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2015-04-03 10:33 建設工程教育網(wǎng)整理 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
1、多高層建筑的結構體系有哪些?
多高層建筑的結構體系主要有框架結構;剪力墻結構,包括部分框支一剪力墻結構;框架一剪力墻結構;高層建筑有筒體結構,包括框架-核心筒結構、筒中筒結構;復雜高層結構,包括帶加強層和剛臂結構、錯層結構、連體結構、多塔樓結構等;以及混合結構,即由多種材料構件如鋼筋混凝土構件、鋼構件、組合結構構件(鋼管混凝土構件、型鋼混凝土構件及組合梁等)構成的結構。
多高層建筑結構應根據房屋的高度、高寬比、抗震設防類(lèi)別、抗震設防烈度、場(chǎng)地類(lèi)別、結構材料和施工技術(shù)條件等因素,選用適宜的結構體系。
2、框架結構體系的特點(diǎn)是什么?
由框架梁、柱、樓板等主要構件組成。其特點(diǎn)是柱網(wǎng)布置靈活,便于獲得較大的使用空間。延性較好。橫向側移剛度較小。因此適用需要大空間的、層數不宜太多、房屋的高度不宜太高的建筑,例如商場(chǎng)、車(chē)站、展覽館、停車(chē)庫、賓館的門(mén)廳、餐廳等。
框架應當縱橫雙向布置,形成雙向抗側力體系。高層建筑不宜采用框架結構。
框架結構在水平力作用下側向變形的特征為剪切型。
3、剪力墻結構體系的特點(diǎn)是什么?
剪力墻承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點(diǎn)是整體性好,側向剛度人,水平力作用下側移小,并且由于沒(méi)有梁、柱等外露與凸出,便于房間內部布置。缺點(diǎn)是不能提供大空間房屋。結構延性較差。
當地下室或下部一層、幾層,需要大空間時(shí)(如商場(chǎng)、停車(chē)庫等)即形成部分框支剪力墻結構。在框架。剪力墻結構和剪力墻結構兩種不同結構的過(guò)渡層必須設置轉換層。
剪力墻結構由于承受豎向力、水平力的能力均較大,橫向剛度大,因此可以建造比框架結構更高、更多層數的建筑。但是只能以小房間為主的房屋,如住宅、賓館、單身宿舍。而賓館中需要大空間的門(mén)廳。餐廳、商場(chǎng)等往往設置在另外的建筑單元中。
為了適用任何方向的水平力(或地震作用),因此對于矩形平面,剪力墻在縱橫雙向均應設置;對于圓形平面,剪力墻應沿徑向及環(huán)向設置;三角形平面,宜沿三個(gè)主軸方向設置剪力墻。
剪力墻結構在水平力作用下側向變形的特征為彎曲型。
4、框架一剪力墻結構體系的特點(diǎn)是什么?
由于框架結構的主要特點(diǎn)是能獲得大空間的房屋,房間布置靈活。而其主要弱點(diǎn)是側向剛度較小,側移較大。而剪力墻結構側向剛度大,可減小側移。但是全剪力墻結構無(wú)法布置大空間房屋。因此,框架。剪力墻結構體系恰好是對兩者取長(cháng)補短,既能布置大空間房屋與小空間房屋,布置靈活,又具有較大的側向剛度,彌補純框架結構之小足,所以廣泛用于層數較多、房屋總高較高的建筑,而且可以靈活布置大小空間房間,適應較多的建筑功能要求。
對于地震區建筑來(lái)說(shuō),框架一剪力墻結構具有兩道抗震防線(xiàn)即剪力墻與框架。
框架。剪力墻結構的主要缺點(diǎn),由于功能要求,剪力墻布置位置往往受到限制,往往不可避免地造成剛心、質(zhì)心不重合,產(chǎn)生偏心扭矩。同時(shí)其側向剛度還是偏小。房屋建造高度受到限制。
框架一剪力墻結構在水平力作用下側向變形的特征為彎剪型。
5、筒體結構體系的特點(diǎn)是什么?
簡(jiǎn)體結構包括框架一核心筒結構與筒中筒結構。
框架一核心筒結構由實(shí)體的核心筒和外框架構成。一般將樓電梯間及一些服務(wù)用房集中在核心筒內;其他需較大空間的辦公用房、商業(yè)用房等布置在外框架部分。由于核心簡(jiǎn)實(shí)際上是兩個(gè)方向的剪力墻構成封閉的空間結構,具有更好的整體性與抗側剛度。
框架-核心筒結構體系適用于高度較高,功能較多的建筑。
筒中筒結構是由實(shí)體的內筒與空腹的外筒組成?崭雇馔灿擅芘胖案叨容^大的橫梁組成。筒中筒結構體系具有更大的整體性與側向剛度,因此適用于高度很大的建筑。如果將若干筒體組合成成組筒結構體系,則側向剛度更大,可適用于特別高的超高層建筑。
6、什么是混合結構體系?
由多種不同材料構件組成的結構體系稱(chēng)為混合結構體系。由于不同材料制成的構件有不同的特點(diǎn),有其明顯的優(yōu)點(diǎn),采用不同材料構件組成的混合結構體系,實(shí)際上是各種構件的優(yōu)化組臺。
鋼筋混凝土構件、鋼構件的性能眾所周知,不再贅述。
鋼管混凝土構件是有效利用混凝土的約束強度,在三向約束下,混凝土的抗壓強度可比單向抗壓強度提高數倍。正是利用這一特點(diǎn),混凝土處于三向約束的鋼管混凝土最適宜用于以受壓為主的軸心受壓或小偏心受壓柱以及其他受壓構件。鋼管混凝土構件的主要優(yōu)點(diǎn)是抗壓強度高。延性好,澆灌混凝土時(shí)不需模板。廣泛用于高層建筑的柱子、拱橋的受壓拱圈,高層建筑與高聳結構的受壓弦桿等。
型鋼混凝土構件是在混凝土中主要配置型鋼(包括軋鋼型鋼與焊接型鋼)的構件。一般也配置一些構造鋼筋及輔助受力鋼筋,型鋼混凝土可制作成柱、梁、剪力墻、筒體等。
它們的特點(diǎn)是強度高、剛度大、斷面小、延性與抗震性能好,防火性能好等。它可以和鋼結構混合使用。例如下部若干層為型鋼混凝土結構,上部為鋼結構,以增大高層建筑的剛度。減少風(fēng)荷載或水平地震作用下的側移。型鋼混凝土結構也可和鋼筋混凝土結構混合使用。例如核心筒為鋼筋混凝土結構,外框架為型鋼混凝土的框架一筒體結構?蚣芙Y構或框剪結構中也可下部數層用型鋼混凝土結構、上部用鋼筋混凝土結構。
《高規》中僅列出丁鋼框架-鋼筋混凝土筒體結構與型鋼混凝土框架一鋼筋混凝土筒體兩種混合結構體系的設計原則與方法。
7、復雜高層結構包括哪些結構?
。1)帶轉換層的高層建筑結構在高層建筑結構的底部,當上部樓層部分豎向構件,如剪力墻、框架柱不能直接連續貫通落地時(shí),應設置結構轉換層。在結構轉換層布置轉換結構構件。
轉換結構構件可采用梁、桁架、空腹桁架、箱形結構、斜撐等;非抗震設計和6度抗震設計時(shí)轉換構件,以及7、8度抗震設計的地下室的轉換構件可采用厚板。
關(guān)于轉換層的設置位置《高規》規定,底部大空間部分框支剪力墻高層建筑結構在地面以上的大空間層數,8度時(shí)不宜超過(guò)3層。7度時(shí)不宜超過(guò)5層,6度時(shí)其層數可適當增加;底部帶轉換層的框架一核心筒結構和外筒為密排柱的筒中筒結構,其轉換層位置可適當提高。
。2)帶加強層高層建筑結構當框架-核心筒結構的側向剛度不能滿(mǎn)足設計要求時(shí),可沿豎向利用建筑避難層、設備層空間,設置適宜剛度的水平伸臂構件,構成帶加強層的高層建筑結構如圖4-1所示。必要時(shí),也可設置周邊水平環(huán)帶構件。
加強層采用的水平伸臂構件、周邊環(huán)帶構件可采用斜腹桿桁架、實(shí)體粱、整層或跨若干層高的箱形梁、空腹桁架等形式。
加強層的位置和數量要合理有效。當布置1個(gè)加強層圖4-1帶加強層的高層建筑結構時(shí),位置可在0 6H附近;當布置2個(gè)加強層時(shí),位置可在頂層和0 5H附近;當布置多個(gè)加強層時(shí),加強層宜沿豎向從頂層向下均勻布置。
。3)錯層結構由于功能與建筑的需要,有時(shí)同一層房屋的樓板不在同一高度,而使樓層產(chǎn)生錯層。
抗震設計時(shí),高層建筑宜避免錯層。當抗震建筑中樓層錯層時(shí)。宜采用防震縫劃分為獨立的結構單元,錯層兩側宜采用結構布置和側向剛度相近的結構體系。
錯層結構中,錯開(kāi)的樓層應各自參加結構整體計算,不應歸并為一層計算。
。4)多塔樓結構兩個(gè)或兩個(gè)以上塔樓用裙房(底盤(pán))相連組成多塔樓結構,以滿(mǎn)足多種功能的需要,便如商住樓、商辦樓以及賓館等,由于其體型復雜,不僅增加了計算難度。尤應重視其平面及豎向布置。并應加強構造措施。
8、多高層建筑還有哪些其他結構體系?
高層建筑除了上述主要結構體系外,近年來(lái)隨著(zhù)建筑科學(xué)的發(fā)展以及經(jīng)濟建設,城市建筑發(fā)展新的要求,出現了一系列新的結構體系,其中有巨型框架結構、巨型桁架結構,懸掛和懸挑結構,隔震、減振結構等。目前采用這些結構體系的工程尚較少,經(jīng)驗不多,對丁這結構研究電不夠深入成熟,尚不能普遍推廣于設計與施工中,因此日前的《高規》尚未列入規程。至于目前用得也較多的板柱結構不應包括在《高規》的框架結構中!陡咭帯氛J為這類(lèi)結構側向剛度和抗震性能較差,不適宜用于高層建筑。
板柱-剪力墻結構的板柱是指無(wú)內部縱梁和橫梁的無(wú)梁樓蓋結構,但是體系中加入了剪力墻或井筒。主要由剪力墻或井筒承受側向力,因此側向剛度比單純板柱結構有很大提高;《高規》中框架-剪力墻結構的設計一章(《高規》第8章)也包括了板柱-剪力墻結構的設計內容。但是《高規》指出這類(lèi)建筑適用高度宜低于一般框架結構,因為震害表明這種結構形式,板柱部分破壞嚴重。包括板沖切破壞與柱的壓壞。
至于異形柱結構,由于截面厚度較。ㄒ话銥180~300mm),而相對肢較長(cháng),這樣異形柱構成的異形柱框架和普通框架的受力性能、破壞形態(tài)均不同。由于目前研究與應用經(jīng)驗尚較少,所以《高規》中也暫未列入,但是《高規》認為這樣的結構一般只適用于非地震區及6、7度抗震設計的12層以下建筑中。目前這一類(lèi)建筑的設計一般按照地方性規程參照《高規》及設計經(jīng)驗進(jìn)行。
9、高層建筑的結構體系對抗震有哪些要求?
。1)高層建筑不應采用嚴重不規則的結構體系,并應符合下列要求:
1)應具有必要的承載能力、剛度和變形能力;
2)應避免因部分結構或構件的破壞而導致整個(gè)結構喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力;應避免連續倒塌;
3)對可能出現的薄弱部位,應采取有效措施。
。2)高層建筑的結構體系尚宜符合下列要求:
1)結構的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位;
2)宜具有多道抗震防線(xiàn)。
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