建筑结构复习

发布 2022-01-11 15:00:28 阅读 8403

高层建筑的结构特点。

结构内力与变形:

1水平作用成为决定因素 2轴向变形具有较大影响 3侧移成为控制指标4延性具有关键意义,采取构造措施,使结构在进入塑性变形阶段后仍然具有较强的变形能力5高层建筑中,水平荷载与**作用对结构设计起着决定性作用。

高层建筑结构的设计特点。

1水平荷载成为设计的决定因素:

竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比。

水平荷载产生的倾覆力矩以及轴力与高度的二次方成正比。

2侧移成为设计的控制指标:

结构顶点的侧移与结构高度的四次方成正比。

结构侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系。

3轴向变形的影响在设计中不容忽视。

竖向荷载产生的结构轴向变形对其内力及变形的影响。

对预制构件的下料长度和楼面标高会产生较大影响。

水平荷载产生的结构轴向变形对其内力及侧移的影响。

4延性成为结构设计的重要指标。

1延性表示构件和结构屈服后,在承载力不明显降低情况下,具有足够塑。

性变形能力的可能 2延性系数:用来衡量延性的大小 3结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小,即决于结构延性的大小 4为保证结构具有较好的抗震性能,除承载力,刚度外,还有较好的延性。

5结构材料用量显著增加。

1对于高层结构,随高度的增大,材料的用量增加较多 2特别是水平荷载。

对材料用量影响较大 3结构方案对材料用量影响很大,水平力作用下对结。

构优化设计至关重要。

高层建筑结构的类型(按使用的材料)

1砌体结构:优点:取材容易,施工方便,造价低廉缺点:脆性材料,其抗拉,抗剪强度较低,抗震性较差,配筋砌体可改善砌体的受力性能,但较少用于高层。

2混凝土结构:优点:取材容易,良好耐久和耐火性,承载能力大,刚度好,节约钢材,降低造价,可模性好缺点:自重大,构件截面大,施工复杂,建造周期长且受季节影响。

3钢结构:优点:材料强度高、截面小、自重轻、塑性和韧性好、制造简单、施工周期短、抗震性好缺点:用钢量大、造价高、防火性差、刚度差

4钢—混凝土组合结构或混合结构:不仅具有钢结构自重轻,截面尺寸小,施工进度快,抗震性好等特点,同时还建有混凝土结构刚度大,防火性能。

好,造价低廉,良好的延性和韧性。

确定结构类型的基本要素。

1要求结构材料:均质,高强,轻量,延性好

2构建的基本形式:线型构件:框架,斜撑;平面构件:全墙,框-墙。

立体构件:框架,多筒,矩形框架体系。

3结构体系的选定:1结构材料用量:适宜的抗侧力体系可有效的节省用度。

2建筑内部空间:杆系空间灵活,墙系空间受限3房屋试用高度:根据结构类型的抗震烈度确定高度4抗震设计准则:

a具有明确计算简图和合理的**路线b具有多道抗震防线c具有必要的承载力,良好的延性d合理分布强度刚度避免薄弱环节

高层建筑结构的结构体系。

高层的基本抗侧单元:框架、剪力墙、筒体。

结构体系类型:框架结构体系剪力墙结构体系框架——剪力墙结构体系。

筒中筒结构体系多筒结构体巨型结构体系。

高层结构设计与选型原则。

抗风设计:风作用的特点:

风作用的结果:1使结构开裂或留下较大残余变形2使建筑摇晃,居住不舒适。

3使围护结构和装修破坏4使结构产生疲劳。

抗风设计原则:1保证结构强度,可靠承受内力2保证结构刚度,严格控制侧。

移3选择合理建筑体型,优化结构体系4保证围护结构强度,加强构件连接。

减小风振的措施:1合理的建筑体型2阻尼装置3反向变形。

合理的建筑体形:1流线形平面(圆形,椭圆形,三角形)2截锥状体形(上。

小下大,外柱倾斜)3减小高宽比4增设透空层5并联高楼群。

抗震设计。有利抗震的房屋体型:

1均匀的平面变化 1平面形状的选定:方形,矩形,圆形(最好)2平面形状的规定:限制平面突出部分的尺寸。

2均匀的立面变化1设计原则:选择截锥体渐变立面,避免阶梯形突变立面2震害分析:倒梯形上刚下柔,大底盘容易扭转3设计规定:立面收进≥0.75

3合适的房屋高度1震害分析:高度大,所受**作用和倾覆力矩大2设计规定:根据各种材料和体系确定合适的建筑高度。

4恰当的高宽比:增加结构体系抵抗倾覆力矩的有效高宽比按结构体系和**烈度确定,h/b≤6 条形建筑:3~4(住宅进深10m左右,一字型楼板不超过40m,如需要更高,则采用刚度较大的平面形状,方形、圆、y、井、等塔式建筑)

筒体和剪力墙结构:4~5 抗震设防烈度≥8时,宜适当减小。

5足够的基础埋深:采用天然地基,埋深≥1/15h 采用桩基,埋深≥1/18h

延性设计。1结构延性的含义:a结构总体延性b结构楼层延性c构件延性d杆件延性。

2提高延性的重点:a沿高度方面:提高柔弱层构件延性 b在平面位置:

提高转角突变处构件延性 c多道抗侧时,重点提高第一道防线的构件延性 d同一构件中,重点提高关键杆件的延性 e同一杆件中,重点提高预期屈服部位的延性。

3构件延性的保证:a足够的截面尺寸 b是以的结构配筋 c可靠地构造措施。

结构设计与选型原则:a高度及高宽比b平面和竖向形状 c抗侧与结构布置

d延性与材料选择。

合理的结构布置。

1结构力求对称:a 非对称结构减少扭转效应 b抗推构件的合理布置。

c竖筒位置要居中并对称,抗震墙沿周边布置。

2结构竖向等强:a 非等强结构容易出现侧移突变 b 避免出现柔弱底层c 承力竖构件不得中断和突变d 同楼层柱要等刚度。

3屋顶塔楼合理:a计算时放大**作用b 构造上提高结构延性。

结构平面布置。

1基本要求:高层建筑结构的平面布置,应利于抵抗水平荷载和竖向荷载,受力明确,传力直接,力求均匀对称,减少扭转影响。a应使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀。

不应采用严重不规则的平面布置。

2风作用效应较小的平面形状:有利:简单,规则的凸平面:圆,正多边,椭圆,鼓形。 不利:有较多凹,凸的复杂平面形状,v、y、h形,弧形等平面

3抗震设计的a级高度高层建筑,其平面布置:简单,规则,对称,减少偏心,平面长度不易过长,突出部分长度不宜过大,不采用角部重叠或细腰形平面图。

4抗震设计的b级高度高层建筑:混合结构高层建筑及复杂高层建筑,其平面布置应简单,规则,减少偏心,b级规则性应更严格一些。

5结构平面布置应减少扭转影响2平面不规则,质心与刚心偏心较大和抗扭刚度太弱的结构,震害严重3对结构的扭转效应应从以下方面加以限制:限制结构平面布置的不规则性,避免质心与刚心有过大偏心,结构的抗扭刚度不能太弱。

结构竖向布置。

高层建筑结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小,变化均匀,连续,不应突变。竖向布置应符合下列要求:

1)竖向宜规则,均匀,避免有过大的外挑和内收:侧向刚度宜上小下大,逐渐均匀变化,不应采用竖向布置严重不规则的结构2)抗震设计的高层建筑结构,各楼层侧向刚度应均匀3)为防止结构出现薄弱层,各楼层受剪承载力应均匀4)抗震设计时,结构竖向抗侧力构件宜上,下连续贯通5)结构上部楼层相对于下部楼层的收进,或外挑不应较大6)结构顶层取消部分墙,柱形成空旷房间时,形成刚度和承载力突变,此时应进行详细的计算分析,采取有效措施7)高层建筑设置地下室,可利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移,倾覆,减轻**作用对上部结构的影响。还可降低地基的附加压力,提高地基的承载能力。

震害经验也表明,有地下室的高层建筑,其震害明显减轻。因此,高层建筑宜设地下室,不易采用部分地下室,底下室应有相同的深埋。

变形缝的设置。

设缝的优缺点:1优:用缝将复杂建筑分为规则的部分,减小温度应力2缺:影响建筑使用功能,立面处理不便,基础防水不易处理,**下易发生碰撞等。

目前趋势是避免设缝,或尽可能少设缝。

沉降缝:1设缝:高层建筑主体结构周围常设置裙房,他们与主体结构的重量相差悬殊,会产生较大的沉降差,这时可用沉降缝将二者分成独立的结构单元,使各部分自由沉降。

2不设缝措施:a采用桩,或采取减少沉降的有效措施并经计算,使沉降差在允许范围内b楼与裙房采用不同的基础形式c先施工主楼,后施工裙房,使两者最终沉降量一致d将裙房坐在悬挑基础上。

伸缩缝:由温度变化引起的结构内力称为温度应力,使房屋产生裂缝,影响正常使用。伸缩缝可减少温度应力。

a框架结构,现浇,最大间距55m b剪力墙结构,现浇,最大间距45m

增大伸缩缝间距的措施:1)增加顶层,山墙等部位的配筋2)采用有效隔热措施3)使用混凝土添加剂等减少收缩4)施工中预留后浇带5)上部改变结构形式或局部(顶部)设伸缩缝6)增大楼板配筋或采用预应力楼板等。

防震缝。a优点:**下,复杂高层结构会产生扭转及复杂的振动形式,在房屋的连接薄弱部位造成损坏,通过设缝将复杂建筑分为规则建筑b缺点:

**下,防震缝两侧的房屋易发生碰撞而造成震害。

防震缝最小宽度:1框架结构:≤15m时,取70mm.

>15m时,每增加2~5m,加宽20mm 2框架-剪力墙:取上述的70%,但不小于70mm 3剪力墙:取框架的50%,但不小于70mm

伸缩缝,沉降缝都应符合防震缝宽度的要求在相邻的高,低结构之间设置防震缝时,不应采取牛腿托梁的做法设置防震缝。

三缝的区别。

a沉降缝→避免主体与裙房过大的沉降差 b伸缩缝→减小结构温度应力

c防震缝→避免**时结构件的相互碰撞 d必要时可以三合一。

框架结构体系。

用梁,柱构件通过节点连接组成的结构称为框架,通常为刚接。

结构特点。a受力特点:1竖向荷载下梁的弯-剪,柱的弯-压

2水平荷载下,水平侧移大,属于柔性结构。

b变形特点:1层间侧移自下而上逐渐增大 2以杆件弯曲变形为主,框架侧移以整体剪切变形为主, 梁,柱弯曲变形是框架侧移的主因。

c适用范围:高抗震烈度地区不宜使用, **区框架结构优先考虑现浇框架结。

构体系,其次是装配整体式,很少采用装配式框架结构体系。

d框架柱截面:方形,矩形,圆形,八角形等,也可以采用柱肢厚度与墙体厚度一。

致的t,l,十字形等。

e填充墙:优先选用预制轻质砌块或墙板,与框架要有可靠拉结。

框架结构的特点:

优点: 1平面布置灵活2可大空间,可小空间3立面容易处理4结构自重较小。

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