结构选型与布置

（①弯曲型：变形特点与悬臂梁的弯曲变形规律一致，称为弯曲变形。②剪切型：变形 特点与悬臂梁的剪切变形规律一致，称为剪切变形。） Page 5
3、框架结构类型的选用：
（1）、按框架构件组成划分：选梁板式结构、 （适用于多层和高层）
①梁板式结构（这种框架由板、梁、柱三种基本构件组成， 荷载由板传至次梁、次梁传至主梁、再经主梁传至柱及 基础。广泛应用于普通居民楼、办公楼以及其他各类建 筑。）
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3）、估算公式：Ac>=Nc/(a*fc)
其中：a---轴压比（一级0.7、二级0.8、三级0.9，短柱减0.05） （在不计算梁柱自重情况下 按二级抗震等级柱最大轴压比0.8。）
fc---砼轴心抗压强度设计值 （本设计混凝土等级取C35，
所以fc=16.7） Nc---估算柱轴力设计值 求得：Ac主=20045.025/（0.8*16.7)≈1500.38 d主=2*r≈874mm （取d=900mm）圆柱 Ac裙边=4966.5/（0.8*16.7)≈372.8 d主=2*r≈435mm （取d=500mm）圆柱
（框架结构因其受力体系由梁和柱组成，用以承受竖 向荷载是合理的，但在承受水平荷载方面能力很 差。因此仅在房屋高度不大、层数不多时采用。 因为当房屋层数不多时，风荷载的影响很小，竖 向荷载对结构的设计起控制作用，但当层数较多 时，水平荷载将起很大的影响，会造成梁、柱的 截面尺寸很大，在技术经济上不如其它结构体系 合理。在框架－剪力墙结构中，框架与剪力墙协 同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则 以承担竖向荷载为主，这样，可以大大减少柱子 的截面。框剪结构是框架结构和剪力墙结构两种 体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平 面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧 力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也 可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。）
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框架—剪力墙结构分析：
利用建筑物墙体构成的 承受水平作用和竖向作用 的结构称为剪力墙结构 图二
剪力墙结构由于“柱子构件”剪力墙 截面巨大，其实说白了就是一种排架结 构（弱连梁）或者没有梁的排架结构 （整片墙），（只不过为了控制其变形， 剪力墙的刚度很大）因此其变形形式为 弯曲型。
可以将图二（a）中框架看成一根空腹的悬臂柱， 截面高度为框架总跨度，在反弯点切开时，空腹悬 臂柱的弯矩M和剪力V 各自产生相应的变形。由于 轴向方向的截面利用率大于受弯截面利用率（可以 试算相同的力用于受压以及用于受弯时的变形值）， 剪力V产生的变形要远大于弯矩M产生的变形，框架 结构的变形特点整体呈现剪切型。
防震缝宽度的确定：
最终确定为 120mm
有很多建筑物对这三种接缝进行了综合考虑，即 所谓的“三缝合 一”。 三缝合一：缝宽按照抗震缝宽度处理；基础按 沉降缝断开。
由于防震缝宽度设置过 小，在小规模地震作用 下，防震缝两侧住宅结 构已发生碰撞破坏。
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三、设缝总结： 缩缝缝和防震缝（不考虑沉降要求）只需在地面以上沿 全高设置，无需贯通 结构的地下部分。 沉降缝应贯通 基础和上部结构。 设计中宜调整建筑平面尺寸和结构布 置，采取必要的构造和施工措施，贯彻“不设缝、少设缝” 的原则。当必须设缝时，宜使三缝（伸缩缝、沉降缝、防 震缝）合一，并按规范要求保证必要的缝宽，防止地震时 发生碰撞破坏。
结合经济与规范要求，地下车库车行过道最终确定为7500mm。故决定了 裙房柱网如下图所示：
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2）、标准层部分大体为半径是
16.2m的圆形。
标准层为框架—剪力墙结构，中间 是交通核，半径为6.3m的交通核由 开洞混凝土剪力墙围合而成，与周 边框架形成框架—剪力墙结构。剪 力墙的厚度不应小于160mm，也不应 小于h/20（h为层高），由于综合因 素（办公层净高要求、参考实例等） 层高设定为3.9m（3900/20=195mm） 所以剪力墙厚度我取200mm。剪力墙 材料选择强度等级不低于C25的混凝 土，综合考虑结构、施工、经济等 因素，这里选择C35。
（框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构，其优点 是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。同时因其采用梁柱 承重，因此建筑布置灵活，可获得较大的使用空间，使用广泛， 主要应用于多层工业厂房、仓库、商场、办公楼等建筑）
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主体部分：主体部分主要用于办公使 用，其中包括开敞式办公空间和独 立式办公空间两种，加裙房部分地 上共有18层，总建筑高度77.6m， 标准层直径为32.4m，高宽比为2.4， 满足设计要求。
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二、结构布置；
结构布置原则： 1、在满足使用要求的 前提下，沿结构的平面 和竖向应尽可能简单、 规则、均匀、对称，避 免发生冲突； 2、荷载传递线路明确， 结构计算简图简单并易 于确定； 3、结构整体性好，受 力可靠； 4、施工简单； 5、经济合理。
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1、柱网确定：
1）、由于地下车库设在在商业裙房下边，且群房部分为弧形平面，为 了施工简便、加强结构稳定性柱网呈扇形布置，同时根据《地下室停 车场设计规范》，柱网设计为角度为5°,柱距均为8100mm左右，刚好 满足停车需求。
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（2）、沉降缝 / 沉降后浇带的正确设置
适用范围： 同一建筑物高低相差悬殊，上部荷载分布不均匀，或体 型复杂，各部分之间高度、荷载、刚度和地基差异较大，采取结构和 施工措施难以解决各部分之间的沉降差异时，为避免不均匀沉降使墙 体或其它结构部位开裂需考虑在下列部位设置沉降缝或沉降后浇带：
（① 建筑平面的转折处； ② 高度差异或荷载差异处，最常见的为主楼与
裙楼之间； ③ 建筑结构体系或地基类型不同处； ④ 地基土的压缩性有显 著差异处； ⑤ 分期建造房屋的交界处；）
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（3）、防震缝的正确设置：
① 平面不规则又没有采取加强措施； ② 各部 分刚度相差悬殊，采用不同材料和结构； ③ 体型 复杂，各部分质量相差很大；
2）、柱轴力设计值：Nc=1.25CβN
其中：N---竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包括活载） β--水平力作用对柱轴力的放大系数 （七度地震：β=1.05、八度地震： β=1.10） C---中柱C=1、边柱C=1.1、角柱C=1.2 求得：Nc主边=1.25*1.1*1.05*13884=20045.025 Nc群边=1.25*1.1*1.05*3612=4966.5 Nc群中=1.25*1*1.05*3612=4515
②无梁结构【无梁结构是将没有梁的等厚度平板直接支承 在住上的一种框架形式。由板、柱帽和柱子三种主要基 本构件组成，荷载由板经过柱帽直接传递给柱子。适用 于楼面荷载较大的公共建筑(如商场、仓库、展览馆等) 和多层工业厂房。 】
（2）、按框架的施工方法划分，选装配整体 式（结构整体性及抗震性能好，同时节省钢材）
所以： h主=（1/12）*9000=750mm b主=（1/3）*750=250mm h群=（1/12）*8100≈700mm b主=（1/3）*700≈233mm （取250mm）
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4、变形缝的设置： （1）、伸缩缝的布置：
为了避免温度应力和混凝土收 缩应力使房屋产生裂缝而设置 伸缩缝，在设置伸缩缝的地方 基础顶面以上的结构与建筑全 部分开，而且在伸缩缝处设置 双1）、竖向荷载作用下柱轴力标准值： N=nAq
其中：n---柱承受楼层数 （本方案主体n=18+2=20、裙房n=3+2=5） A---柱子从属面积 （通过计算得单根柱子的受荷面积为主体约为57.85 平方米、 裙房约为60.20平方米。） q---竖向荷载标准值（已包含活载） （本方案中选择轻质砖，数值为12） 【框架结构：10~12（轻质砖）、12~14（机制砖） 框剪结构：12~14（轻质砖）、14~16（机制砖）】 单位：KN/（M*M） 求得：N主=20*57.85*12=13884KN/（M*M） N群=5*60.20*12=3612KN/（M*M）
主讲：张营
（建筑学11-1）
目录：
一、结构选型及原因；
二、结构布置；
三、总结
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一、结构选型及原因
案例选择：高层综合办公建筑 1、结构选型：群房部分——框架结构；主体部分——框架-剪力墙结构
（结构选型的基本原则：①满足使用要求；②受力性能好； ③施工简便； ④经济合理。）
2、选型依据： 群房部分：群房部分主要功能是作为开放式商 场使用，需要较大的使用空间，从而达到空间使用 的灵活性。
Ac裙中=4515/（0.8*16.7)≈338
d主=2*r≈420mm （取d=500mm）圆柱
4）、验证柱截面尺寸是否合理，代入公式
可得出柱截面尺寸满足要求。
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3、梁截面尺寸估算：
框架的梁、柱截面常采用方形或炬形，其截面尺寸可以近似预估如下：
梁高 h=(1/8~1/12)l, l为梁的计算跨度；梁宽b=(1/2~1/3)h,切不小于 250mm。本方案主体的部分的梁的计算跨度为9m
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