内容正文:
专题六. 多层及高层建筑结构体系和钢筋混凝土楼盖及楼梯(教案)-
《建筑结构》高教版-专题复习讲练测
[考纲要求]
1. 理解多层及高层建筑的结构体系的概念和组成要素。
2. 掌握高层建筑结构体系的分类及特点。
3. 理解钢筋混凝土楼盖的概念及分类。
4. 掌握钢筋混凝土楼盖的设计原则和构造方式。
5. 理解钢筋混凝土楼梯的构造形式及设计原则。
[课时安排]
2课时
[知识梳理]
一、多层及高层建筑的结构体系概述
多层与高层建筑的界限各国定义不一,我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)将10层和10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用建筑结构定义为高层建筑,2~9层且高度不大于28m的建筑结构为多层建筑。多层建筑由于具有资金投入少、使用方便、侧向变形小等优点,目前仍广泛被各地城市与农村采用。多层建筑的结构形式一般为钢筋混凝土框架结构或砌体结构。高层建筑是城市人口快速增长的产物,是现代城市的重要标志。由于高层建筑具有占地面积小、节约市政工程费用、节省拆迁费用等优点,近几十年来,高层建筑在国内外迅速发展,主要用于住宅、旅馆、商用办公大楼、通信大楼以及综合性多功能大厦等。
高层建筑起源于美国,已有100多年的发展历史,其中的代表建筑是1931年建成的纽约帝国大厦(高381m,103层),1972年建成的纽约世界贸易中心姐妹楼(417m和415m,110层,2001年9月11日均被恐怖分子摧毁)和1974年建成的芝加哥西尔斯大厦(442m,110层)。1985年以来,亚洲的中国、日本、韩国、朝鲜、新加坡、马来西亚和阿拉伯联合酋长国等国家建成了大量的高层建筑,逐步成为世界高层建筑的集聚地之一。按组成高层建筑结构的材料,可将高层建筑分为钢结构高层建筑、混凝土结构高层建筑、钢-混凝土混合结构高层建筑三种。
钢结构具有自重小、强度高、延性好、施工快等特点,但用钢量大、造价高、防火性能较差。混凝土结构具有造价低、耐火性能好、结构刚度大等优点,但结构的自重较大,这会使结构的地震作用增大,同时增加了在软土地基上设计基础的难度。钢-混凝土混合结构综合了两者的优点,克服了两者的缺点,是高层建筑中一种较好的结构形式。按结构承重体系,可将高层建筑分为框架结构建筑、剪力墙结构建筑、框架-剪力墙结构建筑、筒体结构建筑、巨型框架结构建筑和悬挂结构建筑等。
二、单向板肋梁楼盖
单向板和双向板的划分如下所述:楼板承受竖向荷载,当板面积较大时,可加设梁将板划分成多个区格,使每一区格四边均由梁或墙支承。此时每一区格板面荷载沿两个方向(长边方向或短边方向)传递的多少,将随板区格的长边lo2,与短边lo1的比值而变化。
当lo1/lo2≥3时,板上的荷载主要沿lo1方向传递给支承构件。这种主要沿短边方向受弯的板称为单向板。单向板的受力钢筋应沿短边方向配置,沿长边方向仅配构造钢筋。
当lo1/lo2<2时,板上的荷载将沿lo1及lo2两个方向同时传递给支承构件。这种在两个方向受弯的板称为双向板。双向板的受力钢筋应沿两个方向配置。
当2< lo1/lo2<3时,宜按双向板计算;当按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向配置足够数量的构造钢筋。
单向板肋梁楼盖一般由板、次梁、主梁组成,如图6-14所示,板的四边支承在梁(或墙)上,次梁支承在主梁上。荷载传递路线:板→次梁→主梁。
三、现浇楼梯的结构选型
按结构类型,现浇楼梯一般分板式和梁式两种。整个梯段是一块斜放的板,支承于上、下平台梁上,这种形式的楼梯称为板式楼梯,如图6-30a所示。如果在梯段两侧布置两根斜梁,每一级踏步板搁置在斜梁上,而斜梁支承在上、下平台梁上,这种形式的楼梯称为梁式楼梯,如图6-30b所示。当楼梯宽度较小时,可将斜梁置于踏步板中央,做成单梁悬臂式楼梯。当采用钢筋混凝土栏板时,可利用栏板代替一侧的斜梁,称为栏板梁。板式楼梯的优点是施工方便,模板比较简单,缺点是混凝土和钢筋的用量较多,结构自重较大。一般在梯段跨度较小(通常水平长度<3m)且荷载不大的情况下采用。当梯段跨度和使用荷载较大时,采用梁式楼梯比较经济,但支模比较复杂,施工也较麻烦。
上述板式和梁式楼梯均属于平面受力体系。而当建筑上不允许设置平台梁和平台板的支承时,常采用具有悬臂梯段和平台的剪式楼梯,如图6-31a所示。近年来,在一些建筑上有特殊需要的场合(如一些宾馆的门厅)采用了螺旋式楼梯,如图6-31b所示。剪式楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体系。
[真题练讲]
1.(2018年山东省统一考试) 钢筋混凝土楼盖中,梁的作用主要是( )。
A. 支撑楼板
B. 提供美观性
C. 分隔房间
D. 加固地基
解析:选项A支撑楼板,楼盖中的梁主要作用是支撑楼板并将荷载传递至立柱。
2.(20