2高层建筑的结构体系.ppt

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在高度不大的高层建筑中,框架体系是一种较好 的体系。
剪力墙结构体系
剪力墙即混凝土墙,能较好抵抗水平荷载。 在钢筋混凝土结构中,用实心的钢筋混凝土墙作为 抗侧力单元---剪力墙结构体系。我国《建筑抗震设 计规范》(GB50011-2001)称为抗震墙,也称其为 结构墙。
C、结构的位移特征: 框架结构在水平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。 水平荷载作用下,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。框架结构下 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。
系。框架承受结构的竖向和水平作用,称 为框架结构体系。从施工方面看,可以是 整体现浇也可以是装配式或装配整体式。
B、结构的优缺点:
优点 :
①建筑平面布置灵活,分隔方便; ②施工简便,设计合理时结构有较好的塑性变形能力; ③外墙采用轻质填充材料时,结构自重小。
缺点:侧向刚度小,抵抗侧向变形能力差。限制了 框架结构的建造高度。
筒体结构
巨型框架结构
框架-筒体 结构
筒中筒结构 成束筒结构
2.2.3 高层建筑竖向承重结构的选型 1、竖向承重结构的类型及特点
• 框架结构体系 • 剪力墙结构体系 • 框架-剪力墙(框架-筒体)结构体系 • 筒中筒结构体系 • 多筒体系——成束筒和巨型框架
• 框架结构体系
A、结构构成 框架:梁和柱刚结而成的平面结构体
2.2.2 高层建筑结构选型的主要内容
1)选择合适的竖向承重结构; 2)选择合适的水平承重结构; 3)选择合适的基础结构。
竖向承重结构:框架、剪力墙、框架—剪力墙、 筒体等多种形式; 主要承担水平荷载。
水平承重结构:单向板肋形楼盖、双和板肋形 楼盖、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖等多种形式;
主要承担竖向荷载。
框架在水平荷载作用下,柱轴向变形(柱的拉伸和 压缩使结构出现侧移);在上部各层较大,愈到底 部层间变形愈小,使整个结构呈现弯曲型变形。
全部侧向位移中主要由梁柱弯曲引起,随 着建筑高度的增加,柱轴向变形引起的侧移逐 渐增大,但合成以后框架的变形仍然呈现剪切 型特征。
框架抗侧移的能力--框架的抗侧移刚度,主要取决 于梁柱的截面尺寸。梁柱截面惯性矩小,侧向变形较大, 这是框架结构的主要缺点,也限制了框架结构的使用高 度。
第二章 高层建筑的结构选型 与结构布置
✓高层建筑结构设计的基本原则
✓常用结构体系分类
✓ 几个典型常用结构体系简介
✓ 多层框架结构
2.1 高层建筑结构设计的基本原则
注重概念设计,重视结构选型与平、立面布置的规 则性,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 整个结构具有必需的承载力、刚度和延性。结构应满 足下列要求:
高层建筑的基础结构:独立基础、条形基 础、筏形基础、箱形基础、桩基础等多种形式。
高层建筑应根据房屋高度、高宽比、抗震设 防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和 施工技术等因素选择适宜的结构体系。
常用结构体系分类
钢结构
框架筒体结构 组合筒体结构
剪力桁架
钢筋混凝土结构
框架结构 剪力墙结构 框架-剪力墙结构
2、钢筋混凝土结构
材料来源丰富,造价低,混凝土的可塑性 强,混凝土材料强度虽然较低于钢材,但混凝 土构件的截面大、刚度大,有利于抵抗结构的 侧向位移。钢筋混凝土结构的施工工期长,结 构自重大、承载力低,建造高度受到限制。

目前世界上最高的钢筋混凝土高层建筑是
朝鲜平壤市的柳京饭店,地面以上是101层,
把型钢、钢管等钢材放在混凝土构件内部,
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形成钢骨混凝土(劲性钢筋),以充分利用外
包混凝土的刚度和耐火性能,又可利用钢骨减
小构件断面和改善抗震性能,目前应用比较普
遍。另一种方式:在钢管内部填充混凝土,利
用混凝土提高构件的刚度。
• (2)混合结构组合方式

在建筑结构中,一部分抗侧力结构用钢结构,另
一部分用钢筋混凝土结构。这种混合结构中,多数用
结构概念设计是一些结构设计理念,是设计思想 和设计原则。例:在抗震设计时要求“小震不坏、中 震可修、大震不倒”的设计思想和结构设计中应尽可 能地使结构“简单、规则、均匀、对称”的设计原则, 都属于概念设计的范畴。
2.2 高层建筑的结构选型 2.2.1 高层建筑结构类型 按材料性能分为钢结构、钢筋混凝土结构 和钢与钢筋混凝土的组合结构。 1、钢结构 钢结构材料强度高、韧性好、易于加工; 构件断面小、自重轻、抗震性能好;而且钢构 件可以在工厂加工制作,在现场安装,有利于 提高施工速度和构件的制作质量。高层钢结构 用钢量大,造价高,耐火性差,
通过合理设计,钢筋混凝土框架可以获得良好的 延性,即设计成“延性框架”。延性框架具有较好的 抗震性能。框架结构的层间变形较大,在地震区,会 引起非结构构件的破坏,慎重设计。
框架结构构件类型少,易标准化、定型化;可以 采用预制构件,还可采用现浇及预制梁板的半现浇半 预制结构。现浇框架结构的整体性好,抗震性能好, 在地震区优先采用。
钢筋混凝土做筒体或剪力墙,用钢材做框架梁、柱。
如上海的金茂大厦,用钢筋混凝土做核心筒,外框用
钢骨混凝土和钢柱的混合结构。

我国在高层建筑中仍以使用钢筋混凝土材料为主,
目前正在加强对轻质混凝土的研究和推广;钢结构高
层建筑已有相当的数量,随着我国经济实力和钢产量
的提高,钢结构建筑也一定会得到良好的发展。
1)具有必要的承载力、刚度和延性; 2)避免因局部破坏而导致整个结构破坏; 3)对可能的薄弱部位采取加强措施; 4)避免局部突变和扭转效应形成的薄弱部位; 5)宜具有多道抗震防线。
概念设计:根据理论与试验研究结果和工程经验 等形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构 的总体布置并确定细部构造的过程。
高 305.4m ; 芝 加 哥 的 水 塔 广 场 大 厦 ( Water
Plaza Tower)位居其次,76层,262m高。
3、钢—钢筋混凝土组合结构
吸收了钢结构和混凝土结构两种结构的优
点,克服两种结构的缺点,根据工程需要,进
行不同方式组合。有以下几种组合方式:
• (1)钢骨混凝土组合方式

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