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1、http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五章 竖向分布体系的初步设计谢凌志谢凌志谢凌志谢凌志概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第一节第一节 概述概述设计阶段结构构思的层次设计阶段结构构思的层次建筑初始方案设计，揭示整个体系的荷载抗力关系，预估基本分体系的相互关系基本水平体系和竖向分体系的总体设计、相互作用的性质方案初步最后具体设计各分体系构件、连接优化全部和部分信息时必须反馈总体空间结构chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第一节第一节 概述
2、概述详细设计计算需要概念设计概率设计判断结构方案的可行性概念设计初步确定结构体系及构件尺寸概念设计判断计算机计算结果chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第一节第一节 概述概述设计阶段结构构思的层次设计阶段结构构思的层次建筑初始方案设计，揭示整个体系的荷载抗力关系，预估基本分体系的相互关系基本水平体系和竖向分体系的总体设计、相互作用的性质方案初步最后具体设计各分体系构件、连接优化全部和部分信息时必须反馈总体空间结构chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物建筑物是一
3、个实体结构chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物建筑物是一个实体结构chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物受集中水平力分析chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物受均布水平力分析chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物受
4、倒三角水平力分析chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物剪力传递功能chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物剪力的传递chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物弯矩的作用chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性实体建筑物结构的整体性实体建筑物实体结构的整体性
5、要求竖向荷载可以从一个薄片轴向传递到另一个薄片水平荷载可以通过薄片间的剪力传递至基础薄片之间可以传递一对轴向拉压的抗倾覆力偶chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性空间结构结构的整体性空间结构将结构体系布置成空间封闭式四片封闭的薄板，顶部开敞，底部固定chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性空间结构结构的整体性空间结构空间结构受竖向荷载chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性空间结构结构的整体性空间结构空间结构
6、受水平荷载chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性空间结构结构的整体性空间结构空间结构的进一步分析chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性空间结构结构的整体性空间结构空间结构的整体性要求水平分体系能够承受恒载并将竖向荷载通过竖向分体系传递到基础水平分体系承受水平荷载，并将水平荷载传递到竖向分体系，并最终传递到基层竖向分体系必须联系在一起，才能获得最好的抗弯和抗压屈能力chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性空间
7、结构结构的整体性空间结构水平分体系的隔板作用有效高度的减小，抗压屈刚度增加chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性空间结构结构的整体性空间结构筒形空间结构的变化chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构单柱的作用chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构铰接单柱chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体
8、性框架结构结构的整体性框架结构铰接单柱chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构刚接框架chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构定量分析chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构定量分析完全框架完全框架chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构框
9、架是一个二维结构，在平面内才能有效地承受力的作用，类似于竖向平板建筑物需要多个框架chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构梁柱刚度比对框架性能的影响chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构梁柱刚度比对框架性能的影响单柱刚度大，大部分倾覆力矩由每个柱的抗弯作用承担如果梁的刚度大，成对的柱轴力将分担很大一部分的倾覆力矩。抗弯作用由柱受弯变为整个框架守卫梁柱线刚度比大于4时，可以认为接近弯曲框架作用chap3-概念设计概念
10、设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构提供双柱框架结构分体系刚度及承载能力的方法：加设内柱增大柱弯曲平面内的高度加设更多的或更刚的梁chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构加设框架内柱chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构加设框架内柱的优点由于成对柱之间的距离减小，水平梁刚度增加，也就加强了整体框架作用每个柱承受的水平荷载较小，弯矩也小，总变形将减
11、小chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构增加受力平面内柱截面高度变形减小，轴力增加！变形减小，轴力增加！chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构增加梁的数量和刚度chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构实际结构中梁柱刚度比的变化框架作用最大最小梁柱刚度比最大最小chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房
12、地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构增加多层框架的其他影响柱底弯矩减小chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构提供双柱框架结构分体系刚度及承载能力的方法总结：加大柱截面可以在相当程度上增加框架结构整体刚度，但是要保证梁柱的刚度比可以对三种方法进行组合考虑chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构组合方案chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节
13、结构的整体性框架结构结构的整体性框架结构框筒受力chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性分体系的功能结构的整体性分体系的功能水平结构由竖向结构支撑水平结构由竖向结构支撑竖向结构靠水平结构保持稳定竖向结构靠水平结构保持稳定水平体系和竖向体系共同作用形成空间结构水平体系和竖向体系共同作用形成空间结构综合考虑，共同设计综合考虑，共同设计水平体系承受楼盖和屋盖等竖向荷载，并传递到竖向体系水平体系通过横隔板作用，将水平荷载分配到竖向抗剪体系，竖向体系承受竖向荷载，将荷载传递到基础竖向体系承受水平剪力，并将总剪力传递到基础竖向体系抵抗由倾覆力矩
14、产生的弯曲内力chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性体系布置方式结构的整体性体系布置方式chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性体系布置方式结构的整体性体系布置方式chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第二节第二节 结构的整体性竖向体系结构的整体性竖向体系柱框架结构剪力墙结构筒体结构chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道
15、第三节第三节 剪力墙结构剪力墙结构钢筋混凝土实心墙桁架式剪力墙（支撑框架）chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构基本特性剪力墙结构基本特性面内刚度大，面外刚度小忽略平面外刚度正交布置剪力墙9m0.3mchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构基本特性剪力墙结构基本特性平面布置chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构基本特性剪力墙结构基本特性剪力分配在h/d23时，荷载可以按截面面积的比例分配在h/d45时，考虑按相对
16、刚度值Ichap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例要求：验算剪应力和拉、压应力0.3m36.6mw=11.68KN/m6mW=1780KNVMchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例剪应力计算w=11.68KN/mchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例正应力计算w=11
17、.68KN/mW=1780KNchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙实例受拉区配筋计算对称配筋基础计算考虑拉力4.857.33chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构桁架式剪力墙实例剪力墙结构桁架式剪力墙实例要求：验算基础顶面的柱式弦杆和斜腹杆的轴力36.6m6mw=11.68KN/m W1780KN7.32mMVCTchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构高层剪力墙连
18、梁实例剪力墙结构高层剪力墙连梁实例连梁截面为750mm200mm， 要求：验算连梁设计是否可行w=1.9KN/m29=17.1KN/m303.1=93m7.8m2.4m7.8m10.2mMCTchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构高层剪力墙连梁实例剪力墙结构高层剪力墙连梁实例连梁计算VMbTschap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第三节第三节 剪力墙结构其他形式剪力墙结构其他形式框架填充墙chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构基本特性筒
19、体结构基本特性单个筒体布置在平面中心多个筒体布置需要对称布置洞口面积小于30，忽略洞口的影响洞口面积大于60，按框筒设计chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构基本特性筒体结构基本特性高宽比小于3，剪力起控制作用高宽比等于36，弯矩起控制作用高宽比大于7，为柔性筒，需要设置其他抗侧力体系来共同作用chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构单筒初步设计实例筒体结构单筒初步设计实例验算单筒的剪应力和正应力 W1780KNchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房
20、地产频道 第四节第四节 筒体结构单筒初步设计实例筒体结构单筒初步设计实例正应力计算 W1780KNchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构单筒初步设计实例筒体结构单筒初步设计实例翼缘配筋 W1780KNchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构单筒初步设计实例筒体结构单筒初步设计实例剪应力计算 W1780KNchap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构筒中筒结构筒体结构筒中筒结构钢筋混凝土实腹筒为内筒钢结构或者钢筋混凝土结构框筒
21、为外筒钢桁架筒为外筒chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构筒中筒结构筒体结构筒中筒结构外筒开洞多，降低抗剪能力内筒多为实腹，开洞少，主要抗剪内筒细长，不能有效抵抗倾覆力矩外筒截面宽度大，抵抗倾覆力矩chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构外筒初步设计实例筒体结构外筒初步设计实例 外筒高宽比为5，假定外筒抵抗全部倾覆力矩，承担4/7的楼面荷载，风载体型系数取0.52。筒壁厚30cm，洞口面积约占总面积的50，风荷载2.4kN/m2。验算初步设计chap3-概念设计概念设计http
22、:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构外筒初步设计实例筒体结构外筒初步设计实例弯矩产生的正应力chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构外筒初步设计实例筒体结构外筒初步设计实例重力产生的正应力外筒的自重，外筒表面积5.0kN/m2计楼盖荷载chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构外筒初步设计实例筒体结构外筒初步设计实例总的正应力使用C40混凝土chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第四节第四节 筒体结构外筒初步设计实例筒
23、体结构外筒初步设计实例结论初设不理想需要增加底部楼层筒体厚度进行细部分析chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构水平荷载作用下的近似计算框架结构水平荷载作用下的近似计算初设阶段近似计算适用于比较规则的框架计算框架梁柱的弯矩使用门式框架法计算倾覆力矩产生的柱轴力使用悬臂梁法chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构门式框架法框架结构门式框架法假定每跨可视为独立的门式框架所有柱子的反弯点在柱的中点所有梁的反弯点在梁的中点所有内柱剪力相等外柱剪力为内柱剪力的一半chap3-概念设计概念设
24、计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构门式框架法框架结构门式框架法层高为h，跨度为l，柱的剪力和弯矩计算，PPPP/3P/3P/6P/62P/32P/3P/3P/3PPP/2P/2Ph/6Ph/6Ph/12Ph/12Ph/3Ph/3Ph/6Ph/6Ph/2Ph/2Ph/4Ph/4chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构门式框架法框架结构门式框架法层高为h，跨度为l，柱的剪力和弯矩计算，PPPP/3P/3P/6P/62P/32P/3P/3P/3PPP/2P/2Ph/6Ph/6Ph/12Ph/12Ph/3P
25、h/3Ph/6Ph/6Ph/2Ph/2Ph/4Ph/4chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构门式框架法框架结构门式框架法内柱弯矩确定梁弯矩Ph/6Ph/3Ph/4Ph/4chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构门式框架法框架结构门式框架法层高为h，跨度为l，柱的剪力和弯矩计算，PPPP/3P/3P/6P/62P/32P/3P/3P/3PPP/2P/2Ph/6Ph/6Ph/12Ph/12Ph/3Ph/3Ph/6Ph/6Ph/2Ph/2Ph/4Ph/4chap3-概念设计概念设计h
26、ttp:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构门式框架法框架结构门式框架法外柱弯矩确定梁弯矩Ph/12Ph/6Ph/4chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构悬臂梁法框架结构悬臂梁法将整个框架结构视为一根悬臂梁，柱子视为悬臂梁的纤维chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构悬臂梁法框架结构悬臂梁法计算公式1chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第五节第五节 框架结构悬臂梁法框架结构悬臂梁法计算公式2chap3-概念设计概念
27、设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算使用的舒适性可能引起的P-效应通过位移得到各抗侧力结构分别承担的水平荷载大小chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算C1矮实心墙的剪切变形多于弯曲变形chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算C2高实心墙的变形主要是弯曲变形chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地
28、产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算C3高墙开洞后，变为双肢墙或多肢墙，连梁变形引起的偏移chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算C4框架变形由梁、柱弯曲引起的变形chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算C4框架变形由梁、柱弯曲引起的变形chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近
29、似计算C5桁架的变形由杆件的伸长和缩短产生chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算C5桁架的变形由杆件的伸长和缩短产生chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第六节第六节 抗侧力结构的变形近似计算抗侧力结构的变形近似计算建筑结构的侧向位移来自于：倾覆力矩形成的轴力产生水平和垂直的剪力产生=+chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第七节第七节 框架结构组合框架框架结构组合框架钢筋混凝土框架钢框架chap3-概念设计概念设计http:/ 中管网房地产频道中管网房地产频道 第七节第七节 框架结构组合框架框架结构组合框架对承受大轴压力的情况，钢筋混凝土柱比钢柱经济、整体刚度大、侧向位移小免除了梁柱节点的现场焊接节省了楼盖混凝土的模板及其支撑加大梁的跨度来增加适用空间预制构件加快施工进度、降低施工成本减小结构高度、减轻楼盖自重，降低地震作用chap3-
