建筑構(gòu)造之樓蓋選型PPT課件

.,1,高層建筑樓蓋,樓蓋結(jié)構(gòu)形式肋梁樓蓋無梁樓蓋疊合板樓蓋壓型鋼板組合樓蓋,.,2,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介,側(cè)重具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)教育問題：缺乏與總體系目標(biāo)有關(guān)的基本知識(shí)，強(qiáng)調(diào)部分而不是總體,構(gòu)件教育方法,.,3,總體設(shè)計(jì)思想,側(cè)重總體空間形式結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)教育的優(yōu)點(diǎn)：提供一種總體思路去學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念和體系，并將它們應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，整體決定構(gòu)件,加利福尼亞州某劇場(chǎng)的構(gòu)思,.,4,水平體系與結(jié)構(gòu)總體的相互關(guān)系,方案階段一：設(shè)計(jì)者應(yīng)能把基本設(shè)計(jì)方案概念化，總體分析整個(gè)結(jié)構(gòu)的荷載抗力關(guān)系，提出所需要的分體系及并預(yù)估基本分體系的相互關(guān)系初步設(shè)計(jì)階段二：分層次證明相互作用的分體系的可行性，并確定其主要尺寸設(shè)計(jì)過程的最后階段三：具體設(shè)計(jì)所有分體系的構(gòu)件和連接、構(gòu)造詳圖,整體性假設(shè),分體系基本形式,（1）結(jié)構(gòu)作用的層次,.,5,三維結(jié)構(gòu)方案構(gòu)思,例,.,6,二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,.,7,把建筑形式視為空間結(jié)構(gòu)時(shí)，看水平結(jié)構(gòu)體系設(shè)置的必要性,四片豎向薄板連接成敞口筒,板太薄時(shí)，會(huì)被壓屈,.,8,受荷薄板邊緣的橫向剛度很小，易向里局部彎曲，受剪薄板向內(nèi)扭曲，對(duì)面薄板發(fā)生很小變形,增加頂端截面剛性，將荷載分配到兩片受剪的豎向分體系,.,9,影響樓屋蓋體系的因素,建筑空間功能所要求的開間大小及其跨度的長寬比活荷載的大小規(guī)劃設(shè)計(jì)所限定的結(jié)構(gòu)層間容許高度所需對(duì)結(jié)構(gòu)總體系整體剛度的貢獻(xiàn)大小允許的邊支承條件,.,10,高層結(jié)構(gòu)樓蓋布置,平板或無梁樓板（flatplate）體系梁-板（slabandbeam）體系主-次梁（joistandgirder）體系雙向密肋或井字梁（waffle）體系空間桁架體系（spacetrusssystem）,.,11,支承在墻上平板的性能,總的設(shè)計(jì)彎矩,(1)單向（簡支）,.,12,(2)雙向（允許四角撓起）,.,13,(3)雙向（四角壓?。?.,14,(4)雙向（板與墻連接）,.,15,對(duì)于雙向作用的板，全部荷載由兩個(gè)正交方向各承受一半荷載通過板的抗剪和抗彎沿水平方向傳給墻，并通過墻直接傳到基礎(chǔ)假設(shè)墻的剛度很大，能阻止邊緣板帶向下位移用剛度很大的梁代替墻時(shí)，體系的整體作用和設(shè)計(jì)方法與墻支承類似,雙向受力板的受力特征,.,16,剛度很大的梁近似于理想支承狀態(tài),雙向板梁必須設(shè)計(jì)成至少能承受跨度方向總彎矩的一半,單向板梁必須承受跨中的全部彎矩,.,17,有梁板和無梁板受力狀態(tài)比較,梁在一個(gè)方向承受全部彎矩時(shí)的單向板受力狀態(tài),（1）有梁簡支板的受力狀態(tài),.,18,（2）無梁簡支雙向板的受力狀態(tài),.,19,（3）支承在等間距柱網(wǎng)上的大平板,板的整體抗彎在兩個(gè)正交方向同時(shí)和同樣出現(xiàn),.,20,柱上板帶和跨中板帶,單開間板帶的荷載分配,.,21,板-梁體系,（1）單向板-梁體系,用于一個(gè)方向?yàn)榇罂缍葧r(shí),.,22,支座負(fù)彎矩,跨中正彎矩,初步設(shè)計(jì)內(nèi)力分析建議,.,23,梁和板結(jié)合成一體形成T形梁共同抵抗彎矩作用,.,24,（2）雙向板-梁體系,.,25,1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所有梁的跨度和剛度都相等。應(yīng)考慮兩個(gè)方向的抗彎這是一種剛度較大的雙向板，每個(gè)方向的總荷載和彎矩由每個(gè)方向的梁及其相應(yīng)的板來共同承擔(dān)，梁和板分擔(dān)的比例取決于梁和板的相對(duì)剛度結(jié)構(gòu)性能實(shí)際上界于剛性邊支承和無邊支承的結(jié)構(gòu)特性之間,.,26,2）雙向板-梁體系初步設(shè)計(jì)假定每個(gè)方向的跨中2/3板帶約承擔(dān)總彎矩的1/3，梁約承擔(dān)該方向總彎矩的2/3梁的設(shè)計(jì)可以考慮與板的組合作用，也可以不考慮，但T形梁能承受更多的總荷載和彎矩對(duì)板的設(shè)計(jì)，跨中板帶是決定性的,.,27,（3）雙向密肋-板樓蓋體系,井字梁,.,28,雙向密肋體系的性能與平板相似一個(gè)開間的整個(gè)寬度范圍實(shí)際上都參與承受荷載，且靠近或通過柱的梁要比離柱較遠(yuǎn)的梁分擔(dān)更多的荷載，故常將緊靠支承柱的梁設(shè)計(jì)成剛度比較大施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)雙向密肋體系作彈性分析，以確定不同梁的實(shí)際承載比例初步設(shè)計(jì)時(shí)，可假定：如果一個(gè)開間里所有梁的剛度都接近相等，他們所分擔(dān)的荷載也都相同；如果沿柱帶的梁剛度只比離柱較遠(yuǎn)的梁大12倍，則它們所分擔(dān)的荷載至少是后者的兩倍；如果這些梁的剛度非常大，那么它們所分擔(dān)的荷載將會(huì)更多（3/4）,.,29,雙向密肋體系,對(duì)象：無邊支承、由正交密肋所構(gòu)成的樓蓋荷載傳遞：沿兩正交方向同時(shí)作用，雙向密肋的梁格構(gòu)是一種雙向網(wǎng)格使用條件：柱網(wǎng)開間接近正方形，L1/L21.5最大優(yōu)勢(shì)：經(jīng)濟(jì)適用跨度是四種體系中最大的，平均混凝土折算厚度也是所有體系中最小的，不用吊頂受力性能：當(dāng)每跨內(nèi)有4根或以上的密肋時(shí)，樓蓋的整體性能和彎矩分配接近于平板樓蓋。,.,30,.,31,肋梁樓蓋尺度與適應(yīng)范圍,雙向密肋樓蓋普通砼適于9m以下，預(yù)應(yīng)力砼12m以下肋梁間距0.91.5m肋梁高1/201/30，肋寬150200mm單向密肋樓蓋跨度不大于6m肋梁間距500700mm肋梁高1/181/20，肋寬80120mm,.,32,（4）豎向支承構(gòu)件周圍的沖剪,柱上平板,.,33,板的局部加厚提高抗沖切能力,柱上梁,柱上密肋板填實(shí),.,34,平板體系,（1）混凝土無梁平板的鋼筋布置,.,35,鋼筋混凝土是兩種材料之間的一種被動(dòng)結(jié)合，因?yàn)橹挥薪Y(jié)構(gòu)撓曲變形到一定程度后鋼筋才開始起作用預(yù)應(yīng)力混凝土使這兩種材料達(dá)到主動(dòng)結(jié)合，以控制應(yīng)力、平衡荷載和減少撓度。憑借預(yù)應(yīng)力束的曲率效應(yīng)，預(yù)應(yīng)力束將承擔(dān)很大部分直接傳給支座的荷載，從而可以消除絕大部分的沖切剪力。,.,36,鋼筋混凝土彎曲到一定程度后鋼筋才開始起作用,.,37,預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力筋的抗彎是主動(dòng)的,.,38,對(duì)于跨度為7.210.5m的預(yù)應(yīng)力混凝土平板，板厚可按45的跨高比取，即取200mm板內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿兩個(gè)正交方向呈拋物線鋪設(shè)使拋物線預(yù)應(yīng)力束的向上分力能平衡百分之百的板自重恒載為0.225kN/m39=45kN/m,200mm,30,140,9m,30,.,39,板內(nèi)的鋼筋束沿兩個(gè)方向呈拋物線鋪設(shè)，所以常規(guī)的設(shè)計(jì)方法是對(duì)每一個(gè)方向的鋼筋束都施加足夠的預(yù)應(yīng)力，使其向上分力能平衡板的自重。,建議,.,40,建議,試驗(yàn)表明，雙向預(yù)應(yīng)力混凝土平板的抗彎強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度受總的預(yù)應(yīng)力筋的承載能力和非預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量及其所鋪設(shè)的位置所控制，而不受預(yù)應(yīng)力筋的分布位置所控制必須有一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在柱上板的剪切周邊內(nèi)雙向無梁樓板結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋的最佳布置方法是將計(jì)算板帶所需的預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)，在一個(gè)方向形成帶狀集中布置在柱上及柱子兩邊的板帶中，在另一個(gè)方向則均勻布置兩個(gè)正交方向至少應(yīng)該有兩根預(yù)應(yīng)力筋布置在柱上板的剪切周邊內(nèi),.,41,無梁樓蓋體系,所占有的結(jié)構(gòu)空間高度在所有體系中最?。ňC合效益不錯(cuò)），施工最方便，水密性好對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度的貢獻(xiàn)在所有體系中是最小的混凝土平均折算厚度比主-次梁和雙向密肋體系大，與同等跨度的雙向梁-板體系相當(dāng),.,42,由于預(yù)應(yīng)力平托板或錐形柱帽起著加腋的作用，故能使預(yù)應(yīng)力混凝土平板的使用跨度增大至10.513.7m,.,43,.,44,無梁樓蓋尺度,無柱帽樓板厚:（1/361/30)L2L2為短邊長,最小板厚150mm有柱帽樓板厚:（1/401/33)L2L2為短邊長,最小板厚150mm空心無梁樓板厚（1/301/20)L2L2為短邊長,樓板最小厚度250mm,.,45,普通肋梁樓蓋體系,1）單向板-梁樓蓋2）雙向板-梁樓蓋3）現(xiàn)澆梁板共同作用的設(shè)計(jì)概念,.,46,1）單向板-梁樓蓋,1221m,7.510.5m,69m,4.56m,某一方向梁所承擔(dān)的板面荷載小于或總荷載的20%,h1/30L,.,47,2）雙向板-梁樓蓋,例題：某機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓樓蓋的內(nèi)力分析,圖為12m12m柱網(wǎng)開間的無梁平板和梁-板式樓板用SAP分析得到的單向彎矩圖,板厚h1/40L2,.,48,無梁樓板的最大正、負(fù)彎矩峰值都在柱軸線上,無梁樓板和雙向板-梁樓蓋的彎矩,.,49,3）現(xiàn)澆梁板共同作用的設(shè)計(jì)概念,現(xiàn)澆樓板的共同作用增加了框架梁的截面剛度（EI）提高了梁端負(fù)屈服彎矩的承載力梁柱形成的框架作用對(duì)框架側(cè)向剛度的影響現(xiàn)澆梁板的共同作用對(duì)框架的內(nèi)力、變形及自振周期的影響,.,50,4）主-次梁體系,主-次梁體系的特點(diǎn)缺點(diǎn)：相對(duì)于平板和雙向密肋體系，結(jié)構(gòu)高度大相對(duì)于平板和雙向板-梁體系，模板制作復(fù)雜,.,51,優(yōu)點(diǎn)平均折算厚度小，可與雙向密肋一樣，重量較輕開間大，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋可達(dá)（912）m（13.518）m承載力大，活荷載可達(dá)1020kN/mm2對(duì)框架結(jié)構(gòu)的整體剛度貢獻(xiàn)比平板和雙向密肋大得多結(jié)構(gòu)受力清楚，傳力途徑簡單明確,.,52,5）柱網(wǎng)與主、次梁的合理布局,荷載傳遞途徑：單向板次梁主梁柱設(shè)計(jì)要點(diǎn)：結(jié)構(gòu)空間高度越小越好主、次梁受力所需的結(jié)構(gòu)高度宜相同,.,53,.,54,柱網(wǎng)宜設(shè)計(jì)成矩形（短跨為主梁，短跨與長跨的比例小于0.75較經(jīng)濟(jì)）主、次梁的剛度（主梁的彎曲變形控制在次梁彎曲變形的（1/21/3）內(nèi)）抗扭剛度的要求（邊跨主梁）,.,55,以長跨為主梁的主-次梁樓蓋存在的問題,主、次梁的截面高度相差懸殊，因而增加了層高和建筑物的總高度主梁的豎向變形加大，作為次梁的支座的剛性和穩(wěn)定性相對(duì)較差樓蓋混凝土的平均折算厚度增大，材料用量和結(jié)構(gòu)自重相應(yīng)加大預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋的用量增多，費(fèi)用增大,.,56,邊支承縱向框架梁的設(shè)計(jì)要求邊支承框架應(yīng)具有較大的整體剛度，避免在地震或風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生過大的變形，以保證單向密肋的平面外穩(wěn)定要求邊支承框架梁具有足夠的抗彎剛度，以控制單向密肋的跨中彎矩和撓度在合理的范圍內(nèi)。要求具有足夠的抗扭剛度來約束密肋端部的轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)計(jì)成梁的寬度稍大于柱截面寬度框架梁的截面接近方形，梁柱的線剛度比為23,.,57,平面或空間桁架組合樓蓋,1）主-次桁架體系類似于主-次梁體系,.,58,2）空間桁架,每一根腹桿對(duì)兩個(gè)方向的上下弦同時(shí)起著對(duì)角斜撐的作用,.,59,雙向空間桁架體系的幾種布置方案,單開間（支承在四個(gè)角柱上）,懸臂式,.,60,帶懸臂的開間,矩形（單向）,.,61,有邊支承的單開間,帶懸臂的有邊支承單開間,.,62,實(shí)例希爾斯大樓的樓蓋結(jié)構(gòu)：方形框筒開間為22.86m22.86m，框筒柱距為4.572m，桁架截面高度1016mm，跨高比為22.5。在平面桁架上鋪設(shè)壓型鋼板，然后澆筑140mm厚的輕質(zhì)混凝土樓面，形成平面桁架-混凝土組合樓蓋。,.,63,.,64,復(fù)合桁架組件,.,65,空間桁架-混凝土組合樓蓋結(jié)構(gòu),Cat