本科毕业设计(论文)读书报告(读书笔记)

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2)结构平面布

(1)在剪力墙结构中,剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置。一般情况下,采用矩形、L形和T形平面时,剪力墙沿两个正交的主轴方向布置;三角形及Y形平面可沿3个方向布置;正多边形、圆形和弧形平面,则可沿径向及环向布置。抗震设计的剪力墙结构,应避免仅单向有墙的结构布置形式。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。侧向刚度过大,将使结构周期过短,地震作用大,很不经济。此外,长度过大的剪力墙易形成中高墙或矮墙,由受剪承载力控制破坏状态,使延性变形能力减弱,不利于抗震。 (2)高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构(短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙,一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙)。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与简体。

3、框架-剪力墙(框架-筒体)结构体系

当高层建筑层数较多且高度较高时,如果仍采用框架结构,则其在水平力作

用下,截面内力将增加很快。这时,框架梁柱截面增加很大,并且还产生过大的水平侧移。为解决上述矛盾,通常的做法是在框架体系中,增设一些刚度较大的钢筋混凝土剪力墙,使之代替框架承担水平荷载,于是就形成了框架—剪力墙结构体系。

框架—剪力墙结构体系中,框架主要用以承受竖向荷载,而剪力墙主要承受水平荷载。两者分工明确,受力合理,取长补短,能更有效地抵抗水平外荷载的作用,是一种比较理想的高层建筑体系。

将框架、剪力墙两种抗侧力结构结合在一起使用,或者将剪力墙围成封闭的筒体,再与框架结合起来使用,就形成了框架-剪力墙(框架-筒体)结构体系。这种结构形式具备了纯框架结构和纯剪力墙结构的优点,同时克服了纯框架结构抗侧移刚度小和纯剪力墙结构平面布置不够灵活的缺点。在框架-剪力墙(框架-筒体)结构体系中,剪力墙的布置应注意以下几点:

①剪力墙以对称布置为好,可减少结构的扭转。这一点在地震区尤为重要; ②剪力墙应上下贯通,使结构刚度连续而且变化均匀;

③剪力墙宜布置成筒体,建筑层数较少时,也应将剪力墙布置成T型、L型、I型等。便于剪力墙更好地发挥作用;

④剪力墙应布置在结构的外围,可以加强结构的抗扭作用。但是考虑温度应力的影响和楼板平面内的变形,剪力墙的间距不应过大。剪力墙间距应符合表1-1的要求。

横向剪力墙的最大间距 表1-1

楼盖形式 非抗震设计 6-7度 现浇 ≤5B ≤60m 装配整体 ≤3.5B ≤50m 4、筒中筒结构体系

中筒结构体系是由内筒和外筒两个筒体组成的结构体系。内筒通常是由剪力墙围成的实腹筒,而外筒一般采用框筒或桁架筒。其中框筒是指由密柱深梁框架围成的筒体,桁架筒则是筒体的四壁采用桁架做成。与框筒相比,桁架筒具有更大的抗侧移刚度。

筒体最主要的特点是它的空间受力性能。无论那一种筒体,在水平力的作用

≤4B ≤50m ≤3B ≤40m 抗震设计设防烈度 8度 ≤3B ≤40m ≤2.5B ≤30m 9度 ≤2B ≤30m 下都可以看成是固定于基础上的悬臂结构,比单片平面结构具有更大的抗侧移刚度和承载能力,因而适宜建造高度更高的超高层建筑。同时,由于筒体的对称性,筒体结构具有很好的抗扭刚度。 5、多筒体系——成束筒和巨型框架

当采用多个筒体共同抵抗侧向力时,就成为多筒体系。有以下两种形式: ⑴ 成束筒

两个以上的筒体排列在一起成束状,成为成束筒。成束筒的抗侧移刚度比筒中筒结

构还要高,适宜的建造高度也更高。

⑵ 巨型框架

利用筒体作为柱子,在各筒体之间每隔数层用巨型大梁相连,由筒体和巨型梁形成巨型框架。虽然仍是框架形式,由于梁和柱子的断面尺寸很大,巨型框架的抗侧移刚度比一般框架要大的多,因而适宜建造的建筑物高度比框架结构要大的多。

由此可见,不同的结构体系结构形式不同,抗侧移刚度差别也较大,适宜的建筑物高度也不相同。表1-2是我国《钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程》给出的不同结构体系适宜的建筑物最大高度。

建筑物最大高度(m) 表1-2

抗震设计 结构体系 框 架 框架-剪力墙 部分框支 剪力墙 无框支 筒中筒及成束筒 140 180 140 180 120 150 100 120 60 70 非抗震设计 6度 60 130 120 60 130 120 7度 55 120 100 8度 45 100 80 9度 25 50 / 结构总体布置原则

一个建筑结构方案的确定,要涉及到安全可靠、使用要求、经济投入、施工技术和建筑美观等诸多方方面面的问题。要求设计者综合运用力学概念、结构破坏机理的概念、地震对建筑物造成破坏的经验教训、结构试验结论和计算结果的分析判断等进行设计,这在工程设计中被称为“概念设计”。概念设计虽然带有一定的经验性,涉及的范围十分丰富,但是它的基本原则是明确的。事实证明概念设计是十分有效的。高层建筑由于体形庞大,一些复杂部位难以进行精确计算,

特别是对需要进行抗震设防的建筑,因为地震作用影响因素很多,要进行精确计算更是困难。因此,在高层建筑设计中,除了要根据建筑高度选择合理的结构体系外,必须运用概念设计进行分析。本节讨论的结构总体布置原则,就是高层建筑设计中属于概念设计的一些基本原则。 一、控制结构的高宽比H/B

高宽比实际上反映了建筑物的“苗条”程度。在高层建筑的设计中,控制侧向位移是结构设计的主要问题。随着高宽比的增大,结构的侧向变形能力也相对越强,倾覆力矩也越大。因此,建造宽度很小的高层建筑是不合适的,应对建筑物的高宽比加以限制,见表1-3所示。

高宽比限值(H/B) 表1-3

抗震设计 结构类型 框架 框架-剪力墙 剪力墙 筒中筒、成束筒 非抗震设计 6、7度 5 5 6 6 5 5 6 6 8度 4 4 5 5 9度 2 3 4 4 表1-3是《钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程》的规定,是根据经验得到的,可供初步设计时参考。如果体系合理、布置恰当,经过验算结构侧向位移、自振周期、地震反应和风振下的动力效应在理想的范围内,则H/B值可以适当放宽。

二、结构的平面形状

建筑物的平面形状一般可以分为以下两类:

1、板式是指建筑物宽度较小、长度较大的平面形状。在板式结构中,因为宽度较小,

平面短边方向抗侧移刚度较弱。当长度较大时,在地震或风荷载作用下,结构会产生扭转、楼板平面翘曲等现象。因此,应对板式结构的长宽比L/B加以限制,一般情况下L/B不宜超过4;当抗震设防烈度等于或大于8时,限制应更加严格。同时,板式结构的高宽比也需控制的更严格一些。

2、塔式是指建筑物的长度和宽度相近的平面形状。塔式平面形状不局限于方形或圆形,可以是多边形、长宽相近的矩形、Y形、井字形、三角形等。在塔式结构中,两个方向抗侧移刚度相近。尤其是平面形状对称时,扭转相对要小的多。在

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