結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置_第1頁
結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置_第2頁
結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置_第3頁
結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置_第4頁
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文檔簡介

第2章

高層結(jié)構(gòu)的選型與布置

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注重概念設(shè)計,重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性,擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系,加強(qiáng)構(gòu)造措施。在抗震設(shè)計中,應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能,使整個結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列規(guī)定:1.應(yīng)具有必要的承載力、剛度和變形能力。2.應(yīng)避免因局部破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)破壞。3.對可能的薄弱部位要采取加強(qiáng)措施。4.結(jié)構(gòu)選型與布置合理,避免局部突變和扭轉(zhuǎn)。5.宜具有多道抗震防線。2.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

①概念設(shè)計相對于數(shù)值設(shè)計計算而定義的,對建筑物的有利或者有害情況無法用數(shù)值精確計算,只好通過調(diào)整結(jié)構(gòu)布局、調(diào)整建筑物高度來實現(xiàn),即是一種非量化的表現(xiàn)形式,是設(shè)計原則和設(shè)計思想,不是具體的數(shù)值計算。如簡單、規(guī)則、均勻、對稱;又如強(qiáng)柱、弱梁、節(jié)點更強(qiáng)等。

②規(guī)則結(jié)構(gòu):指體型規(guī)則、平面布置均勻、對稱并具有很好的抗扭剛度;豎向質(zhì)量和剛度無突變的結(jié)構(gòu)。③承載力:結(jié)構(gòu)構(gòu)件所能承受的最大內(nèi)力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載變形時的內(nèi)力。④剛度:構(gòu)件抵抗變形的能力。在彈性范圍內(nèi),剛度是構(gòu)件載荷與位移的比值,即引起單位位移所需的力。剛度的倒數(shù)為柔度,即單位力引起的位移。⑤動力時程分析法:

時程分析法是對結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動微分方程直接進(jìn)行逐步積分求解的一種動力分析方法。由時程分析可得到各質(zhì)點隨時間變化的位移、速度和加速度動力反應(yīng),并進(jìn)而可計算出構(gòu)件內(nèi)力的時程變化關(guān)系。由于此法是對運(yùn)動方程直接求解,又稱直接動力分析法。由初始狀態(tài)開始一步一步積分直到地震終了,求出結(jié)構(gòu)在地震作用下從靜止到振動以至達(dá)到最終狀態(tài)的全過程。⑥減少非荷載作用產(chǎn)生的不利影響:比如:150m以上的高層建筑,外墻宜采用建筑幕墻,以減小主體結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力。建筑幕墻---是建筑物不承重的外墻護(hù)圍,通常由面板(玻璃、鋁板、石板、陶瓷板等)和后面的支撐結(jié)構(gòu)(鋁橫梁立柱、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃肋等)組成。⑦高層建筑設(shè)計中對場地的選擇有地段要求P14表2.12.2高層建筑結(jié)構(gòu)的選型

2.2.1

高層結(jié)構(gòu)的選型原則房屋結(jié)構(gòu)可分成豎向結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)。

根據(jù)房屋高度、高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)等因素考慮其適宜的結(jié)構(gòu)體系。這個結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合以下要求:

滿足使用要求;盡可能地與建筑形式相一致(方形體育館不用筒體結(jié)構(gòu));平面和立面型式規(guī)則,受力好,有足夠的承載力、剛度和延性;施工簡便;經(jīng)濟(jì)合理。

2.2.2豎向承重結(jié)構(gòu)的形式及選用1、框架結(jié)構(gòu)定義:由梁和柱為主要構(gòu)件組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu),節(jié)點一般為剛性節(jié)點。剛性節(jié)點:結(jié)構(gòu)在受力變形過程中梁柱夾角保持不變或者變化很小結(jié)構(gòu)特點:布置靈活;可形成大的使用空間;施工簡便;較經(jīng)濟(jì);抗側(cè)剛度小,側(cè)移大;對支座不均勻沉降較敏感。

適用范圍:70m及以下建筑。

①框架結(jié)構(gòu)不包括無剪力墻或井筒的板柱結(jié)構(gòu)。板柱結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和抗震性能較差,不適宜做高層建筑。井筒:主要應(yīng)用于樓梯間或者電梯間,把樓梯間或者電梯間做成井筒形式,作為主要抗側(cè)力構(gòu)件,承擔(dān)全部或大部分水平力,從而使框架主要承擔(dān)豎向荷載。②框架結(jié)構(gòu)也不包括異形柱框架。異形柱的概念以及特點是什么?③非抗震設(shè)計和6度抗震設(shè)防時,框架結(jié)構(gòu)體系房屋的高度不應(yīng)超過24m,7度和8度抗震設(shè)防時,允許高度更小。a:異形柱:截面幾何形狀為L形、T形和十字形,且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱(JGJ149-2006)b:異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)用于:框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)c:異形柱的柱截面(各肢截面)肢高肢厚比:截面高度與厚度之比,不大于4d:異形柱結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比:柱的高度與截面寬度之比注:井筒圖片井筒群施工現(xiàn)場,用作電站豎井儲料倉2.剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻:能有效抵抗水平荷載的墻體,又稱結(jié)構(gòu)墻或抗震墻。

結(jié)構(gòu)特點:抗側(cè)剛度大,側(cè)移??;室內(nèi)墻面平整;平面布置不靈活;結(jié)構(gòu)自重大,吸收地震能量大;施工較麻煩,造價較高。適用范圍:150m以內(nèi)的高層住宅和高層旅館。剪力墻的分類:按截肢墻面長度與寬度之比定義。

短肢剪力墻與筒體或普通剪力墻結(jié)構(gòu)一同作用時應(yīng)滿足的8點規(guī)定:①其最大適用高度應(yīng)比剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低,且7度、8度抗震設(shè)計時分別不應(yīng)大于100m和60m注:因為不完全是剪力墻,所以高度不能像剪力墻那樣高。②抗震設(shè)計時,筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%,以限制短肢剪力墻的數(shù)量。注:第一振型:第一次振動時振動的形態(tài),第一振型來的時候,在相同的時間里,房子晃的次數(shù)少,但幅度大。也就是說,當(dāng)?shù)卣饋砼R的時候,筒體和一般剪力墻起到的作用要達(dá)到一半以上。③抗震設(shè)計時,短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比剪力墻的抗震等級提高一級,從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性。延性,物理術(shù)語,是指材料的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或構(gòu)件的某個截面從屈服開始到達(dá)最大承載能力或到達(dá)以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。舉例來說,金、銅、鋁等皆屬于有較高延性的材料。④抗震設(shè)計時,各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值和軸壓比,抗震等級為一、二、三級時分別不宜大于0.5、0.6、0.7;對無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻,其軸壓比限制相應(yīng)降低0.1,以改善剪力墻的延性。注:軸壓比:柱子所受的軸力除以柱子的混凝土所能承受的壓力。限制柱軸壓比主要是為了控制柱的延性,因為軸壓比越大,柱的延性就越差,在地震作用下柱的破壞呈脆性。翼緣:一個構(gòu)件的截面(無論它是砼的、鋼的、或別的材料)只要是工形、T形、丄形、土形、[形等等由橫、豎部件組成的形狀,橫的部件就叫翼緣,而豎的部件叫腹板。⑤抗震設(shè)計時,除了底部短肢剪力墻按規(guī)范設(shè)計外,其余各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計值,一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2,以避免短肢剪力墻過早破壞。⑥抗震設(shè)計時,短肢剪力墻截面全部縱向鋼筋的配筋率,底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%。⑦短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm。⑧7度和8度抗震設(shè)計時,短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣。一字型短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)相交的樓面梁,以避免一字形短肢剪力墻平面外喪失穩(wěn)定性。3.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)特點:兼有框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)二者的優(yōu)點。適用:150m以內(nèi)的高層建筑。4.筒體結(jié)構(gòu)特點:空間結(jié)構(gòu),剛度很大,受力好。適用:超高層建筑。①筒中筒結(jié)構(gòu)內(nèi)筒--鋼筋剪力墻+連梁外筒--密柱+裙梁連梁:連接墻肢與墻肢,指的是兩端與剪力墻相連且跨高比小于5的梁。裙梁:高層建筑筒體結(jié)構(gòu)中,連接外筒柱的梁。(高層建筑中,常取上下層窗之間的高度作為裙梁高度,其剛度要比框架梁的剛度大很多,也稱窗裙梁)。約旦一所水泥廠的筒中筒結(jié)構(gòu)②框架核心筒結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土核心筒(主要抗側(cè)結(jié)構(gòu))+周邊框架(柱距較大)③框筒框架結(jié)構(gòu):外圍為密柱框筒,內(nèi)部為普通框架柱④多重筒結(jié)構(gòu)兩個以上的筒體互相包圍其中⑤成束筒結(jié)構(gòu)由兩個以上的框筒或其他筒體排列成束狀。稱為成束筒⑥多筒體結(jié)構(gòu)與成束筒相比,不單單是幾個筒體平面上挨在一起,每幾個筒體的外側(cè)也相連。注:①轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件:完成上部樓層到下部樓層的結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)變或上部樓層到下部樓層結(jié)構(gòu)布置改變而設(shè)置的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,如轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換板等。結(jié)構(gòu)形式:木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)布置:框架、剪力墻、框架剪力墻、筒體等②轉(zhuǎn)換層:設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件的樓層,包括水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其以下的豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件。5.其它結(jié)構(gòu)如多塔結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、帶加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。此外還有巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型桁架結(jié)構(gòu)、懸掛結(jié)構(gòu)、高層混合結(jié)構(gòu)、帶加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、多塔結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)等。巨型結(jié)構(gòu)特點:分兩級結(jié)構(gòu),第二級為一般框架,只承受豎向荷載,并將其傳遞給第一級。第一級結(jié)構(gòu)承受全部水平荷載和豎向荷載。巨型結(jié)構(gòu)適用于超高層建筑。①多塔結(jié)構(gòu):底部相連、上部獨立、多個高層建筑的底部有一個連成整體的大裙房,形成大底盤,即大底盤多塔結(jié)構(gòu)。裙房:也稱裙樓,底部面積較上部面積大的建筑。②連體結(jié)構(gòu):指的是除了裙房之外,兩個或者兩個以上的塔樓之間帶有連接體的結(jié)構(gòu)

③帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu):④帶加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)⑤錯層結(jié)構(gòu)錯層結(jié)構(gòu)是指在建筑中同層樓板不在同一高度,并且高差大于梁高(或大于500mm)的結(jié)構(gòu)類型。美觀、耳目一新、自然地理條件所限。⑥懸掛結(jié)構(gòu):將樓面系統(tǒng)的荷載通過吊桿傳遞到懸掛在豎立井筒上的水平桁架上,再由桁架傳遞到結(jié)構(gòu)直至基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。桁架:主要承受軸向力的直桿在相應(yīng)的節(jié)點上連接成幾何不變的格構(gòu)式的承重結(jié)構(gòu)圖香港匯豐銀行大廈(43層,高180m,懸掛結(jié)構(gòu))

⑦巨型結(jié)構(gòu):a定義:整幢結(jié)構(gòu)用巨柱、巨梁、巨型支撐等巨型桿件組成空間桁架,相鄰立面的支撐交會在角柱,形成巨型空間桁架結(jié)構(gòu)。b特點:材料盡量舒展、抗側(cè)剛度大、滿足多種立面需求,分兩級結(jié)構(gòu),第二級為一般框架,只承受豎向荷載,并將其傳遞給第一級。第一級結(jié)構(gòu)承受全部水平荷載和豎向荷載。巨型結(jié)構(gòu)適用于超高層建筑。圖香港中國銀行大廈

(71層,高369m,巨型鋼桁架結(jié)構(gòu))(1)

適用高度

分A級高度和B級高度,B級高度允許的高度比A級的高一些,但是在建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、結(jié)構(gòu)抗震等級劃分、作用效應(yīng)計算和構(gòu)造措施方面的要求比A級也嚴(yán)一些。具體規(guī)定見表。

各類房屋的適用高度和高寬比:表2.2A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度(m)

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0.20g0.30g框架7060504035--框架-剪力墻1501301201008050剪力墻全部落地剪力墻1501401201008060部分框支剪力墻1301201008050不應(yīng)采用筒體框架-核心筒1601501301009070筒中筒20018015012010080板柱-剪力墻11080705540不應(yīng)采用框支剪力墻:指的是結(jié)構(gòu)中的局部,部分剪力墻因建筑要求不能落地,直接落在下層框架梁上,再由框架梁將荷載傳至框架柱上,這樣的梁就叫框支梁,柱就叫框支柱,上面的墻就叫框支剪力墻。這是一個局部的概念,因為結(jié)構(gòu)中一般只有部分剪力墻會是框支剪力墻,大部分剪力墻一般都會落地的。注:

0.20g表示該地區(qū)的設(shè)計基本地震加速度值為重力加速度的0.2倍.對應(yīng)的抗震設(shè)防烈度為8度房屋高度指室外地面至主要屋面的高度,不包括局部突出屋面的電梯機(jī)房、水箱、構(gòu)架等高度;表中框架不含異形柱框架結(jié)構(gòu);平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu),最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低;甲類建筑(抗震要求最高的建筑),6、7、8度時宜按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度后符合本表的要求,9度時應(yīng)專門研究;9度抗震設(shè)防、房屋高度超過本表數(shù)值時,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)有可靠依據(jù),并采取有效措施。表2.3

B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度(m)結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防6度7度8度0.20g0.30g框架-剪力墻170160140120100剪力墻全部落地剪力墻180170150130110部分框支剪力墻15014012010080筒體框架-核心筒220210180140120筒中筒300280230170150框架結(jié)構(gòu)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)以及9度設(shè)防的各類結(jié)構(gòu),因研究成果和工程經(jīng)驗尚顯不足,未列入B級高層中。

(2)高寬比高寬比是指房屋的總高度與總寬度(最小寬度)的最大比值,房屋結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制。高寬比的限值見表2-3。表2.4鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比結(jié)構(gòu)類型非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6、7度8度9度框架板柱-剪力墻框架-剪力墻、剪力墻框架-核心筒筒中筒567884567834567----445復(fù)雜體型的高層建筑,如何計算高寬比?

一般情況下,可按所考慮方向的最小寬度計算高寬比,但對突出建筑物平面很小的局部結(jié)構(gòu)(如樓、電梯間等),一般不應(yīng)包含在計算寬度內(nèi);對于不宜采用最小寬度計算高寬比的情況,應(yīng)由設(shè)計人員根據(jù)實際情況確定合理的計算方法;對帶有裙房的高層建筑,當(dāng)裙房的面積和剛度相對于其上部塔樓的面積和剛度較大時,計算高寬比的房屋高度和寬度可按裙房以上塔樓結(jié)構(gòu)考慮。1.水平承重結(jié)構(gòu)的主要類型及特點---樓蓋結(jié)構(gòu)的型式及選擇水平承重結(jié)構(gòu)對保證建筑物的整體穩(wěn)定和傳遞水平力有重要作用。(1)普通肋形樓蓋特點:板薄,砼用量少,自重輕,施工方便,較經(jīng)濟(jì)。但板底不平,可能影響美觀和使用。類型:單向板肋形樓蓋;雙向板肋形樓蓋;井式樓蓋.2.2.3水平承重結(jié)構(gòu)型式及選擇注:單向板和雙向板樓板承受著豎向荷載,當(dāng)板面較大時可設(shè)梁將板劃分成多個區(qū)格。單向板---兩對邊支承的板。雙向板---四邊支承的板。①按單向板設(shè)計的雙向板荷載向兩個方向傳遞的多少,將隨著板區(qū)格的長邊計算跨度l02與短邊計算跨度l01的比值而變化。當(dāng)l02/l01的比值較大時,板上的荷載主要沿l01方向傳遞給支承構(gòu)件,而沿l02方向傳遞的荷載很少,以至可以略去。這種主要沿短跨受彎的板為按照單向板計算的雙向板,又稱梁式板。此板的受力鋼筋應(yīng)沿短向配置,沿長向僅按構(gòu)造配筋。l02l01構(gòu)造筋:就是按國家建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的強(qiáng)制要求布設(shè)、不用經(jīng)設(shè)計人員重新計算的配筋,就是構(gòu)造配筋,如單向受力板中長向配筋、柱子核心區(qū)加密等。eg:一般情況下講構(gòu)造筋都是在梁里面的。由于梁的高度過大,一般超過500mm,上邊受壓筋和下部受拉筋相距較遠(yuǎn),中間如果沒有構(gòu)造鋼筋,容易造成混凝土開裂,所以要配構(gòu)造鋼筋.同時也好控制上下鋼筋的相對位置.簡而言之,構(gòu)造筋就是不用進(jìn)行設(shè)計計算,直接按照規(guī)范的要求配置即可。②按雙向板設(shè)計的雙向板當(dāng)l02/l01的比值較小時,沿長跨方向傳遞的荷載將不能略去,這種在兩個方向受彎的板稱雙向板。雙向板的受力鋼筋應(yīng)沿兩個方向配置。工程設(shè)計中:l02/l01>3時按單向板設(shè)計;l02/l01≤3時按雙向板設(shè)計。(2)無梁樓蓋①實心平板:非預(yù)應(yīng)力砼平板無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼平板②空心平板:板厚30cm至40cm,內(nèi)埋大孔空心管。

樓蓋的結(jié)構(gòu)形式(a)單向板肋形樓蓋;(b)雙向板肋形樓蓋;(c)井式樓蓋;(d)密肋樓蓋;(e)無梁樓蓋(3)組合式樓蓋壓型鋼板—砼樓板鋼梁—砼板組合樓蓋網(wǎng)架樓蓋圖2.8組合式樓蓋

2.水平承重結(jié)構(gòu)的選擇---樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的要求房屋高度超過50m時,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu);剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。房屋高度不超過50m時,8、9度抗震設(shè)計的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu);6、7度抗震設(shè)計時可采用裝配整體式樓蓋且應(yīng)符合下列要求:

①無現(xiàn)澆疊合層的預(yù)制板,板端擱置在梁上的長度不宜小于50mm。②預(yù)制板板端宜預(yù)留胡子筋,其長度不宜小于100mm。③預(yù)制空心板孔端應(yīng)有堵頭,堵頭深度不宜小于60mm,并應(yīng)采用強(qiáng)度等級不低于C20的混凝土澆灌密實。④樓蓋的預(yù)制板縫上緣寬度不宜小于40mm,板縫大于40mm時應(yīng)在板縫內(nèi)配置鋼筋,并宜貫通整個結(jié)構(gòu)單元?,F(xiàn)澆板縫、板縫梁的混凝土強(qiáng)度等級宜高于預(yù)制板的混凝土強(qiáng)度等級。⑤樓蓋每層宜設(shè)置鋼筋混凝土現(xiàn)澆層?,F(xiàn)澆層厚度不應(yīng)小于50mm,并應(yīng)雙向配置直徑不小于6mm、間距不大于200mm的鋼筋網(wǎng),鋼筋應(yīng)錨固在梁或剪力墻內(nèi)。注:樓蓋按施工方法的分類:現(xiàn)澆式裝配式裝配整體式①現(xiàn)澆式樓蓋:現(xiàn)場澆筑混凝土?,F(xiàn)澆樓蓋剛度大,整體性好,抗震抗沖擊性能好,防水性好,對不規(guī)則平面的適應(yīng)性強(qiáng);其缺點是費(fèi)工、費(fèi)模板,施工工期長。②裝配式樓蓋、屋蓋:由預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場安裝連接而成,有節(jié)約勞動力,加快施工進(jìn)度,便于工業(yè)化生產(chǎn)和機(jī)械化施工等優(yōu)點,但結(jié)構(gòu)的整體性和剛度較差,在我國多層住宅中應(yīng)用最為普遍。③裝配整體式樓蓋、屋蓋:是將各預(yù)制梁或板(包括疊合梁、疊合板中的預(yù)制部分),在現(xiàn)場吊裝就位后,通過整結(jié)措施和現(xiàn)澆混凝土構(gòu)成整體,這種樓蓋兼有預(yù)制及現(xiàn)澆樓蓋的優(yōu)點,抗震性能較好,因此近年來在抗震結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多。注:a:預(yù)制板板縫的上緣寬度:預(yù)制板的下面的面積要大于上面的面積,安裝后,板縫下窄上寬,上緣寬度就是上面板和板之間的距離。b:胡子筋:胡子筋指的是框架柱與填充墻間拉結(jié)筋,一般是支模板時預(yù)留,外側(cè)放置在柱保護(hù)層,砌筑墻體時再剔出來。c:空心板端堵頭:空心板兩側(cè)的空管需要堵上,以防在澆筑混凝土的時候把整個管都堵滿,而且在空心板搭接在梁或墻的時候起到抵抗內(nèi)力的作用。(3)下列部位應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu):房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)的底盤頂層、平面復(fù)雜或開洞過大的樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層。其板厚和配筋均有特殊要求(P21)。(4)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土樓板厚度可按跨度1/45~1/50采用,且不宜小于150mm。(5)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土板設(shè)計中應(yīng)采取措施防止或減小主體結(jié)構(gòu)對樓板施加預(yù)應(yīng)力的阻礙作用。注:現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,樓板與梁、柱和剪力墻等主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連接在一起的,如果不采取措施,則施加樓板預(yù)應(yīng)力時,不僅壓縮了樓板,而且大部分預(yù)應(yīng)力將施加到主體結(jié)構(gòu)上,使得樓板得不到充分的壓縮應(yīng)力,而對梁、柱和剪力墻則產(chǎn)生附加側(cè)向力,同時產(chǎn)生附加位移且不安全。應(yīng)采用合理的施工方案,如設(shè)置后澆帶等,避免在樓板以外的各抗側(cè)力構(gòu)件中產(chǎn)生對結(jié)構(gòu)不利的張拉次應(yīng)力。2.2.4高層建筑下部結(jié)構(gòu)的選型---

基礎(chǔ)型式及選擇1.柱下獨立基礎(chǔ)適用:層數(shù)不多、土質(zhì)較好的框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石時,可采用地錨將基礎(chǔ)錨固在巖石上,錨入長度≥40d。2.交叉梁基礎(chǔ)雙向為條形基礎(chǔ)。

適用:層數(shù)不多、土質(zhì)一般的框架、剪力墻、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。

圖2.9交叉梁基礎(chǔ)

圖2.10交叉梁與上部結(jié)構(gòu)連接

筏形基礎(chǔ)亦稱片筏基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)。當(dāng)建筑物上部荷載較大而地基承載能力又比較弱時,用簡單的獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)已不能適應(yīng)地基變形的需要,這時常將墻或柱下基礎(chǔ)連成一片,使整個建筑物的荷載承受在一塊整板上,這種滿堂式的板式基礎(chǔ)稱筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)由于其底面積大,故可減小基底壓力,同時也可提高地基土的承載力,并能更有效地增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性,調(diào)整不均勻沉降。3.片筏基礎(chǔ)適用:層數(shù)不多土質(zhì)較弱或?qū)訑?shù)較多土質(zhì)較好時用。圖2.11帶墩基的片筏基礎(chǔ)

圖2.12梁板式片筏基礎(chǔ)4.箱形基礎(chǔ)適用:層數(shù)較多、土質(zhì)較弱的高層建筑。圖2.13箱形梁基礎(chǔ)剖面圖

5.

樁基礎(chǔ)適用:地基持力層較深時采用。6.

復(fù)合基礎(chǔ)適用:層數(shù)較多或土質(zhì)較弱時采用。

圖2.14樁基礎(chǔ)圖2.15樁筏基礎(chǔ)圖2.16樁箱基礎(chǔ)2.3高層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置原則:滿足使用要求,并盡可能地與建筑的平、立、剖面劃分相一致。滿足人防、消防要求,使水、暖、電各專業(yè)的工作能有效進(jìn)行。結(jié)構(gòu)上受力可靠,變形小。妥善處理溫度、地基不均勻沉降以及地震影響。施工簡便。經(jīng)濟(jì)合理。2.3.1平面布置要點1、一般原則:每一獨立結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足以下要求:簡單、規(guī)則、均勻、對稱。承重結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置,偏心小,構(gòu)件類型少。平面長度和突出部分應(yīng)滿足表2.5要求,凹角處宜采用加強(qiáng)措施。施工簡便,造價省。設(shè)防烈度L/Bl/Bmaxl/b6度和7度≤6.0

≤0.35

≤2.0

8度和9度≤5.0

≤0.30

≤1.5

表2.5L、l的限值圖2.17建筑平面注:各個字母的含義:L:橫向方向的長度最大值l:豎向方向突出部分的長度B/Bmax:橫向方向的寬度/寬度最大值b:豎向方向突出部分的寬度2、平面形狀的選擇:(1)應(yīng)盡可能的采用對抗風(fēng)有利的平面形狀,如圓形、正多邊形、橢圓形等;盡量避免不利抗風(fēng)的平面形狀,如V形、Y形、H形等。(2)平面過于狹長的建筑物在地震時容易產(chǎn)生不規(guī)則振動,造成較大的震害。平面有較長的外伸時,外伸段容易產(chǎn)生局部振動而引發(fā)凹角處破壞。

(3)角部重疊和細(xì)腰的平面容易產(chǎn)生應(yīng)力集中使樓板開裂、破壞,如書中P24圖2.18。(4)B級高度的結(jié)構(gòu)中、復(fù)雜豎向的結(jié)構(gòu)中,平面的選型更應(yīng)嚴(yán)格要求,做到簡單、規(guī)則、減小偏心。(5)樓板有較大凹入或者開有大面積洞口后,中間部分較為薄弱,需對其尺寸要有限制,如書中P25圖2.19.(6)樓梯和電梯間無樓板而使樓面產(chǎn)生較大削弱,應(yīng)將樓梯和電梯間周邊的樓板加厚,并加強(qiáng)配筋。(7)樓板較長、較大凹入、較大開洞時,應(yīng)滿足下列要求:①有效樓板寬度不宜小于該層樓面寬度的50%。②開洞總面積不宜超過樓面面積的30%。③除去凹入或者開洞后,樓板在任意方向的最小凈寬度不宜小于5m,且開洞后每邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2m。(8)艸字形、#字形等外伸長度大的建筑,應(yīng)加強(qiáng)樓板及其連接部位的構(gòu)造措施,必要時可在外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或連接板。(9)樓板開大洞后需采取的措施:①加厚洞口附近的樓板,提高樓板的配筋率,采用雙層雙向配筋。②洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁。③在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。注:邊梁分為外邊梁和內(nèi)邊梁。

外邊梁是指建筑物外周邊的梁,該梁除了承受樓蓋的荷載外同時承受維護(hù)結(jié)構(gòu)、風(fēng)力、外懸構(gòu)件的荷載。

內(nèi)邊梁是指建筑物內(nèi)部墻體和樓板的荷載,一般該梁在樓梯間處,一邊是樓梯間一邊是樓板,該梁對室內(nèi)棚上面無任何影響。不規(guī)則的類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移,大于該樓層平均值的1.2倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比大于0.85。凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一

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