐吊車水平荷載抗風柱縱墻墻梁風荷載橫向縱向風荷載吊車荷載第57頁/共69頁吊 車第58頁/共69頁592022-6-21鉸接剛接排架計算簡圖第59頁/共69頁602022-6-21風荷載柱自重吊車垂直荷載屋蓋集中風載屋蓋自重吊車梁自重圍護自重排架柱計算簡圖吊車水平荷載第60頁/共69頁612022-6-21屋架及屋面 本章結(jié)束第5 5章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系大型屋面板第61頁/共69頁622022-6-21第62頁/共69頁632022-6-21第63頁/共69頁642022-6-21第64頁/共69頁652022-6-21網(wǎng)架第65頁/共69頁662022-6-21江陰長江大橋-主跨1385米，1999年 懸索