结构选型与结构布置

⑥ 悬挂结构：将楼面 系统的荷载通过吊杆 传递到悬挂在竖立井 筒上的水平桁架上， 再由桁架传递到结构 直至基础的结构。 桁架：主要承受轴向力 的直杆在相应的节点上 连接成几何不变的格构 式的承重结构
图 香港汇丰银行大厦
（43层，高180m，悬挂结构）
⑦ 巨型结构： a定义：整幢结构用巨柱、巨梁、巨型支撑 等巨型杆件组成空间桁架，相邻立面的支 撑交会在角柱，形成巨型空间桁架结构。 b特点：材料尽量舒展、抗侧刚度大、满 足多种立面需求，分两级结构，第二级为 一般框架，只承受竖向荷载，并将其传递 给第一级。第一级结构承受全部水平荷载 和竖向荷载。巨型结构适用于超高层建筑 。
图
香港中国银行大厦
（71层，高369m，巨型钢桁架结构）
各类房屋的适用高度和高宽比：
（1） 适用高度 分A级高度和B级高度，B级高度允许的 高度比 A 级的高一些，但是在建筑结构的 规则性、结构抗震等级划分、作用效应计 算和构造措施方面的要求比 A 级也严一些。 具体规定见表。
表2.2 A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
① 多塔结构：底部相连、上部独立、多个高 层建筑的底部有一个连成整体的大裙房， 形成大底盘，即大底盘多塔结构。 裙房：也称裙楼，底部面积较上部面积大的 建筑。
② 连体结构：指的是除了裙房之外，两个或 者两个以上的塔楼之间带有连接体的结构
③ 带转换层的结构：
④ 带加强层结构
⑤ 错层结构 错层结构是指在建筑中同层楼板不在同一 高度,并且高差大于梁高(或大于500mm) 的结构类型。 美观、耳目一新、自然地理条件所限。
表2.3 B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
抗震设防 结构体系 非抗震 设计
170 6度 160 7度 140
8度
0.20g 120 0.30g 100
框架-剪力墙 剪力 墙 全部落地 剪力墙
180 150
220
170 140
210
150 120
180
130 100
140
110 80
120
适用范围：70m及以下建筑。
①框架结构不包括无剪力墙或井筒的板柱结构。 板柱结构的侧向刚度和抗震性能较差，不适宜 做高层建筑 。 井筒：主要应用于楼梯间或者电梯间，把楼梯 间或者电梯间做成井筒形式，作为主要抗侧力 构件，承担全部或大部分水平力，从而使框架 主要承担竖向荷载。 ②框架结构也不包括异形柱框架。 异形柱的概念以及特点是什么？ ③非抗震设计和6度抗震设防时,框架结构体系 房屋的高度不应超过24m,7度和8度抗震设防 时，允许高度更小。
5．其它结构
如多塔结构、连体结构、带转换层结构、带加 强层结构、错层结构等复杂结构。此外还有巨 型框架结构、巨型桁架结构、悬挂结构、高层 混合结构、带加强层结构、错层结构、多塔结 构、连体结构等。 巨型结构特点：分两级结构，第二级为一般框 架，只承受竖向荷载，并将其传递给第一级。 第一级结构承受全部水平荷载和竖向荷载。巨 型结构适用于超高层建筑。
⑤ 抗震设计时，除了底部短肢剪力墙按规范设 计外，其余各层短肢剪力墙的剪力设计值，一 、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2 ，以避免短肢剪力墙过早破坏。 ⑥ 抗震设计时，短肢剪力墙截面全部纵向钢筋 的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2％，其 他部位不宜小于1.0％。 ⑦ 短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。 ⑧ 7度和8度抗震设计时，短肢剪力墙宜设置翼 缘。一字型短肢剪力墙平面外不宜布置与之单 侧相交的楼面梁，以避免一字形短肢剪力墙平 面外丧失稳定性。


约旦一所水泥厂的筒中筒结构
② 框架核心筒结构 钢筋混凝土核心筒（主要抗侧结构）+ 周边框架（柱距较大）
③ 框筒框架结构： 外围为密柱框筒，内部为普通框架柱
④ 多重筒结构 两个以上的筒体互相包围其中 ⑤ 成束筒结构 由两个以Байду номын сангаас的框筒或其他筒体排列成束状。 称为成束筒
⑥ 多筒体结构 与成束筒相比，不单单是几个筒体平面上 挨在一起，每几个筒体的外侧也相连。
第2 章 高层结构的选型与布置
2.1 高层建筑结构设计的基本要求
高层建筑结构设计应注重概念设计，重视结构 选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗 风好且经济的结构体系，加强构造措施。在抗震设 计中，应保证结构的整体性能，使整个结构具有必 要的承载力、刚度和延性。结构应满足下列规定： 1.应具有必要的承载力、刚度和变形能力。 2.应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。 3.对可能的薄弱部位要采取加强措施。 4.结构选型与布置合理，避免局部突变和扭转。 5.宜具有多道抗震防线。
0.30g
35 80 80 50 90 100 40
框架 框架-剪力墙 剪 力 墙 筒 体 全部落地剪力 墙 部分框支剪力 墙 框架-核心筒 筒中筒 板柱-剪力墙
框支剪力墙： 指的是结构中的局部，部分剪力墙因建筑 要求不能落地，直接落在下层框架梁上， 再由框架梁将荷载传至框架柱上，这样的 梁就叫框支梁，柱就叫框支柱，上面的墙 就叫框支剪力墙。这是一个局部的概念， 因为结构中一般只有部分剪力墙会是框支 剪力墙，大部分剪力墙一般都会落地的。
抗震设防烈度 结构体系 非抗震 设计 70 150 150 130 160 200 110 6度 60 130 140 120 150 180 80 7度 50 120 120 100 130 150 70 8度 9度 -50 60 不应采 用 70 80 不应采 用
0.20g
40 100 100 80 100 120 55
⑤ 动力时程分析法： 时程分析法是对结构物的运动微分方程直 接进行逐步积分求解的一种动力分析方法 。由时程分析可得到各质点随时间变化的 位移、速度和加速度动力反应，并进而可 计算出构件内力的时程变化关系。由于此 法是对运动方程直接求解，又称直接动力 分析法。 由初始状态开始一步一步积分直到地震终 了，求出结构在地震作用下从静止到振动 以至达到最终状态的全过程。

注： ①转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层 的结构形式的转变或上部楼层到下部楼层 结构布置改变而设置的结构构件，如转换 梁、转换板等。 结构形式：木结构、砖混结构、钢筋混凝土 结构、钢结构等 结构布置：框架、剪力墙、框架剪力墙、筒 体等 ②转换层：设置转换构件的楼层，包括水平 结构构件及其以下的竖向结构构件。
2.2.2 竖向承重结构的形式及选用
1、框架结构 定义：由梁和柱为主要构件组成的承受竖 向和水平作用的结构，节点一般为刚性节 点。 刚性节点：结构在受力变形过程中梁柱夹 角保持不变或者变化很小

结构特点：
布置灵活； 可形成大的使用空间； 施工简便； 较经济； 抗侧刚度小，侧移大； 对支座不均匀沉降较敏感。
部分框支 剪力墙 框架-核心 筒 筒中筒
筒体
300
280
230
170
150
框架结构、板柱-剪力墙结构以及9度设防的各类结构，因研究成 果和工程经验尚显不足，未列入B级高层中。
a：异形柱：截面几何形状为L形、T形和十字 形，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱 （JGJ149-2006） b：异形柱结构应用于： 框架结构和框架-剪力墙结构 c：异形柱的柱截面（各肢截面）肢高肢厚比 ：截面高度与厚度之比，不大于4 d: 异形柱结构适用的最大高宽比：柱的高度 与截面宽度之比

2.2 高层建筑结构的选型
房屋结构可分成竖向结构、水平结构和底部结构。
2.2.1 高层结构的选型原则
根据房屋高度、高宽比、抗震设防类别、抗震 设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术等 因素考虑其适宜的结构体系。这个结构体系应 符合以下要求：
满足使用要求； 尽可能地与建筑形式相一致 （方形体育馆不用筒体结构）； 平面和立面型式规则，受力好， 有足够的承载力、刚度和延性； 施工简便； 经济合理。
③ 抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比剪 力墙的抗震等级提高一级，从构造上改善短 肢剪力墙的延性。 延性，物理术语，是指材料的结构、构件或 构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能 力或到达以后而承载能力还没有明显下降期 间的变形能力。举例来说，金、铜、铝等皆 属于有较高延性的材料。
④ 抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作 用下产生的轴力设计值和轴压比，抗震等级为一、二 、三级时分别不宜大于0.5、0.6、0.7；对无翼缘或 端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限制相应降低 0.1，以改善剪力墙的延性。
① 概念设计
相对于数值设计计算而定义的，对建 筑物的有利或者有害情况无法用数值 精确计算，只好通过调整结构布局、 调整建筑物高度来实现，即是一种非 量化的表现形式，是设计原则和设计 思想，不是具体的数值计算。 如简单、 规则、均匀、对称；又如强柱、弱梁、 节点更强等。
② 规则结构： 指体型规则、平面布置均匀、对称并具有 很好的抗扭刚度；竖向质量和刚度无突变 的结构。 ③承载力： 结构构件所能承受的最大内力或达到不适 于继续承载变形时的内力。 ④ 刚度： 构件抵抗变形的能力。在弹性范围内，刚 度是构件载荷与位移的比值，即引起单位 位移所需的力。刚度的倒数为柔度，即单 位力引起的位移。
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图2-3
3.框架-剪力墙结构
图2-4
特点：兼有框架结构和剪力墙结构二者的优点。 适用：150m以内的高层建筑。
4．筒体结构
特点：空间结构，刚度很大，受力好。 适用：超高层建筑。
① 筒中筒结构 内筒--钢筋剪力墙+连梁 外筒--密柱+裙梁 连梁：连接墙肢与墙肢，指的是两端与剪 力墙相连且跨高比小于5的梁。 裙梁：高层建筑筒体结构中，连接外筒柱 的梁。（高层建筑中，常取上下层窗之间 的高度作为裙梁高度，其刚度要比框架梁 的刚度大很多，也称窗裙梁）。