抗侧力结构与布置

2.缺点： 剪力墙间距不能太大，
平面布置不灵活，不能满 足公共建筑的使用要求；
多用于住宅或旅馆建筑；
结构自重大。
3.侧向变形：
剪力墙的侧移曲线呈弯曲 型（以弯曲变形为主，包 含剪切变形成分）。
剪 力 墙 结 构 的 平 面 布 置 举 例
2.3.2 结构布置要点
• 单片剪力墙为平面构件，双向布置，规则，对 称，间距3－8m（板跨限制）。剪力墙结构的 侧向刚度不宜过大。
• 较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为 均匀的若干墙段，
墙段之间宜采用弱连梁连接， 每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不
应小于2。 墙肢截面高度不宜大于8m。
• 应控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与 其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以 下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙的 不利影响。
第2章 抗侧力结构与布置
教学提示：本章介绍了高层建筑的重单体承与抗侧 力结构单元的主要类型及其组成的各种常用结构 体系，并对每种结构体系的特点作了相应的论述； 结合国家现行相关规范对各种结构体系的布置原 则作了比较系统地介绍，这些原则主要包括：房 屋结构的最大适用高度及高宽比限值、结构的平 面及竖向布置要求、变形缝的类型与设置、不规 则结构的类型与确定；重点介绍了结构的抗震等 级与抗震概念设计方面的内容，对高层建筑基础 也作了简要介绍。
2.2.1框架结构特点
1)建筑特点
框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可做 成需要较大空间的会议室、餐厅、办公室及工业 车间、实验室等，加隔墙后，也可做成小房间。 框架结构的构件主要是梁和柱，布置比较灵活; 外墙用非承重构件，可使立面设计灵活多变。
2)结构特点
• 构件截面惯性矩小，结构侧向刚度较低，侧向变形大
• 侧移由两部分组成：梁柱弯曲产生的剪切型变形，柱 轴向变形产生的弯曲型变形；侧移曲线呈剪切型。
2.2.2结构布置要点
• 平面结构按两个正交主轴布置，规则，对称。柱 距3－5m（小），7－8m（大），横向，纵向，双 向承重均可。
• 抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架，梁柱刚 结，保证整体性。
• 尺寸：柱网，梁截面一般不变，柱截面可调。
• 抗震的较 大值，当剪力墙高度超过150m时，其底部加强 部位的高度可取墙肢总高度的1/10；底部带转 换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位 的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度 及墙肢总高度的1/8二者的较大值。
优点：耗能力强，变形能力大，平面灵活，传力 明确
缺点：抗侧刚度小，变形大，高度受限
2.2.3 基础
框架单独柱基有下列情况之一时，宜沿两个 主轴方向设置基础系梁: 1)一级框架和IV类场地的二级框架; 2 )各柱基承受的重力荷载代表值差别较大; 3 )基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大; 4） 地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、 液化土层和严重不均匀土层; 5 ）桩基承台之间。
竖向分体系在传递整个恒载的同时，将 水平剪力传给基础。竖向分体系必须由 水平分体系联系在一起以便有更好的抗 弯和抗压曲能力。水平分体系作为竖向 分体系的横向支撑将其联接起来，减小 其计算长度并影响其侧向刚度及侧向稳 定性。竖向分体系的间距也影响水平分 体系的选型及布置。
• 建筑结构的基本构件有板、梁、柱、墙、筒体 和支撑等，基本构件或其组合如柱、墙、桁架、 框架、实腹筒、框筒等便是联系杆件和分体系 的“桥梁”，它是建筑结构基本的受力单元， 称作承重单体或抗侧力单元。
• 竖向承重单体或抗侧力结构单元是竖向或水平 分体系的基本组成部分，它们的抗力是高层建 筑结构分体系的抗力的基本组成单元。
• 高层建筑的抗侧力结构也就尤为重要了，这就 要求结构工程师在设计高层建筑结构时认真选 择结构体系并布置好结构的抗侧力单元。
2.2框架结构
当采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重 结构，并同时承受水平荷载时，称其为框架结构 体系。它适用于多层及高度不大的高层建筑。
• 框架梁、柱中心线宜重合。
• 楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处，因 为单元角部扭转应力大，受力复杂，容易造成破 坏。
• 框架刚度沿高度不宜突变，以免造成薄弱层。
• 同一结构单元宜将框架梁设置在同一标高处， 尽可能不采用复式框架，避免出现错层和夹层， 造成短柱破坏。
• 框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体 墙承重之混合形式。框架结构中的楼、电梯间 及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等， 应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。
2.2.4典型框架柱网布置举例
典型框架柱网布置（一）
框架结构柱网布置举例
典型框架柱网布置（二）
框架结构柱网布置举例
典型框架柱网布置（三）
框架结构柱网布置举例
2.3剪力墙结构
• 用钢筋混凝土剪力墙承受竖向荷载并抵抗侧向力 的结构，称为剪力墙结构。
2.3.1剪力墙结构特点 1.优点
侧向刚度大、空间整体性好、抗震性能好； 用钢量较省； 房间不露梁柱，整齐美观； 可以做成平面比较复杂、体形优美的建筑物；
减小梁端部弯矩对墙不利影响的措施：
1） 沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙， 抵抗该墙肢平面外弯矩；
2 ）当不能设置与梁轴线方向相连的剪力 墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁 柱宜按计算确定截面及配筋；
3 ）当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相 交处设置暗柱，并宜按计算确定配筋；
4 ）必要时，剪力墙内可设置型钢。
• 剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。
• 剪力墙的门窗洞口宜成列上下对齐布置，形成 明确的墙肢和连梁。宜避免使墙肢刚度相差悬 殊的洞口设置。抗震设计时，一、二、三级抗 震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙； 一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠 合错洞墙。
联肢墙
错洞墙
叠合错洞墙
• 截面宜简单，规则，I,L,T型等较好
教学要求：
• 了解水平力对结构内力及变形影响， • 熟悉不同结构体系的特点及适用范围， • 熟悉结构总体布置的原则， • 了解各种结构缝的处理， • 地基基础选型。
2.1 高层建筑的承重单体与抗侧
力结构单元
建筑结构的作用是承受建筑及结构本身 的重量以及其它多种多样的荷载和作用， 它是一个空间的结构整体。一般来说， 建筑的上部结构由水平分体系和竖向分 体系组成。水平分体系在能够承受局部 竖向荷载作用的同时，尚需承受水平荷 载并把荷载传给竖向分体系并保持其界 面的结合形状。