第2章(结构体系与结构布置
高层建筑结构总复习
高层建筑结构-总结
3）结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力 和消耗地震能量的能力。
足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。
有较大的 变形能力而缺 少较高的抗侧 向力的能力如 钢或钢筋混凝 土纯框架，由 于在不大的地 震作用下会产 生较大的变形， 导致非结构构 件的破坏或结 构本身的失稳。
高层建筑结构-总结
高层建筑结构-总结
2、风荷载 ZsZ0
0 基本风压
0
v2 1600
——由空旷平坦地面，离地10m统 计的重现期为50年(或100年）的10
分钟平均最大风速计算所得。
Z
1z
Z
Z 风压高度变化系数
风荷载体形系数 s
高层建筑结构-总结
3 地震作用
高层建筑结构-总结
1） 受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与 实际表现相符合。
高层建筑结构-总结
2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧 失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
由于柱子的数量较少或承载能力较 弱，部分柱子退出工作后，整个结构系 统丧失了对竖向荷载的承载能力。
抗震设计的一个重要原则是结构应 有必要的赘余度和内力重分配的功能。
宜采用加强措施。 (4) 施工简便，造价省。
高层建筑结构-总结
3、结构竖向布置
高宽比 H/B 应满足表中的要求； 高层结构高宽比的限值
结构类型
抗震设防烈度
非抗震设计
6、7度
8度
9度
框架 、板柱-剪力墙
5
框架-剪力墙
5
剪力 墙
6
筒中筒、框架-核心筒
6
4
3
2
5
高层建筑结构课件第2章(结构体系与结构布置)
六.截面尺寸初估（方案设计和初步设计时）
1.柱截面：
由轴压比控制
N c c f cbh
轴压比限值 P68表4.4
柱负荷面积 表4.4
单位面积荷载：框架、框-剪12～14kN/m2； 框架柱轴压比限值 剪力墙、筒体13～16
N Q S Qn
结1.1 构～ 体 系 系数 1.2
3.适用范围：适用于200m以下的超高层
代表作品及平面：
深圳国贸大厦
back
五.结构体系（抗侧力体系）的选择
•建筑使用功能 •建筑平面
•建筑高度
•抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
用 途 住 宅 旅 馆 公 共
≤50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 框架 框架-剪力墙、框架
≥50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 筒体 框架-剪力墙、筒体
竖向抗侧力构件不连 竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平 续 转换构件（梁、桁架等）向下传递 楼层承载力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的 80％
五.设置变形缝的原则
1.设置原则：
1）尽量不设缝，而调整平面形状、尺寸和结构布置， 采取构造和施工措施。 2）设缝时，应形成独立的结构单元，保证足够的缝宽。
框架结构 框架—剪力墙结构、筒体结构 部分框支剪力墙结构 0.7 0.75 0.6
抗震等级
计算截面以上层数 一级 二级
三级 0.9 0.95 ---
0.8 0.85 0.7
2.梁截面：
由高跨比控制：P18表2.9
注意：梁高有减小的趋势。
抵抗温度应力 3.板厚： 加强顶层约束 提高抗风抗震 一般楼层：80-140 顶层现浇板：≥120，宜双层双向配筋 地下室顶板：≥160
2.1 结构形式和结构布置
第三章重型厂房结构设计
上层柱 间支撑
刚性系 杆
屋盖垂 直支撑
下层柱 间支撑
第三章重型厂房结构设计
3）设置规定： 每列柱都必须设置柱间支撑； 多跨厂房的中列柱的柱间支撑宜与其边列柱的柱间支 撑布置在同一柱间； 每列柱顶均要布置刚性系杆； 下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少 纵向温度应力的影响。下层柱间支撑与柱和吊车梁一 起在纵向组成刚性很大的悬臂桁架。为了使纵向构件 在温度发生变化时能较自由地伸缩，尽量减少温度应 力，下层支撑应该设在温度区段中部。只有当吊车位 置高而车间总长度又很短时放在两端才是合理的。此 时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对 厂房纵向刚度却能提高很多时。 当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支 撑（图9.3.1,a）；如果温度区段长度超过90m，则在 它的1/3点处各设一道支撑（图9.3.1,b）
第三章重型厂房结构设计
②合理柱网尺寸：柱网布置应使总的经济效应最佳. ※ 在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重 量不小于50t时，柱距取12m较为经济； ※ 参数较小的厂房取6m柱距较为合适； ※ 当采用轻型围护结构时取大柱距15m，18m及24m较适 宜； ※ 位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。 ③温度收缩缝的设置： ♫ 设置规定：厂房的纵向或横向的尺度超过表9.1.1规 定的数值时应设置温度收缩缝，以避免结构中衍生过 大的温度应力。 ♫ 设置方法：原则上双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝 皆可采用，不过在地震域区宜布置双柱收缩缝。
第三章重型厂房结构设计
（4）支撑构件截面验算 a．支撑构件的长细比验算 支撑的截面尺寸一般由杆件的长细比按构造要 求确定，即首先应满足其容许长细比的要求： max [ ] 式中[λ]为支撑杆件的容许长细比。 计算支撑杆件的λmax时，应符合下列规定： (1)张紧圆钢拉条的长细比不受限制。 (2)十字交叉支撑斜杆的计算长度： 平面内计算长度：取节点中心到交叉点间的距离； 平面外的计算长度：当按拉杆设计时，取节点中心 间的距离l(交叉点不作为节点考虑)； 当按压杆设计时，应按表8.3.1取用。
《高层建筑结构设计》第2章_高层建筑结
际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面
风力的大小。 • 当风流经过建筑物时， 通常在迎风面产生压力（风荷
载体型系数用+表示），在侧风面及背风面产生吸力
（风荷载体型系数用-表示）。
• 风压值沿建筑物表面
的分布并不均匀， 如
右图所示， 迎风面的
风压力在建筑物的中
部最大， 侧风面和背
风面的风吸力在建筑
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用
2. 三水准抗震设计目标及一般计算原则
④ 一般计算原则
a) 一般情况下， 应至少在结构两个主轴方向分别考虑水平 地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度 大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震 作用。
b) 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双 向水平地震作用下的扭转影响。其他情况，应计算单向 水平地震作用下的扭转影响。
周期应根据场地类别和设计地震分组按附表8.5 采用，
计算8、9 度罕遇地震作用时， 特征周期应增加0.05ｓ。
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用 4. 反应谱理论
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
4. 反应谱理论
附表8.4 水平地震影响系数最大值
② 当建筑结构的阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线
的形状参数和阻尼比调整应符合下列要求：
a) 曲线水平段地震影响系数应取
。
b) 曲线下降段的衰减指数应按下式确定：
γ=0.9+(0.05 - ζ)/(0.3+6ζ)
式中 γ ——曲线下降段的衰减指数；ζ ——阻尼比。
高层建筑复习题及答案
高层建筑复习题及答案1、我国将高度超过_____以上的建筑定义为超高层建筑。
（）A 、80m ;B、100m;(正确答案)C 、150m;D、 200m答案解析：我国将10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其它高层民用建筑定义为高层;将高度超过100m以上的建筑定义为超高层建筑2、埃菲称铁塔采用的技术包括_____。
（）A 电梯 ;(正确答案)B 压型钢板组合楼板;C 粘弹性阻尼器;D 风洞试验。
答案解析：1889年，巴黎埃菲称铁塔建成，是钢结构和电梯的结合，对高层建筑的发展有很大的推动作用。
3、目前世界上最高的建筑是_____。
（）A 101大厦;B 哈利法塔;(正确答案)C 上海环球金融中心;D 金贸大厦。
答案解析：台北101大楼总高度509米;哈利法塔总高度828米;上海环球金融中心总高度492米;金茂大厦421米4、下面哪种材料属于强度高，韧性大，易于加工，施工方便，工期短，结构断面小，自重轻，抗震性能好，造价高，耐火性能差? （）A 砌体;B 混凝土;C 钢;(正确答案)D 木材。
答案解析：钢结构:钢材强度高，韧性大，易于加工，施工方便，工期短，结构断面小，自重轻，抗震性能好，造价高，耐火性能差。
5、减少建筑在地震下破坏的技术包括? （）A 隔震;(正确答案)B 减震;(正确答案)C 耗能支撑;(正确答案)D采用砖混结构。
答案解析：隔震、耗能减震技术的应用将得到发展:被动减震及主动减震;被动耗能减震有耗能支撑，带竖缝耗能剪力墙、被动调谐质量阻尼器、油阻尼器。
主动减震则是计算机控制的，由各种作动器的调谐质量阻尼器对结构进行主动控制或混合控制的各种作用过程。
第二章:高层建筑结构体系与结构布置1、随着建筑高度的增加，下列哪一项增大最快? （）A 底层柱轴力;B 底层柱剪力;C 建筑顶点挠度;(正确答案)D 底层柱弯矩。
答案解析：N=∑N、V=qH、M=1/2qH2、f=qH4/8EI2、框架结构的缺点是____? （）A 空间布置灵活;B 整体性、抗震性能好;C 结构自重小;D 抗侧刚度比剪力墙的小。
结构体系及布置
结构体系及布置
1.1设计原则
在满足建筑功能要求的前提下，按照安全可靠、受力明确及经济合理的设计原则进行结构设计。
（1）结构布置受力明确，传力途径直接简单；
（2）加强结构整体性和结构抗扭刚度，采用现浇混凝土楼板、屋面板，加强楼屋盖系统；
（3）控制结构单元的刚度，做到平、立面尽量规则，各层刚度不发生突变；
（4）保证构件具有足够的延性，避免脆性破坏；
（5）采用合理、经济的材料，尽量减轻结构自重；
（6）加强楼梯间等的抗震构造措施。
1.2结构选型
本工程结构单元采用墙式剪切型抗震阻尼器消能减震设计，结构形式采用钢筋混凝土框架结构体系。
墙式剪切型抗震阻尼器消能减震是通过在建筑物的抗侧力体系中设置消能部件，由消能部件的相对变形和相对速度提供附加阻尼，来消耗输入结构的地震能量，减小结构的地震响应，提高结构的抗震能力。
本工程墙式剪切型抗震阻尼器主要布置在填充墙的位置，不会对建筑使用功能产生不利影响，在结构设计时需对与阻尼器相连的框
架梁、柱进行加强。
本工程属重点设防类，采用消能减震设计来进一步提高建筑物的可靠性和安全性。
1.3楼、屋盖体系
本工程楼、屋盖采用现浇钢筋混凝土楼板。
高层建筑结构设计第2章 高层建筑结构体系和布置原则
4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下，伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时， 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注： ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值； ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减少； ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明：高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置，采取构造 和施工措施，尽量不设变形缝；当需要设缝时，则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元，并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝（基础以上上部结构断开） 不设温度缝的措施： 1. 温度影响较大部位提高配筋率； 2. 加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面； 3. 顶层局部设温度缝后浇带；即高强度等级的混凝 土；主体混凝土浇注后两个月；贯通结构的横截 面；位置应为结构受力影响最小，且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ；一般每隔30～40m设一 道，后浇带宽800～1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2，截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
（1）框筒结构：内筒承受 竖向荷载，外筒承受水平 荷载，柱距一般在3m以内， 框筒梁比较高，开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦： 钢框架－剪力墙体系，用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体系，用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体系，用 钢量1.61kN/m2
第二章 重型厂房结构设计
三种荷载组合
①全跨永久荷载+全跨可变荷载 ②全跨永久荷载+半跨可变荷载
③屋架、支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活载
三、计算屋架杆件的内力
1、用图解法求杆件的内力系数： k，k左，k右 具体求解步骤如下： ①按比例画屋架的单线图(可不起拱) ； ②在左半跨放单位节点荷载
③计算支座反力Ra , Ra
④进行分区编号（先编外区，后编内区) ⑤画力多边形 ⑥在图上读出内力系数正负号：认定杆端任一节点， 将该杆两侧的区号按绕该节点顺时针方向排序，若力 多边形中相应的线段指向认定的节点，则为“ +” ；反 之为“-”。
0.5 2
A
1 3
B
1 4
C
1 5
D
1 6
E
1
F
1
7 8
G
1 9
H
0.5
I
10
H′ G′
F′
E′
D′
C′
12
14 15 13 16
17 18 19
20 21 22 d
23 24 25
B′
A′
26 27 28 d′
29 30 31
32 33 34
35
1
a
b
c
e 11
c′
b′
a′ Ra′
Ra
屋架内力图解
桁架杆件的容许长细比
拉杆 杆 件 名 称 压杆
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构 无吊车和有轻中级工作制 吊车的厂房 有重级工作制 吊车的厂房 250 150 350 － 400 200 350 350 － 直接承 受动力 荷载的 结构 250
普通钢屋架的 杆件 轻钢屋架的主 要杆件
建筑结构选型第二章 框架结构体系
第二章框架结构体系第二章框架结构体系2-1框架结构的特点和优点2-2框架的类型2-3框架的布置、柱网尺寸、及构件截面尺寸2-4框架结构的运用与建筑艺术技巧的配合2-5框架结构的受力特点与适用层数和高宽比2-6一种类似的框架结构2.1 框架结构体系的特点和优点1 框架结构体系的概念框架结构：混合结构强度低，楼层较高时用料多、自重大，建筑有效面积随着楼层增加大大减少。
本章讲述的框架结构主要是指钢筋混凝土框架结构，较之砖砌体结构，钢筋混凝土框架结构自重小、强度高，可以用于更多楼层的承重结构体系一般用于不多于15层（不超过50米高度）的多层和高层房屋。
2.1 框架结构体系的特点和优点1.钢筋混凝土框架的梁柱节点多为刚节点，建筑物整体性好2.因为刚节点的存在，梁跨中弯矩降低，从而可以跨越更大的跨度，空间布置更为灵活3.在建筑上能够提供较大的空间，平面布置灵活，适用性强4.抗侧刚度小、水平位移大，结构柔度较大1.按框架构件组成划分（1）梁板式结构(多层和高层)（2）无梁式结构（仓库、冷藏库）2.按框架的施工方法划分（１）现浇整体式框架：工地现浇优点：结构整体性及抗震性能好，节省钢材；缺点：现场工作量大，模板消耗多，施工周期较长。
（２）装配式框架优点：构件可以在工厂预制，质量容易保证，施工现场的工作量较少，比现浇框架节省模板并能缩短工期；缺点：增加了框架的节点连接，用钢量大整体性较差。
（３）装配整体式框架其梁板柱可以在工厂预制，在施工现场将构件吊装就位，再用现浇混凝土将框架连接成整体，因而这种框架兼备了前两种框架的优点。
（4）半现浇框架梁、柱为现浇，板为预制，成本低，但整体性和抗震性差，应用较少装配式混凝土框架预制长柱预制主梁预制槽形板预制卡板装配整体式混凝土框架预制短柱迭合梁装配整体式混凝土框架预制长柱3.按承重结构划分（1）全框架（2）内框架：降低房屋造价缺点：钢筋混凝土和砖墙刚度不协调，房屋整体性和总体刚度差，抗震性能差4.装配（整体）式框架的构件划分•（1）短柱单梁式：制作、运输、安装方便，但接头多，施工复杂•（2）长柱单梁式：减少柱子接头，增加了结构的整体性；但柱子长，运输困难，吊装内力大，长度不宜超过１６米•（3）组合单元式：接头少，增加了结构的整体性；构件制作复杂，运输困难，起重吨位大2-2框架的类型5.装配（整体）式框架的接头型式1.梁与柱的接头•暗牛腿刚接方式•明牛腿刚接方式2.柱与柱的接头方式--焊接连接3.梁与板的接头方式--迭合梁式根据承重框架布置方向的不同，分为以下三种布置方案：1、主要承重框架横向布置横向的梁为主梁，纵向的梁为连系梁。
高层课后思考题答案
第1章绪论1.我国对高层建筑结构是如何定义的？答：我国规定：10层及10层以上或高度超过28m的住宅以及房屋高度大于24m的其他民用建筑为高层建筑。
2.高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？答:特点：水平荷载对结构影响大，随高度的增加除轴力与高度成正比外，弯矩和位移呈指数曲线上升，并且动力荷载作用下，动力效应大，扭转效应大。
考虑：结构侧移，整体稳定性和抗倾覆问题，承载力问题。
3.从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？答：相应的结构分类（以材料分类）：砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土混合结构特点：（1）砌体结构具有取材容易、施工简便、造价低廉等优点，但其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能较差。
（2）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作业但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。
（3）钢筋混凝土具有价格低，可浇筑成任何形状，不需要防火，刚度大。
但强度低，构件截面大占用空间大，自重大，不利于基础、抗震，延性不如钢结构。
（4）混合结构与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。
第2章高层建筑结构体系与布置1. 高层结构体系大致有哪几类？各种结构体系优缺点和受力特点如何？答：高层结构体系类型:框架结构体系剪力墙结构体系框架—剪力墙结构体系筒中筒结构体系多筒体系巨型结构体系框架结构：受力变形特点：框架结构的侧移一般由两部分组成：1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形Us；2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲变形Ub；3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。
注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。
高层建筑结构体系和布置原则
实腹筒 框筒
桁架筒
承重结构形式有： 框架-筒体结构
筒中筒结构
成束筒结构等
(a)实腹筒 (b)框筒 (c)桁架筒
① 实腹筒：用剪力墙围成的筒体称为实腹筒(洞口很小) ② 框筒：在实腹筒的墙体上开出许多规则排列的窗洞所形成 的开孔筒体称为框筒，它实际上是由密排柱和刚度很大的
芝加哥John Hancock 大厦
2、筒体受力特点 筒体最主要的特点是它的空间受力性能
在水平力作用下都可看成固定于基础上的箱形悬臂构件
比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力，并具有很
好的抗扭刚度
3、筒体结构布置方式
（1）框架—筒体结构
内部实腹筒体(电梯井、楼梯间等)，外围布置框架
（2）筒中筒结构 筒中筒结构是上述筒体单元的组合，通常由实腹筒做内部 核心筒，框筒或桁架筒做外筒，两个筒共同抵抗水平力作
4. 结构的竖向布置
① 结构竖向布置应注意刚度均匀而连续，无突变
② 抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通 ③ 抗震设防的高层建筑，竖向体型应力求规则、均匀，避免 有过大的外挑和内收 ④ 结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化(当某楼层侧
向刚度小于上层时，不宜小于相邻上部楼层的70％)
⑤ 高层建筑结构宜设置地下室 ⑥ 上下层结构轴线布置或者结构形式发生变化时，要设置结 构转换层
≤3.0B， ≤ 40m
≤3.0B， ≤ 40m
≤2.5B， ≤ 30m
≤2.0B， ≤ 30m
2. 框架一剪力墙结构体系的变形 特点 ① 框架本身在水平荷载作用下呈 剪切型变形 ② 剪力墙则呈弯曲型变形 ③ 当两者通过楼板协同工作，侧
向变形将呈弯剪型
④ 其上下各层层间变形趋于均匀
高层建筑结构思考题及参考答案--2011
Ch1 绪论1.高层建筑与多层建筑如何界定？我国《民用建筑设计通则》(JGJ37-87)规定，10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过28ｍ的公共建筑和综合性建筑为高层建筑；高度超过100m时，不论是住宅建筑还是公共建筑，一律称为超高层建筑。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：≥10层或H＞28m的建筑物为高层；H＞100m 的建筑物均为超高层。
4.谈谈你对高层建筑的发展趋势有何见解？1).新材料的开发和应用：高强度混凝土（C100）；高强、可焊性好的厚钢板；耐火钢材；FR钢（耐候钢）*耐候钢是指在恶劣环境条件下(主要是指腐蚀较强的环境),具有较强工作性能的钢材。
2).高度会突破：超过1000m的超高层钢材建筑已成为反映一个国家或城市科技实力和建设水平的指标之一。
3).组合结构增多：钢和混凝土的组合结构抗震性能好、耐火耐蚀，优于全钢、全混凝土结构。
钢筋混凝土结构：高层建筑的主要结构体系组合结构：超高层建筑的主要结构体系/4)..新型结构形式应用增多巨型框架、桁架筒体、多束筒体……5). 耗能减震技术发展减震技术有被动耗能减震和主动减震两种。
前者有耗能支撑，带竖缝耗能剪力墙，被动调谐质量阻尼器以及安装各种被动耗能的油阻尼器等；后者是计算机控制的，通过安装在结构上的各种驱动装置和传感器，与计算机系统相连接，对结构反应进行实时分析，发出信号驱动装置对结构施加作用，减小结构反应。
Ch2 高层结构体系与结构布置1．高层建筑中常用的结构体系有哪些？各有何适用范围？答：高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。
（1）框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。
这种体系适用于非抗震区多层建筑及高度不大的高层建筑。
（2）剪力墙结构体系剪力墙结构体系是利用建筑物墙体承受竖向与水平荷载，并作为建筑物的围护及房间分隔构件的结构体系。
适用于开间较小、墙体较多、房间面积不太大的住宅和旅馆。
函授高层第二章体系与结构布置-12本科
震害(1972年南美洲马那瓜地震)
第二章 高层建筑结构体系和结构布置
15层，有一层地下室，电梯 井筒偏处建筑一端，起控制 的主要部分是框架，加上质 心和刚心不重合，扭转变形 大，非结构破坏严重，部分 钢筋混凝土柱损坏，修复费 达房屋造价的80%。
震害
美洲银行
18层，2 层地下室， 框架-筒体，
3-17层的 连梁轻微 斜裂缝。
注：本章的“抗震墙”即国家标准《混凝土结构设计规范》 GB50010 中的剪力墙。 ②《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2019 4.2节
现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度和高宽比应分为A级和 B级；B级高度的高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可比 A级适当放宽。
第二章 高层建筑结构体系和结构布置
World Trade Center
成束筒结构体系，实例：Sears Tower 多层筒结构体系，实例： 香港合和中心（四层筒体，65F）
框架筒体： 金陵饭店
筒中筒
Sears Tower：
筒束结构体系
第二章 高层建筑结构体系和结构布置
第二章 高层建筑结构体系和结构布置
金茂大厦 结构平面图
第二章 高层建筑结构体系和结构布置
结构体系：指建筑结构受力骨架的构件形式和空间构 成形式。一般区分为：框架结构、剪力墙 结构、框架-剪力墙结构、筒体结构和巨型 结构等。不同的结构体系适用于不同高度 、不同的楼层数和不同的建筑功能。
第二章 高层建筑结构体系和结构布置
（1）高层建筑的受力特点：随着高度的增加，水平荷 载在结构中所产生的效应（内力和变形），在总效 应中所占的比重越来越大，超过一定高度后，会起 到控制的作用。 delta =qH4 /8EI M=qH2 /2
《结构布置》课件
模拟分析
进行模拟分析，获取结构的应 力、应变、位移等结果。
选择合适的计算软件
选择功能强大、易于操作的结 构分析软件，如SAP、ANSYS 等。
加载与边界条件
根据实际情况设置加载和边界 条件，模拟实际受力情况。
结果评估与优化
根据模拟分析结果进行评估， 找出潜在问题，进一步优化结 构布置。
《结构布置》ppt 课件
目录
• 结构布置概述 • 结构布置的原则与要求 • 结构布置的常见类型与实例 • 结构布置的优化方法与技巧 • 结构布置的工程实践与案例分析 • 结论与展望
01
结构布置概述
定义与特点
定义
结构布置是指通过合理安排和组织各种元素，以实现特定目 标的过程。在建筑和工程领域中，结构布置特指对建筑物或 构筑物的空间布局、结构和功能等方面的规划与设计。
实践经验总结
大跨度结构的布置需充分考虑结构的承载能力、稳定性、施工难度及经济性等因素，选择 合适的材料和结构形式。
特殊环境下的结构布置实践
特殊环境的定义与特点
特殊环境是指对建筑物有特殊要求或存在特殊地质、气候 等条件的场所。
案例分析
青藏铁路沿线的桥梁和隧道，由于地处高原、冻土等特殊环境， 其结构布置需充分考虑地质条件、气候特点及施工难度等因素，
实践经验总结
高层建筑的结构布置需充分考虑建筑的使用功能、结构安 全、经济性及施工可行性等因素，选择合适的结构体系和 布置方式。
大跨度结构的布置实践
大跨度结构的定义与特点
大跨度结构是指跨越较大空间的建筑物，具有跨度大、重量轻、跨越能力强等特点。
案例分析
国家体育场“鸟巢”作为典型的钢结构大跨度场馆，其结构布置采用了双向弯曲的格构式 钢拱架结构体系，实现了建筑的独特造型和承载能力。
哈利法塔的结构分析与布置
哈利法塔建筑结构设计实例与分析姓名：学号：专业：目录第1章哈利法塔简介 (1)第2章哈利法塔的结构类型 (1)2.1 建筑的结构类型分类 (1)2.2 哈利法塔的建筑结构分析 (2)第3章哈利法塔的结构布置 (3)3.1三叉形整体平面布置 (3)3.2核心筒布置 (4)3.3由下至上的结构布置 (5)第4章哈利法塔的主要构件 (8)第5章哈利法塔设计的主要难度和亮点 (9)5.1 哈利法塔的主要设计难点 (9)5.2哈利法塔的主要设计亮点 (9)第1章哈利法塔简介哈利法塔（Buri Khalifa Tower）（原名迪拜塔，又称迪拜大厦或比斯迪拜塔）是韩国三星公司负责营造，位于阿拉伯联合酋长国迪拜的一栋有162层，总高828米的摩天大楼。
哈利法塔2004年9月21日开始动工，2010年1月4日竣工，为当前世界第一高楼与人工构造物，造价达15亿美元。
哈利法塔是目前世界上最高的建筑，总高度828 m，凝土结构高度601m，总建筑面积52.67万 m2，塔楼建筑面积34.4万 m2 。
基础底面埋深 -30m，桩尖深度-70m；混凝土用量 33万 m3，总用钢量10.4万t (高强钢筋6.5万t，型钢3.9万t)。
第2章哈利法塔的结构类型2.1 建筑的结构类型分类2.2 哈利法塔的建筑结构分析全钢结构优于混凝土结构，适合于超高层建筑，这是上世纪六七十年代的普遍共识，并建造了大量300m以上的钢结构高层建筑。
到八九十年代，纯钢结构已经不能满足建筑高度进一步升高的要求，其原因在于钢结构侧向刚度的提升难以跟上高度的迅速增长，此后钢筋混凝土核心筒加外围钢结构就成为超高层建筑的基本形式。
而哈利法塔做了前所未有的重大突破，采用了下部混凝土结构、上部钢结构的全新结构体系。
即第一：-30～601m为钢筋混凝土剪力墙体系；第二：601～828m为钢结构，其中601～760m采用带斜撑的钢框架。
第三：整体来看是一个竖向带扶壁的核心筒结构。
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6）合理选择结构体系。对于钢筋混凝土结构，一般来说纯框架 结构抗震能力有限；框架—剪力墙性能较好；剪力墙结构和 筒体结构具有良好的空间整体性，刚度也较大。
密柱深梁
桁架
实腹筒
框筒
桁架筒
筒中筒
内筒
外筒
外筒
2.特点：
1）空间受力，在水平荷载作用下可视为固定在基础上的箱形悬
臂构件。
2）承载力、抗侧刚度和抗扭刚度很高。 3）由于采用密柱深梁，结构的延性较差，层数不多时不宜采用。
3.适用范围： 适用于200m以下的超高层
➢ 框筒
60年代美国工程师法卢齐·坎恩首次提出，并设计了第
2）保证地基基础的承载力、刚度，以及足够的抗滑移、抗 倾覆能力，使整个高层建筑形成稳定的结构体系，防止在 外荷载作用下产生过大的不均匀沉降、倾覆和局部开裂等
3）合理设置抗震缝。一般情况下宜采取调整平面形状与尺 寸，加强构造措施，设置后浇带等方法，尽量不设缝、少 设缝。设缝时必须保证有足够的缝宽。
4）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。结构平 面布置力求简单、规则、对称，避免凹角和狭长的缩颈部位 ；避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间偏置。结 构竖向体形尽量外挑、内收，力求刚度均匀渐变
代表作品及平面：
北京长富宫中心，26层， 高90.85m，89年建成。
5800 4000
6200
4000 5800
4000 8000
8000
8000
8000
8000 4000
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二.剪力墙结构体系（包括短肢剪力墙、框支剪力墙）
1.特点：
（L/δ=5～8，常用于小高层）
2）整体性能好。 3）刚度大、侧移小，抗震性能优越。 4）结构自重大，间距受到楼板跨度限制。 5）侧移曲线呈弯曲型（层间位移随楼层增高而增加）。
剪力墙、框架-剪力墙、 筒体
框架-剪力墙、筒体
2-2 结构布置原则
一.抗震设防结构布置原则
1）选择有利的场地，避开不利的场地，采取措施保证地基 的稳定性。危险场地不宜兴建高层建筑，如基岩有活动性 断层和破碎带、不稳定的滑坡地带等；不利场地，高层建 筑要采取相应措施以减轻震害，如场地冲积层过厚、沙土 有液化危险、湿陷性黄土等
8000
4000 3600
➢ 3、变化情况
（1）框支剪力墙：底层做成框架柱，上层上剪力墙。底层刚 度小，上下刚度突变，地震作用下底层内力及塑性变形很大 ，在地震区不允许单独采用
（2）部分落地大空间剪力墙结构 地震区满足建筑需要底层商店或大堂的需要
布置要点： ①落地剪力墙布置在两端或中部，对称布置，防止扭转 ②底层采取加大墙厚，提高砼强度等措施提高刚度，减小上、
7）结构应有足够的刚度，且具有均匀的刚度分布控制结构顶点 总位移和层间位移，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱 部位。在小震时，应防止过大的变形使结构或非结构构件开 裂，影响正常使用；在强震下，结构应不发生倒塌、失稳或 倾覆现象
3）通过框—剪（筒）的协调工作，改 善了框架结构的受力和变形性能， 使各层层间剪力和位移趋于均匀， 侧移曲线呈弯剪型（反S型、下弯上 剪）。
2.适用范围：
属于中刚性结构， 适用于140 m 以下的各类高层建筑
δ 框架-剪力墙侧移曲线
代表作品及平面：
北京饭店
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四.筒体结构体系
1.筒体形式： 剪力墙
2.适用范围：
属于刚性结构， 适用于150 m 或30层以下的小开间建筑
代表作品及平面：
广州白云宾馆，33层，112.45米， 1976年建成，国内首栋百米高层。
7850 2300 7850
3600 4000
8000
8000
6600 0
3000 3600 3000 0
70000
6600 0
8000
1.特点：
1）平面布置灵活。 2）自重较轻。 3）计算理论较成熟。 4）侧向刚度小，侧移大。 5）节点是薄弱部位，是设计关键。
（必须为刚接）
6）在地震力作用下，易引起非结构构件破坏。 （应设计成延性框架）
7）侧移曲线呈剪切型（层间位移随楼层增高而减小）。
2.适用范围：
属于柔性结构， 适用于70 m 或15层以下、地震烈度不太高的各类建筑
➢ 成束筒
将多个筒体合并一起形成，成束筒抗侧刚度比筒中筒 更大，可建造很高的结构
1~50层
51~66层
67~90层
91层以上
代表作品及平面：
深圳国贸大厦
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➢ 五、巨型结构体系
1、巨型框架： 筒体间用刚度很大的水平构件相互联系形成，巨
型框架用筒体作柱子，用高度很大（一层或几层） 的水平构件作梁
一幢框筒结构：芝加哥43层德威特切斯纳特公寓 筒体常放在建筑外围，由间距很密的柱与截面很高的梁
组成，筒体内设置一些柱子，以减小楼板和梁在垂直荷载 下的跨度，但对抵抗侧向力几乎不起作用
➢ 筒中筒
筒体内设置剪力墙，组成筒中筒，内筒可设置电梯、楼 梯和竖向管道等。内、外筒不再设柱，内筒、外筒共同抵 抗垂直与水平荷载
2、巨型桁架： 以大截面的竖杆和斜杆组成悬臂桁架，主要承
受水平和竖向荷载
五.结构体系（抗侧力体系）的选择
•建筑使用功能
•建筑平面 用
途
•建筑高度 住
宅
•抗震等级 旅
•地质条件
馆 公
•施工技术 共
……
≤50m
≥50m
剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙
剪力墙、框架-剪力墙、 框架
框架-剪力墙、框架
2-1 结构体系概述 Enter back
钢筋混凝土结构
框架结构
Enter
剪力墙结构
Enter
框 架 -剪 力 墙 结 构
Enter
筒体结构
Enter
悬挂结构
巨型框架结构
Enter
应力蒙皮结构
框架-筒体结构 筒中筒结构
成束筒结构
框架筒体结构
钢结构
组合筒体结构
剪力桁架与框桥架结构
交错钢结构
一.框架结构体系（不包括异形柱结构）
下刚度差 ③上部应采用开间较大剪力墙方案 ④落地剪力墙之间距离要加以限制 ⑤过渡层楼板整体性和刚度要加大—应采用厚度较大的现浇钢
筋混凝土板
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三.框架-剪力墙结构体系
1.特点：
1）与框架结构相比，承载力和刚度提高，侧向变形减小； 与剪力墙结构相比，平面布置较灵活。
2）剪力墙由于刚度大，承担大部分（80-90%）的力，是 抗侧力的主体，而框ห้องสมุดไป่ตู้承担竖向力和少部分水平力， 且提供了较大空间 。 H