高层钢筋混凝土结构体系选型

框架 + 剪力墙
3.4.2 体系特点
1）建筑特点 综合体建筑的功能要求 ① 框 架：提供大空间，建筑布置灵活。 ② 剪力墙：间距较密，空间小，建筑布置不灵活。 2）结构特点 ① 框 架: 结构延性好，主要承担竖向荷载。但抗推刚度小。 ② 剪力墙：抗推刚度大，抗侧承载力高，承担大部分水平荷载。 3）变形特点 ① 变形协调
a 通过刚性楼盖协调筒体与框架的变形 b 变形状态同框--墙体系
墙筒为弯曲变形，框架为剪切变形。
3.7.3 刚臂设置原则
1）布置：在设备层或避难层。 2）形式：钢筋混凝土实腹梁，空腹梁，桁架或钢桁架。 3）位置：一道--顶层；多道--每20层左右等间距 4）平面：方形--纵横两方向 长形--横向 圆形--沿径向 5）连接：沿楼层外圈框架设置一层楼高的圈梁或桁架。
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3.1.3 适用范围
高抗震烈度地区不宜使用
按《高层建筑结构设计建议》 设防烈度 现浇结构 装配结构 9度 25米 不用 8度 45米 25米 7度 55米 35米 6度 60米 50米 非震区 60米 50米 钢筋混凝土结构≤20层 钢结构 ≤ 30层 多用于住宅楼，办公楼，教学楼，综合楼。
楼盖类别 现浇 非抗震 L 60 L/B 5 6度 7度 L 50 L/B 4 40 8度 L L/B 3 30 9度 L L/B 2
装配整体
50
3.5
40
3
30
2.5
--
--
③ 底层结构截面积与楼面面积之比： (Aw+Ac)/Af
7度 二类场地 8度 二类场地 3%--5% 4%--6%
Aw/Af
3.5.5 实例分析
南京金陵饭店 地上39层，高108米
青岛保险公司 地下2层，地上19层，高65.9米
佛山百花广场
地下2层，地上48层，高156.3米
上海浦东银桥大厦
地下1层，地上28层，高98.6米
3.6 多筒--框架体系 3.6.1 体系构成
框架 + 多个筒体
3.6.2 体系特点
1）结构特点 ① 两个端筒 ② 芯筒加端筒 ③ 芯筒加角筒 2）变形特点 ① 变ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性质
3）抗震墙竖向布置 ① 上下对齐，顶底连续 ② 顶层大空间中断的抗震墙宜在三层内逐渐减少减薄 ③ 抗震墙分段减薄，双面收进，每次减薄50~100, 且≤25%墙厚 ④ 墙上开洞面积≤6墙面面积，连梁高≥1/5层高 4）抗震墙的数量 ① 一个独立结构单元内，沿每一主轴方向，不少于3片 ② 抗震墙的间距 L 和楼盖长宽比 L/B：
第三章 高层建筑结构选型----3 高层钢筋混凝土结构体系选型
3.1.4 柱网布置
1）工业建筑 a 内廊式：边跨 6~8米，中跨 2.4~3米。 b 等跨式：双跨时 6~12米，多跨时 6~8米。 柱距 6米，层高 3.6~5.4米。 2）民用建筑 a 柱距：小柱距--1 开间；大柱距--2 开间。 b 跨度：内廊式 6~8 + 2.1~3 + 6~8 等跨式 6~8 + 6~8 +6~8 3）特殊平面柱网 矩形 圆形 三角形 多边形
3.5.4 设计要点
1）芯筒尺寸 ① 沿平面各主轴方向，芯筒的高宽比:
非震区≤10 地震区≤ 8
② 芯筒应位于结构平面中心的对称位置 ③ 芯筒底层的筒壁厚度≥12n，且≥250。n--为总层数。 2）柱的轴压比限值 ① 相关因素: 轴压比是柱延性系数的最关键因素 延性系数--轴压比，箍筋特征，纵筋配筋率， 砼强度等级，柱身剪力 ② 结构规范限值
1.5%--2 % 2 %--2.5%
上海交通大学包兆龙图书馆
地上20层，地下1层，高72.4米， 标准层高3.3米
广东中山市国际酒店
地上19层，高75.5米
3.5 芯筒--框架体系 3.5.1 体系构成
框架 + 芯筒
3.5.2 体系特点
1）结构特点 ① 框架: 结构延性好，主要承担竖向荷载。但抗推刚度小。 ② 芯筒：抗推刚度大，抗侧承载力高，承担水平荷载。 抗弯、抗压、抗拉均优于单片墙 2）变形特点 ① 芯筒的变形性质
3.3 框支剪力墙体系 3.3.1 体系构成
底部框架 + 上部剪力墙
3.3.2 体系特点
1）建筑特点 综合体建筑的功能要求 ① 塔式主体，下部大空间 ② 塔式主体，下部裙房大底盘 2）震害特点 采用纵横墙承重的上部破坏轻 采用框架承重的底层破坏严重 应采取措施加强底部框架的刚度和承载力
3.3.3 设计要点
墙筒为弯曲变形，框架为剪切变形。
多筒--框架体系：两个端筒
② 变形协调
a 通过刚性楼盖协调筒体与框架的变形 b 变形状态同框--墙体系
3.6.3 构件受力状态
1）墙筒与框架的相互作用 ① 结构上部：为减小墙筒侧移，楼板对墙筒的水平力与荷载反向。 ② 结构下部：为减小框架侧移，楼板对框架的水平力与荷载反向。
2）构件分离体的外力 ① 框架：水平荷载上正下负，顶端受正向集中力。 ② 墙筒：水平荷载上小下大，顶端受反向集中力。 ③ 顶端剪力：框架和墙筒顶端水平剪力均不为零。 ④ 楼层剪力：框架楼层剪力最大值在(0.3 ~ 0.6)H 之间。
兰州工贸大厦
地上21层，地下2层，高93米，标准层高3.5米
深圳北方大厦
3.8.1 体系构成 主框架：柱--钢筋混凝土墙筒 梁--巨型梁 次框架：普通框架 体系1 --芯筒 + 外圈大型主框架 + 次框架 体系2 --多个墙筒当柱 + 巨型梁 3.8.2 体系特征 1）建筑特征：空间大，布置灵活，柱网层高变化多 2）结构特征 ① 小框架加大框架 ② 以筒体为骨架 3）变形特征 ① 体系1：芯 筒--弯曲变形 主框架--剪切变形 体 系--弯剪变形 ② 体系2：横向--弯曲型（墙抗推，梁不参与抗弯） 纵向--弯剪型（筒与梁形成强柱型主框架）
3）水平荷载和剪力分布规律 ① 框架水平荷载上正下负，顶端受正向集中力。 ② 抗震墙水平荷载上小下大，顶端受反向集中力。 ③ 框架和抗震墙顶端水平剪力均不为零。 ④ 框架楼层剪力最大值在(0.3--0.6)H 之间。 ⑤ 抗震墙顶端一段的水平剪力为负值。 ⑥ 抗震墙承担 80% 的水平荷载。
3.4.4 抗震墙布置原则
1）抗震墙的设置 ① 沿结构平面主轴线方向布置 ② 抗震墙的数量要适当 ③ 按照“分散 均匀 周边 对称”四准则布置 ④ 不宜布置单肢墙 2）抗震墙的平面布置
① ② a b c ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 每个方向沿两条以上相距较远的轴线设置抗震墙 抗震墙的设置部位： 竖向荷载较大处 平面形状变化或楼盖水平刚度剧变处 楼梯电梯间及楼板较大洞口两侧 抗震墙应避开需要开大洞口的墙体位置 在独立结构单元端部，抗震墙距外墙<=8米 防震缝两侧不宜设成对的抗震墙 纵向抗震墙不宜设在独立结构单元的两端 抗震墙宜用 L T H 口 形
3）转换层处理
① 厚板式转换 板厚≥600. ② 梁板式转换 a 悬挑式 b 柱承墙 c 梁承墙 ③ 箱体式转换 上层楼板和剪力墙整体现浇成为箱体。
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北京国际宾馆 地上21层，地下2层，高76米，长117米。
3.4 框架—剪力墙体系 3.4.1 体系构成
1）简单体型
① 结构布置 a 落地墙布置：集中在结构独立单元两端，封闭成筒体 b 落地墙间距：6度 7度 L≤30米，2.5B 8度 L<=24米，2 B c 托墙框架数量：非震区 < 全部横向竖构件的 2/3。 地震区 < 全部横向竖构件的 1/2。 d 结构独立单元长度：≤60米。 ② 转换楼盖 a 楼板：厚度≥200，现浇砼C30，形成箱体。 b 布置：转换层楼板不宜开楼电梯洞口。 ③ 托墙框架 a 楼层剪力分配：落地墙承担100%，框架柱另承担20%。 b 托墙梁截面：hb=(1/7--1/5)L, b≥2墙厚，b≥400。 c 托墙柱截面：hc=hb+(50--100), hc≥500. d 梁柱砼：≥C30.
侧向变形以弯曲变形为主，剪切变形为辅。
② 变形协调
a) 通过刚性楼盖协调芯筒与框架的变形 b) 变形状态同框--墙体系
③ 最大层间侧移角的减小
层间侧移角下小上大，楼盖对侧移变形的协调
3.5.3 构件受力状态
1）并联体的连杆内力 ① 框 架：剪切型侧向变形。 ② 芯 筒：弯曲型侧向变形。 ③ 并联体：弯剪型侧向变形。
第三章 高层建筑结构选型----3 高层钢筋混凝土结构体系选型
框架结构特殊柱网
3.2 剪力墙体系 3.2.1 体系构成
1）全现浇剪力墙 2）大型板材墙 3）内浇外砌 4）内浇外挂
3.2.2 体系特点
1）建筑特点 空间小，室内整洁，无梁柱暴露 2）受力特点 竖向荷载下墙体受压 水平荷载下结构如同悬臂深梁，受弯--剪 3）变形特点 a 当层数较少，墙体高宽比<1时 墙体以剪切变形为主，侧移曲线呈剪切型 b 当层数很多，墙体高宽比>4时 墙体以弯曲变形为主，侧移曲线呈弯曲型 c 当层数一般，墙体高宽比1~4时 墙体具有弯--剪变形，侧移曲线呈弯剪型
3 高层钢筋混凝土结构体系选型
3.1 框架体系 3.1.1 构成
1）梁柱框架
2）板柱框架
3.1.2 特点
1）受力特点 竖向荷载下梁的弯-剪，柱的弯-压 水平荷载下整体倾覆，楼层剪力 2）变形特点 a 以杆件弯曲变形为主 a）框架侧移以整体剪切变形为主 b）梁、柱弯曲变形是框架侧移的主因 b 层间侧移自上而下逐层增大
a 刚性楼盖 b 非刚性楼盖
② 最大层间侧移角的减小
楼盖对侧移变形的协调
3.4.3 构件受力状态
1）并联体的连杆内力 ① 框 架：剪切型侧向变形。 ② 剪力墙：弯曲型侧向变形。 ③ 并联体：弯剪型侧向变形。