文档介绍:4
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。
框架结构
框架是由梁和柱子刚性连接的骨架料力学公式计算。
小开口整体剪力墙
当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时,通过洞口的正应力分布已不再成一直线,而是在洞口两侧的部分横截面上,其正应力分布各成一直线。这说明除了整个墙截面产生整体弯矩外,每个墙肢还出现局部弯矩,因为实际正应力分布,相当丁在沿整个截面直线分布的应力之上叠加局部弯矩应力。但由丁洞口还不很大,局部弯矩不超过水平■荷载的悬臂弯矩的15%。因此,可以认为剪力墙截面变形大体上仍符合平面假定,且大部分楼层上墙肢没有反弯点。内力和变形仍按材料力学计算,然后适当修正。
在水平荷载作用下,这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律,变成了相当丁在整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力,当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时,其截面变形仍接近丁整体截面剪力墙,这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。
联肢剪力墙
洞口开得比较大,截面的整体性已经破坏,横截面上正应力的分布远不是遵循沿一根直线的规律。但墙肢的线刚度比同列两孔间所形成的连梁的线刚度大得多,每根连梁中部有反弯点,各墙肢单独弯曲作用较为显著,但仅在个别或少数层内,墙肢出现反弯点。这种剪力墙可视为由连梁把墙肢联结起来的结构体系,故称为联肢剪力墙。其中,仅由一列连梁把两个墙肢联结起来的称为双肢剪力墙;
由两列以上的连梁把三个以上的墙肢联结起来的称为多肢剪力墙。
当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时,由于洞口较大,剪力墙截面的整体性已被破坏,剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。这时剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。开有一列洞口的联肢墙称为双肢墙,当开有多列洞口时称之为多肢墙。
壁式框架
洞口开得比联肢剪力墙更宽,墙肢宽度较小,墙肢与连梁刚度接近时,墙肢明显出现局部弯矩,在许多楼层内有反弯点。剪力墙的内力分布接近框架,故称壁式框架。壁式框架实质是介丁剪力墙和框架之间的一种过渡形式,它的变形已很接近剪切型。只不过壁柱和壁梁都较宽,因而在梁柱交接区形成不产生变形的刚域。
当剪力墙的洞口尺寸较大,墙肢宽度较小,连梁的线刚度接近丁墙肢的线刚度时,剪力墙的受力性能已接近丁框架,这种剪力墙称为壁式框架。
剪力墙结构的使用范围:
-剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系,适用丁需要有局部大空间的建筑,这时在局部大空间部分采用框架结构,同时乂可用剪力墙来提高建筑物的抗侧能力,从而满足高层建筑的要求。
普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系。
。当剪力墙结构的底部需要有大空间,剪力墙无法全部落地时,就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。
工程实例
概述】
,基础埋深为-20m,地面以上43层,高175m;采用矩形平面,底层平■面尺寸为55mx72m。建筑规划要求大楼底层为全开敞式大空间,与前面的皇后广场自然地连成一片
.
由丁开敞底层限制了上部框架落地,最后确定采用钢结构悬挂体系。由八根“格构柱”和五层纵、横向桁架梁组成悬挂体系的主构件(下图),;以及沿高度每隔39m的四根纵、横向变裁面箱形梁所组成。沿房屋的横向,;沿房屋的纵向,,。各道桁架梁之间的4
一7层楼板,通过吊杆悬挂在上一层的桁架梁上
结构设计】
风荷裁作用下的结构分析结果表明,纵向或横向水平力作用下,结构体系的侧移曲线均届剪切型变形。结构的动力分析结果给出,沿房屋纵向(东西方),,。比其它结构体系的自振周期稍长。整座大楼钢结构的总用钢量为2500T。
在框架结构中杆件以受弯为主,截面刚度主要取决丁截面高度,但过大的截
面高度势必增加层高,或使得结构构件与建筑功能发生矛度。巨型框架的概念实际上是把框架梁柱截面大幅度提高,把每一栋高层框架结构划分成很少几层,每层的梁柱都特别大。例如,对丁巨型截面来说,截面刚度与截面高度3次方成正比。
图』独香甫汇车银行大楼的最挂像赛
G)雄构虬剖福』U3踏幅植明IT
巨型框架的横梁可以为各种大型水平■结构。它利用整体楼层作为“梁”高,可以是箱形截面或桁架;巨型框架的立柱一般为筒体结构。
巨型框架利用了把荷载集中在