1高层结构体系

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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
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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

超高层建筑的结构体系

1 回顾我们对超高层的定义进行了总结，根据CTBUH的定义，将300米以上的建筑定位为超高层建筑（Supertall），将600m以上的建筑定位超级高层建筑（M egatall）。

我们将超高层建筑结构体系主要划分为筒体结构、束筒结构、筒中筒结构、框架-核心筒结构、巨型结构、连体结构和其它一些新型结构体系等。

图1 超高层结构的体系分类我们在上一篇中着重分享了筒体（框筒、支撑筒以及斜交网格筒体）结构体系的特点及案例，在本篇中主要着重分享关于束筒和筒中筒（框筒-核心筒、支撑筒-核心筒以及斜交网格筒-核心筒）结构体系的受力特点及案例。

2束筒结构(Bundled Tube)束筒可以认为是由一组筒体组成的结构，这些筒体由共用的内筒壁相互连接以形成一个多孔的多格筒体。

在这个筒体中，水平剪力主要由平行于水平荷载方向的腹板框架来承担，而倾覆力矩则主要由垂直于水平荷载方向的翼缘框架来承担。

并且，筒体的各个筒格可在不同的高度任意截断而不削弱结构的整体性。

各个筒格所形成的封闭筒体在建筑体型收进后，仍具有较好的抗扭性能。

图2 由半圆筒体和矩形筒体组成的束筒结构束筒是在框筒的基础上发展而来。

对于框筒结构，由于剪力滞后的负面影响，较大的平面尺寸中间位置的结构不能充分参与到结构抗侧中去，这也是限制框筒结构适用高度的一个主要原因。

如果利用框筒结构来设计更高的超高层建筑，可能需要采用更小的柱距来减小剪力滞后的不利影响，例如410m高的纽约世贸中心双子塔的柱距达到了惊人的1m左右，即使这么小的柱距依然呈现出明显的剪力滞后效应。

图3 世贸中心双子塔框筒的剪力滞后效应提出筒体结构体系的Fazlur博士在指导学生的论文时发现，如果利用通长的剪力墙将框筒长边一分为三时，由于隔板剪力墙的协同作用，大尺寸筒体的剪力滞后效应明显降低了，其抗侧刚度也可以得到大幅提升。

图4 束筒结构的原型如果横隔剪力墙可以有效降低长边的剪力滞后效应，那么对于大尺寸的框筒结构，在两个方向都引入横隔剪力墙，必然可以提高大尺寸框筒的整体空间作用。

高层建筑的结构体系ppt课件

B、构造的优缺陷：优点：
①建筑平面布置灵敏，分隔方便； ②施工简便，设计合理时构造有较好的塑性变形才干； ③外墙采用轻质填充资料时，构造自重小。
缺陷：侧向刚度小，抵抗侧向变形才干差。限制了框架构造的建造高度。
C、构造的位移特征：框架构造在程度力作用下的受力变形特点：侧移两部分组成：梁柱弯曲变形产生的侧移和柱轴向变形产生的。程度荷载作用下，框架梁柱中的内力有弯矩、剪力和轴力，在弯矩作用下，梁柱发生弯曲，且有反弯点，梁柱弯曲引起框架的整体侧向位移。框架构造下部的梁柱内力大，层间变形大，愈到上部层间变形愈小，框架的整体变形呈现剪切型。
剪力墙间距〔m〕(取较小值)
表2－1
抗震设防烈度
楼、屋盖类型
非抗震设计
6度、7度
8度
9度
现浇
5.0B，60
4.0B，50
3.0B，40
2.0B，30
装配整体
3.5B，50
3.0B，40
2.5B，30
－
注：1.B为楼面宽度，单位为“m〞； 2.现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可以作为现浇板思索。
框架－剪力墙构造体系中，剪力墙布置应留意以下几点：〔分散、均匀、对称、上下贯穿、带翼缘〕
筒体构造
巨型框架构造
框架-筒体构造
筒中筒构造成束筒构造
2.2.3 高层建筑竖向承重构造的选型 •1、框竖架向构造承体重系构造的类型及特点
• 剪力墙构造体系 • 框架－剪力墙〔框架－筒体〕构造体系 • 筒中筒构造体系 • 多筒体系——成束筒和巨型框架
• 框架构造体系
A、构造构成框架：梁和柱刚结而成的平面构造体系。框架接受构造的竖向和程度作用，称为框架构造体系。从施工方面看，可以是整表达浇也可以是装配式或装配整体式。

一类高层建筑的定义

一类高层建筑的定义一、一类高层建筑的定义一类高层建筑，顾名思义，是指按照我国《建筑设计规范》GB50016-2014的规定，建筑高度在24米及以上，且按照功能、用途、建筑形式等分类中，具有较高风险的建筑。

这类建筑主要包括住宅、办公、商业、文化、教育等用途，以及重要公共设施如医院、体育馆等。

二、一类高层建筑的特点1.高度较高：一类高层建筑的建筑高度一般在24米以上，部分地区甚至超过100米，给人以视觉上的震撼。

2.功能复杂：一类高层建筑往往包含多个功能区，如住宅、办公、商业等，满足不同人群的需求。

3.结构先进：为应对高风压、地震等自然灾害，一类高层建筑采用先进的结构体系，如钢结构、钢筋混凝土结构等。

4.设施齐全：一类高层建筑内设有消防、电梯、供暖、供电、给排水等设施，保障居民生活和商务活动的顺利进行。

三、一类高层建筑的安全标准一类高层建筑在设计和施工过程中，要严格遵守国家相关规范和标准，确保建筑的安全性。

这些标准包括：1.结构安全：建筑结构应具备足够的抗风、抗震等能力，保证在自然灾害发生时，建筑不致倒塌。

2.防火安全：建筑材料应具备良好的防火性能，消防设施应齐全、有效，确保火灾发生时能迅速扑灭火源。

3.安全疏散：建筑内应设置合理的疏散通道，保障人员在火灾、地震等紧急情况下能迅速撤离。

4.设备安全：建筑内的电梯、供电、供水等设施应定期检修，确保正常运行。

四、一类高层建筑的适用范围一类高层建筑主要适用于以下场景：1.城市住宅：作为城市住宅，一类高层建筑能为居民提供舒适的居住环境。

2.商业办公：一类高层建筑适合作为商业办公场所，满足企业办公、商务洽谈等需求。

3.文化教育：如博物馆、图书馆、学校等文化教育机构，一类高层建筑能提供宽敞、舒适的学习环境。

4.公共设施：如医院、体育馆等重要公共设施，一类高层建筑能满足特定群体的需求。

五、我国一类高层建筑的发展现状与趋势近年来，我国一类高层建筑发展迅速，不仅在一线城市广泛应用，二三线城市也在逐步推广。

高层建筑结构设计特点及其体系

高层建筑结构设计特点及其体系
高层建筑结构设计特点包括：
1、建筑结构受限材料：高层建筑结构设计要求使用较轻质而且具有高强度的受限材料，如钢筋混凝土，钢结构等；
2、建筑结构受限条件：高层建筑要满足建筑本身的结构受限条件，特别是地震动力和受力状况；
3、建筑结构受限原则：为了满足建筑的高层结构，应当采用多层次的技术原则，它们分别是力学原理、结构几何原则、计算机技术等；
4、建筑结构体系：建筑结构体系包括主体结构、防火与抗震结构、外墙框架结构等，要充分考虑建筑结构的加固，使结构具有良好的复合性和可靠性，并考虑外部负荷和抗火性能；
5、结构设计思路：在设计高层建筑结构时，应充分考虑建筑物的重量，以及土木与气象等外部负荷，并结合结构的受力特性和性能，制定结构的合理规范。

010高层结构选型

高层结构体系和选型1．高层民用建筑钢结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别和施工技术条件等因素考虑其适宜的钢结构体系高层民用建筑钢结构采用的结构体系有：框架、框架-支撑体系、框架-延性墙板体系、筒体和巨型框架体系。

这里所说的框架是具有抗弯能力的钢框架；框架-支撑体系中的支撑在设计中可采用中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑；框架-延性墙板体系中的延性墙板主要指钢板剪力墙、无粘结内藏钢板支撑剪力墙板和内嵌竖缝混凝土剪力墙板等。

筒体体系包括框筒、筒中筒、桁架筒、束筒，这些筒体采用钢结构容易实现。

巨型框架主要是由巨型柱和巨型梁(桁架)组成的结构。

2．将框架-偏心支撑(延性墙板)单列，有利于促进它的推广应用。

筒体和巨型框架以及框架-偏心支撑的适用最大高度，与国内现有建筑已达到的高度相比是保守的。

AISC 抗震规程对C抗震等级(大致相当于我国0．10g以下)的结构，不要求执行规定的抗震构造措施，明显放宽。

据此，有必要对7度按设计加速度划分。

对8度也按设计加速度作了划分。

对框架柱在附注中列明为全钢柱和钢管混凝土柱两种，以适合钢结构设计的需要。

3．高层民用建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制；在结构设计满足本规程规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本要求后，仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的，主要影响结构设计的经济性98规程建议的高宽比限值参考了20世纪国外主要超高层建筑，本次根据发展情况作了相应修订。

同时为方便大底盘高层民用建筑钢结构高宽比的计算，规定了底部有大底盘的房屋高度取法。

设计人员可根据大底盘的实际情况合理确定。

4．本条按房屋高度和设防烈度给出了高层民用建筑钢结构房屋的结构选型要求。

本次修订又增加了高层民用建筑钢结构不应采用单跨框架结构的要求。

高层建筑结构的抗侧力体系

高层建筑结构的抗侧力体系1. 框架结构框架结构体系是由梁和柱在节点区通过刚性连接构成的结构体系（图2-2）。

构件材料一般为钢筋混凝土、型钢混凝土或结构钢。

框架结构的建筑特点是：空间布置灵活，使用方便，常用于商场、办公楼、综合楼。

框架结构的结构特点是：梁与柱节点是刚性连接，即梁与柱之间除传递剪力和轴力外，必须保证弯矩的传递。

结构计算时，该节点假定为理想刚性。

因此，节点的转动刚度与柱的抗侧刚度决定着框架结构的主要抗侧能力。

与后续介绍的几种结构体系相比，框架结构抗侧刚度小，楼层水平水平位移大，对支座不均匀沉降比较敏感。

a)b) 图2-2 框架结构体系a)框架结构平面示意图 b)框架结构立面示意图框架节点区内力集中，是关系到结构整体安全的关键部位。

震害表明，节点破坏常导致结构整体倒塌。

因为节点破坏导致结构传递水平荷载的能力迅速下降，侧移增大，从而导致框架柱在竖向荷载下重力二阶矩（P-Δ效应）激增，楼层柱端弯矩激增，随即导致局部倒塌，同一楼层发生同方向的侧移结果导致该层结构倒塌，并可能发生连续性的整体倒塌。

因此，在框架结构中，应确保节点的强度和刚度高于梁和柱的要求。

一般情况下，纯框架结构的高层建筑总高度在50米左右，水平荷载下结构的整体变形为剪切型变形，即下部楼层的层间水平位移大于上部楼层的层间水平框架柱位移（见图2-3）。

随着楼层的高宽比（建筑物大屋面高度H与建筑物平面短边B之比）的增大，框架结构在水平风荷载作用下也表现出一定的整体弯曲变形形式。

由于框架结构抗侧刚度相对较小，因此对于填充墙或其他非结构构件，需要考虑其变形能力可适应框架结构变形的要求，以免造成在水平荷载作用下填充墙或其他非结构构件的破坏。

图2-3 框架结构在水平荷载下的变形特征2. 剪力墙结构剪力墙结构体系是指结构由纵横方向的墙体承担主要的水平和竖向荷载的结构体系。

不同的材料均可构成墙体结构，如常见的钢筋混凝土剪力墙结构。

另外型钢混凝土墙体、钢板混凝土墙体，以及配筋砌块墙体或正交胶合木（Cross-Laminated Timber，CLT）均为剪力墙结构体系。

高层建筑的结构体系包括框架结构剪力墙结构、框架支撑(延性墙板) 结构剪力墙结构简体结构口型结构等

总结收获和心得体会高层建筑的结构体系是指巫担由恒载和活载产生的紧向荷载、抵抗由风产生的水平荷载及由地震产生的水平作用及竖向作用的骨架。

结构体系由水平构件和紧向构件组成，有的结构体系中还有斜向构件，即支撑。

水平构件包括梁、连梁和楼板，梁和楼板组成楼(屋)盖;竖向构件包括柱和墙肢。

作用在楼板上的竖向荷载传至梁，再传至柱、墙、支撑，或由楼板直接传至柱、墙、支撑，最后传至基础和地基。

作用在房屋建筑上的水平荷载也是通过水平构件传至竖向构件，最后传至基础和地基。

高层建筑的结构体系包括框架结构、框架剪力墙结构、框架支撑(延性墙板) 结构、剪力墙结构、简体结构、口型结>构等。

不同结构体系的受力性能各有特点，其最大的适用高度各不相同。

随着建筑高度的不断发展，高层建筑结构体系也在不断发展、创新，在积累工程经验和科研成果的基础上，逐渐形成更加高效的抗侧力结构体系。

框架结构（例如老区工科实训中心）在2020年10月7日马超老师带着我们考察工科实训中心，正如书上所说，由梁、柱组成的结构单元称为框架;竖向荷载和水平荷载(或水平作用)全部由若干榀框架承担的结构体系，称为框架结构。

框架梁、柱可以分别采用钢、钢筋混凝土和型钢_混凝土，框架柱还可以采用圆钢管混凝土、方钢管混凝土、矩形钢管混凝土。

框架结构可以是4~6m的小柱距，也可以是7~ 10m的大柱距，采用钢梁混凝土组合楼盖时，柱距可以大一些框架结构的建筑平面布置灵活，可以用非承重墙分隔空间，以适应不同使用功能的需求。

框架结构适用于办公楼、教室、商场等房屋建筑。

己框架结构构件类型少，设计、计算、施工相对其他结构类型比较简单，我国很多早期的高层建筑采用框架结构，例如，北京的民族饭店、民航大楼、清华大学主楼等，这些建筑的高度都不大，不超过15层。

总结收获：1，墙角处钢筋钢筋是深入墙体内起拉结作用的，顶上地上是构造柱锚固钢筋。

2，防潮砖防潮地砖可分为两种,一种是表面上釉的釉面砖,另一种是表面不上釉的通体砖,前者虽然在吸水率方面有高有低,但都是吸水的,而后者是正面和反面的材质和色泽一致的、不吸水的。

高层建筑结构

（2）风压高度变化系数uz
4.3.2风荷载
b.位于山区的高层建筑，其风压高度变化系数按照平坦地面的粗糙度类别由于表 4-6确定外，尚应按照现行国家标准《荷载规范》的有关规定，考虑地形条件加以修正。
(3)风荷载体形系数us
风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表不同体型建筑物表面风力的大小。当风流经过建筑物时，通常在迎风由产生压力(此时风荷载体型系数用+表示)，在侧风面及背风面产生吸力(此时风荷载体型系数用-表示)。风压值沿建筑物表面的分布并不均匀，迎风面的风压力在建筑物的中部最大，侧风向和背风面的风吸力在建筑物的角区最大。风荷载体型系数与高层建筑的体型、平面尺寸、表面状况和房屋高宽比等因素有关。
4.3.3地震作用
4.3.3地震作用
4.3.3地震作用
二、设计反应谱
工程抗震设计是针对未来可能遭遇的地震设防的，因此，由过去某次已经发生的地震动记录得出的反应谱实际意义不大。国家组织专家经过对我国历史上的所有地震资料的专题研究，提出能利用抗震计算、曲线形状又相对简单的反应谱曲线，这就是设计反应谱。图4-7是我国《抗震规范》以地震影响系数形式给出的设计反应谱。也称为《抗震规范》反应谱曲线。
4.1.1高层建筑结构受力特点
4.1.2正常使用条件下水平位移的限制
在正常使用条件下，应使高层建筑处于弹性状态。《高层规程》对楼层层间最大位移与层高之比Δu /h小作出了以下规定： (1)高度不大于150 m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比Δu ／h，不宜大于表4-1中的数值。
4.1.2正常使用条件下水平位移的限制
钢筋混凝土筒体结构体系中的筒体主要有核心筒和框筒。 1、核心筒核心筒一般由布置在电梯间、楼梯间及没备管线井道四周的钢筋混凝土墙所组成。为底端固定、顶端自由、竖向放置的薄壁筒状结构，其水平截面为单孔或多孔的箱形截面，如图4-3所示。

高层建筑结构体系

高层建筑结构体系一，框架结构体系与多层框架结构体系相似，高层建筑中框架结构体系也由，横向框架所组成，形成空间框架结构体系，以承受竖向荷载和水平力的作用。

优点：框架结构具有布置灵活，造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅，餐厅等。

框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。

缺点：但框架结构构件断面尺寸较小，结构的抗侧刚度较小，水平位移大，在地震作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏，因此其建设高度受到限制，一般在非地震区不宜超过60m，在地震区不宜超过50m。

二，剪力墙结构体系剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，剪力墙既能承受竖向荷载，又能承受水平力。

一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽大十几米或更大，高达几十米以上。

而它的厚度侧很薄，一般为160——300mm，较厚的可达500mm。

剪力墙结构常被用于高层住宅和旅馆建筑中，因为这类建筑物的隔墙位置较为固定。

三，框架剪力墙结构框架剪力墙结构体系是由于框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。

它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，即可使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高度建筑提供足够的抗侧刚度。

因而在实际工程中被广泛应用。

四，筒体结构筒体结构体系包括框筒结构，筒中筒结构，框架核心筒结构，多重筒结构和束筒结构等。

1，框筒结构框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。

为保证翼缘框架在抵抗侧向荷载中的作用。

以充分发挥筒的空间工作性能，一般要求墙面上窗洞面积不宜大于墙面总面积的50%，周边柱轴线间距为2.0——3.0m，不宜大于4.5m，窗裙梁截面高度一般为0.6——1.2m，截面宽度为0.3——0.5m，整个结构的高宽比宜大于3，结构平面的长宽比不宜大于2。

为减少楼盖结构的内力和绕度，中间往往要布置一些柱子，以承受楼面竖向荷载，如图2，筒中筒结构在高层建筑中，往往有一定数量的电梯间或楼梯间，及设备井道，这时可把电梯间，楼梯间及设备井道的墙布置成钢筋混凝土墙，它既可以承受竖向荷载，又可承受水平力作用。

高层钢结构结构体系

各层楼盖协调的结果，使框架—支撑体系的侧移曲线，介于单独框架和单独支撑的侧移曲线之间。从而使支撑的顶点侧移和顶点最大层间侧移角得以减小；同时也使得框架下部的最大层间侧移角减小(图21．3．1b)。
在框架—支撑体系中，框架和支撑之间，不仅有连系梁，更重要的是有各楼盖将他们连为一体。因为各层楼盖沿水平方向的刚度很大，框架和支撑不再能自由地单独变形，两者的侧移曲线由各层楼盖将其协调一致，变成一条共同的侧移曲线(图21．3 剪力墙板
2．框架—支撑框架结构体系
框架—支撑框架结构就是在框架的一跨或几跨沿竖向布置支撑而构成，其中支撑桁架部分起着类似于框架—剪力墙结构中剪力墙的作用。在水平作用下，支撑桁架部分中支撑构件只承受拉、压轴向力，这种结构形式无论是从承载力或变形的角度看，都是十分有效的。与纯框架结构相比，这种结构形式大大提高了结构的抗侧力刚度。支撑在水平荷载作用下所产生的侧移，主要是由其杆件的轴向拉伸或压缩变形引起的。与杆件的剪弯刚度相比较，杆件的轴向变形刚度要大得多。也就是说，支撑的抗侧力刚度相对于框架的抗侧力刚度要大得多。就钢支撑的布置而言．可分为中心支撑(CBF)和偏心支撑(EBF)两大类。
3 高层建筑钢结构的结构体系目前，高层建筑钢结构的主要结构体系有钢框架、钢框架—抗剪结构、带水平加强层的钢框架—支撑桁架结构、巨型结构、筒体结构等结构体系，下面就这些结构体系的不同特点来分别讨论。
21．3．1 钢框架结构体系
框架结构体系是指，沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧向力的主要构件所构成的结构体系。
01
由于框架体系能够提供较大的内部使用空间，因而建筑布置灵活。此外，框架的杆件类型少，构造简单，施工周期短。所以，对层数不太多的高层结构来说，框架体系是一种应用比较广泛的结构体系。

高层建筑的结构体系

高层建筑的结构体系关键信息项：1、高层建筑结构体系的类型框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构筒体结构巨型结构2、结构体系的特点承载能力抗震性能空间利用效率施工难度建筑成本3、设计要求风荷载考虑地震作用计算基础设计变形控制4、材料选择钢材混凝土组合材料5、施工注意事项施工顺序质量控制要点安全保障措施11 高层建筑结构体系的类型111 框架结构框架结构是由梁和柱通过节点连接组成的结构体系。

其主要特点是建筑平面布置灵活，可提供较大的室内空间。

然而，框架结构的侧向刚度相对较小，在水平荷载作用下（如风荷载和地震作用），变形较大。

112 剪力墙结构剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成，主要承受水平和竖向荷载。

剪力墙结构具有较大的侧向刚度，能够有效抵抗水平荷载，但室内空间布局相对不够灵活。

113 框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。

在框架结构中布置一定数量的剪力墙，使得结构在具有一定灵活性的同时，也具备较好的抗侧力性能。

114 筒体结构筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式。

筒体结构具有非常大的侧向刚度和承载能力，适用于超高层建筑。

115 巨型结构巨型结构是由大型构件组成的主结构与常规结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系，具有独特的力学性能和建筑造型优势。

12 结构体系的特点121 承载能力不同的结构体系在承载竖向荷载方面具有不同的能力。

框架结构主要通过梁和柱传递竖向荷载，剪力墙结构和筒体结构则能够承担更大的竖向荷载。

122 抗震性能结构体系的抗震性能是高层建筑设计中的重要考虑因素。

剪力墙结构和筒体结构由于其较大的侧向刚度，在地震作用下的变形相对较小，抗震性能较好。

123 空间利用效率框架结构和框架剪力墙结构在空间布局上较为灵活，能够满足多样化的功能需求；而剪力墙结构和筒体结构由于墙体的布置，可能会对室内空间的利用产生一定限制。

124 施工难度不同结构体系的施工工艺和难度有所不同。

简述高层建筑的结构体系种类

简述高层建筑的结构体系种类高层建筑是城市发展中重要的组成部分，其结构体系的设计与选择对于建筑的稳定性、安全性和经济性具有重要影响。

根据不同的建筑需求和设计要求，高层建筑的结构体系可以分为多种类型。

1. 框架结构框架结构是高层建筑中最常见的结构体系之一。

它由柱、梁和框架组成，形成一个空间刚性结构。

框架结构可以分为钢框架和混凝土框架两种类型。

钢框架结构适用于大跨度和较高的建筑，具有自重轻、施工周期短等优点；混凝土框架结构适用于中小跨度的建筑，具有良好的抗震性能和耐久性。

2. 空心管结构空心管结构是一种以空心管柱作为主要承载构件的结构体系。

它能够有效减小建筑物的自重，提高抗震性能。

空心管结构可以分为钢管混凝土结构和钢管结构两种类型。

钢管混凝土结构利用钢管与混凝土的组合优势，兼具钢管的刚性和混凝土的耐久性；钢管结构则通过钢管的高强度和轻量化特点，提高结构的抗震性能。

3. 筒体结构筒体结构是一种以筒体作为主要承载构件的结构体系。

筒体结构在形式上类似于一个立式圆筒，具有良好的垂直承载能力和抗震性能。

筒体结构适用于高层建筑的核心区域，能够有效分担建筑物的重力和水平荷载。

4. 桁架结构桁架结构是一种由杆件和节点组成的网格结构体系。

它具有良好的刚性和稳定性，适用于大跨度和特殊形状的高层建筑。

桁架结构可以分为钢桁架和混凝土桁架两种类型。

钢桁架结构具有轻量化、施工快速等优点；混凝土桁架结构具有较好的耐久性和抗震性能。

5. 剪力墙结构剪力墙结构是一种以剪力墙作为主要抗侧力构件的结构体系。

剪力墙通过设置在建筑中心或周边的墙体来承担水平荷载，并将其传递到地基。

剪力墙结构具有较好的抗震性能和刚性，适用于中小跨度的高层建筑。

6. 组合结构组合结构是一种将多种结构体系进行组合的结构形式。

通过合理组合不同的结构体系，可以充分发挥各自的优势，提高建筑的整体性能。

常见的组合结构包括框架-筒体结构、框架-剪力墙结构等。

高层建筑的结构体系种类多样，每种结构体系都有适用的场景和优势。

高层建筑的四大结构体系

高层建筑的四大结构体系目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。

一、框架结构体系：框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。

由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。

一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。

钢筋混凝土框架按施工方法的不同。

又可分为：①梁、板、柱全部现场浇筑的全现浇框架；②楼板预制，梁、柱现场浇筑的部分现浇框架；③梁、板预制，柱现场浇筑的半装配式框架；④梁、板、柱全部预制的全装配式框架。

优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。

缺点：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。

适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。

由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。

二、剪力墙结构体系在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分隔构件。

优点：由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。

历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。

缺点：剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。

简述高层建筑结构体系

简述高层建筑结构体系摘要：随着新时代的到来，高层建筑已经成为当代建筑领域不可或缺的一部分。

众所周知，随着建筑物的增高，我们的施工难度也在成比例的上升。

我们需要考虑的因素也就随之增多。

在高层建筑中，我们不仅仅需要维持结构的稳定性，而且我们需要考虑更多的不确定因素，像风荷载，地震作用，以及他的竖向交通等等。

当存在高层建筑群的时候，在旁边新建的高层或者普通建筑物就需要考虑土方工程对其建筑群结构的影响。

那么，在这样复杂的条件下，怎样的结构体系才符合实际的需求。

关键词：高层结构；高层结构的抗震设计；结构设计.引言：在现在的生活中，高层建筑羽超高层建筑的发展正日益兴旺，相比较下，与传统结构不大相同的，高层建筑与超高层建筑在结构上是有着明显的差别。

例如：普通的砖混结构与高层建筑结构的差别，不仅仅表现在设计上，更重要的是其结构的差别。

因为考虑因素的增加，因此结构的复杂性也随之增长。

由于人们的居住需求与审美的改变，这就使得高层建筑变得更加复杂化。

1高层建筑结构高层建筑结构受力特点最主要是在两个部分，第一个就是高层建筑自己本身受重力影响而产生的对于建筑基础的负荷，另一部分就是来自于建筑物外部所施加的作用力，其中，这些作用力主要是水平方向，例如地震力、风力等等。

高层建筑结构体系主要是包括四大结构，不同类型的框架结构，有着不同的架构形式，因而导致其优缺点各有不同。

（一）框架结构。

框架结构的主要受力部分是建筑的支柱和梁，结构基础是用来承受整体受力的，三个结合起来构成了高层建筑的承重结构，楼板则是用于力的传递。

其主要特点是建筑内部的空间是比较大的，建筑的立面处理是相对容易的，楼板的平面布置也是灵活方便的，受力特点主要是在侧向刚度比较小，但是如果建筑的层数比较多，在受到水平方向的负荷时候侧移量比较大，很不利于建筑的稳定性，因此，框架结构有其相对的局限性。

（二）剪刀结构。

剪刀结构的特点是整个建筑所受到的所有力，包括自己本身的承重和外部水平方向或是垂直方向的载荷，全部是有建筑墙体所承重的承受的，因此，剪刀结构在力的传导方面来说直接、均匀，不会产生什么冲突。

高层结构系统

2.竖向构件的布置， • 尽量使竖向构件在垂应直荷载作用下的压应力水平接近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移。这点同样可以应用于基础设计，• 注意使基要础反力水平接近、刚度均匀。当然竖向构件在垂直荷载下压应力水平( • 轴压比：竖即向构件组合设计压应力与该构件载面砼设计强度之比) • 对的一致是不可能的，• 绝
结构系统
赵维学
一、高层建筑结构体系的多样性 (一) 主体结构体系的多样性高层办公综合楼建筑的主体结构体系具有多样性，迄今为止主要有：框架、• 架剪力墙、剪力墙、框筒体、筒中筒、束筒、筒框(筒体稀柱框架结构的简称)、• 支撑或带刚臂(刚性加强层的简称)的筒带框、巨形支撑等等。一幢高层建筑的主体结构可以由其中的某一个体系单独构成，也可以由其中的某二个甚至三个体系按不同比例组合而成。

国内外这种主体结构的转换已有大量成功的工程实例，事实证明，• 些必要的转换这不仅具备建筑的合理性也具备结构的可行性，关键在于建筑师、• 构工程师密切的结配合和精心的设计。

(二) 结构空间的渗透由于建筑造型和建筑功能的需要，某些高层办公楼、高层酒店建筑中，有时需• 设置几层高、甚要至通高的共享空间，有时需要局部设有几层通高的绿化空间，相应部分的楼盖被抽空，• 常高层通建筑结构中基本常用的设计假定──刚性楼盖假定• 以实现，甚至使部分结构形成长、短柱，结难构受力比较复杂。

不对称的建筑如平面形状复杂的Ｌ型、Ｔ型、ㄣ型等高层建筑，• 电梯间偏于平面楼一侧或一角的高层建筑等，内含结构的基本对称仍是有可能实现的。• 主要取决于这结构工程师结合建筑平面的功能和需要进行合理的结构布置，如筒体、• 力墙的合剪理布置，可以设法调整结构的刚心与建筑物质心、平面的形心尽量接近，• 而实现从结构的基本对称。

高层建筑结构思考题

《高层建筑结构》课程思考题1．高层建筑结构体系主要有哪些？试述各体系的组成、主要优缺点、基本受力变形特点及适用范围。

答：主要结构体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系，筒体结构体系。

①框架结构体系：结构全部由梁柱组成。

优点：建筑平面布置灵活，可以做成大空间，使用灵活，延性好，自重轻，节省材料。

缺点：框架结构的侧向刚度小，侧向变形大，框架结构使用高度有所限制。

框架结构在水平作用下的侧移由两部分组成:第一部分侧移由梁柱的弯矩变形产生，柱和梁都有反弯点，形成侧向变形。

框架下部的梁柱内力大，层间变形大，往上部去变形愈来愈小。

第二部分是由柱的轴向变形产生，柱的拉伸和压缩使结构出现侧移。

这些变形在柱的上部比较大，下部比较小，使结构呈现弯曲型变形。

框架结构体系适用于非抗震地区和层数较少的建筑，建筑高度不要太高，一般15-20层以下为宜。

②剪力墙结构体系：建筑物墙体作为沉重竖向荷载和水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。

优点：整体性好，刚度大，侧向变形较小，抗震效果好。

缺点：剪力墙的间距不能太大，平面布置不灵活，结构自重较大。

剪力墙是一个受弯矩为主的悬臂墙，侧向变形是弯曲型。

剪力墙结构体系在非地震区和地震区的高层建筑中都得到广泛使用，10-30层的住宅及旅馆也可以使用剪力墙结构体系。

③框架-剪力墙结构体系：把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。

优点：兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，提供较大的空间，有较大的刚度和较强的抗震能力。

缺点：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。

框架剪力墙中的剪力墙是抗侧力的主体，框架则是承受竖向荷载的主体。

框架本身在水平荷载下呈剪切型变形，剪力墙呈弯曲型变形。

两者通过楼板协同工作，共同抵抗水平荷载。

主要适用于25层以下的房屋，最高不宜超过30层；地震区的五层以上的工业厂房；这种体系用于旅馆、公寓、住宅等建筑最为适宜。