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布局系统与布局安插

  布局系统取布局安插_化学_天然科学_专业材料。第二章 高层建建布局系统取布局安插 2.1 概述 2.2 布局安插准绳 2.3 楼盖布局安插 2.4 根本布局安插 2.5 程度位移限值和舒服度要求 2.6 布局安插实例 2.1 绪论 一.框架

  第二章 高层建建布局系统取布局安插 2.1 概述 2.2 布局安插准绳 2.3 楼盖布局安插 2.4 根本布局安插 2.5 程度位移限值和舒服度要求 2.6 布局安插实例 2.1 绪论 一.框架布局系统 1.特点: 1)平面安插矫捷。 2)构成较大的利用空间。 3)施工简洁、较经济、计较理论较成熟。 4)侧向刚度小,侧移大。 5)节点是亏弱部位,是设想环节。 (必需为刚接) 6)正在地动感化下,易惹起非布局构件。 (应设想成延性框架) δi δj< δi H δj δ 框架侧移曲线)侧移曲线呈剪切型(层间位移随楼层增高而减小)。 2.合用范畴: 属于柔性布局, 合用于非抗震区和层数较少的建建。 二.剪力墙布局系统(包罗落地剪力墙、框支剪力墙) 1.特点: 1)正在竖向荷载下视为受压的薄壁柱, 正在程度荷载下视为底部固定、顶端 的悬臂深梁。 2)室内墙面平整,全体机能好,但平 面安插不矫捷,施工复杂,制价较 高。 H δj δi 3)刚度大、侧移小,抗震机能优越。 4)布局自严沉,间距遭到楼板跨度。 5)侧移曲线呈弯曲型(层间位移随楼层 增高而添加)。 δj ﹥ δi δ 剪力墙侧移曲线.合用范畴: 属于刚性布局, 合用于高度比力高、层数比力多建建,如室第、旅店等。 代表做品及平面: 广州白云宾馆,33层,112.45米, 1976年建成,国内首栋百米高层。 7850 2300 7850 3600 4000 8000 8000 6600 0 3000 3600 3000 0 6600 0 8000 8000 4000 3600 70000 框支剪力墙:底层做成框架布局,上层做成剪力墙布局。底层 刚度小,上下刚度突变,地动感化下底层内力及塑性变形很大。 三.框架-剪力墙布局系统 1.特点: 1)取框架布局比拟,承载力和刚度提高,侧向变形减小; 取剪力墙布局比拟,平面安插较矫捷,且供给了较大空 间 。 2)剪力墙因为刚度大,承担大部门(80-90%)的程度做 用,是抗侧力的从体,而框架承担少部门程度感化, 竖向荷载由框架和剪力墙配合承担。 H 3)通过框架—剪力墙的协调工做, 改善了框架布局的受力和变形性 能,使各层层间剪力和位移趋于 平均,侧移曲线呈弯剪型(或剪 弯型)。 剪力墙 框架 框架-剪力墙 2.合用范畴: 属于中刚性布局, 合用于10-40层的高层建建。 框架-剪力墙侧移曲线 δ 代表做品及平面: 饭馆 四、 筒体布局系统 是指由一个或几个筒体做为竖向和程度承沉布局的高层 建建布局系统,合用于30层以上或100m以上的超高层办公 楼建建。 筒体布局平面图 (a)焦点筒 (b)框筒 使用:1)筒中筒布局 一般用实腹筒做内筒,框筒或桁架筒做外筒。内筒可集中布 置电梯、楼梯、竖向管道等。 2)框架-筒体布局 中部安插焦点筒,周边安插大柱距的框架,受力特点和框架 -剪力墙布局雷同。 3)多筒布局-成束筒 成束筒是由若干单筒集成一 体成束状,构成空间刚度极大的 抗侧力布局。采用自下而上逐步 削减筒体数量的处置手法,使高 层建建布局愈加经济合理。但这 些逐步削减的筒体布局,应对称 于建建物的平面核心。 希尔斯大厦 五、 巨型布局系统 有巨型框架布局和巨型桁架布局。 操纵筒体做为柱子,正在各筒体之间 每隔数层用巨型梁相连,筒体和巨型梁 即形成巨型框架。巨型框架具有很大的 承载能力和侧向刚度。 因为它能够看做是由两级框架组 成,第一级为巨型框架,是承载的从体; 第二级是位于巨型框架单位内的辅帮框 架,也起承载感化。因而,这种布局是 具有两道抗震防地的抗震布局,具有良 好的抗震机能。 小框架 巨型梁 巨型柱 上海证券买卖所 2.2布局安插准绳 高层建建布局设想的根基准绳: ? ? ? ? 沉视概念设想; 注沉布局选型取平、立面安插的法则性; 择优选用抗震和抗风好且经济的布局系统; 加强构制办法。 高层建建布局的概念设想:指不颠末数值计较,正在对高层建 建的地动感化、风感化、温度感化、场地土特征、布局的实正在 效应和一些根基概念的深刻理解的根本上,从全体的角度来确 定建建布局的总体安插和抗震办法,使用宏不雅的思维方式去指 导设想。 对于高层建建的布局,概念设想比 “计较设想”更为主要。 因为外加荷载的不确定性和复杂性以及布局计较模子的假定取 现实情况的差别,使计较设想不是正在所无情况下都能无效节制 建建布局的力学机能。 2.2.1.抗震设防布局安插准绳 为了使高层建建满脚抗震设防要求,招考虑下列抗震设 计根基准绳: 1)选择有益的场地,避开晦气的场地,采纳办法地基 的不变性。 2)地基根本的承载力、刚度,以及脚够的抗滑移、抗 倾覆能力。 3)合理设置抗震缝。 4)应具有明白的计较简图和合理的地动感化传送路子。 5)多道抗震设防能力。 6)合理选择布局系统。 7)布局应有脚够的刚度。 8)布局应有脚够的布局承载力,具有较平均的刚度和承载力分 布。 9)节点的承载力应大于构件的承载力。 10)布局应有脚够的变形能力及耗能能力,应防止构件发生脆性 。 11)凸起屋面的塔楼必需具有脚够的承载力和延性,以承受鞭梢 效应影响。 12)减轻布局自沉。 13)应避免因部门布局或构件导致整个布局承载能力。 2.2.2.衡宇合用高度和高宽比 1.衡宇合用高度(分和B级) : 高度钢筋混凝土高层建建的最大合用高度(m) 布局系统 框 架 框架—剪力墙 全数落地剪力墙 剪力墙 部门框支剪力墙 筒 体 框架—焦点筒 筒中筒 130 160 200 120 150 180 100 130 150 80 100 120 50 90 100 非抗 震设 计 70 150 150 抗震设防烈度 6度 60 130 140 7度 50 120 120 8度 0.20g 40 100 100 0.30g 35 80 80 9度 50 60 不该采 用 70 80 不该采 用 板柱-剪力墙 110 80 70 55 40 注:(1)表中框架不含异形柱框架布局; (2)部门框支剪力墙布局指地面以上有部门框支剪力墙的剪力墙布局; (3)甲类建建,6、7、8度时宜按当地域抗震设防烈度提高一度后合适本表的要求,9度 时应特地研究; (4)框架布局、板柱—剪力墙布局以及9度抗震设防的表列其他布局,当衡宇高度跨越 本表数值时,布局设想应有靠得住根据,并采纳无效的加强办法。 B级高度钢筋混凝土高层建建的最大合用高度(m) 抗震设防烈度 布局系统 框架—剪力墙 全数落地剪力墙 剪力墙 部门框支剪力墙 简体 150 140 120 100 80 非抗震设想 6度 170 180 160 170 7度 140 150 0.20g 120 130 8度 0.30g 100 110 框架—焦点筒 筒中筒 220 300 210 280 180 230 140 170 120 150 注:(1)部门框支剪力墙布局指地面以上有部门框支剪力墙的剪力墙布局; (2)甲类建建,6、7度时宜按当地域设防烈度提高一度后合适本表的要求, 8度时应特地研究; (3)当衡宇高度跨越表中数值时,布局设想应有靠得住根据,并采纳无效办法。 2.衡宇高宽比:高宽比是对布局刚度、全体不变、承载能力和 经济合的宏不雅节制。 1)见书中表2.3。 2)当高宽比跨越5,应进行布局整 体不变验算和抗倾覆验算。 3)现实工程中存正在超限建建, 如深圳地王大厦H/B=8.8,金 茂大厦7.6。 2.2.3 布局平面安插准绳 高层建建布局平面外形宜简单、法则、平均、对称,不该采 用严沉犯警则的平面安插。 平面犯警则的类型 犯警则类型 定义 正在的程度力感化下,楼层的最大弹性程度位移(或层间 扭转犯警则 位移),大于该楼层两头弹性程度位移(或层间位移)平均值 的 1.2 倍 凹凸犯警则 平面凹进的一侧尺寸,大于响应投影标的目的总尺寸的 30% 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,无效楼板宽度小于 楼板局部不连 该层楼板典型宽度的 50%,或开洞面积大于该层楼面面积的 续 30%,或较大的楼层错层 位移比 1.定义: 位移比包含两项内容: ①楼层竖向构件的最大程度位移取平均程度位移的比值; ②楼层竖向构件的最大层间位移取平均层间位移的比值。 2.公式: ?max / ? 或者 ? max / ? 楼层竖向构件的最大程度位移和层间位移,A、B级高 度高层建建均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且高度 高层建建不该大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建 建、跨越高度的夹杂布局及《高规》第10章的复 杂高层建建,不该大于该楼层平均值的1.4倍。 22 3.节制的意义: 高层建建层数多、高度大,为高层建建布局具有需要的刚度, 应对其位移比加以节制,次要目标有以下几点: (1)、从体布局根基处于弹性受力形态,避免混凝土墙或柱出 现裂痕,同时将楼面梁板的裂痕数量、宽度和高度节制正在规范允 许范畴之内。 (2)、填充墙、隔墙和幕墙等非布局构件的无缺 ,避免发生 较着损坏。 (3)、布局平面安插的犯警则性 ,避免布局发生较大的扭转 效应。 23 周期比 1.定义:布局扭转为从的第一自振周期 ( 第一扭振周期) Tt取平动为从的第一自振周期(第一侧振周期)T1之比。 2.公式:Tt /T1 :布局扭转为从的第一自振周期Tt取平动为从的第一自 振周期T1之比(即周期比),高度高层建建不该大于0.9;B 级高度高层建建、夹杂布局高层建建及复杂高层建建不该大于 0.85。 3.节制的意义: 周期比次要节制布局扭转效应,减小扭转对布局发生的不 利影响,使布局的抗扭刚度不克不及太弱。由于当两者接近时,因为 振动藕连的影响,布局的扭转效应将较着增大。 24 2.2.4 布局竖向安插 高层建建布局的竖向安插应使体型法则、平均,避免有较大的外 挑和内收;布局的承载力和刚度宜自下而上逐步减小,避免抗侧 力布局的侧向刚度和承载力突变。 竖向犯警则的类型 犯警则类型 定义 该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三 侧向刚度不规 个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的程度向 则 尺寸大于相邻下一层的25%。 竖向抗侧力构 竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支持)的内力由程度转 件不持续 换构件(梁、桁架等)向下传送。 楼层承载力突 变 抗侧力布局的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80% 抗震设想时,对框架布局,楼层取上部相邻楼层的侧向刚度比 γ1不宜小于0.7,取相邻上部三层侧向刚度平均值的比值不宜小于 0.8 。注:楼层的侧向刚度可取该楼层剪力取该楼层层间侧移的 比值。 Vi ?i +1 ?1 = Vi +1?i 对框架-剪力墙、板柱-剪力墙、剪力墙布局、框架焦点筒结 构、筒中筒布局,楼层取上部相邻楼层的侧向刚度比 γ2不宜 小于0.9;当本层层高峻于相邻上层层高的1.5倍时,比值不宜 小于1.1;对布局底部嵌固层不宜小于1.5。 Vi ? i +1 hi ?2 = Vi +1? i hi +1 图片:框支布局上基层刚度比 过大,构成的亏弱层垮塌 图片:框支布局上基层刚度比过 大,构成的亏弱层构件发生剪切 当布局上部楼层相对于下部楼层有收进、或外挑时,应满脚: (1)当上部楼层有收进,且收进楼层到室外埠面的高度H1取房 屋高度H之比大于 0.2 时,B1不宜小于下部楼层程度尺寸B的0.75 倍; (2)当上部楼层有外挑时, B1不宜大于下部楼层程度尺寸B的 1.1倍,且程度外挑尺寸a不宜大于4m。 高度高层建建的楼层抗侧力布局的层间受剪承载力不 宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不该小于其相邻上一层 受剪承载力的65%;B级高度高层建建的楼层抗侧力布局的层间 受剪承载力不该小于其相邻上一层受剪承载力的75%。 注:楼层抗侧力布局的层间受剪承载力是指正在所考虑的 程度地动感化标的目的上,该层全数柱、剪力墙、斜撑的受剪承载 力之和。 2.2.5 变形缝的设置 1)缝的分类:伸缩缝、沉降缝和防震缝。 2)设缝的优错误谬误: 长处:用缝将复杂建建分为法则的部门,或减小温度应力,或减 斗室屋不服均沉降。 错误谬误:影响建建利用功能;立面处置未便;根本防水不易处置等。 3)趋向: 目前趋向是避免设缝 ,或尽可能少设缝。 4)伸缩缝 由温度变化惹起的布局内力称为温度应力,使衡宇发生裂痕, 影响一般利用,底部数层和顶部数层较为较着。伸缩缝是为防 止温度变化和混凝土收缩导致衡宇开裂而设。《高层规程》规 定了伸缩缝的最大间距 增大伸缩缝间距的办法,(1)添加顶层、底层、山墙等部位的 配筋;(2)采用无效隔热办法 ;(3)利用混凝土添加剂等削减 收缩;(4)施工中预留后浇带;(5)增大楼板配筋或采用预应 力楼板等。 注:(1)施工后浇带的感化正在于减小混凝土的收缩应力,提高建建物对温度应力的耐 受能力,并不间接削减温度应力。 (2)后浇带,应通过建建物的整个横截面,将全数墙、梁和楼板分隔;正在后浇带 处,板、墙钢筋应采用搭接接头(图 2.2.6),梁从筋可不竭开;后浇带应从布局受力较 小的部位盘曲通过,不宜正在统一平面内通过;一般环境下,后浇带可设正在框架梁和楼板 的 1/3 跨处,设正在剪力墙洞口上方连梁跨中或表里墙毗连处。 5)沉降缝 (1)设缝:高层建建的从体布局四周常设置裙房,它们取从体 布局的分量相差悬殊,会发生相当大的沉降差。这时可用沉降缝 将二者分成的布局单位,使各部门沉降。 (2)不设缝:需采纳以下办法: A、采用桩基,桩支承正在基岩上;或采纳削减沉降的无效办法 并经计较,沉降差正在答应范畴内。 B、从楼取裙房采用分歧的根本形式。 C、先施工从楼,后施工裙房,使两者最终沉降量分歧。 D、将裙房坐正在悬挑根本上。 6)防震缝 (1)设缝的长处: 地动感化下,复杂高层布局会发生扭转及复杂的振动形式,并正在 衡宇的毗连亏弱部位形成损坏,宜通过设缝将复杂建建分为法则 建建。 (2)设缝的错误谬误: 地动感化时,防震缝两侧的衡宇很容易发生碰幢而形成震害。 (3)防震缝宽度 为防止缝两侧建建的碰撞,缝必需留有脚够的宽度。防震缝最小 宽度为: 框架布局:≤15m时,取100mm;>15m时,6度、7度、8度和9 度衡宇高度每添加5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm; 框架-剪力墙布局:取上述的70%,但不小于100mm。 剪力墙布局:取框架布局的50%,但不小于100mm。 防震缝两侧布局系统分歧时,防震缝的宽度应按晦气的布局类 型确定;防震缝两侧的衡宇高度分歧时,防震缝的宽度可按较 低的衡宇高度确定。 (4)抗震设防的建建,其伸缩缝,沉降缝宽度均应合适防震 缝宽度的要求。 2.2.6 截面尺寸初估 1.柱截面: 由轴压比节制 N ?c ? ? ? ?c ? f cbh 轴压比限值 P71表4.15 2.梁截面: 由高跨比节制:P18表2.9 3.板厚: 抵当温度应力 加强顶层束缚 提高抗风抗震 一般楼层:80-140 顶层现浇板:≥120,宜双层双向配筋 地下室顶板:≥160 2.3 楼盖布局安插(略) 2.4 根本布局安插 涉及整个布局的利用功能和平安 影响周边现有建建 影响施工进度 根本制价占整个工程的比例很高 高层建建根本形式及合用范畴 柱下根本——层数不多、土质较好的框架布局 交叉梁根本——层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架— 剪力墙布局 筏形根本——层数不多、土质较好的布局 箱形根本——层数较多、土质较弱的布局 桩根本——层数较多、土质较弱的布局 复合根本——层数较多、土质较弱的布局 3、根本埋置深度 1)埋置深度可从室外埠坪算至根本底面。 2)正在确定埋置深度时,招考虑建建物的高度、体型、地基土质、抗震设防 烈度等要素。 (1) 当采用天然地基时,钢筋混凝土布局根本埋置深度可取衡宇高度 的 1/15; (2) 当采用桩根本时,钢筋混凝土布局根本埋置深度可取衡宇高度的 1/18(桩长不计正在内); (3) 当建建物采用岩石地基或采纳无效办法时,根本埋置深度可不受 上述前提的,但算倾覆和滑移。 3) 高层建建是设置地下室的功能: (1) 操纵土体的侧压力防止程度感化下布局的滑移和倾斜; (2) 削减土的分量,降低地基的附加压力; (3) 提高地基土的承载能力; (4)削减地动感化对上部布局的影响。 2.5 一般利用前提下的程度位移验算和舒服度要求 2.5.1 程度位移验算 1 、高度不大于 150m 的高层建建,其楼层层间 最大位移取层高之比不宜大于下表限值。 2 、高度不小于 250m 的高层建建,其楼层层间 最大位移取层高之比不宜大于1/500。 3 、高度正在 150m~250m 的高层建建,其楼层层 间最大位移取层高之比的限值可按 1 和 2 的限值 线、部门高层建建布局正在罕遇地动感化下需进行弹塑性变形验 算,布局亏弱层层间弹塑性位移应合适下式: 2.5.2 舒服度要求 建建布局荷载规范 的 10 年一遇的风荷载尺度值感化下, 布局极点的顺风向和横风向振动最大加快度计较值不该跨越表 2.14的限值。 2.6 布局安插实例 42 2.6.1 室第建建 ? 室第建建 (1 ) 室第建建一般采用剪力墙 布局。 (2 ) 剪力墙室第晚期多为小开 间,横墙间距为2.7~3.9m, 全数墙体均做为承沉墙,因 而可采用较薄楼板。 (3) 剪力墙布局未便于安插商 场、餐厅、泊车场等办事 设备。 43 2.6.2 旅店建建 (1) 旅店建建按建建功能可 以分为两大部门:客房部门和 公共部门。 (2) 50m以下的高层旅店建建 凡是采用框架、剪力墙布局和 框架-剪力墙布局等布局形式。 (3) 50m以上的高层旅店常采 用框架-剪力墙布局和筒体布局。 旅店建建 44 2.6.3 公共性建建 (1) 高层公共性建建除一般办公 楼外,还包罗贸易、文教、医疗 等公共用处的建建。 (2) 50m以上的高层办公建建, 较多采用筒体布局。 公共性建建 45

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