小高层建筑钢筋混凝土框架结构设计.pdf
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1、小高层建筑钢筋混凝土框架结构设计小高层建筑钢筋混凝土框架结构设计导言导言随着社会经济的发展和科学技术的进步,高层建筑从建筑功能、体系、高度等方面都在不断地变化。高层建筑具有占地面积小,节省公用设施投资,改变城市面貌等优点,满足了城市因人口集中、用地紧张及商业竞争的需求。框架结构体系的特点框架结构体系的特点(1)建筑平面布置灵活,使用空间大。(2)延性较好。(3)整体侧向刚度较小,水平力作用下侧向变形较大(呈剪切型),所以建筑高度受到限制。小高层建筑的结构体系小高层建筑的结构体系1.1.框架剪力墙体系框架剪力墙体系当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙
2、来代替部分框架,便形成了框架剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。框架剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。2.2.剪力墙体系剪力墙体系当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高,有一定的延
3、性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架剪力墙体系。3.3.筒体体系筒体体系凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系,包括单筒体、筒体框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。小高层建筑结构设计的几个关键因素小高层建筑结构设计的几个关键因素1.1.水平荷载成为决定因素水平荷载成为决定因素(
4、1)因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;(2)对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。2.2.轴向变形不容忽视轴向变形不容忽视高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构
5、件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。3.3.侧移成为控制指标侧移成为控制指标与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。4.4.结构延性是重要设计指标结构延性是重要设计指标相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点1.1.水平荷载逐渐
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