建筑工程第四章.ppt
- 文档编号:2484832
- 上传时间:2022-10-30
- 格式:PPT
- 页数:31
- 大小:139.50KB
建筑工程第四章.ppt
《建筑工程第四章.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《建筑工程第四章.ppt(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第四章第四章土木建筑工程结构与基本构件土木建筑工程结构与基本构件本章主要讲授以下几个方面内容本章主要讲授以下几个方面内容1.土木建筑工程构造的基本知识2.多层砌体结构3.钢筋混凝土构件4.单层厂房排架结构5.道路与桥梁构造第一节概述一、结构的分类1结构的概念结构是指房屋建筑和土木工程的建筑物、构筑物及其相关组成部分的实体,但从狭义上说是指各种工程实体的承重骨架。
应用在土木工程中的结构称工程结构,例如桥梁、堤坝等。
当局限于房屋建筑中采用的结构则称为建筑结构。
2结构的分类根据所用材料的不同,结构有钢结构、钢筋混凝土结构,木结构、砌体混合结构等。
建筑结构按结构的空间形态,有单层、多层、高层和大跨度结构等。
组成结构的基本单元称为基本构件。
二、结构上的作用1结构上的作用结构上的作用是指施加在结构上的集中或分布荷载以及起结构外加变形或约束变形因素的总称。
施加在结构上的集中荷载和分布荷载称为直接作用。
地震、地基沉降、混凝土收缩、温度变化、焊接等因素虽然不是荷载,但可以引起结构的外加变形或约束变形:
称为结构上的间接作用。
2.作用效应施加在结构上的各种作用,将在支座处产生反力,同时还将使结构产生内力与变形,甚至使结构出现裂缝。
它们总称为作用效应.3.结构抗力土建结构构件的抗力,是指土建结构或构件承受作用效应的能力,如结构构件承载力(轴力、弯矩、扭矩)、变形(刚度)、抗裂等的统称。
三、荷载
(一)荷载分类荷载是建筑物或构筑物在使用和施工过程中所受到的各种直接作用,如结构自重、人群重量、设备重量以及土压力、水压力、风压力,雪压力等。
1结构上的荷载按其作用性质分
(1)永久荷载在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载,称永久荷载也叫恒载。
如结构自重、土压力等。
(2)可变荷载在结构使用期间,其值随时间变化,且变化值与平均值相比不可忽略的荷载,称可变荷载,也叫活荷载。
如吊车荷载、风荷载、雪荷载等。
(3)偶然荷载在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间较短的荷载,称偶然荷载。
如爆炸力、撞击力等。
2结构上的荷载按其作用力分布情况不同分
(1)集中荷载
(2)分布荷载
(二)荷载分项系数与荷载设计值1荷载分项系数荷载分项系数是设计计算中反映荷载不确定性并与结构可靠度相关联的分项系数。
2荷载设计值荷载代表值乘以荷载分项系数后的值,称为荷载设计值。
结构计算中,按承载力极限状态计算时,采用荷载设计值。
按正常使用极限状态设计中,当考虑荷载短期效应组合时,恒载和活荷载都用标准值;当考虑荷载长期效应组合时,恒载用标准值,活荷载用准永久值。
四、材料强度标准值与设计值1强度标准值我国150mm时,不宜大于15h,且不宜大于250mm。
简支板或连续板下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应小于5d,d为下部纵向受力钢筋的直径。
第四节第四节单层厂房排架结构单层厂房排架结构一、单层厂房排架结构的组成及受力特点
(一)单层厂房排架结构的组成装配式单层厂房的主要承重结构是屋架(或屋面梁)、柱和基础。
当柱与基础为刚接,屋架与柱顶为铰接时,这种结构叫排架。
装配式钢筋混凝土单层厂房排架结构,是一种由横向排架和纵向连系构件以及支撑系统等组成的空间体系。
它通常由屋盖结构、吊车梁、柱子、支撑和基础和维护结构组成,并相互连接成一个整体。
1屋盖结构屋盖结构分无檩体系及有檩体系两种,常用无檩体系:
即将大型屋面板直接支承在屋架上。
屋盖包括如下构件:
(1)屋面板支承在屋架或天窗架上,直接承受屋面的荷载,并传给屋架或天窗架。
(2)天窗架支承在屋架上,承受天窗上的屋面荷载及天窗重,并传给屋架。
(3)屋架(或屋面梁)支承在柱上,承受屋盖结构的全部荷载(包括有悬挂吊车时的吊车荷载)并将它们传给柱子。
当设有托架时,屋架则支承在托架上。
(4)托架当柱子间距比屋架间距大,例如柱距12m时,则用托架支承屋架,并将其上的荷载传给柱子。
2吊车梁吊车梁支承在柱子牛腿上,承受吊车荷载(包括吊车的竖向荷载和水平荷载),把它传给柱子。
3柱子柱子承受由屋架(或托梁)、吊车梁、连系梁和支撑等传来的竖向荷载和水平荷载把它们传给基础。
4支撑支撑体系包括屋盖支撑及柱间支撑两部分。
5基础承受柱子和基础梁传来的荷载,亦即整个厂房在地面以上的荷载,并将它们传给地基。
单层厂房的基础,一般采用独立基础,其形式随上部荷载的大小和地基条件而定。
6围护结构包括纵墙、山墙以及由墙梁、抗风柱和基础梁等组成的墙架。
这些构件所承受的荷载主要是墙体和构件的自重以及作用在墙上的风荷载。
(二)单层厂房的荷载单层厂房所承受的主要荷载如下:
1永久荷载长期作用在厂房结构上的不变荷载(恒载),如各种构件和墙体的自重等。
2可变荷载即作用在厂房结构上的活荷载,主要有:
雪荷载;风荷载,包括风压力与风吸力;吊车荷载,包括吊车竖向荷载即吊车自重及最大起重量引起的轮压和吊车水平荷载即吊车制动时作用于轨顶的纵向和横向水平制动力;积灰荷载,大量排灰的厂房及其邻近建筑应考虑屋面积灰荷载;施工荷载,即厂房在施工或检修时的荷载。
第五节高层建筑结构高层建筑所采用的结构主要是钢筋混凝土结构和钢结构。
钢筋混凝土高层建筑结构可供选择的结构体系有:
框架结构、剪力墙结构、底层大空间剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒体结构、伸臂结构、悬挂结构和巨型结构等,我国目前采用较多的是前5种结构体系。
一、钢筋混凝土高层建筑结构体系
(一)框架结构框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成;框架梁和柱既承受垂直荷载,又承受水平荷载。
框架结构最主要的优点是具有开阔的空间,使建筑平面布置灵活,便于门窗设置,常用于体型较规则、刚度较均匀的公共建筑,如在学校、办公楼、医院和旅馆建筑中广泛采用。
框架结构的主要缺点是抗侧刚度较小,侧向变形较大,结构的使用高度受到限制,特别是在地震作用下,非结构构件破坏比较严重。
因此,钢筋混凝土框架结构的建筑高度,一般宜控制在15层以下。
二)剪力墙结构由纵横方向的竖向连续墙体组成的抗侧体系,称为剪力墙结构体系。
在这种体系中竖向连续墙既可以构成隔墙,同时又作为结构承担重力和水平力。
剪力墙结构的抗侧刚度要比框架结构大得多,在水平力作用下侧向变形小,同时抗震能力强,空间整体性能好。
从经济上分析,剪力墙结构以30层左右为宜。
剪力墙结构的缺点是:
结构自重大,建筑平面布置局限性大,难以满足建筑内部大空间的要求。
它适用于墙体布置较多的旅馆、住宅、公寓、办公楼等建筑。
这类建筑各层平面重复,允许墙体竖向连续,并且能够同时满足各房间之间的隔音和防火的要求。
(三)底层大空间剪力墙结构当建筑物的底层需要布置商店、门厅、大厅、会议室和餐厅等大房间时,可把墙的底层做成框架,称为“框支剪力墙”。
框支剪力墙底层的抗侧刚度突然变小,形成上下刚度突变,在地震作用下引起反应的显著改变,底层柱会产生应力和变形集中,致使结构破坏。
为了满足住宅、公寓、旅馆、写字楼等需要在底层设置商店或大的公共空间的要求,可以采用部分框支剪力墙、部分落地剪力墙,形成底层大空间的剪力墙结构。
(四)框架一剪力墙结构在框架结构中的适当部位设置一些剪力墙就形成框架一剪力墙结构。
剪力墙可以单片分散布置,也可以集中布置,将它们与框架组合在一起,通过相互作用,具有剪力墙结构刚度大、抗侧力能力强、抗震性能好和框架结构布置灵活、方便使用的双重优点。
我国1020层的旅馆和办公楼、医院、科研教学楼等公共建筑采用框架一剪力墙结构的很多。
(五)筒体结构对于超过50层的高层建筑,其最理想的结构体系是筒体结构。
筒体结构可分为框筒结构、框架一筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构等。
二、高层建筑结构的高度及高宽比高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构,水平荷载对结构引起的弯矩与高度的平方成正比,水平位移与高度的四次方成正比。
因此,随着建筑高度及体量的增加,倾覆力矩和稳定问题将变为高层建筑结构设计中的重要问题。
(一)房屋适用的最大高度结构体系不同,其承载力和抗侧刚度是不同的,因而他们适用高度的范围也不一样。
各种结构体系适用的最大高度见表4-5。
表4-5现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度结构类型烈度6789框架60554525框架一抗震墙13012010050抗震墙14012010060部分框支抗震墙12010080不应采用框架一核心筒15013010070筒中筒18015012080板柱一抗震墙403530不应采用注:
1房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分)
(二)高宽比的限值高层建筑结构的高宽比不宜超过表46的限值。
表4-6高宽比的限值结构类型非抗震设计抗震设防烈度6度、7度8度9度框架框架一剪力墙、框架一筒体剪力墙筒中筒、成束筒5566556644552344符合表4-10规定的高层建筑结构,可以不进行整体稳定验算和抗倾覆验算。
第六节第六节建筑结构抗震基本知识建筑结构抗震基本知识一、地震震级和烈度1.地震成因地震的成因主要有三种:
构造地震、火山地震和陷落地震。
构造地震是由于地质构造作用,使岩层的薄弱部位突然错动断裂而引起的。
构造地震约占地震总数的90,震源可深可浅。
20世纪70年代我国唐山、海城所发生的地震,均属构造地震。
火山地震是由于火山爆发所引起的,其分布范围同火山分布相一致,它的影响范围小,约占地震总数的7。
陷落地震是由于地层内石灰岩溶洞陷落或矿山巷道塌下而引起的,为数很少,约占地震总数的3,且震源浅影响范围小。
房屋结构抗震主要研究构造地震发生时房屋结构的抗震设防能力。
地震发生后,它的能量以波的形式向各个方向传播,称为地震波。
地震波从震源传播到地球表面,由地基土把地震波传递给建筑物。
当建筑物接收地基土所输入的地震波,会引起建筑物左右摇晃和上下颠动(持续时间很短),造成不同程度的破坏。
2震级与烈度
(1)震级地震是用震级M来表示其能量的大小。
也是地震规模的指标。
震级的大小采用1935年美国加州理工学院的里克特提出的震级定义,即:
震级大小是用标准地震仪在距震中lOOkm处记录的,以m(1m=10-3mm)为单位的最大水平地面位移A(振幅)的常用对数值M=lgA来表示的。
震级小于2的地震,人们感觉不到,称做微震;24级地震称有感地震;5级以上地震统称破坏性地震;7级以上地震称强烈地震;8级以上地震称特大地震。
2)烈度)烈度地震发生后,各地区的地震灾害一般不相同,通常用地震烈度来描述地震的宏观现象,如人的感觉、器物反应、地表现象、建筑物破坏程度。
世界上多数国家使用的基本上是12等级划分的烈度表。
对应于一次地震,震级只有一个,而地震烈度在不同地区却是不同的。
通常震中的地震烈度最高,随着震中距的增加,地震烈度逐渐降低。
一个地区的基本烈度是指该地区今后一定时间内,在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。
根据我国有关单位对华北、西南、西北45个城镇的地震烈度所作出的概率分析,基本烈度大体为在设计基准期内超越概率为10的地震烈度。
地震设防的依据是抗震设防烈度,它是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防的地震烈度,在一般情况下采用基本烈度。
二、抗震设防的基本思想和抗震构造措施
(一)抗震设防的基本思想:
抗震设防是以现有的科技水平和经济条件为前提的。
以北京地区为例,抗震设防烈度为8度,超越8度的概率为10左右。
我国规范抗震设防的基本思想和原则是“三个水准”为抗震设防目标。
简单地说是“小震不坏、大震不倒”。
“三个水准”的抗震设防目标是:
当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,不会倒塌或发生危及生命的严重破坏。
(二)抗震结构的概念设计:
(二)抗震结构的概念设计:
在强烈的地震作用下,建筑物的破坏机理和过程是十分复杂的。
对一个建筑物要进行精确的抗震计算也
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 建筑工程 第四