2高层建筑的结构体系.ppt

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。
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。
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。
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 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
•
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。
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，
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。
把型钢、钢管等钢材放在混凝土构件内部，
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
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；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。
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。
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
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
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，
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。