职称考试建筑结构知识

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建筑结构基本知识,王树京,北京工业大学,职称考试,10,第一章结构力学基本原理,房屋结构的安全性要求,一、,结构的功能要求,结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在规定的期限内满足各种预期的功能要求，并且要经济合理。具体说来，结构应具有以下几项功能：,(1)安全性。在正常施工和正常使用的条件下，结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏；,在偶然荷载发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。例如，厂房结构平时受自重、吊车、风和积雪等荷载作用时，均应坚固不坏，而在遇到强烈地震、爆炸等偶然事件时，容许有局部的损伤，但应保持结构的整体稳定而不发生倒塌。,（2）,适用性。在正常使用时，结构应具有良好的工作性能。如吊车梁变形过大会使吊车无法正常运行，水池出现裂缝便不能蓄水等，都影响正常使用，需要对变形、裂缝等进行必要的控制。,（3）,耐久性。在正常维护的条件下，结构应能在预计的适用年限内满足各项功能要求，也即应具有足够的耐久性。例如，不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命。,安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。,荷载效应是外荷载在构件内产生的轴向拉力,S。,设构件截面积为,A，,构件材料单位面积的抗拉强度为,f1，,则构件对轴向拉力的抵抗能力为,R=f1A。,显然：,若,S,R,，,则构件将破坏，即属于不可靠状态；,若,S,R,，,则构件属于可靠状态；,若,S=R,，,则构件处于即将破坏的边缘状态，称为极限状态。,很明显，,SR,是不可靠的，,R,比,S,超出很多是不经济的。我国的设计就是基于极限状态的设计。,如结构或构件超过某一特定状态就不能满足上述某项规定的功能要求时，称这一状态为极限状态。极限状态通常可分为如下两类：承载力极限状态与正常使用极限状态。,承载能力极限状态,是对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形，它包括结构构件或连接因强度超过而破坏，结构或其一部分作为刚体而失去平衡（如倾覆、滑移），在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏等。,这一极限状态关系到结构全部或部分的极限状态进行计算，施工时应严格保证施工质量，以满足结构的安全性。,结构杆件的基本受力形式按其变形特点可归纳为以下五种：拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转;,结构杆件所用材料在规定的荷载作用下，材料发生破坏时的应力称为强度，要求不破坏的要求，称为强度要求。根据外力作用方式不同，材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。对有屈服点的钢材还有屈服强度和极限强度的区别。,在相同条件下，材料的强度高，则结构的承载力也高。,在工程结构中，受压杆件如果比较细长，受力达到一定的数值（这时一般未达到强度破坏）时，杆件突然发生弯曲，以致引起整个结构的破坏，这种现象称为失稳。因此，受压杆件要有稳定的要求。,一个细长的压杆，承受轴向压力,P,，,当压力,P,增加到,Pij,时,压杆的直线平衡状态失去了稳定。,Pij,具有临界的性质，因此成为临界力。两端铰接的压杆，临界力的计算公式为：,Pij=,2,EI/L,2,临界力,Pij,的大小与下列因素有关：,（1）压杆的材料：钢柱的,Pij,比木柱大，因为钢柱的弹性模量,E,大；,（2）压杆的截面形状与大小：截面大不易失稳，因为惯性矩,I,大；,（3)压杆的长度,l,：,长度大，,Pij,小，易失稳；,压杆的支承情况：两端固定的与两端铰接的比，前者,Pij,大。,掌握房屋结构的适用性要求,一、,房屋结构适用性,房屋结构除了要保证安全外，还应满足适用性的要求，在设计中称为,正常使用的极限状态,。,这种极限状态相应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定的限值，它包括构件在正常使用条件下产生过度变形，导致影响正常使用或建筑外观；构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽；在动力荷载作用结构或构件产生过大的振幅等。超过这种极限状态会使结构不能正常工作，使结构的耐久性受影响。,二、,杆件刚度与梁的位移计算,结构杆件在规定的荷载作用下，虽有足够的强度，但其变形也不能过大，如果变形超过了允许的范围内，也会影响正常的使用。限制过大变形的要求即为刚度要求，或称为正常使用下的极限状态要求。,三、,混凝土结构的裂缝控制,裂缝控制主要针对混凝土梁（受弯杆件）及受拉构件。裂缝控制分为三个等级：,（1）,构件不出现拉应力；,（2）,构建虽有拉应力，但不超过混凝土的抗拉强度；,（3）,允许出现裂缝，但裂缝宽度不超过允许值。,对（,1,）、（,2,）等级的混凝土构件，一般只有预应力构件才能达到。,按荷载作用面大小分类,1、,均布面荷载,Q,建筑物楼面或墙面上分布的荷载，如铺设的木地板、地砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载。都将均布面荷载,Q,的计算，可用材料的重度,乘以面层材料的厚度,d,，,得出增加的均布面荷载值，,Q=,d。,2、,线荷载,建筑物原有的楼面或层面上的各种面荷载传到梁上或条形基础上可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载,q,。,3、,集中荷载,当在建筑物原有的楼面或屋面承受一定重量的柱子，放置或悬挂较重物品（如洗衣机、冰箱、空调机、吊灯等）时，其作用面积很小，可简化为作用于一点的集中荷载。,按荷载作用方向分类,1、,垂直荷载：如结构自重、雪荷载等；,2.水平荷载：如风荷载、水平地震作用等。,四、,建筑装饰装修变动对建筑结构的影响及对策,1、,建筑装饰装修对建筑结构的影响,(1)在装饰装修过程中，如有结构变动，或增加荷载时，应注意：,在设计和施工时，必须了解结构能承受的荷载值是多少，将各种增加的装饰装修荷载控制在允许范围以内，如果做不到这一点，应对结构进行重新验算，必要时应采取相应的加固补强措施。,（2）,建筑装饰装修工程设计必须保证建筑物的结构安全和主要使用功能。当涉及主体和承重结构改动或增加荷载时，必须由原结构设计单位或具备相应资质的设计单位核查有关原始资料，对既有建筑结构的安全性进行核验、确认。,(3)建筑装饰装修工程施工中，严禁违反设计文件擅自改动建筑主体、承重结构或主要使用功能；严禁未经设计确认和有关部门批准擅自拆改水、暖、电、燃气、通信等配套设施。,2、,在楼面上加铺任何材料属于对楼板增加了面荷载,（1）,设计人员在确定楼面装修材料前，首先要了解该楼板能够承受多大荷载，住宅、办公楼、学校、旅馆各类建筑楼板承受荷载的标准是不一样的，只有了解清楚后，才能确定选择什么材料做楼面的装修。,(2)装配式楼板结构，为了加强结构的整体性、抗震性能，常在楼板上做现浇的钢筋混凝土叠合层，厚度,50,80,；严禁采用凿掉叠合层以减轻荷载的方法，进行楼面装修。,(3)吊顶通常采用轻钢龙骨石膏板的做法。施工时，需要在楼板上打洞、下膨胀螺栓、焊钢筋吊杆，需要注意的问题是一般建筑采用预应力钢筋混凝土圆孔板作为楼层的结构，板与板之间的缝隙用现浇钢筋混凝土，以保证装配式楼般的整体性。在吊顶的过程中，不了解这种结构，把吊点的洞打在圆孔上，膨胀螺栓根本不起作用，而应该在钢筋混凝土的板缝处下膨胀螺栓。,3、,在室内增加隔墙、封闭阳台，属于增加的线荷载,(1)在室内增加隔墙，增加的荷载全部传递给楼板或梁。一般情况下，当采用轻型材料（如石膏板）作隔墙时，对结构的影响不是很大，当采用砌块墙体时，则影响很大。特别是隔墙的重量全部传递给一块楼板时将使这块楼板的变形较大，影响结构安全。这种情况应对楼板进行加固，以满足承载力的要求。,(2)封闭阳台、在阳台四周作储物柜、花盆架，这些做法相当于在一个悬挑构件的最外端增加了连续的线荷载，这是对悬挑结构极为不利的。阳台装修时改变使用功能的，应征求原设计单位意见，或请有资质的单位重新设计。,4.在室内增加装饰性的柱子，特别是石柱，悬挂架大的吊灯，房间局部增加假山盆景，这些装修做法就是对结构增加了集中荷载，使结构构件局部受到较重荷载作用，引起结构的较大变形，造成不安全的隐患，应采取安全加固措施。,5、,变动墙对结构的影响,（1）,建筑物的墙体根据其受力特点分为承重墙、非承重墙。承重墙不得拆除。,（2）,在承重墙上开设洞口，将削弱墙体载面，减少墙体刚度，降低墙体的承载能力。未经结构验算并采取加强措施是不允许随便在承重墙体上开洞的。,墙体开洞时，应经设计确定开洞位置、大小和开洞方法。,6、,楼板或屋面板上开洞、开槽对结构的影响,无论发生哪种情况，都将削弱楼板截面、切断或者损伤楼板钢筋，预应力楼板因敲击楼板使混凝土松动，降低楼板的承载能力。开洞、开槽应经设计单位同意。,7、,变动梁、柱对结构的影响,（1）在梁上开洞将削弱梁的截面，降低梁的承载能力。,（2）在原有梁上设置梁、柱、支架等构件时，不得将后加构件的钢筋或连接件与原有梁的钢筋焊接，这将损伤梁的钢筋，降低梁的承载能力和抵抗变形的能力，是十分危险的。,(3)凿掉梁的混凝土保护层，未能采取有效的补救措施时，梁的截面会受到削弱，钢筋暴露在大气环境中逐渐锈蚀。此时应采用比原梁混凝土强度高一个等级的细石混凝土，重新浇注混凝土保护层。,（4）梁下加柱相当于在梁下增加了支撑点，将改变梁的受力状态。在新增柱的两侧，梁由承受正弯矩变为承受负弯矩，这种变动是危险的。,（5）梁上增设柱子或梁，此种做法除了连接可能带来的结构问题以外，主要问题是增设的梁或柱将对原有的梁增加荷载。应对原梁进行结构验算。,(6)在柱子中部加梁（包括悬臂梁）将改变柱子的受力状态，增加柱子的荷载以及由此荷载引起的内力（包括轴力、弯矩等），如果不进行必要的结构验算并采用相应的结构措施，盲目的在柱子中部加梁将会引起严重的后果。,（7）在原有建筑的空间里加层，加层的结构，与周围原有的柱梁进行连接，这种做法对原有结构增加了相当大的荷载，特别是增加的梁与原有的柱连接时，会造成原结构的受力状态发生改变，与最初计算时考虑的受力状态不相符，是非常危险的。,处理这一类的问题的原则是，任何室内装修的做法，以不改变原结构最初受力状态为基准，加固或新增构件的布置，应避免局部加强导致结构刚度或强度突变。否则就要重新调整设计方案，以确保结构的安全。,8、,房屋增层对结构的影响,房屋增层是对原有结构的根本性的变动。房屋增层后即形成一种新的结构体系，要保证结构体系的安全必须进行如下几个主要方面的结构计算工作。,（1）验算增层厚的地基承载力。,（2）将原结构与增层结构看作一个统一的结构体系，并对此结构体系进行各种荷载作用的内力计算和内力组合。,（3）验算元结构的承载能力和变形。,验算原结构与新结构中之间连接的可靠性。,9.桁架、网架结构的受力是通过节点传递给杆件的，不允许将较重的荷载作用在杆件上。在吊顶装修或悬挂重物时，注意主龙骨和重物的吊点应于桁架的结点采用常温情况的连接，避免焊接，以防止高温影响桁架杆件的受力。,五、建筑结构变形缝的功能及在装饰装修中应予以的保护,（一）,伸缩缝:为了避免温度变化引起结构伸缩应力，使房屋构件产生裂缝而设置的。基础受温度影响小，不用断开设缝，地上建筑部分应设缝。,（二）,沉降缝:是为了避免地基不均匀沉降时，在房屋构件中产生裂缝而设置的。从基础到上部结构，,全部断开设缝。现在经常采用后浇带的处理方式，对建筑防水、装修有利。特别注意后浇带处，仍有微小沉降变形。此处的墙、地面的装修应考虑可能开裂，需设缝。,（三）,地震缝,当房屋外形复杂或者房屋各部分刚度、高度和重量相差悬殊时，在地震力作用下，由于各部分的自振频率不同，在各部分连接部位，必然会引起相互推拉挤压，产生附加拉力、剪力和弯矩引起震害，防震缝就是为了避免由这种附加应力和变形引起震害而设置的。基础受地震影响位移小，不用断开设缝，地上建筑部分设缝。,在建筑变形缝处的装修改造，必须满足于各自所在建筑主体的自由变形。,一、,力的基本性质,（1）,力的作用效果,（2）,力的三要素,力的大小、力的方向和力的作用点的位置称力的三要素。,（3）,作用与反作用原理,（4,力的合成和分解,（5）,约束力与约束反力,七、,平面力系的平衡条件及其应用,（一）,物体的平衡状态,物体相对于地球处于静止状态和等速直线运动状态，力学上把这两种状态都称为平衡状态。,(二)平衡条件,X=0,和,Y=0，,M=0;,八。钢筋混凝土梁受力特点,1.,正截面破坏,2,斜截面破坏,在现代建筑中，多层与高层建筑常用的结构体系大体划分有：混合结构，框架结构，剪力墙结构(框架-剪力墙,全剪力墙和筒式结构)三种。,单层大跨度建筑的结构包括屋盖结构和主要承重结构。其结构形式：门式刚架结构，桁架结构，拱结构, 壳体结构，网架结构和悬索结构等。前四种属于平面结构体系，后三种属于空间结构体系。,归纳如下:,混合结构体系,多层与高层建筑 框架结构体系,剪力墙结构,(框架-剪 力墙，,全剪力墙，筒式结构),平面结构体系:,门式刚 架结构，,桁架 结构，拱结构,单层大跨度结构,空间结构体系:,壳体结构，网架结构，,索网结构,第二章各种结构及构件的受力特点,一、单跨梁在各种荷载下的内力图,二、桁架是由杆件组成的结构体系。桁架体形可以多样化，如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架。桁架的结点一般假定为铰结点，荷载作用在结点上，桁架的杆体内力与桁架的外形有着密切的关系。,（一）平行弦桁架的杆件内力是不均匀的，弦杆内力是两端小而向中间逐渐增大，腹杆内力是两端大而向中间逐渐减小。,（二）三角形桁架的杆件内力也是不均匀的，弦杆内力是两端大而想中间逐渐减小，腹杆内力是两端小而向中间逐渐增大。,（三）弧形桁架的杆件内力大致均匀，从力学角度看，它的形状与简支梁的弯矩圆形相似，其形状符合受荷后的内力变化规律，所以它是结构上的较好形式。,三、拱结构，其在外荷载作用下，拱主要产生压力，支座处产生水平推力。拱的合理轴线为二次抛物线，当拱为半圆形时，支座的推力为0。可以采取下面的几种结构处理方法：,（一）利用地基基础直接承受水平推力,为了更有效的抵抗水平推力，基础底部常作成斜面形状，而且要求地基的土质条件较好。落地拱的拱结构直接落地，不需设置立柱来支撑拱，拱端部的建筑空间高度较小，在建筑上常用于仓库，或小型体育健身房一类建筑。,（二）利用侧面框架结构承受水平推力,若大厅屋盖采用拱结构，两侧的建筑为框架结构时，拱的水平推力可利用两侧的框架来承受。这样，即解决了拱的水平推力问题，也使建筑功能与结构需要能有效的结合。应该注意的是，若框架的顶部因推力发生过大的位移或倾斜，就不能保证拱的正常受力状态，要求拱结构两侧的框架必须具有足够的刚度。,（,三,）,利用拉杆承受水平推力,在拱脚处设置钢杆,利用钢杆受拉从而抵抗拱的推力.,（,a,）,三铰拱；（,b,）,两铰拱；（,c）,无铰拱,四、薄壳结构,薄壳结构必须具备两个条件：一是,“,曲面的,”,二是刚性的，所以薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。它的组成一般包括：曲面的壳板和周边的边缘构件两部分，见图1.1.3-7,薄壳结构是一种薄得不致于产生明显的弯曲应力，但厚度是以承受压力、拉力和剪力的形抵抗结构，,其优点是：材料省，很经济，自重小，为大跨度提供有利条件。缺点是：体型复杂，现浇结构时费工费料、施工不便；板厚太小，隔热效果不够好，长期日晒雨淋易开裂；曲面的天棚，容易引起声聚焦，对音响效果要求高的场所不宜采用。,五、网架结构,网架结构是由复杂的杆件系统组成的超静定次数极高的空间结构，它具有各向受力性能，是一种大面积的刚性复盖结构，在结点荷载作用下，网架的杆件主要承受轴力，跨度一般可达3060,m，,甚至60,m,以上，由于网架的整体空间作用，杆件互相支持，刚度大，稳定性好，网架具有各向受力性能，应力分布均匀，用料方面可比桁架结构节省钢材30%；,网架是高次超静定结构，结构安全度特别大，倘若某一构件受压屈曲，也不导致破坏。在建筑设计中,增加的较大的荷载必须作用在结点上.,六、悬索结构是由索网，边缘构件支承结构等三部分组成的。见图1.1.3-10。,悬索结构的主要承重构件就是索、索网只受轴向拉力，即无弯矩，也无剪力，受力简单更有利于采用钢材做,“,索,”,钢索材料采用高强度的钢铰线或钢丝绳，因而整个索网的 结构自重小，强度大，能够跨越很大的跨度，,悬索与拱一样，应注意对支座水平反力的处理，采用合理的支座形式，索网的支座叫边缘构件，无边框则索网不能成型，所以，边缘构件是悬索结构的重要组成部分，而且是决定悬索结构形式的重要依据。,悬索结构是悬挂式的柔性索网体系，屋盖的刚度却是所有屋盖结构中之最软者，风力作用下对屋面的吸力使屋盖结构有被掀起的危险，而且还会产生共振破坏的可能，为了保证悬索屋盖结构的刚度，可以对悬索施加予应力；若屋盖自重能具有1.11.3倍的重量安全度：,屋盖自重,（,n=,=1.11.3），,风吹力,就基本能够保证屋面不被风吹力掀起，,所以悬索结构的屋面,材料一般可以使用预制轻质板材，如铝合金板，塑料板，轻质混凝土板，压型钢板等作为屋面板。,第三章各类建筑结构体系的受力特点,一、混合结构体系是指同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构，根据承重墙所在的位置划分为,（一）横墙承重方案，其受力特点是：主要靠横墙支撑楼板，横墙是主要承重墙。纵墙主要起维护、隔断和维持横墙的整体作用，故纵墙是自承重墙。该方案的优点是：横墙较密，房屋横向刚度大，整体刚度好，其缺点是：平面布置不灵活。,（二）纵墙承重方案，其特点是：把荷载传给梁，由梁传给纵墙，纵墙是主要承重墙，横墙只承受小部分荷载，横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要，它的间距比较大。优点是：房屋的空间可以比较大，平面布置比较灵活，墙面积较小，缺点是：房屋的刚度较差。,（三）纵横墙承重方案，根据房屋的开间和进深要求，有时需要纵横墙同时承重，即为纵横墙承重方案。这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定，横墙间距比纵墙 的小，所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。,（四）内框架承重方案，房屋有时由于使用上要求，往往要用钢筋钢筋混凝土柱代替内承重墙，以取得较大的空间。其特点是：由于横墙较小，房屋的空间刚度较差。,（五）墙体的构造要求,为保证房屋的整体性和空间刚度以及防止可能的开裂,应注意以下几点:,1. 横墙间距的大小,横墙间距的大小是关系到房屋刚度的重要因素，为保证房屋符合刚性方案的要求，横墙间距应按规范要求设置。,在房屋平面中，应保证有至少有三道纵墙贯通，这对增强墙体抗裂能力有利，对提高横墙的整体作用有利，提高房屋的抗震能力。,在混合结构中,两种不同材料的结构在相互约束中,受温度变化的影响,会产生应力变化出现墙体开裂,为防止温度引起的开裂,应在房屋一定的长度时设置伸缩缝.,当地基差别较大,房屋高度,刚度差别较大时,为避免房屋开裂,采用沉降缝将房屋整体断开或做后浇带的施工方法解决房屋不均匀沉降的问题.,二、框架结构体系，框架是由梁和柱刚性连接的骨架结构，根据使用的材料不同分为钢框架和钢筋混凝土框架结构。框架结构的优点是：强度高，自重轻，整体性和抗震性好，建筑平面布置灵活，可以获得较大的使用空间。,（一）框架结构适用的层数，在水平荷载作用下，框架的水平位移较大，是一种柔性结构，其结构的合理层数是615层，最经济是10层左右。,（二）框架结构的高宽比。为控制水平位移，框架结构的高度与结构的平面短边之比称为高宽比应控制在57。在高层建筑中控制设计的是水平荷载而不是竖向荷载，是刚度而不是结构材料的强度。框架结构在水平荷载作用下，其抗侧力刚度小，水平位移大，房屋层数越多，对框架越不利，故高层建筑必须注重抗侧力刚度，其刚度大小主要取决于结构体系的形式，体系的效能与材料耗量.结构的最优化设计应以最小的材料消耗量获得最大的房屋刚度。,(三)框架的布置,1.以横向框架作为主要承重框架，横向的梁为主梁，而纵向的梁为连系梁。此种布置可以有效的提高房屋横向的抗侧力强度与刚度，有利于建筑立面处理和采光。一般工业与民用建筑多采用此种结构布置。,2.以纵向框架为主要承重框架，纵向的梁为主梁，横向的梁为连系梁。这种布置由于横向连系梁截面高度小，便于通风管道沿纵向通过而不致减小楼层的净空，此外房间的使用划分比较灵活。缺点：房屋的横向刚度差，抗震差，民用房屋一般不采用这种结构布置。,3.以纵横向框架都作为主要承重框架。当房屋平面为正方形，或当房屋有抗震要求时，两个方向的框架都应具有足够的刚度与强度，故应采用纵横两个方向的布置，其结点均投影均应采用刚接节点。,（四）柱网尺寸,柱距:6,m，9m，12m；,跨度：内廊式柱网-常用跨度为6.0+2.4+6.0或6.9+3.0+6.9；等跨式柱网-常用跨度为6,m，7.5m，9m，12m；,6,m,或6,8,m；,跨度:6,12,m,3.,构件的截面尺寸,梁高,h=(1/8-1/12),梁跨,框架横梁截面,梁宽,b=(1/2-1/3)h,框架柱截面的宽与高=(1/15-1/20)层高,框架结构悬挑的外伸长度，应以悬臂弯矩与内梁跨中弯矩的大小差不多为宜，在均布荷载作用下，悬挑的外伸长度约为1/3内跨长度。,三、剪力墙结构体系，剪力墙作为抗侧力构件用于高层建筑上，其主要效能在于提高房屋的抗侧力刚度。因为框架结构在水平荷载作用下表现出抗侧力刚度小，水平位移大的柔性特点，其对水平荷载的动力反应特别敏感，故风荷载或地震荷载成为高层房屋设计中的决定因素。因此，当房屋向更高发展时，解决问题的正确途径，是应该对高层建筑提高抗侧力刚度方面着手，而提高抗侧力刚度的有效措施，就是在房屋中设置一些剪力墙。,剪力墙结构体系主要有：框架,剪力墙结构，剪力墙结构，框支剪力墙结构，筒式结构等四大类。,（一）框架,剪力墙结构. 就是在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来替代部分框架。在整个体系中，框,剪同时存在，剪力墙负担绝大部分水平荷载，而框架则以负担竖向荷载为主，这种结构体系属半刚性结构体系，适用于25层以下的房屋为宜，不宜超过30层(在设计烈度为8度和8度以上的地震区),地震区七度设防时高度可达100,m，,八度设防高度可达90,m，,九度设防时则不宜超过40,m，,建筑物的高宽比不宜大于45。,框架,剪力墙结构。常用在房屋的山墙,电梯井或楼梯间周围的墙，并要求在平面中均匀布置；采用钢筋混凝土现浇。不得在剪力墙上开设洞口。此种结构体系适用于旅馆，公寓，住宅等建筑。,（二）剪力墙结构,随着房屋层数和高度的进一步增加(一般当房屋层数超过25层以上)，水平荷载对房屋的影响更加厉害，如果仍然采用框架-剪力墙结构体系，则需要设置的剪力墙数将要大幅度增加，以至整个房屋中剩下的框架很少，为简化设计和施工，则宜采用全部剪力墙结构。由于剪力墙结构体系全部由纵横墙体所组成，故房屋的刚度比框架,剪力墙体系更好，适用地层数比框架,剪力墙结构更多。,剪力墙体系的墙体布置，实际上等于将混合结构的混凝土墙换成现现浇的钢筋混凝土墙，适用层数在40层以下比较合适。地震区在七度设防时可到130,m，,八度设防时到120,m，,九度设防时可到70,m，,建筑物高宽比不宜大于6。全剪力墙结构体系由于要求有很多永久固定的间隔墙,因此平面布置不灵活,用于旅馆,公寓,住宅,较为适宜.,（三）框支剪力墙结构,高层建筑中，底层需要大空间时，须采用底层框架的剪力墙结构，即所谓框支剪力墙结构体系。这种结构体系由于以框架结构代替了若干剪力墙，房屋抗侧力刚度有所削弱，其刚度比全剪力墙体系差，比框架,剪力墙体系要好。,框支剪力墙的墙身相当于大开洞的剪力墙，对于这一点，需要注意采取措施以避免房屋刚度突变。采取的措施是,3层，层高逐渐变化，使刚度逐渐减弱而避免突变。,2.在框架的最上面一层设置设备层，作为刚度的过渡层。,3.尽可能把一部分剪力墙伸到底层以加强整个房屋的刚度。,框支剪力墙结构对抗震要求较高的房屋，宜经过专门的试验研究后采用。,4筒式结构。是框,剪结构与全剪结构的演变发展出来的，它将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体。筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂封闭箱，它的空间刚度极大，抗扭性能好，平面设计灵活，是用于各种高层公共建筑和商业建筑，30层以上的建筑,。,筒式结构体系中，常利用房屋中的楼梯间，电梯井，管道井以及服务间等作为核心筒，也有利用四周墙体作为外筒体的，外筒的墙由密排的窗框柱与窗间墙梁组成一个多孔的墙体一样。核心筒与外筒都属于单筒体系，单筒与框架结合在一起，故也称框筒。,框筒体系中最具有特色的是外筒式框筒结构。 形成外筒的外墙是由间距较密的柱子与每层搂面处的深肩梁刚性连接在一起组成矩形网络格样子的墙体。,由于这种体系模拟了在周边即象框架又起到多孔混凝土墙的效果，它的房屋内部可以不设剪力墙。,这种体系的有效性就在于在它的四周有大量的刚性节点，从而形成了一个大的外筒体。这种筒体实际上是一般框架结构合乎逻辑的发展结果，故它也称为框架筒。,m,至最大的约3,m。,连接密集柱子的肩梁高度一般由600至1220,mm。,对于超高层建筑，另一种结构体系已经形成，这种体系由外筒和内筒组成，既所谓的筒中筒结构体系。筒中筒的出现，是对高度要求高，刚度要求大，内核与外筒之间要求有大空间的房屋的一个合理解决办法。筒中筒结构体系。适用于30层以上的超高层建筑，但经济高度以不超过80层为限。,综上所述，每一种结构体系都是随着房屋高度的增加而演变过来的。随着房屋高度增加到某个限度后，控制结构体系的将不是竖向荷载，而是水平荷载，是刚度而不是强度。因此房屋到达某一高度限值时，不但与所受的侧向荷载大小有关，而且与结构体系的形式有关归纳以上讨论的各种结构体系,其适用层数大致如下:,混合结构-5层以下。,框架结构-15层以下(最经济为10层)。,框,剪结构-30层以下(最适宜为11,25层)。,剪力墙结构-40层以下(最适宜为16,40层)。,框筒结构-30层以下。,筒中筒结构-30层以上的超高层。,结构体系的选择，理论上说，应该按：不因房屋高度而增加材料费用的原则来选择。,四、剪力墙的开洞,剪力墙宜尽量不开洞，少开洞，或开小洞。因为洞口的存在，对剪力墙的抗剪强度有很大的影响。洞口位置对剪力墙抗剪强度的影响也很大，,若开两排洞口，剪力墙被分割成三联肢剪力墙时，它的抗剪强度仅等于实体墙的11%，,如果两排洞口位置靠拢，其抗剪强度可提高到23%。,如果上下层洞口错开，使剪力墙能起一定的的整体作用，其抗剪强度就可能提高到实体墙70%。,洞口的大小对剪力墙抗剪强度的影响也很大，减小洞口的高度，使上下洞口之间的连系梁高度增大，以加强左右两段剪力墙的整体工作，若连系梁截面高度为36,cm,时，其抗剪强度可增加到50%，若连系梁截面高度增加到72,cm,时，则抗剪强度可增加到92%。,此外，还应注意洞口尽可能远离墙体边缘。内横墙开洞时，洞边离外纵墙内边距离大于或等于30,cm，,内纵墙开洞时，洞边离山墙内墙边的距离大于或等于200,cm。,内纵墙与内横墙相交处不要四边同时开洞，以免出现四侧无拉结的现象。剪力墙开洞一般应满足：,洞口面积/墙体面积,0.4。,五、变形缝可分为伸缩缝、沉降缝和防震缝三种，,伸缩缝和和防震缝仅将基础以上的房屋分开，而沉降缝一般则将房屋连同基础一起分开，在布置变形缝时，可将伸缩缝、防震缝和沉降缝结合起来处理，房屋由变形缝划分为独立的结构单元，在缝的两侧各自设置框架和剪力墙，以加强房屋的刚度，在设计建筑平面时，尽可能采用不设缝的方案。,（一）伸缩缝是为了避免温度和混凝土收缩应力使房屋构件产生裂缝而设置的。,（二）沉降缝是为了避免地基不均匀沉降时在房屋构件中产生裂缝而设置的。沉降缝一般发生在：土质松软、土层变化较大处，基础处理方法不同处；如部分为地下室，部分为非地下室，或部分为桩基，部分为天然地基处等。房屋在高度、重量、刚度有较大变化处，房屋平面形状变化的凹面处。,（三）防震缝，当房屋外形复杂或者房屋各部分刚度、高度和重量相差悬殊时，在地震力作用下，由于各部分的自振频率不同，在各部分连接时，必然会引起相互推拉挤压；产生附加拉力，剪力和弯矩引起震害，防震缝就是为了避免由这种附加应力和变形引起震害而设置的。一般在房屋的下列部位若无足够的保证强度和刚度的结构措施时应设防震缝；房屋平面突出部分较长处（如：,L,形、,I,形、,T,形、,H,形、凹 形平面等）；房屋有错层，且楼面高差较大处，房屋各部分的刚度、高度及重量相差过于悬殊处。,一。地震的震级及烈度,地震的成因有三种：火山，塌陷，构造地震（,95%,）。,震级,烈度分,12,个等级,M,5,破坏性地震；,M7,强烈地震；,M8,特大地震。,基本烈度为在设计基准期超越概率为,10%,的地震烈度。,我国抗震设防的基本思想和原则是,3,个水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，建筑物可能损坏，经一般修理仍可继续使用；,当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，建筑物不会倒塌或发生危及生命的严重破坏；,建筑根据使用功能的重要性分为甲乙丙丁类；大量建筑属于丙类。,建筑结构的抗震性能,建筑结构的抗震性能与构件的抗震性能有关;,而构件的抗震性能取决于它的延性;,构件的变形能力,取决于合理的截面尺寸.适当的配筋和充分的构造措施;,在构件具有充分延性的前提下,结构的整体抗震能力取决于以下因素,与场地条件有关.当建筑物的自振周期与场地土的卓越周期接近时,建筑物与场地土产生共振,破坏显著加剧.,小震不坏,大震不倒,1.选择有利的场地,保证地基的稳定性,3.平面力求简单.规则.对称,避免应力集中的凹角.收进.偏置楼(电)梯间.,4.尽量避免竖向外挑.内收.变化过多.体型复杂;力求刚度均匀,不要出现突变,5.结构受力明确,传力途径直接简单,6.加强结构整体性,尽可能增加超静定次数;组织多道设防,避免因局部损坏而产生连续倒塌,7.保证结构延性,防止脆性破坏,10.调整平面形状与尺寸,采取构造措施和,施工措施;尽量不设防震缝或少设防震缝,