1、1 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系5.1 建筑結構型式綜述第1頁/共69頁2 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（1）根據力學原理，選擇充分發揮材料性能的結構型式盡量使結構處于無彎距狀態壓力壓力拉力軸心受壓構件純彎構件第2頁/共69頁2022-6-213桁架結構拱結構懸索結構軸心受力空間受力桿件系統框架、排架薄壁結構梁板結構主要受力網架結構上一頁下一頁第3頁/共69頁4 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系減少結構的彎距峰值，也是結構受力合理的途徑剛架結構伸臂梁結構第4頁/共69頁5 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（2） 合理地選用

2、結構材料 對于建筑結構的材料要求是輕質、高強、具有一定的可塑性和便于加工 在大跨度和高層建筑中，采用輕質高強材料具有極大的意義 選用結構材料和結構型式要根據建筑的要求、材料供應、允許的造價和施工條件等綜合考慮第5頁/共69頁6 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（3） 提倡結構型式的優選組合交叉拱懸索基礎拉桿倒V型支架美國雷里競技館懸索結構和拱式結構的組合第6頁/共69頁7 2022-6-21（1） 延性與脆性延性 構件、結構或截面在破壞前有較大的變形及明顯的破壞征兆； 宏觀表現：撓度、傾斜、裂縫脆性 與延性相反的性質； 宏觀表現：突然斷裂、失穩、坍塌第5 5章 鋼筋混凝土結構體

3、系一種設計思路，不以精確的力學分析、生搬硬套的規范條文為依據，而是對工程進行概括分析，采取相應的措施，包括：安全度、力學、材料、荷載、地震、施工、使用等的概念。第7頁/共69頁8 2022-6-21（2） 剛度構件剛度構件剛度是指結構構件抵抗其自身變形的能力；整體剛度結構整體剛度設計是結構設計的基本工作之一；整體剛度是指整體結構抵抗變形的能力，主要表現為抵抗風、地震等側向作用的能力；第5 5章 鋼筋混凝土結構體系第8頁/共69頁9 2022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系結構的剛度設計 隨著建筑物高度的增加，側向作用逐步成為主要影響因素，對結構抗側移剛度要求越來越高； 的側向變形以剪切

4、為主，變形量小；的側向變形以為主，變形量大；低層、多層建筑剪切變形側向作用高層建筑側向作用側向彎曲第9頁/共69頁102022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系尺度均衡的體型有利于抵抗側向作用立面形體與組合結構立面變化應盡量均勻平面形體與組合第10頁/共69頁 建筑物的形心與質心重合，側向作用下建筑物側向變形對稱形體側向作用 建筑物的形心與質心不重合，側向作用下建筑物發生扭轉變形 設縫將建筑物分開，使其產生側向變形非對稱形體側向作用側向作用第11頁/共69頁122022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系我國高層建筑混凝土結構技術規程（高規）規定、或的混凝土結構高層民用建筑物稱為；在

5、中，影響結構內力的主要荷載是，在結構變形方面主要考慮豎向荷載作用下的撓度；受力特點與多層建筑結構的主要區別，是成為影響結構內力、結構變形及建筑物土建造價的主要因素；第12頁/共69頁132022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系可采用、和結構體系；鋼筋混凝土高層建筑結構的最大適用高度和高寬比分為A級、B級（B級高度高層建筑結構的最大適用高度和高寬比可較A級適當放寬，其結構抗震等級、有關的計算和構造措施應相應加嚴）；詳見表格第13頁/共69頁2022-6-2114上一頁下一頁第14頁/共69頁152022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系跨度是建筑空間的基本性能之一，梁是最常見的形成

6、跨度的構件，當跨度達到一定程度后，普通的平面結構難于成為合理的選擇，而多采用各種；常見的大跨度建筑結構型式有剛架結構、桁架結構、拱式結構、薄殼結構、網架結構、懸索結構和薄膜結構等；大跨度建筑應盡量采用的建筑材料，是大跨度建筑結構常采用的建筑材料；返回目錄第15頁/共69頁162022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系5.2 框架結構由梁（水平構件）和柱（豎向構件）剛性連接而成的骨架結構體系，既承擔豎向荷載，又承擔水平荷載主梁連系梁柱板第16頁/共69頁172022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系結構強度高，自重輕，整體性和抗震性能較好；建筑，可提供較大的建筑空間，也可構成豐富多變

7、的立面造型，使用廣泛；框架體系的抗側剛度較弱，在水平荷載的作用下側向變形較大， ；按照施工方法分為：現澆式、裝配式、裝配整體式應用廣泛，主要應用于多層工業、民用建筑，如廠房、倉庫、商場、辦公樓、住宅等；第17頁/共69頁182022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系方式：等跨布置、不等跨布置柱網尺寸一般為59m柱網盡量布置在建筑縱橫隔墻的交叉點上柱網布置盡量簡單規則，方便施工橫向框架承重縱向框架承重混合承重示意圖第18頁/共69頁橫向框架承重縱向框架承重混合承重上一頁下一頁第19頁/共69頁202022-6-21包括：結構自重樓(屋)面活荷載雪荷載傳遞：板梁柱基礎、地基第5 5章 鋼筋混

8、凝土結構體系包括：風、地震 水平作用簡化為作用于框架節點上的水平力第20頁/共69頁212022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系單榀框架框架計算簡圖垂直荷載M圖第21頁/共69頁垂直荷載作用下的M圖垂直荷載作用下的V、N圖水平荷載作用下的M圖水平荷載作用下的V、N圖上一頁下一頁剪力V軸力N軸力N剪力V第22頁/共69頁232022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（1）主要設計原則框架結構的開間、進深、層高等尺寸盡量，以利于生產工業化；根據抗震等級采取相應的抗震及構造設計，地震區宜優選體系，符合“”的框架抗震設計要求；保證框架結構構件和節點的剛度，以及結構的；第23頁/共69頁2

9、42022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（2）設計及構造要點框架梁按矩形截面計算；框架柱的截面尺寸應符合規范剪壓比、軸壓比（抗震框架）等方面的要求，并宜采用正方形對稱配筋；高層建筑宜采用縱橫雙向布置的框架體系；框架結構中的墻體屬于填充墻體，墻體既要與框架可靠相連，又要避免連接過密形成整體工作；框架結構中的節點應滿足剛度要求，對于必要區域應進行箍筋加密；第24頁/共69頁框架梁節點上一頁下一頁第25頁/共69頁框架梁詳圖220220222222220218KL1(3)200 x4002208100/200(2)220222222220218810081008200Ln/4Ln/41.5

10、h1.5h上一頁下一頁第26頁/共69頁框架柱節點一上一頁下一頁第27頁/共69頁框架柱節點二上一頁下一頁第28頁/共69頁框架柱箍筋加密返回目錄上一頁第29頁/共69頁302022-6-21第30頁/共69頁312022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系5.3 框架-剪力墻與剪力墻結構（1）框-剪結構的組成及特點將框架和剪力墻結合，組成框架-剪力墻結構體系；既能提供較大靈活的建筑空間，又具有良好的抗震性能，應用廣泛（如多高層辦公樓、住宅等） ；框 架剪力墻第31頁/共69頁322022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（2）框-剪結構的受力及變形特點框架和剪力墻共同作為豎向承重結

11、構的結構體系，剪力墻是結構體系中主要的抗側力構件；框架以承擔豎向荷載為主，剪力墻承擔絕大部分的水平荷載；剪力墻猶如懸臂桿，受側力變形曲線以彎曲為主；水平荷載作用下，樓蓋可視為一根水平深梁；第32頁/共69頁332022-6-21 剪力墻的受側力變形以為主 框架的受側力變形以為主 框架、剪力墻協同工作的變形曲線呈現特征（2）框-剪結構的受力及變形特點協同工作變形墻系自由變形框架系自由變形第33頁/共69頁2022-6-2134框架-剪力墻結構計算圖上一頁下一頁第34頁/共69頁2022-6-2135框架 - 剪力墻結構計算圖上一頁下一頁第35頁/共69頁362022-6-21第5 5章 鋼筋混凝

12、土結構體系5.3 框架-剪力墻與剪力墻結構（3）剪力墻的布置布置原則 均勻、分散；對稱、周邊；恒載較大處建筑平面形狀或剛度變化處、樓梯間和電梯間周圍房屋各區段的兩端或周邊剪力墻的間距宜4倍的建筑物寬度（現澆樓蓋）若樓板有較大洞口，剪力墻的間距予以減小利于提高建筑的整體剛度保證剛度的均勻性，有效抵抗建筑物在地震作用下的扭轉效應常見的布置部位第36頁/共69頁372022-6-21(1)剪力墻在平面上應沿建筑物主軸方向布置 當建筑物為矩形、T形和L形平面時，剪力墻應沿兩個主軸方向布置；建筑物為形、Y形、十字形平面時，剪力墻應沿三個或四個主軸方向布置，形平面，則沿徑向布置成輻射狀第37頁/共69頁3

13、82022-6-21（2)剪力墻片應盡量對直拉通，否則不能視為整體墻片。但當兩道墻錯開距離d3bw(bw為墻厚度）時；或當墻體在平面上為轉折形狀，其轉角a15度時才可近似當作整體平面剪力墻對待。第38頁/共69頁392022-6-21(3)剪力墻結構的平面形狀力求簡單、規則對稱，墻體布置力求均勻，使質量中心與剛度中心盡量接近。(4)剪力墻結構應盡量避免豎向剛度突變，墻體沿豎向宜貫通全高，墻厚度沿堅向宜逐漸減薄，在同結構單元內宜避免錯層及局部夾層。 (5)全剪力墻體系從剪力墻布置均衡來考慮，在民用建筑中，一般橫墻短而數量多，縱墻長而數量少因此，縱橫向剪力墻的布置需適應這個特點。橫向剪力墻的問距，

14、從經濟考慮，不宜太密， 一般不小于68m縱向剪力墻 一般設為二道、二道半、三道或四道第39頁/共69頁402022-6-21（6）對抗震要求的建筑，應避免抗震性能不良的魚骨式的平面布置（7）當建筑平面形狀任意時，在受力復雜處，剪力墻應適當加密魚骨式剪力墻平面布置圖在受力復雜處加密剪力墻第40頁/共69頁412022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系剪力墻作為豎向承重結構的結構體系；剪力墻既承受豎向、水平荷載，同時又起圍護和分隔作用；（1）剪力墻結構的組成第41頁/共69頁422022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（2）剪力墻結構的特點及應用剪力墻集承重、抗風、抗震、圍護與分隔為

15、一體，經濟合理的利用了結構材料；結構整體性好，抗側剛度大，側向變形小，適于高層建筑；抗震性能好，適于抗震要求較高的建筑；由于墻片的約束，內部空間劃分狹小，不利于形成開敞性的空間，適于隔墻較多的、和等；對于下部設置大空間公共設施的高層建筑，可以使用結構體系；上部標準層采用剪力墻，底層大空間采用框架的結構體系，這種結構體系抗震性能稍差第42頁/共69頁432022-6-21第5 5章 鋼筋混凝土結構體系（3）剪力墻結構的受力特點剪力墻結構體系中的墻體既承受重力荷載，又承受水平荷載；剪力墻猶如底部嵌固于基礎的直立懸臂深梁，受到壓、彎、剪復合受力狀態；隨著墻體上開洞方式、開洞大小的不同，可以劃分不同類

16、型的剪力墻，并具有不同的受力狀態和特點；剪力墻結構體系分為：整體墻、小開口整體墻、聯肢墻、壁式框架等類型；示意圖第43頁/共69頁2022-6-2144上一頁下一頁整體墻小開口整體墻聯肢墻壁式框架剪力墻結構的分類返回目錄第44頁/共69頁452022-6-21筒體結構是由一個或多個筒體作為承重結構的高層建筑體系；筒體可以是、或；筒體結構的形式：單筒、筒中筒、組合(成束)筒、桁架筒等；示意圖第45頁/共69頁桁架筒體系成束筒體系筒中筒體系第46頁/共69頁472022-6-21由若干個框架和筒體共同承重的結構體系類型：框架和實腹筒體、框架和空腹筒體框架和空腹筒體 空腹筒體布置在房屋的外圍，框架布

17、置在中間框架和實腹筒體 利用電梯間、樓梯間、設備間等的墻比做為筒體的實腹體壁返回目錄第47頁/共69頁482022-6-21第48頁/共69頁492022-6-21各種結構體系的適用層數第49頁/共69頁502022-6-21第50頁/共69頁512022-6-21吊車梁排架柱獨立基礎屋架吊車剖面示意圖排架承重結構由屋架或屋面梁、柱和基礎組成第51頁/共69頁522022-6-21（1）柱網布置跨度柱距抗風柱排架柱排架結構平面布置圖第52頁/共69頁532022-6-21（2）支撐的布置下弦水平支撐上弦水平支撐垂直支撐水平系桿下弦水平支撐：防止下弦振顫；并提高建筑物整體剛度；傳遞并分布水平荷載

18、上弦橫向水平支撐：增強屋架上弦的穩定性；傳遞山墻抗風柱傳來的縱向水平荷載；增強屋面結構的縱向剛度縱向垂直支撐與系桿：保證屋架安裝與使用的整體穩定性；減小下弦的振顫第53頁/共69頁542022-6-21作用:提高廠房縱向剛度和穩定性第54頁/共69頁552022-6-21主要豎向荷載：結構自重、屋面活荷載、雪荷載、吊車豎向荷載（1）豎向荷載屋面荷載吊車荷載排架示意圖（2）水平作用主要水平作用：吊車水平荷載、風荷載、地震作用風荷載第55頁/共69頁屋面結構排架柱基礎地基吊車梁墻體重量墻梁連系梁基礎梁吊車屋面荷載荷載傳遞吊車荷載第56頁/共69頁吊車梁排架柱基礎地基柱間支撐吊車水平荷載抗風柱縱墻墻梁風荷載橫向縱向風荷載吊車荷載第57頁/共69頁吊 車第58頁/共69頁592022-6-21鉸接剛接排架計算簡圖第59頁/共69頁602022-6-21風荷載柱自重吊車垂直荷載屋蓋集中風載屋蓋自重吊車梁自重圍護自重排架柱計算簡圖吊車水平荷載第60頁/共69頁612022-6-21屋架及屋面 本章結束第5 5章 鋼筋混凝土結構體系大型屋面板第61頁/共69頁622022-6-21第62頁/共69頁632022-6-21第63頁/共69頁642022-6-21第64頁/共69頁652022-6-21網架第65頁/共69頁662022-6-21江陰長江大橋-主跨1385米，1999年 懸索