第十章建筑机构.ppt
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1、第十章多高层框架结构第十章多高层框架结构第一节多高层枢架结构的组成和布置第一节多高层枢架结构的组成和布置第二节多高层枢架结构的荷载第二节多高层枢架结构的荷载第三节多高层枢架结构的构造要求第三节多高层枢架结构的构造要求第一节多高层枢架结构的组成和布第一节多高层枢架结构的组成和布置置 我国我国高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2002)将将29层层且高度不大于且高度不大于28m的建筑物称为多层建筑,功层及以上或房的建筑物称为多层建筑,功层及以上或房屋高度大于屋高度大于28 n:的建筑物称为高层建筑。目前,多层建筑多的建筑物称为高层建筑。目前,多层建筑多采用混合结构和
2、钢筋混凝土结构采用混合结构和钢筋混凝土结构;高层建筑常采用钢筋混凝土高层建筑常采用钢筋混凝土结构、钢结构、钢一混凝土组合结构。结构、钢结构、钢一混凝土组合结构。一、多高层建筑常用结构体系一、多高层建筑常用结构体系 多高层建筑结构体系的选择,应使结构受力合理、材料耗多高层建筑结构体系的选择,应使结构受力合理、材料耗费少、施工方便,而结构体系的选择主要取决于建筑物的高费少、施工方便,而结构体系的选择主要取决于建筑物的高度。目前,多高层建筑结构承重体系分为枢架结构体系、剪度。目前,多高层建筑结构承重体系分为枢架结构体系、剪力墙结构体系、枢架剪力墙结构体系和筒体结构体系等。力墙结构体系、枢架剪力墙结构
3、体系和筒体结构体系等。1.框架结构体系框架结构体系 (扮利、架结构是由竖向构件柱子与水平构件梁通过节点连扮利、架结构是由竖向构件柱子与水平构件梁通过节点连接而成的,一般由枢架梁、柱与基础形成多个平面框架作为接而成的,一般由枢架梁、柱与基础形成多个平面框架作为主要的承重结构,各平面枢架再通过连系梁加以连接而形成主要的承重结构,各平面枢架再通过连系梁加以连接而形成一个空间结构体系,可同时抵抗竖向及水平荷载,如一个空间结构体系,可同时抵抗竖向及水平荷载,如图图10-1所示。所示。下一页 返回第一节多高层枢架结构的组成和布第一节多高层枢架结构的组成和布置置框架结构具有建筑平面布置灵活,结构构件类型少,
4、设计、框架结构具有建筑平面布置灵活,结构构件类型少,设计、计算、施工都比较简单的特点,但由于枢架在水平荷载作用计算、施工都比较简单的特点,但由于枢架在水平荷载作用下其侧向刚度小、水平位移较大,因此建筑高度会受到限制。下其侧向刚度小、水平位移较大,因此建筑高度会受到限制。框架结构是多层及高层办公楼、住宅、商店、医院、旅馆、框架结构是多层及高层办公楼、住宅、商店、医院、旅馆、学校以及多层工业厂房采用较多的结构体系,适用于学校以及多层工业厂房采用较多的结构体系,适用于10层以层以下的建筑,最大适宜高度为下的建筑,最大适宜高度为40m。(2)钢筋混凝土框架结构按照施工方法的不同,可分为现浇钢筋混凝土框
5、架结构按照施工方法的不同,可分为现浇整体式框架、装配式框架和装配整体式框架三种。整体式框架、装配式框架和装配整体式框架三种。现浇整体式框架。这种框架的承重构件梁、板、柱均在现浇整体式框架。这种框架的承重构件梁、板、柱均在现场浇筑而成。其优点是结构整体性好、刚度大、抗震性好、现场浇筑而成。其优点是结构整体性好、刚度大、抗震性好、平面布置灵活,构件尺寸不受标准构件的限制,较其他形式平面布置灵活,构件尺寸不受标准构件的限制,较其他形式的框架节省钢材等。缺点是需耗用大量模板,现场工程量大,的框架节省钢材等。缺点是需耗用大量模板,现场工程量大,工期长,北方冬期施工要求有防冻措施等。该框架适用于使工期长,
6、北方冬期施工要求有防冻措施等。该框架适用于使用要求较高、功能复杂、对抗震性能要求很高的高层框架结用要求较高、功能复杂、对抗震性能要求很高的高层框架结构房屋。构房屋。上一页 下一页 返回第一节多高层枢架结构的组成和布第一节多高层枢架结构的组成和布置置装配式框架。这种框架的构件全部或部分为预制,然后在装配式框架。这种框架的构件全部或部分为预制,然后在施工现场进行安装就位,通过预埋件焊接连接形成整体。其施工现场进行安装就位,通过预埋件焊接连接形成整体。其优点是节约模板、缩短工期,可以做到构件的标准化和定型优点是节约模板、缩短工期,可以做到构件的标准化和定型化,能加快施工进度和提高工业化程度,还可以大
7、量采用预化,能加快施工进度和提高工业化程度,还可以大量采用预应力混凝土构件。缺点是预埋件多,总用钢量大,框架整体应力混凝土构件。缺点是预埋件多,总用钢量大,框架整体性较差,不利于抗震,故不宜用于地震区。性较差,不利于抗震,故不宜用于地震区。装配整体式框架。这种框架是将预制梁、柱和板在现场安装配整体式框架。这种框架是将预制梁、柱和板在现场安装就位后,再在构件连接处局部现浇混凝土,使之形成整体。装就位后,再在构件连接处局部现浇混凝土,使之形成整体。它兼有现浇整体式框架与装配式框架两者的优点,既可节约它兼有现浇整体式框架与装配式框架两者的优点,既可节约模板和缩短工期,节省预埋件,减少用钢量,又保证厂
8、节点模板和缩短工期,节省预埋件,减少用钢量,又保证厂节点的刚度,结构整体性较好。缺点是增加厂现场混凝土的二次的刚度,结构整体性较好。缺点是增加厂现场混凝土的二次浇筑工作量,且施工较为复杂。浇筑工作量,且施工较为复杂。(3)结构布置原则。结构布置原则。房屋开间、进深尽可能统一,使房屋中构件类型、规格房屋开间、进深尽可能统一,使房屋中构件类型、规格尽可能减少,以便于设计和施工。尽可能减少,以便于设计和施工。上一页 下一页 返回第一节多高层枢架结构的组成和布第一节多高层枢架结构的组成和布置置房屋平面应力求简单、规则、对称及减少偏心,以使受力房屋平面应力求简单、规则、对称及减少偏心,以使受力更合理。更
9、合理。房屋的竖向布置应使结构刚度沿高度分布比较均匀,避房屋的竖向布置应使结构刚度沿高度分布比较均匀,避免结构刚度突变。同一楼面应尽量设置在同一标高处,避免免结构刚度突变。同一楼面应尽量设置在同一标高处,避免结构错层和局部夹层。结构错层和局部夹层。为使房屋具有必要的抗侧移刚度,房屋的高宽比不宜过为使房屋具有必要的抗侧移刚度,房屋的高宽比不宜过大,一般宜控制大,一般宜控制H/B=1.2la,纵筋连接构造如,纵筋连接构造如图图10-9所示。当上、下柱中纵筋直径或根数不同时,纵筋连所示。当上、下柱中纵筋直径或根数不同时,纵筋连接构造如接构造如图图10-10所示。当纵筋直径大于所示。当纵筋直径大于28
10、mm时,不宜采用时,不宜采用绑扎搭接接头。绑扎搭接接头。(3)框架柱箍筋应为封闭式,箍筋最小直径和最大间距要求与框架柱箍筋应为封闭式,箍筋最小直径和最大间距要求与一般柱相同。当柱中全部纵筋的配筋率超过一般柱相同。当柱中全部纵筋的配筋率超过3%时,箍筋直径时,箍筋直径不宜小于不宜小于8mm,间距不应大于,间距不应大于l0d(d为纵筋的最大直径为纵筋的最大直径),且,且不应大于不应大于200 mm,最好焊接成封闭式。当柱每侧纵筋多于,最好焊接成封闭式。当柱每侧纵筋多于3根时,应设置复合箍筋根时,应设置复合箍筋;但当柱的短边不大于但当柱的短边不大于400 mm,且纵,且纵筋根数不多于筋根数不多于4根
11、时,可不设复合箍筋。根时,可不设复合箍筋。(4)柱纵筋搭接长度范围内,当纵筋受压时,箍筋间距不应柱纵筋搭接长度范围内,当纵筋受压时,箍筋间距不应大于大于l0d,且不应大于,且不应大于200 mm;当纵筋受拉时,箍筋间距不应当纵筋受拉时,箍筋间距不应大于大于5d,且不应大于,且不应大于100 mm。箍筋弯钩要适当加长,以绕过。箍筋弯钩要适当加长,以绕过搭接的两根纵筋。搭接的两根纵筋。3.框架的节点构造框架的节点构造 (1)中间层中节点。中间层中节点。上一页 下一页 返回第三节多高层枢架结构的构造要求第三节多高层枢架结构的构造要求1)框架梁上部纵筋应贯穿中间节点框架梁上部纵筋应贯穿中间节点(或中间
12、支座或中间支座),如,如图图10-11所示。所示。2)框架梁下部纵筋伸入中间节点范围内的锚固长度应根据具框架梁下部纵筋伸入中间节点范围内的锚固长度应根据具体情况按下列要求取用体情况按下列要求取用:当计算中不利用其强度时,伸入节点的锚固长度当计算中不利用其强度时,伸入节点的锚固长度/不应小不应小于于12d。当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,应锚固在节点内。当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,应锚固在节点内。钢筋的锚固长度不应小于钢筋的锚固长度不应小于la,如,如图图10-11(a)所示所示;当柱截面较当柱截面较小而直线锚固长度不足时,可采用将钢筋伸至柱对边向上弯小而直线锚固长度不足时,可采用将钢筋
13、伸至柱对边向上弯折折90o的锚固形式,其中弯前水平段的长度不应小于的锚固形式,其中弯前水平段的长度不应小于0.la弯后弯后垂直段长度取为垂直段长度取为l5d,如,如图图10-11(b)所示所示;框架梁下部纵筋也框架梁下部纵筋也可贯穿框架节点区,在节点以外、梁中弯矩较小区域设置搭可贯穿框架节点区,在节点以外、梁中弯矩较小区域设置搭接接头,搭接长度应满足受拉钢筋的搭接长度要求,如接接头,搭接长度应满足受拉钢筋的搭接长度要求,如图图10-11(c)所示。所示。当计算中充分利用钢筋的抗压强度时,伸入节点的直线当计算中充分利用钢筋的抗压强度时,伸入节点的直线锚固长度不应小于锚固长度不应小于0.7l。上一
14、页 下一页 返回第三节多高层枢架结构的构造要求第三节多高层枢架结构的构造要求3)框架柱的纵筋应贯穿中间层的中间节点,柱纵筋接头应设框架柱的纵筋应贯穿中间层的中间节点,柱纵筋接头应设在节点区以外、弯矩较小的区域,并满足受拉钢筋的搭接长在节点区以外、弯矩较小的区域,并满足受拉钢筋的搭接长度要求度要求(ll=1.2la)。在搭接接头范围内,箍筋间距应不大于。在搭接接头范围内,箍筋间距应不大于5d(d为柱中较小纵筋的直径为柱中较小纵筋的直径),且不应大于,且不应大于100 mm。(2)中间层端节点。中间层端节点。1)梁上部纵筋在端节点的锚固长度应满足以下要求梁上部纵筋在端节点的锚固长度应满足以下要求:
15、梁纵筋在节点范围内的锚固长度不应小于梁纵筋在节点范围内的锚固长度不应小于la,且伸过柱中,且伸过柱中心线不小于心线不小于5d,如,如图图10-12(a)所示。所示。当柱截面尺寸较小时,可采用弯折锚固形式,即将梁上当柱截面尺寸较小时,可采用弯折锚固形式,即将梁上部纵筋伸至柱对边并向下弯折部纵筋伸至柱对边并向下弯折90o,其弯前的水平段长度不应,其弯前的水平段长度不应小于小于0.4la,弯后垂直段长度不应小于弯后垂直段长度不应小于15d,如,如图图10-12(b)所示。所示。2)梁下部纵筋至少应有两根伸入柱中,伸入端节点范围内的梁下部纵筋至少应有两根伸入柱中,伸入端节点范围内的锚固要求与中间层中节
16、点梁下部纵筋的锚固规定相同。锚固要求与中间层中节点梁下部纵筋的锚固规定相同。3)框架柱的纵筋应贯穿中间层的端节点,其构造要求与中框架柱的纵筋应贯穿中间层的端节点,其构造要求与中间层中节点相同。间层中节点相同。上一页 下一页 返回第三节多高层枢架结构的构造要求第三节多高层枢架结构的构造要求(3)顶层中节点。框架梁纵筋在节点内的构造要求与中间层中顶层中节点。框架梁纵筋在节点内的构造要求与中间层中节点梁的纵筋在节点内的构造要求相同。节点梁的纵筋在节点内的构造要求相同。柱内纵筋应伸入顶层中节点并在梁中锚固柱内纵筋应伸入顶层中节点并在梁中锚固:1)柱纵筋在节点范围内的锚固长度不应小于柱纵筋在节点范围内的
17、锚固长度不应小于la,且必须伸至,且必须伸至柱顶,如柱顶,如图图10-13(a)所示。所示。2)当顶层节点处梁截面高度较小时,可采用弯折锚固形式,当顶层节点处梁截面高度较小时,可采用弯折锚固形式,即将柱筋伸至柱顶,然后水平弯折,弯折前的垂直投影长度即将柱筋伸至柱顶,然后水平弯折,弯折前的垂直投影长度不应小于不应小于0.5la。弯折按方向可分为两种形式。弯折按方向可分为两种形式:向节点内弯折。弯折后的水平投影长度不应小于向节点内弯折。弯折后的水平投影长度不应小于12d,如,如图图10-13(b)所示。所示。向节点外向节点外(楼板内楼板内)弯折。当框架顶层有现浇板且板厚不小弯折。当框架顶层有现浇板
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