高层建筑构造

高层建筑构造高层建筑结构体系1、高层建筑的结构受力特征简化计算模型：竖向悬臂梁，承受竖向和水平荷载共同作用。

2、高层建筑结构体系分类（1）框架体系（2）剪力墙体系（3）筒体体系（1）纯框架体系框架结构的特点、优点和分类A、框架结构的特点a、受力特点：刚结点，受力性能好（梁、柱）b、框架结构的变形特征B、框架结构的优缺点优点：建筑平面布置灵活、易于设置较大房间、使用方便构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，有时还可采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。

现浇结构的整体性好，抗震性能好，在地震区应优先采用。

缺点：抗侧刚度低，水平荷载作用下位移大，抗震较差，通常不超过２０层适用范围：办公楼、旅馆、学校、医院、餐厅、住宅等②框架的类型A、按框架构件组成划分a、梁板式结构(多层和高层) 【左图】b、无梁式结构（仓库、冷藏库、地下室）【右图】B、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、半现浇半装配式框架：（部分工厂预制）优点：与全现浇相比，梁柱现浇、楼板采用预制，减少了部分湿作业；缺点：整体及抗震性较全现浇差。

3、装配式框架：（工厂预制）优点：其梁板柱构件在工厂预制，质量容易保证，施工现场的工作量较少，只需通过焊接拼装成整体。

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，抗震设防地区不宜采用。

4、装配整体式框架：（工厂预制）其梁板柱在工厂预制，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。

C、按承重结构划分a、全框架b、内框架（半框架）：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。

c、底层框架D、装配（整体）式框架的构件组合划分1、梁板柱框架系统（一）短柱单梁式：制作、运输、安装方便，但接头多，施工复杂（二）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（三）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、板柱体系3、框剪体系装配式横向框架结构形式纵向框架结构形式板柱框架结构形式框剪结构形式③框架的布置、柱网尺寸、及构件截面尺寸A、框架的布置a、按承重框架布置方向分为三种：（a）主要承重框架横向布置（b）主要承重框架纵向布置（c）主要承重框架纵横两向布置b、框架布置实例（a）主要承重框架横向布置（b）主要承重框架纵向布置b、实例：承重（竖向荷载）框架的布置纵横向框架承重方案二、柱网尺寸1、基本要求：（一）框架的柱网布置应力求简单、规则、整齐（二）要满足生产工艺和建筑平面布置的要求（三）要使结构受力合理，施工方便（四）柱网尺寸应符合经济原则和尽量符合模数2、分类内廊式柱网、等跨式柱网、对称不等跨式柱网结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）内廊式对称三跨。

房间进深：6m、6.6m、6.9m走廊跨度：2.4m、2.7m、3.0m开间方向柱距：3.6~8m适用范围：旅馆、教学、办公、医院等跨式柱网对称不等跨式柱网三、构件截面尺寸框架横梁截面：主梁高H=(1/8~1/12)L梁跨次梁高H=(1/12~1/15)L梁跨梁宽B=(1/2~1/3)H梁高（2）剪力墙体系①剪力墙结构的概念和结构效能②剪力墙结构体系的类型、特点适用范围③剪力墙的形状和位置④剪力墙的主要构造要求①剪力墙结构的概念和结构效能利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构。

剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围A、剪力墙结构体系的类型：a、（纯）剪力墙结构b、框支剪力墙结构c、框架-剪力墙结构d、筒体结构a、（纯）剪力墙结构（a）、特点：利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构。

（b）、剪力墙的优缺点及适用范围（c）、剪力墙结构的变形特征（d）、适用范围：房屋刚度比框架-剪力墙体系更好，适用的层数更高，层数超过25层的房屋宜采用全部剪力墙结构理论上可达100~150层，但墙体太厚，不经济，以40层以下为宜b、框支剪力墙结构底层作商店或停车场而需要大空间的酒店或住宅1、把框架层扩展到2~3层，层高逐渐变化，使刚度逐渐减弱而避免突变2、在框架的最上面一层设置设备层，作为刚度的过渡层3、尽可能把一部分剪力墙伸到底层以加强整个房屋的刚度（a）、概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架（b）、特点：以框架结构为主，以剪力墙为辅助补救框架结构的不足的半刚性结构。

剪力墙承担大部分的水平荷载，框架以负担竖向荷载为主（c）、受力变形特点（d）、适用范围：25层以下的房屋，最高不宜超过30层；H/B不宜大于4~5地震区的五层以上的工业厂房由于剪力墙的存在，一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性，这种体系用于旅馆、公寓、住宅等建筑最为适宜③剪力墙的形状和位置A、剪力墙的形状剪力墙对水平荷载的反应与其形状有关开口的—1型、L型、Z型、槽型、I型、T型封闭的—方形、三角形、圆形B、剪力墙的布置原则剪力墙的抗侧效果与剪力墙的位置有关（a）总则1、房屋平立面体型要简单均匀。

2、剪力墙布置要对称，以减少结构的扭转效应。

当不能对称时，也要使刚度中心尽量和质量中心接近，以减少地震力产生的扭矩。

3、剪力墙应上下层位置对齐，而且宜贯通房屋全高。

4、应尽可能采取措施增加剪力墙承担的竖向荷载。

5、在非地震区，可根据建筑物迎风面大小、风力大小设置剪力墙，纵横两个方向剪力墙数量可以不同。

在地震区，由于两个方向的地震力接近，在纵、横方向上布置的剪力墙数量要尽量接近。

纵横向剪力墙布置应均衡。

横向剪力墙短而数量多，间距一般6~8m。

纵向剪力墙一般设2~4道。

当形状任意时，在受力复杂处，剪力墙还应加密一些。

（c）框—剪体系的剪力墙布置剪力墙数量以满足位移限制为宜,剪力墙数量约5~12cm/㎡建筑面积剪力墙的布置及间距将剪力墙分散一些，当做成单片墙时，不宜少于3道，最好是做成筒体形状剪力墙间距不宜过大：两种框架-剪力墙体系结构布置方式柱网和剪力墙正交布置房屋平面形状由矩形单元正交组合的情形横向设置剪力墙纵横向均设置剪力墙在抗震设防区一般采用纵横向均设置剪力墙的布置当房屋较高而框架在纵横向刚度都较差时尽可能把两个方向的剪力墙组合在一起剪力墙在平面内的位置尽量拉开距离柱网和剪力墙任意布置房屋平面形状任意时，剪力墙和柱网就不能采用正交布置柱网和剪力墙任意布置时，剪力墙布置应注意以下几点：横向剪力墙应布置在平面形状或刚度变化处以及靠近房屋区段的两端纵向剪力墙如布置在较长房屋的两端且相距较远时，应进行温度应力验算，并采取设置施工缝等措施，以减少温度和收缩应力剪力墙的数量要得当，过多地布置剪力墙，并不能减少框架受力，反而增加了剪力墙的用量为了保证楼板刚度，剪力墙间距不宜过大④剪力墙的主要构造要求A、剪力墙的材料现浇钢筋混凝土，混凝土强度等级不应低于C20B、剪力墙的厚度按一级抗震等级设计时不应小于楼层高度的1/20，且不应小于160mm；按二、三、四级抗震等级和非抗震设计时不应小于楼层高度的1/25，且不应小于140mm。

有边框时，剪力墙的厚度不应小于墙体净高的1/30 ，且不应小于120mm ；无边框时，剪力墙的厚度不应小于楼层高度的1/25，且不应小于140mm。

C、剪力墙的配筋剪力墙厚度<200mm时，可单层配筋。

剪力墙厚度>=200mm时，应双层配筋。

山墙及相邻第一道内横墙，楼梯间或电梯间墙及内纵墙等都应双层配筋。

在剪力墙上往往需要开门窗或设备要求所需要的孔洞根据洞口的分布和大小的不同，可将剪力墙分为以下几类：整体剪力墙整体小开口墙联肢剪力墙多联单独剪力墙开有不规则大洞口的剪力墙（3）筒体体系①、特点：将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体，结构空间刚度极大，抗扭性能也好剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间，建筑平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商业建筑③、筒体结构的类型根据建筑高度不同，可采用不同筒体结构形式A、内筒体：将电梯井、楼体井、管道井、服务间等集中成为一个核心筒体。

B、外筒体：四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成---多孔墙体。

建筑物内部可不设剪力墙。

C、筒中筒：内筒体与外筒体相结合D、多筒体组合：根据建筑平面要求可采用：多重套筒，组合筒---几个筒体由楼板联合束筒---若干个筒体成束状结构，筒体可错落不齐。

A、内筒体利用四周外墙作为外筒体，形成外筒的墙是由外围间距较密的柱子与每层楼面处的身量刚性连接在一起组成矩形网格样子的墙体－－框架筒外围柱距：１．２２－３ｍ深梁高度：６０ｃｍ－１２２ｃｍ３０层以下大筒体—地震后连梁破坏,形成四个小筒体补充：巨型结构体系特点：超越一般结构概念，一般结构的截面尺寸与层高相关巨型结构：由两级结构组成第一级：结构超越楼层划分，形成跨越几个楼层的巨柱以及一层空间的巨梁巨型框架结构巨型桁架结构第二级：巨型框架或桁架间为一般框架结构（小型柱、梁与楼板）。

在巨型层底下，可设无柱大空间。

巨型结构外露与建筑立面相结合空间利用灵活施工速度快，巨型主框架施工后，各层可同时施工巨型框架---巨型开洞形成气流通道，减小风压高层建筑楼盖构造楼盖作用：水平划分空间；支撑重力荷载的结构构件；能传递水平力，保证各种抗侧力构件协同工作。

一、高层建筑楼盖结构形式1、肋梁楼盖2、无梁楼盖3、叠合板楼盖4、压型钢板组合楼盖1、肋梁楼盖肋梁楼盖由主梁、次梁和楼板组成。

楼板按施工方法可分：现浇板、预制板和装配整体式楼板楼板分单向板和双向板。

（L2/L1＜2，双向板，四边墙承重；L2/L1≥2，两边墙承重）传力路线：楼板次梁主梁柱或墙基础次梁的经济跨度为4～6m；主梁的经济跨度为5～8m。

当现浇板的肋距为0.9~1.5M时，称为密肋楼盖。

如井式楼盖。

在进行肋梁楼板的布置时应遵循以下原则：(1)承重构件，如柱、梁、墙等应有规律地布置，宜做到上下对齐。

(2)板上不宜布置较大的集中荷载，自重较大的隔墙和重大设备宜布置在梁上，梁应避免支承在门窗洞口上。

(3)满足经济要求。

井式楼盖井式楼板：当肋梁楼板两个方向的梁不分主次，高度相等，呈井字形。

井式楼板宜用于正方形平面，长短边之比小于等于l.5的矩形平面也可采用，梁的间距不超过3m 。

顶外露，易于装灯等修饰，适合门厅、食堂。

2、无梁楼盖无梁楼盖：当楼板不设梁，而将楼板直接支承在柱上。

可分有柱帽和无柱帽式。

优点：采用无梁楼板顶棚平整，提高室内净高。