第八章土木工程结构体系概要.ppt

第八章 土木工程结构体系 拉时，也可以采用圆钢；斜梁腹杆通常用连续弯折的圆钢； 拉杆一般采用单圆钢。 图 7-31 三铰拱屋架 3.梭形屋架 梭形屋架一般采用空间式桁架（三角形），上弦常采用单 角钢，并且开口朝上（V 形），下弦和腹杆常用圆钢，有时也 用角钢。与前两种屋架主要不同点是高度小，坡度小，屋架 的高跨比为 1/12～1/9。常用于有卷材防水无檩屋盖中，跨度 ≤15m，间距随屋面板长度而定，变动范围一般在 2～6m。 薄壁型钢屋架除具有型钢结构的特点外，还有刚度好， 加工制作简单，节点连接一般不需要节点板，应用范围较大 等特点，薄壁型钢屋架的跨度可达 12～30m，吊车起重量 5～ 75t。 四、钢筋混凝土-钢组合屋架 屋架在荷载作用下，上弦主要承受压力，有时还承受弯 矩，下弦承受拉力。为合理发挥材料作用，屋架的上弦和受 压腹杆可采用钢筋混凝土杆件，下弦和受拉腹杆可采用钢拉 杆，这种屋架称为钢筋混凝土-钢组合屋架。常见的钢筋混凝 土-钢组合屋架形式如图 7-32 所示。 (a) 折线形组合屋架 (b)五角形组合屋架 (c)三铰屋架 (d) 两铰屋架 图 7-32 钢筋混凝土-钢组合屋架 折线型屋架的屋面坡度约为 1/4，适用于构件自防水屋 面，若想使屋面坡度均匀一致，可在屋架端部上弦加设短柱； 两铰或三铰组合屋架为钢筋混凝土或预应力混凝土构件，下 弦为型钢或钢筋，两铰组合屋架顶结点为刚结点，三铰组合 屋架为铰结点，此类屋架杆件少，自重轻，受力明确，构造 简单，施工方便，特别适用于农村地区的中小型建筑，其屋 面坡度采用卷材防水为 1/5，采用非卷材防水为 1/4。 第三节 框架 框架结构是指梁和柱通过刚接而形成的骨架结构(图 7-33)。框架结构的优点是建筑平面布置灵活，能够获得较大 的使用空间；建筑立面易于处理，可以适用于不同房屋的造 型。框架结构使用广泛，常用于多层工业厂房、仓库、商场、 办公楼等建筑种。框架结构平面布置和剖面示意图如图 7-34、 7-35 所示。 图 7-33 框架结构 图 7-34 框架结构平面布置示意图 图 7-35 框架结构剖面示意图 一、框架结构的类型 框架结构按所用材料的不同，可分为钢框架和钢筋混凝 土框架。 钢筋混凝土框架结构根据施工方法的不同可分为整体 式、装配式和装配整体式三种。整体式框架是现场支模，梁、 板、柱整体现浇的框架结构，其抗震能力强、整体性好，因 泵送混凝土和组合钢模板的应用，改变了现场搅拌费工费时 的缺点，使整体式框架得到了广泛的应用。装配式框架的梁、 柱等构件均为预制，施工时把预制构件吊装就位，并通过节 点连接形成装配式框架结构，这种框架的优点是机械化程度 高、施工速度快，但因整体性差导致抗震性能差，所以在工 程中应用的不多。装配整体式框架结构一般采用梁、柱现浇， 板预制，后在预制板上浇注混凝土整浇层，装配整体式框架 比装配式框架的整体性能好，在抗震设防烈度不高的地区应 用较广。 二、框架结构的承重方案 框架结构根据荷载传递途径的不同可分为横向承重、纵向 承重和纵横向承重三种方案，如图 7-36 所示。 (a)横向承重方案 (b)纵向承重方案 (c)纵横向承重三种方 案 在横向承重方案中，竖向荷载主要由横向框架承担，楼 板为预制时应沿横向布置，楼板为现浇时，一般需设次梁将 荷载传至横向框架。除承受竖向荷载外，横向框架还要承受 横向的水平风荷载和地震作用。 在纵向承重方案中，竖向荷载主要由纵向框架承担，预 制楼板布置方式和次梁布置方式与横向承重框架相反。纵向 框架还要承受纵向的水平风荷载和纵向地震作用，而在房屋 的横向设置的连系梁与柱形成横向框架，以承受房屋的横向 水平风载和横向地震作用。 当柱网为正方形或接近正方形布置时，或者在楼面荷载 较大情况下，可采用纵横向承重方案，两个方向的框架同时 承受竖向荷载和水平荷载，此时楼板为现浇双向板，框架结 构成为双向抗侧力体系，纵横向承重方案的受力比横向承重、 纵向承重等单向承重方案合理。 三、框架结构的侧向变形 框架结构在水平力作用下，其侧向变形如图 7-37 所示。 框架结构的侧向变形由两部分组成：第一部分的侧向变形是 由梁和柱的弯曲变形产生，框架下部的梁、柱内力大，层间 变形也大，愈到上部层间变形愈小(图 7-37a)；第二部分的侧 向变形由柱的轴向变形产生，在水平荷载作用下，柱的拉伸 和压缩使结构出现侧移，这种侧移在上部各层较大，愈到下 部层间变形愈小(图 7-37b)。框架结构中的第一部分侧移是主 要的，随着建筑高度的增大，第二部分变形比例逐渐增大， 但综合后框架的侧向变形仍以第一部分的变形为主。 图 7-37 框架结构的侧向变形 ， 。 第四节 高层建筑结构体系 我国《高层建筑混凝土结构技术规