yC第6章-鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系a知識分享

東北財經(jīng)大學建設管理學院張建新建筑結(jié)構(gòu)概論第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1建筑結(jié)構(gòu)型式綜述6.2框架結(jié)構(gòu)6.3框架－剪力墻與剪力墻結(jié)構(gòu)6.4筒體結(jié)構(gòu)6.5排架結(jié)構(gòu)點擊直接進入1/15/20251第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1建筑結(jié)構(gòu)型式綜述6.1.1常見的建筑結(jié)構(gòu)型式承重墻結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)型式框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框－剪結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)……1/15/20252第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.2確定建筑結(jié)構(gòu)型式的原則（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1/15/20253第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.2確定建筑結(jié)構(gòu)型式的原則減少結(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)1/15/20255第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.2確定建筑結(jié)構(gòu)型式的原則（2）合理地選用結(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1/15/20256第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.2確定建筑結(jié)構(gòu)型式的原則（3）提倡結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)選組合交叉拱懸索基礎拉桿倒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1/15/20257（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6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.3結(jié)構(gòu)的概念設計一種設計思路，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。1/15/20258（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6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.3結(jié)構(gòu)的概念設計1/15/20259第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.3結(jié)構(gòu)的概念設計結(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；

多層建筑物的側(cè)向變形以剪切為主，變形量?。桓邔咏ㄖ锏膫?cè)向變形以彎曲為主，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1/15/202510第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.3結(jié)構(gòu)的概念設計（3）結(jié)構(gòu)體型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1/15/202511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1/15/202512第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.4建筑的結(jié)構(gòu)選型（1）多層建筑與高層建筑我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（高規(guī)）規(guī)定10層及10層以上、或房屋高度超過28m的混凝土結(jié)構(gòu)高層民用建筑物稱為高層建筑；在多層建筑結(jié)構(gòu)中，影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力的主要荷載是豎向荷載，在結(jié)構(gòu)變形方面主要考慮豎向荷載作用下的撓度；高層建筑結(jié)構(gòu)受力特點與多層建筑結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別，是側(cè)向力成為影響結(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；1/15/202513第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.4建筑的結(jié)構(gòu)選型（1）多層建筑結(jié)構(gòu)與高層建筑結(jié)構(gòu)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可采用框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體和板柱-剪力墻結(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1/15/202514上一頁下一頁1/15/202515第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.1.4建筑的結(jié)構(gòu)選型（2）大跨度建筑結(jié)構(gòu)跨度是建筑空間的基本性能之一，梁是最常見的形成跨度的構(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，而多采用各種空間結(jié)構(gòu)體系；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輕質(zhì)高強的建筑材料，鋼結(jié)構(gòu)是大跨度建筑結(jié)構(gòu)常采用的建筑材料；返回目錄1/15/202516第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.2

框架結(jié)構(gòu)6.2.1框架結(jié)構(gòu)概述由梁（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（1）框架結(jié)構(gòu)的組成1/15/202517第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.2.1框架結(jié)構(gòu)概述結(jié)構(gòu)強度高，自重輕，整體性和抗震性能較好；建筑平面布置靈活，可提供較大的建筑空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型，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，建筑高度受到一定的限制（通?！?0層）

；（2）框架結(jié)構(gòu)的分類按照施工方法分為：現(xiàn)澆式、裝配式、裝配整體式（3）框架結(jié)構(gòu)的特點應用廣泛，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；（4）框架結(jié)構(gòu)的應用1/15/202518第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.2.2框架結(jié)構(gòu)的布置（1）柱網(wǎng)布置方式：等跨布置、不等跨布置柱網(wǎng)尺寸一般為6～9m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（2）承重框架的布置橫向框架承重縱向框架承重混合承重示意圖1/15/202519橫向框架承重縱向框架承重混合承重上一頁下一頁1/15/202520豎向荷載包括：結(jié)構(gòu)自重樓(屋)面活荷載雪荷載…傳遞：板→梁→柱→基礎、地基第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.2.3框架結(jié)構(gòu)的主要荷載及傳遞途徑水平作用包括：風、地震…

水平作用簡化為作用于框架節(jié)點上的水平力1/15/202521第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.2.4框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖單榀框架框架計算簡圖垂直荷載M圖1/15/202522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V1/15/202523第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.2.5框架結(jié)構(gòu)的設計要求（1）主要設計原則框架結(jié)構(gòu)的開間、進深、層高等尺寸盡量減少規(guī)格，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)選現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系，符合“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)弱桿、強壓弱拉”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)的平面內(nèi)受力；1/15/202524第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.2.5框架結(jié)構(gòu)的設計要求（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；1/15/202525框架梁節(jié)點上一頁下一頁1/15/202526框架梁詳圖2Φ202Φ202Φ222Φ222Φ202Φ18KL－1(3)200x4002Φ20Φ8@100/200(2)2Φ202Φ222Φ222Φ202Φ18Φ8@100Φ8@100Φ8@200Ln/4Ln/41.5h1.5h上一頁下一頁1/15/202527框架柱節(jié)點一上一頁下一頁1/15/202528框架柱節(jié)點二上一頁下一頁1/15/202529框架柱箍筋加密返回目錄上一頁1/15/202530第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.3

框架-剪力墻與剪力墻結(jié)構(gòu)6.3.1框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系（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1/15/202531第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.3.1框架－剪力墻結(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)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；1/15/202532剪力墻的受側(cè)力變形以彎曲為主框架的受側(cè)力變形以剪切為主框架、剪力墻協(xié)同工作的變形曲線呈現(xiàn)彎剪型特征第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.3.1框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系（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1/15/202533框架-剪力墻結(jié)構(gòu)鉸接體系計算圖上一頁下一頁1/15/202534框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

剛接體系計算圖上一頁下一頁1/15/202535第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.3

框架-剪力墻與剪力墻結(jié)構(gòu)6.3.1框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系（3）剪力墻的布置布置原則－①均勻、分散；②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1/15/202536第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.3.2剪力墻結(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1/15/202537第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.3.2剪力墻結(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，適于隔墻較多的高層住宅、公寓和旅館建筑等；對于下部設置大空間公共設施的高層建筑，可以使用框支剪力墻結(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1/15/202538第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.3.2剪力墻結(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1/15/202539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1/15/202540第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.4筒體結(jié)構(gòu)6.4.1筒體體系筒體結(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；筒體可以是由剪力墻構(gòu)成的薄壁筒、或由密排柱及深群梁組成的框筒；筒體結(jié)構(gòu)的形式：單筒、筒中筒、組合(成束)筒、桁架筒等；剪力墻構(gòu)成的薄壁筒密排柱及深群梁組成的框筒示意圖1/15/202541桁架筒體系成束筒體系筒中筒體系1/15/202542第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.4.2框架－筒體體系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1/15/202543第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.5排架結(jié)構(gòu)6.5.1排架結(jié)構(gòu)的組成排架結(jié)構(gòu)是單層廠房中最普遍的一種結(jié)構(gòu)形式；常用于一些機器設備較重，且輪廓尺寸較大的廠房；吊車梁排架柱獨立基礎屋架吊車剖面示意圖排架承重結(jié)構(gòu)由屋架或屋面梁、柱和基礎組成1/15/202544第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.5.2排架結(jié)構(gòu)的布置柱網(wǎng)布置即為確定跨度和柱距。（1）柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置既是確定柱的位置，也是確定屋面板、屋架和吊車梁等構(gòu)件尺寸(跨度)的依據(jù)，并涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置?？缍龋v向定位軸線之間的尺寸柱距-橫向定位軸線之間的尺寸跨度柱距抗風柱排架柱排架結(jié)構(gòu)平面布置圖1/15/202545第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.5.2排架結(jié)構(gòu)的布置屋蓋支撐（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1/15/202546第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.5.2排架結(jié)構(gòu)的布置柱間支撐作用:提高廠房縱向剛度和穩(wěn)定性1/15/202547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）豎向荷載第6章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系6.5.3排架結(jié)構(gòu)的主要荷載和傳遞途徑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1/15/202548排架結(jié)構(gòu)豎向荷載的傳遞屋面結(jié)構(gòu)排架柱基礎地基吊車梁墻體重量墻梁連系梁基礎梁吊車屋面荷載荷載傳遞吊車荷載1/15/202549排架結(jié)構(gòu)水平荷載的傳遞吊車梁排架柱基礎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1/15/2025