高层建筑结构体系

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(共110层, 高443米,加 上天线达500 米)
多束筒体结 构具有良好 的抗扭性能, 各柱的内力 分布比较均 匀,能很好 地用于地震 地区。
筒体结构设计要点
筒体结构的布置
3550 4200
*框架-筒体结构的布置类似于框架-剪力墙结构 *筒中筒结构宜采用对称平面,优先采用圆形、正方形平面
*采用矩形平面的长宽比不宜大于2,当矩形平 面长宽比大于2时,宜在平面内另设剪力墙或柱 距较小的框架将筒体划分为若干个筒,各筒之间 的刚度不宜相差太大
剪力墙
*剪力墙宜贯通建筑物全高,厚度随高度逐
渐减薄,避免刚度突然变化
框架
6×7500=45000
7500
7500
5200 6800 5200 550 4350 5200 4350 550 5200 6800 5200
框架-剪力墙结构设计要点
框架-剪力墙的结构布置
*框架-剪力墙结构中的楼面结构是框架和剪力墙能协同工作的基础, 应优先采用现浇楼面
*落地剪力墙的间距l应符合以下规定:非抗震设计:l3B, l36m
抗震设计:6度、7度时,l2.5B, l30m 8度时,l2B, l24m
楼面宽度
*框支剪力墙结构框支梁上的一层墙体不宜设边门洞,不得在中柱 上方设门洞
4350 550 5200 6800 5200
高层建筑结构体系
框架-剪力墙结构
组成
17×4650=79050
高层建筑结构体系
框架-剪力墙结构
H
变形特征和应用范围
H
H
*水平荷载作用下,框架和 剪力墙协调工作,使房屋各 层变形趋于均匀,在水平荷 载下的侧移呈弯剪型
剪切型
弯曲型
弯剪型
5200 6800 5200 550 4350 5200 4350 550 5200 6800 5200
由于空腹筒体的密排立 柱之间的距离较小,建
筑底部如何设大的入口?
框架
空腹 筒体
高层建筑结构体系
筒体结构
框架-空腹筒体结构
建筑底部设 大开口的方 法同框架-剪 力墙结构
高层建筑结构体系
筒体结构
372.000
372.000
筒中筒结构
301.100
*将实腹筒体置于建筑物的内部,空腹筒体
301.100
270.000
为:内筒体系、框电梯筒间 体系、筒中窗裙梁 筒体系和多束筒体系)
电梯间
窗孔 窗裙梁 立柱
H
立柱
*变形呈弯剪型
内筒结构体系
由建筑内部的电梯间或设备管井筒体与外 部框架组成也可由筒体与桁架组成承重体 系
高层建筑结构体系
筒体结构
框筒结构体系(框架-筒体结构)
9000
9000
10500
9000
将框架-剪力墙结构中的剪力墙相对集 中组成封闭的筒体,竖向荷载主要由 框架和筒体共同承担,水平荷载主要 由筒体承担----框架-筒体结构
*横向剪力墙宜均匀对称设置在建筑物的端部附近、楼电梯间、平面 形状变化处及恒载较大的地方
*横向剪力墙的间距宜满足教材表5-13的要 求,当剪力墙之间楼面有较大的开洞时,剪 力墙的间距应适当减小
框架
剪力墙 6×7500=45000
7500
7500
5200 6800 5200 550 4350 5200 4350 550 5200 6800 5200
洞口
弯曲型
4200 4200
1500
3600 3600 1570
7100
1500
上下
上 下
3600
3600
3600
2900
3600
3600
3600
2800 1500
2900
4200 1200
高层建筑结构体系
剪力墙结构
优点:现浇剪力墙结构整体性好,刚度大, 在水平荷载作用下侧移小,一般震害轻, 非结构构件损坏轻。
底层框架结构
1.现浇整体式框架
关键词:现场浇注 优 点:整体性好、抗震性好、平面布置灵活 缺 点:现场工程量大、模板用量多、工期较
长、受现场工作条件影响大
工程实例
2.装配式框架
关键词:预制 优 点:模板用量少、工期短、便于机械
化施工改善劳动条件等 缺 点:预制埋件多、用钢量大、房屋整
框架-筒体结构的受力性能类似于框架剪力墙结构,水平荷载下的侧移曲线 呈弯剪型,但前者的刚度远大于后者。
框架-筒体结构常用于50层左右的高层 建筑中,最高可建到100层
14050
8500
7500
7500
3200
7500
6×8300=49800
6×8300=49800
框筒结构体系
建筑四周中距为1.0—3.0m(也可扩大到 4.5m)的立柱和上、下层窗洞口的墙体, 及横梁组成的多孔筒体,筒体的孔洞面积 一般不大于壁面的50%
1200
高层建筑结构体系
剪力墙结构
变形特征和应用范围
*水平荷载作用下,剪力墙似一悬臂 薄片,比框架具有更大的抗侧刚度, 且在水平荷载下的侧移呈弯曲型
*剪力墙结构可用于较高的房屋中 (100m以上)
*剪力墙可用来分隔房间,楼板的 跨度即为剪力墙的间距,一般为 3~8m,适合于有小房间的住宅、旅 馆等高层建筑
*剪力墙克服了框架抗侧刚 度低的缺点,框架弥补了剪 力墙结构布置不灵活的不足。 因此,普遍应用于宾馆和办 公楼等公用建筑中。
框架
剪力墙 6×7500=45000
7500
7500
*框架-剪力墙结构体系一般用于25层以下为宜,最高不超过35层(多用 于10-20层的办公楼、旅馆、住宅等房屋)。但若布置合理,也可更高。
34.600
筑中。
4.100
4.100
高层建筑结构体系
筒体结构
筒中筒结构
3550 4200
7500
34000
22500
7500
19100 34600
7500
4200 4450
17300 34600
4450 4200
4200 3500
18×3000=54000
6100 4400
22000 43000
4400 6100
48800
6×3900=23400
3020
13×3900=50700
13400
3000
45700
48800
高层建筑结构体系
筒体结构
多束筒体体结构
*将几个筒体组合成一个整体,共同承担竖 向和水平荷载的结构承重体系----组合筒体结 构
*常用于75层左右的高层建筑中
多束筒体结构
芝加哥西尔斯 大厦:
*常用于综合办公楼、旅馆、 医院、学校、商店等建筑
框架立柱 楼板 框架横梁 连系梁
框架立柱 楼板
框架横梁
连系梁 框架横梁
Ⅰ .框架结构
优点:
平面布置灵活,能提供较 大的室内空间使用比较方 便
缺点: 构件截面尺寸都不能太 大,否则影响使用面积
现浇整体式框架
全框架结构
装配式框架
框架类型
Leabharlann Baidu内框架结构
装配整体式框架
剪力墙结构的设计
剪力墙结构的布置
框支剪力墙结构
*多层大空间剪力墙结构的底层应设落地剪力墙或筒体,在平面为 长矩形的建筑中,落地横向剪力墙的数目与全部横向剪力墙数目之 比非抗震设计时不宜少于30%;抗震设防不宜少于50%
*底层落地剪力墙和筒体应加厚,并可提高混凝土强度等级以补偿 底层的刚度。落地剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部
缺点:剪力墙自重较大,基础处理要求较 高,不容易布置大房间。
框支剪力墙:当底层要布置门厅、会议室 等大面积房间时,可将底部做成框架,上 部为剪力墙结构。
高层建筑结构体系
剪力墙结构
框支剪力墙
楼电梯间
框支剪力墙 落地剪力墙
9×5400=48600
3×4800=14400
框支剪力墙结构 由于刚度沿竖向 分布很不均匀, 底部水平侧移特 别大,造成严重 震害,所以抗震 设防地区不允许 采用框支剪力墙 结构。
*高度不超过50m的框架-剪力墙结构若采用装配式楼面,6、7度抗 震设防时,宜每层设现浇面层;8、9度设防时,应每层设现浇面层。 面层的厚度不小于40mm,混凝土强度不低于C20,且双向配置4~ 6、200mm~300mm的钢筋网。预制板缝应配筋并密实灌浆
剪力墙
框架
6×7500=45000
7500
7500
纽 约 世 界 贸 易 中 心
高层建筑结构体系
筒体结构
框架-筒体结构
框架-筒体结构有框架-实腹筒体结构和框架-空腹筒体结构两种形式。
实腹筒一般位于 框架之内----框架核心筒结构
将空腹筒布置在 房屋的外围,框 架布置在房屋的 中部形成的框架筒体结构
高层建筑结构体系
筒体结构
框架-实腹筒体结构
34200
框架剪力墙:剪力墙是单片的。 (框架+单片剪力墙)
框架—剪 力墙结构 体系
框架核心筒:剪力墙是布置在设备井 道周围做成的筒体。 (框架+筒体剪力墙)
框架-剪力墙结构设计要点
框架-剪力墙的结构布置
*框架-剪力墙结构应设计为双向抗侧力体系,主体结构不应采用铰接
*需要抗震设防的框架-剪力墙结构,剪力墙宜双向布置
*由框架和剪力墙共同承受竖向和 水平荷载的结构体系称为框架-剪力 墙结构体系。在整个结构体系中, 剪力墙负担决大部分的水平荷载, 框架以负担竖向荷载为主,分工合 理,物尽其用
5200 6800 5200 550 4350 5200
剪力墙
框架
6×7500=45000
剪力墙
框架
7500
7500
7500 4950 7500 4950 7500
作为建筑物的外框,利用楼板将二者连为一
270.000
体,共同承受竖向荷载和水平荷载的结构承
重体系----筒中筒结构
176.400
176.400
*筒中筒结构水平荷载下的侧移曲线呈弯
剪型,但抗侧刚度大于框架-筒体结构。
*筒体具有很大的抗侧能力和抗扭能力,
筒中筒结构广泛应用于65层左右的公用3建4.600
缺点:房屋的整体性和总体性刚度都较差, 抗震性较差,内框架不分对称分布,在抗 震设防地区不宜采用。
三.底层框架结构
底层框架指的是底层为框架结构、上层为 承重砖墙和钢筋混凝土结构房屋。
底层建筑需要较大平面空间而采用框架结 构,上层为节省造价仍用混合结构。
特点:上刚下柔,抗震性能差,在抗震设 防地区不宜采用。
高层建筑结构体系
剪力墙结构
组成
*利用房屋墙体作为竖向承重和抗 侧力结构的体系称为剪力墙结构
*剪力墙上可开洞口,洞口越大, 越接近于框架
4200 4200
1500
3600 3600 1570
7100
1500
上下
上 下
3600
3600
3600
2900
3600
3600
3600
2800 1500
2900
4200
高层建筑结构体系
一、框架结构体系 二、剪力墙结构体系 三、框架—剪力墙结构体系 四、筒体结构体系 五、巨型桁架结构 六、巨型框架结构
主讲人:煞莽草原
Ⅰ.框架结构
组成和适用范围
*由梁和柱构件组成的刚架 结构(又称纯框架)
*混凝土框架一般不超过20 层;钢框架可做到20-25层
*在地震设防区层数相应减 少(框架结构的侧向刚度 较小水平荷载作用下侧移 大抗震性能不强)
5200 6800 5200 550 4350 5200 4350 550 5200 6800 5200
高层建筑结构体系
筒体结构
H
组成和变形特征
*将剪力墙集中到房屋的内部或 外部形成封闭的筒体,以此来 承受房屋大部分或全部竖向荷 载和水平荷载所组成的结构体 系称为筒体结构体系
*分实腹筒体和空腹筒体两类 (根据筒体的不同组成方式可分 窗孔
体性差,不利抗震
工程实例
3.装配式整体框架
关键词:预制+现浇
将预制构件装配好之后,在梁、柱节点及 板上浇注叠合层,在适当的部位配置一些 钢筋,使之结合成成体,故兼有现浇式与 装配式的一些优点,应用较为广泛。
二.内框架结构
房屋内部有梁、柱组成的框架承重,外部 由砖墙承重,楼层荷载由框架与砖墙共同 承担,故称内框架或半框架,亦称多层内 框架砖房。
剪力墙结构的设计
剪力墙结构的布置
一般剪力墙结构
*应双向布置宜拉通对直,避免一个方向刚度很大而另一方向刚度较 小
*较长的剪力墙可用楼板或弱的连梁分为若干个独立墙段,每个独立 墙段的总高度与长度之比不宜小于2
*剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明显的墙肢和连梁, 不宜采用错洞墙。洞口设置应避免墙肢刚度相差悬殊。墙肢截面长 度与厚度之比不宜小于3
高层建筑结构体系
筒体结构
框架-实腹筒体结构
高层建筑结构体系
筒体结构
框架-实腹筒体结构
609.70

483.00 453.00
11500
8000
40000
8000
12500
6502.4
6502.4
1000 10000
8000 30000
10000 1000
高层建筑结构体系
筒体结构
框架-空腹筒体结构
框架-剪力墙结构设计要点
框架-剪力墙的结构布置
*纵向剪力墙宜布置在单元的中间区段内,房屋纵向较长时,不宜集 中在两端布置纵向剪力墙
*纵横向剪力墙宜布置成L型,T型和口字形等
*当剪力墙肢截面长度大于8m时,可用门窗洞口或施工洞形成联肢墙
*剪力墙的布置不宜过分集中,每道剪力墙 承受的水平力不宜超过总水平力40%
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