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  • 1 # 狗旦345

    高層建築混凝土結構的結構體系主要有框架結構、剪力牆結構、框架—剪力牆(筒體)結構、混合結構體系等。

    一、框架結構

    框架結構是指由梁和柱以鋼筋相連線而成,構成承重體系的結構,即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。

    1、框架結構的優點

    (1)空間分隔靈活,自重輕,節省材料;

    (2)具有可以較靈活地配合建築平面佈置的優點,利於安排需要較大空間的建築結構;

    (3)框架結構的梁、柱構件易於標準化、定型化,便於採用裝配整體式結構,以縮短施工工期;

    (4)採用現澆混凝土框架時,結構的整體性、剛度較好,設計處理好也能達到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。

    2、框架結構的缺點

    (1)框架節點應力集中顯著;

    (2)框架結構的側向剛度小,屬柔性結構框架,在強烈地震作用下,結構所產生水平位移較大,易造成嚴重的非結構性破壞,吊裝次數多,接頭工作量大,工序多,浪費人力,施工受季節、環境影響較大;

    (3)框架是由樑柱構成的杆繫結構,其承載力和剛度都較低,對於鋼筋混凝土框架,當高度大、層數相當多時,結構底部各層不但柱的軸力很大,影響建築空間的合理使用,在材料消耗和造價方面,也趨於不合理,故一般適用於建造不超過15層的房屋。

    3、框架結構的適用範圍

    適用需要大空間的、層數不宜太多、房屋的高度不宜太高的建築,混凝土框架結構廣泛用於住宅、學校、辦公樓,也有根據需要對混凝土梁或板施加預應力,以適用於較大的跨度。

    二、剪力牆結構

    剪力牆結構是用鋼筋混凝土牆板來代替框架結構中的樑柱,能承擔各類荷載引起的內力,並能有效控制結構的水平力,這種用鋼筋混凝土牆板來承受豎向和水平力的結構稱為剪力牆結構。這種結構在高層房屋中被大量運用。

    1、剪力牆結構的優點

    剪力牆承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點是整體性好,側向剛度大,平力作用下側移小,並且由於極少有梁、柱等外露與凸出,便於房間內部佈置。鋼筋混凝土延性剪力牆,具有較好的抗震效能。

    2、剪力牆結構的缺點

    由於剪力牆位置的約束,使得建築內部空間的劃分比較狹小,不能提供大空間房屋,結構延性較差。

    3、剪力牆結構的適用範圍

    剪力牆結構由於承受豎向力、水平力的能力均較大,橫向剛度大,因此可以建造比框架結構更高、更多層數的建築。但是隻能以小房間為主的房屋,如住宅、賓館、單身宿舍。

    剪力牆結構應用最多的是10~30層的高層住宅。

    三、框架-剪力牆(簡體)結構

    框架剪力牆結構也稱框剪結構,這種結構是在框架結構中佈置一定數量的剪力牆,構成靈活自由的使用空間,滿足不同建築功能的要求,同時又有足夠的剪力牆,有相當大的側向剛度(剪力牆的側向剛度大就是指在水平荷載(風荷載和水平地震力)的作用下抵抗變形能力強)。

    1、框架-剪力牆結構的優點

    (1)同樣設防烈度地區,框-剪結構因抗震能力較接近剪力牆結構,規範允許建造的高度比框架結構高得多;

    (2)框-剪結構比起剪力牆結構,其建築空間佈置更靈活,更容易滿足使用功能需要有較大空間區域的要求;

    (3)框-剪結構在水平荷載(或地震水平作用)下的整體側向變形介於彎曲型與剪下型之間,是中庸平和型別;

    (4)在用料、舒適度等各方面都比較適中;

    (5)由於框-剪結構在水平荷載下,大部分剪力由剪力牆承擔,底層的框架柱截面尺寸可以做得不必過大而節約使用空間。

    2、框架-剪力牆結構的缺點

    (1)不能提供大空間房屋;

    (2)結構延展性較差。

    3、框架-剪力牆結構的適用範圍

    這種結構一般宜用於10~20層的建築。

    從現代人類的工程建設史上來看,相對於砌體結構、木結構和鋼、鐵結構而言,混凝土結構是一種新興結構,它的應用也不過一百多年的歷史。

    混凝土結構是在19世紀中期開始得到應用的,由於當時水泥和混凝土的質量都很差,同時設計計算理論尚未建立,所以發展比較緩慢。

    直到19世紀末以後,隨著生產的發展,以及試驗工作的開展、計算理論的研究、材料及施工技術的改進,這一技術才得到了較快的發展。

    目前已成為現代工程建設中應用最廣泛的建築結構之一。

    在19世紀末20世紀初,中國也開始有了鋼筋混凝土建築物,如上海市的外灘、廣州市的沙面等,但工程規模很小,建築數量也很少。

    解放以後,中國在落後的國民經濟基礎上進行了大規模的社會主義建設。隨著工程建設的發展及國家進一步的改革開放,混凝土結構在中國各項工程建設中得到迅速的發展和廣泛的應用。

    中國20世紀70年代起,在一般民用建設中巳較廣泛地採用定型化、標準化的裝配式鋼筋混凝土構件,並隨著建築工業化的發展以及牆體改革的推行,發展了裝配式大板居住建築,在多高層建築中還廣泛採用大模剪力牆承重結構外加掛板或外砌磚牆結構體系。

    改革開放後,混凝土高層建築在中國也有了較大的發展。繼20世紀70年代北京飯店、廣州白雲賓館和一批高層住宅(如北京前三門大街、上海漕溪路住宅建築群)的興建以後,80年代,高層建築的發展加快了步伐,結構體系更為多樣化,層數增多,高度加大,已逐步在世界上佔據領先地位。

    隨著高層建築的發展,高層建築結構分析方法和試驗研究工作,在中國得到了極為迅速的發展,許多方面已達到或接近於國際先進水平。

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