建筑结构选型知识要点(2)

2020-05-09 09:21

框支剪力墙:结构抗震性能差,造价高

错洞剪力墙:墙面上开有错行或错列洞口

带小墙肢的剪力墙:墙肢与其余部分墙体尺寸相比较较小的

剪力墙结构体系的类型

(纯)剪力墙结构

框支剪力墙结构

框架剪力墙结构

筒体结构

1. 全剪力墙结构

概念:利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构。

优缺点及适用范围

优点:整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力(强度)要求也容易满足,房间内无

梁柱外露。

缺点:剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求,结构自重往往也较大。

适用范围:较小开间的住宅及旅馆建筑,高层建筑。

特征:自底层向上,位移增量 越来越大,与悬臂梁的弯曲变形曲 线类似。故称“弯曲型”

适用范围:

房屋刚度比框架-剪力墙体系更好,适用的层数更高,层数超过25层的房屋宜采用全部剪力墙结构

理论上可达100~150层,但墙体太厚,不经济,以40层以下为宜

全剪力墙的高宽比:不宜大于6

2. 框支剪力墙结构

优点:底层作商店或停车场而需要大空间的旅馆或住宅

缺点:房屋刚度突变,抗震性能较差

避免房屋刚度突变的措施:

1把框架层扩展到2~3层,层高逐渐变化,使刚度逐渐减弱而避免突变

2在框架的最上面一层设置设备层,作为刚度的过渡层

3尽可能把一部分剪力墙伸到底层以加强整个房屋的刚度

? 结构转换层:水平结构,梁很大,一两个楼层高

? 作用:过渡,改变下方楼层柱子的排列,或者过渡上下层剪力墙的不同位置,以此获得特别的

楼层柱网--创造大空间并将上部荷载传递到下面相对少而大的几根柱或几片墙上

3. 框架剪力墙结构

概念:在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架

特点:以框架结构为主,以剪力墙为辅助补救框架结构的不足的半刚性结构。剪力墙承担大部分的

水平荷载,框架以负担竖向荷载为主

适用范围:H/B不宜大于4~5

25层以下的房屋,最高不宜超过30层

地震区的五层以上的工业厂房

由于剪力墙的存在,一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性,这种体系用于旅馆、公寓、住宅等建筑最为适宜

不同剪力墙结构的比较

4. 筒体结构

特点:

将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体

筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体,结构空间刚度极大,抗扭性能也好

剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间,建筑平面布置灵活,适用于各种高层公共建筑和商业建筑

筒体结构的类型

根据建筑高度不同,可采用不同筒体结构形式

内筒体:将电梯井、楼体井、管道井、服务间等集中成为一个核心筒体。

外筒体:四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成---多孔墙体。建筑物内部可不设剪力墙。

筒中筒:内筒体与外筒体相结合

多筒体组合:根据建筑平面要求可采用:

多重套筒,组合筒---几个筒体由楼板联合

束筒---若干个筒体成束状结构,筒体可错落不齐。

筒体结构的主要特征

框筒及桁架筒做为外筒,实腹筒做为内筒,形成筒中筒结构,筒体结构属于空间受力体系

(1)变形特点

框筒侧向变形仍以剪切型为主,而核心筒通常则是以弯曲型变形为主

(2)受力特点

框筒结构是具有箱形截面的悬臂构件,柱子分为受拉和受压柱,形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架。

5. 束筒结构

使用条件:当建筑高度或其平面尺寸进一步加大,以至于框筒或筒中筒结构无法满足抗侧力刚度要求时,必须采用多筒体系

1、成束筒

两个以上框筒(或其它筒体)排列在一起成束状,称为成束筒。

优点:

结构的刚度和承载能力比筒中筒结构有所提高,沿高度方向,还可以逐个减少筒的个数,分段减少建筑平面尺寸,结构刚度逐渐变化

有效地减少外筒翼缘框架中的剪力滞后现象,使内筒或内部柱子充分发挥作用

2、巨形框架

利用筒体作为柱子,在各筒体之间每隔数层用巨形梁相连,巨型梁每隔几层或十几层楼设置一道,截面一般为一层或几层高,筒体和巨型梁即形成巨型框架

特点:

超越一般结构概念

一般结构的截面尺寸与层高相关

巨型结构:由两级结构组成

第一级:结构超越楼层划分,形成跨越几个楼层的巨柱以及一层空间的巨梁

巨型框架结构

巨型桁架结构

第二级:巨型框架或桁架间为一般框架结构(小型柱、梁与楼板)。

? 在巨型层底下,可设无柱大空间。

? 巨型结构外露与建筑立面相结合

? 空间利用灵活

? 施工速度快,巨型主框架施工后,各层可同时施工

? 巨型框架---巨型开洞

? 形成气流通道,减小风压

6. 结构体系的选择

主要考虑因素

建筑物高度----结构抗侧刚度与抗震性能

建筑物用途----建筑平面布置,空间利用要求

高层的控制因素

水平荷载和刚度而不是竖向荷载和强度

抗侧移能力


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