抗侧力结构与布置.ppt
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1、第 2章抗侧力结构与布置,一、高层建筑的结构体系,(1)结构体系 结构抵抗外部作用的构件 组成方式 (2)高层建筑的基本的抗侧力单元,剪力墙结构体系,优点: 空间大、布置灵活,造价低、延性好、计算 b 理论成熟,缺点:1)抗侧移刚度小,水平侧移较大,建造高度有限 2)抗震性能差,地震中非结构构件(如建筑装饰、填充墙、设备管道等)破坏比较严重,维修费用高。 3)没有稳定措施(缺乏二道防线),适用范围:520层,多、高层住宅、饭店、办公楼及其它公共建筑均可。,1、框架结构(frame structure)体系(含板柱体系),框架结构:由梁柱通过刚性连接所组成的结构体系。,框架结构属于柔性结构。,框
2、架结构(frame structure)体系,框架结构(frame structure)体系,框架结构(frame structure)体系,水平荷载作用下变形:剪切形为主,框架结构体系,典型的框架体系平面图,平面形状复杂的框架平面图,框架结构体系,平面形状复杂的框架平面图,板柱结构体系,特点:传力途径更简捷,可有效增加净空高度。,缺陷:节点处受到柱集中力作用,对板抗剪不利。,适用范围:仓库,停车场,层高受到限制的场合。,框架结构体系,柱帽,2、剪力墙结构体系,剪力墙结构:纵横方向的混凝土墙体组成 抗侧力体系,2、剪力墙结构体系,1)全落地剪力墙体系 优点:整体性好,刚度大,侧移小,用钢量较省
3、,抗震性能好 缺点:自重大,基础处理要求较高,不利于布置大开间房间,不能满足公共建筑的使用要求 适用范围:1030层高层公寓式住宅、旅馆。 剪力墙结构体系属刚性结构。,典型剪力墙体系平面布置图,剪力墙结构在水平荷载作用下的变形 (弯曲形为主),框支剪力墙结构,2)框支剪力墙体系,全落地剪力墙体系缺点:平面布置受限 解决方法:底部大空间剪力墙结构(框支剪力墙) 底部若干层部分剪力墙取消,2)框支剪力墙体系,特点: 上刚下柔结构,底层刚度削弱、刚度突变,形成薄弱层; 地震区不允许单独采用; 在地震区只能做成部分剪力墙框支,部分剪力墙落地。 避免刚度突变的措施 把框架层扩展为2-3层,随层逐渐变化
4、刚度差异(限制落地剪力墙的比例和剪力墙之间的间距) 转换层(板式转换和梁式转换),3、框架-剪力墙(筒体)结构体系,框剪:在框架结构中布置少量的剪力墙形成,3、框架-剪力墙结构体系,特点: 剪力墙(核心筒)承担大部分水平力(8090),是主要的抗侧力构件,框架承担竖向荷载,提供较大的空间,既具有框架结构布置灵活、方便使用的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力。 优点: 受力合理,各层层间变形均匀,可形成较大使用空间。 适用范围: 1025层各类公共建筑。框架-筒体可到3040层,3、框架-剪力墙结构体系,在侧向荷载作用下的框架-剪力墙变形,4、筒体结构体系,筒体结构: 一个或多个筒体来抵抗水平
5、力的结构 筒体的构成: 剪力墙组成空间薄壁筒体 框架柱形成密柱框筒 特点: 空间抗刚度,抗扭性很好 适用30层以上 长/宽2,截面尺寸接近正方形、圆形、正多边形较好,4、筒体结构体系,分类 框筒结构 桁架筒结构 框架筒体结构 筒中筒结构 多筒结构 1931年102层帝国大厦:钢框架剪力墙体系,用钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心:筒中筒结构体系,用钢量1.81kN/m2 1974年110层西尔斯大楼:钢成束筒结构体系,用钢量1.61kN/m2,1)框筒结构,框筒结构:密柱和深梁 特点: 内柱:竖向荷载 外筒:水平荷载 柱距:一般3m 框筒梁比较高 开洞面积在60%以下,1)
6、框筒结构,剪力滞后效应:翼缘框架柱中轴力分布不均匀,两边大、中间小的不均匀现象 影响因素:梁宽、荷载、弹性模量、侧板和翼缘的相对刚度 原因:连梁的柔性产生剪力滞后现象,使角部的柱子轴向应力增加而中间的柱轴向应力减小 不利结果:柱受力不均匀,板翘曲,减小框筒的侧向刚度和承载能力,不能发挥材料的作用,不经济,框筒柱轴力分布曲线,实腹筒轴力分布曲线,翼缘框架,腹板框架,(2)框架筒体结构,框架筒体结构:外框架和内筒体的组合(实际上也是框架一剪力墙结构的一种形式) 其受力特点与框架剪力墙结构也基本一样, 竖向荷载:框架和筒体 水平荷载:筒体,2019/5/21,30,(2)框架筒体结构,上海金贸大厦,
7、框架筒体结构,共88层,高420.5米,用于办公、宾馆。,2019/5/21,31,(2)框架筒体结构,内筒为八角形钢筋混凝土核心筒,外筒由八根复合巨型柱、8根钢柱,用钢量0.7kN/m2,(3)筒中筒结构,筒中筒结构:薄壁内筒和密柱外框筒(桁架筒)组成,抗风、抗震能力好,框筒体系,筒中筒体系,2019/5/21,33,深圳国际贸易中心大厦,50层,158m,钢筋混凝土筒体,外筒由钢骨混凝土和钢柱组成,(3)筒中筒结构,2019/5/21,34,广东国际大厦,63层,200m,钢筋混凝土内筒体,外筒由钢骨混凝土和钢柱组成,(3)筒中筒结构,(4)多筒结构,束筒结构:由若干个筒体组合在一起的空间
8、刚度极大的结构。,(c)多重筒结构,(d)成束筒结构,芝加哥西尔斯大厦 共80层,高322米,混凝土结构,商用办公楼,5、框架支撑结构,在框架中设置支撑斜杆,即为支撑框架,一般用于钢结构。由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载。,6、巨型结构,由两级结构组成 一级为:跨越若干楼层的巨梁、巨柱(超级框架)或巨型桁架,提供较大的抗侧刚度和承载力承受水平力和竖向荷载; 二级:其它楼层梁柱,承受竖向荷载并将荷载产生的内力传递到一级结构上,框架的梁、柱截面加大 把一栋高层结构分成很少的几层,1)巨型框架结构,(2)巨型桁架结构,沿房屋周边布置大型立柱,形成空间桁架主要的承重框架 -承担大部分竖向和水
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- 关 键 词:
- 抗侧力 结构 布置
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