高层建筑结构设计之结构体系
高层建筑结构课件第2章(结构体系与结构布置)
六.截面尺寸初估（方案设计和初步设计时）
1.柱截面：
由轴压比控制
N c c f cbh
轴压比限值 P68表4.4
柱负荷面积 表4.4
单位面积荷载：框架、框-剪12～14kN/m2； 框架柱轴压比限值 剪力墙、筒体13～16
N Q S Qn
结1.1 构～ 体 系 系数 1.2
3.适用范围：适用于200m以下的超高层
代表作品及平面：
深圳国贸大厦
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五.结构体系（抗侧力体系）的选择
•建筑使用功能 •建筑平面
•建筑高度
•抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
用 途 住 宅 旅 馆 公 共
≤50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 框架 框架-剪力墙、框架
≥50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 筒体 框架-剪力墙、筒体
竖向抗侧力构件不连 竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平 续 转换构件（梁、桁架等）向下传递 楼层承载力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的 80％
五.设置变形缝的原则
1.设置原则：
1）尽量不设缝，而调整平面形状、尺寸和结构布置， 采取构造和施工措施。 2）设缝时，应形成独立的结构单元，保证足够的缝宽。
框架结构 框架—剪力墙结构、筒体结构 部分框支剪力墙结构 0.7 0.75 0.6
抗震等级
计算截面以上层数 一级 二级
三级 0.9 0.95 ---
0.8 0.85 0.7
2.梁截面：
由高跨比控制：P18表2.9
注意：梁高有减小的趋势。
抵抗温度应力 3.板厚： 加强顶层约束 提高抗风抗震 一般楼层：80-140 顶层现浇板：≥120，宜双层双向配筋 地下室顶板：≥160
高层建筑结构体系
高层建筑结构体系
高层建筑的结构体系
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。
在高层建筑中，抵抗水平力是设计的主要矛盾，因此抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题。
高层建筑中基本的抗侧力单元是框架、剪力墙、实腹筒（又称井筒）、框筒及支撑由这几种单元可以组成多种结构体系。
1、框架结构体系。
由梁、柱构件组成的结构称为框架。
整幢结构都由梁、柱组成就称为框架结构体系（或称纯框架结构）。
2．剪力墙结构体系。
利用建筑物墙体作为承受竖向荷载和抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。
3．框架－剪力墙结构（框架－筒体结构）体系。
在框架结构中，设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，共同抵抗水平荷载，这就是框架－剪力墙结构体系。
如果把剪力墙布置成筒体，可称为框架－筒体结构体系。
4．筒中筒结构。
筒体分实腹筒、框筒及桁架筒。
由剪力墙围成的筒体称为实腹筒，在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒；筒体四壁由竖杆和斜杆形成的衍架组成则称为衍架筒。
筒中筒结构由上述筒体单元组合，一般心腹筒在内，框筒或桁架筒在外，由内外筒共同抵抗水平力作用。
5．多筒体系——成束筒及巨型框架结构。
由两个以上框筒或其他筒体排列成束状，称为成束筒。
巨形框架是利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连，这样的筒体和巨型梁即形成巨型框架。
这种多筒结构可更充分发挥结构空向作用，其刚度和强度都有很大提高，可建造层数更多、高度更高的高层建筑。
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高层建筑施工-高层建筑结构体系
高层建筑施工-高层建筑结构体系高层建筑施工高层建筑结构体系在当今城市发展的进程中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，成为城市天际线的重要组成部分。
高层建筑的施工是一项复杂而艰巨的任务，其中高层建筑结构体系的选择和设计至关重要。
它不仅关系到建筑的安全性、稳定性，还对建筑的使用功能、施工成本和施工周期产生深远影响。
高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构是较早出现的一种结构形式，由梁和柱组成框架共同抵抗水平和竖向荷载。
框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可提供较大的室内空间，便于分隔和改造。
然而，其侧向刚度较小，在水平荷载作用下（如风荷载和地震作用），变形较大，限制了其在高层建筑中的应用高度。
一般来说，框架结构在多层建筑中应用较为广泛，对于高层建筑，往往需要与其他结构形式结合使用。
剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙体来承受水平和竖向荷载。
剪力墙的侧向刚度大，在水平荷载作用下变形小，具有良好的抗震性能。
但其建筑平面布置不够灵活，空间受限。
剪力墙结构常用于住宅建筑，因为住宅对房间布局的灵活性要求相对较低。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架剪力墙结构中，框架和剪力墙协同工作，共同抵抗水平和竖向荷载。
框架主要承受竖向荷载，剪力墙主要承受水平荷载。
这种结构形式既保证了建筑平面布置的一定灵活性，又具有较好的侧向刚度，适用于大多数高层建筑。
筒体结构是一种高效的抗侧力结构体系，包括框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
框筒结构是由周边密集的柱和高跨比很大的窗裙梁组成的空腹筒，具有很大的侧向刚度。
筒中筒结构是由内筒和外筒组成，内筒通常为剪力墙围成的实腹筒，外筒则多为框筒。
束筒结构是由若干个筒体组合在一起形成的空间结构，具有更强的抗侧力能力。
筒体结构适用于超高层建筑，能够有效地抵抗风荷载和地震作用。
在高层建筑施工中，选择合适的结构体系需要综合考虑多个因素。
首先是建筑的功能需求。
高层建筑结构体系
高层建筑结构体系一，框架结构体系与多层框架结构体系相似，高层建筑中框架结构体系也由，横向框架所组成，形成空间框架结构体系，以承受竖向荷载和水平力的作用。
优点：框架结构具有布置灵活，造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅，餐厅等。
框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。
缺点：但框架结构构件断面尺寸较小，结构的抗侧刚度较小，水平位移大，在地震作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏，因此其建设高度受到限制，一般在非地震区不宜超过60m，在地震区不宜超过50m。
二，剪力墙结构体系剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，剪力墙既能承受竖向荷载，又能承受水平力。
一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽大十几米或更大，高达几十米以上。
而它的厚度侧很薄，一般为160——300mm，较厚的可达500mm。
剪力墙结构常被用于高层住宅和旅馆建筑中，因为这类建筑物的隔墙位置较为固定。
三，框架剪力墙结构框架剪力墙结构体系是由于框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。
它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，即可使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高度建筑提供足够的抗侧刚度。
因而在实际工程中被广泛应用。
四，筒体结构筒体结构体系包括框筒结构，筒中筒结构，框架核心筒结构，多重筒结构和束筒结构等。
1，框筒结构框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。
为保证翼缘框架在抵抗侧向荷载中的作用。
以充分发挥筒的空间工作性能，一般要求墙面上窗洞面积不宜大于墙面总面积的50%，周边柱轴线间距为2.0——3.0m，不宜大于4.5m，窗裙梁截面高度一般为0.6——1.2m，截面宽度为0.3——0.5m，整个结构的高宽比宜大于3，结构平面的长宽比不宜大于2。
为减少楼盖结构的内力和绕度，中间往往要布置一些柱子，以承受楼面竖向荷载，如图2，筒中筒结构在高层建筑中，往往有一定数量的电梯间或楼梯间，及设备井道，这时可把电梯间，楼梯间及设备井道的墙布置成钢筋混凝土墙，它既可以承受竖向荷载，又可承受水平力作用。
高层建筑结构体系组成部分
高层建筑结构体系组成部分在城市的天际线上，高层建筑如同一座座巍峨的巨人，展现着现代建筑的魅力与实力。
而这些高楼大厦能够屹立不倒，离不开其精心设计的结构体系。
高层建筑结构体系是一个复杂而精妙的系统，由多个重要组成部分协同工作，共同承担着建筑物的重量、风力、地震力等各种荷载，确保建筑的安全与稳定。
首先，我们来了解一下高层建筑结构体系中的竖向承重结构。
竖向承重结构就如同建筑的脊梁，支撑着整个建筑物的重量。
常见的竖向承重结构包括框架结构、剪力墙结构和筒体结构。
框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构形式具有较大的室内空间，布置灵活，但侧向刚度相对较小，在高层建筑中通常需要与其他结构形式结合使用。
框架结构中的梁和柱通过节点连接，形成一个稳定的框架体系，将楼层的荷载传递到基础。
剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙体来承担竖向和水平荷载。
剪力墙如同坚固的屏障，具有较大的侧向刚度，能够有效地抵抗水平力，如风力和地震力。
在剪力墙结构中，墙体不仅承受竖向荷载，还承担着将水平荷载分散和传递的重要任务。
筒体结构是一种更为高效的结构形式，它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
框筒结构是由周边密集的框架柱和深梁组成的封闭筒体；筒中筒结构是由外筒和内筒组成，内外筒协同工作，提供了强大的抗侧力能力；束筒结构则是由多个筒体组合而成，进一步增强了结构的整体性能。
筒体结构在超高层建筑中应用广泛，能够满足对结构强度和刚度的极高要求。
除了竖向承重结构，水平承重结构也是高层建筑结构体系中不可或缺的一部分。
水平承重结构主要包括楼板和钢梁等。
楼板将竖向荷载传递给竖向承重结构，并将水平力分配到各个竖向构件上。
钢梁则在一些钢结构的高层建筑中起到承担水平荷载和连接竖向构件的作用。
在高层建筑结构体系中，基础的作用同样至关重要。
基础要承受上部结构传来的巨大荷载，并将其均匀地传递到地基中。
常见的基础形式包括筏板基础、桩基础和箱形基础等。
高层建筑结构体系的分类
高层建筑结构体系的分类
高层建筑按结构体系分主要有：框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系、框肢剪力墙结构体系、框架-筒体结构体系和筒体结构体系等。
框架结构：包括钢框架－支撑结构和混凝土框架结构。
框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。
由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系。
剪力墙结构：在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。
框架剪力墙结构：包括钢框架混凝土剪力墙结构。
框架剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同时又有足够的剪力墙，有相当大的侧向刚度（剪力墙的侧向刚度大就是指在水平荷载（风荷载和水平地震力）的作用下抵抗变形能力强）。
框支剪力墙结构：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。
框架核心筒结构：包括钢框架混凝土核心筒结构、钢桁架－核心
筒结构、筒中筒钢结构、束筒钢结构。
由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体，由密柱框架组成的筒体称为框筒，由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒。
一般适用于它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大30-50层高层建筑。
高层建筑的结构体系
高层建筑的结构体系关键信息项：1、高层建筑的定义与分类2、结构体系的类型3、各种结构体系的特点与适用范围4、结构设计的基本要求5、施工中的关键技术与要点6、结构维护与检测的方法7、结构安全评估的标准与流程1、高层建筑的定义与分类11 高层建筑的定义通常将高度超过一定数值（例如 24 米或 10 层以上）的建筑物称为高层建筑。
12 分类方式按使用功能可分为住宅建筑、商业建筑、办公建筑等。
按结构材料可分为钢结构、混凝土结构、组合结构等。
2、结构体系的类型21 框架结构由梁和柱组成的框架作为主要承重构件。
特点是平面布置灵活，但侧向刚度较小。
22 剪力墙结构利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。
具有较大的侧向刚度，但空间布置相对受限。
23 框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点。
框架部分承受竖向荷载，剪力墙主要承担水平荷载。
24 筒体结构包括框筒、筒中筒、束筒等形式。
具有良好的抗侧力性能，适用于超高层建筑。
3、各种结构体系的特点与适用范围31 框架结构311 特点构件类型少，施工方便。
室内空间分隔灵活。
312 适用范围适用于层数较少、高度不大、对空间灵活性要求较高的建筑。
32 剪力墙结构321 特点侧向刚度大，变形小。
抗震性能好。
322 适用范围适用于住宅等对房间布局要求较为规整的建筑。
33 框架剪力墙结构331 特点综合了框架和剪力墙的优点，受力合理。
既能提供较大的空间，又有较好的抗侧力性能。
332 适用范围广泛应用于各类高层建筑。
34 筒体结构341 特点抗风、抗震能力强。
能提供较大的使用空间。
342 适用范围常用于超高层建筑和对结构性能要求较高的建筑。
4、结构设计的基本要求41 安全性确保结构在各种荷载作用下不发生破坏。
满足抗震、抗风等设计规范的要求。
42 适用性保证建筑的使用功能，如空间布局、变形限制等。
43 耐久性选用合适的材料和防护措施，使结构具有足够的使用寿命。
5、施工中的关键技术与要点51 基础施工确保基础的稳定性和承载能力。
高层建筑结构设计第2章 高层建筑结构体系和布置原则
4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下，伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时， 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注： ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值； ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减少； ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明：高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置，采取构造 和施工措施，尽量不设变形缝；当需要设缝时，则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元，并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝（基础以上上部结构断开） 不设温度缝的措施： 1. 温度影响较大部位提高配筋率； 2. 加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面； 3. 顶层局部设温度缝后浇带；即高强度等级的混凝 土；主体混凝土浇注后两个月；贯通结构的横截 面；位置应为结构受力影响最小，且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ；一般每隔30～40m设一 道，后浇带宽800～1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2，截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
（1）框筒结构：内筒承受 竖向荷载，外筒承受水平 荷载，柱距一般在3m以内， 框筒梁比较高，开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦： 钢框架－剪力墙体系，用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体系，用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体系，用 钢量1.61kN/m2
简述高层建筑结构体系
简述高层建筑结构体系关键信息项1、高层建筑结构体系的类型框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构筒体结构巨型结构2、各结构体系的特点承载能力侧向刚度空间布局灵活性施工难度经济成本3、适用范围不同高度的建筑不同功能的建筑4、结构设计要点抗震设计风荷载考虑基础设计11 高层建筑结构体系的类型高层建筑结构体系多种多样，常见的主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构以及巨型结构等。
111 框架结构框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载的结构体系。
其优点是建筑平面布置灵活，可提供较大的室内空间，便于分隔。
然而，框架结构的侧向刚度较小，在水平荷载作用下，位移较大，因此其适用高度相对较低。
112 剪力墙结构剪力墙结构是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构。
剪力墙具有较大的侧向刚度，在水平荷载作用下侧移较小。
但剪力墙结构的空间布置灵活性较差，室内空间受到一定限制。
113 框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙，共同承受水平和竖向荷载。
这种结构体系既能提供较大的灵活空间，又具有较好的侧向刚度，适用于较高的建筑。
114 筒体结构筒体结构可分为框筒结构、筒中筒结构和多筒体结构等。
筒体结构具有良好的空间整体性和抗侧力性能，适用于超高层建筑。
115 巨型结构巨型结构由巨型柱、巨型梁和巨型支撑等组成，具有超强的承载能力和抗侧刚度，是现代高层建筑中较为先进的结构形式之一。
12 各结构体系的特点121 承载能力不同的结构体系承载能力有所差异。
框架结构的承载能力相对较弱，主要依靠梁柱节点的抗弯和抗剪能力。
剪力墙结构和筒体结构由于墙体的作用，承载能力较强。
122 侧向刚度框架结构侧向刚度小，水平位移大；剪力墙结构和筒体结构侧向刚度大，水平位移小。
框架剪力墙结构的侧向刚度则介于两者之间。
123 空间布局灵活性框架结构空间布局最为灵活，剪力墙结构灵活性最差，框架剪力墙结构和筒体结构在一定程度上兼顾了空间布局和侧向刚度的要求。
简述高层建筑的结构体系种类
简述高层建筑的结构体系种类高层建筑是城市发展中重要的组成部分，其结构体系的设计与选择对于建筑的稳定性、安全性和经济性具有重要影响。
根据不同的建筑需求和设计要求，高层建筑的结构体系可以分为多种类型。
1. 框架结构框架结构是高层建筑中最常见的结构体系之一。
它由柱、梁和框架组成，形成一个空间刚性结构。
框架结构可以分为钢框架和混凝土框架两种类型。
钢框架结构适用于大跨度和较高的建筑，具有自重轻、施工周期短等优点；混凝土框架结构适用于中小跨度的建筑，具有良好的抗震性能和耐久性。
2. 空心管结构空心管结构是一种以空心管柱作为主要承载构件的结构体系。
它能够有效减小建筑物的自重，提高抗震性能。
空心管结构可以分为钢管混凝土结构和钢管结构两种类型。
钢管混凝土结构利用钢管与混凝土的组合优势，兼具钢管的刚性和混凝土的耐久性；钢管结构则通过钢管的高强度和轻量化特点，提高结构的抗震性能。
3. 筒体结构筒体结构是一种以筒体作为主要承载构件的结构体系。
筒体结构在形式上类似于一个立式圆筒，具有良好的垂直承载能力和抗震性能。
筒体结构适用于高层建筑的核心区域，能够有效分担建筑物的重力和水平荷载。
4. 桁架结构桁架结构是一种由杆件和节点组成的网格结构体系。
它具有良好的刚性和稳定性，适用于大跨度和特殊形状的高层建筑。
桁架结构可以分为钢桁架和混凝土桁架两种类型。
钢桁架结构具有轻量化、施工快速等优点；混凝土桁架结构具有较好的耐久性和抗震性能。
5. 剪力墙结构剪力墙结构是一种以剪力墙作为主要抗侧力构件的结构体系。
剪力墙通过设置在建筑中心或周边的墙体来承担水平荷载，并将其传递到地基。
剪力墙结构具有较好的抗震性能和刚性，适用于中小跨度的高层建筑。
6. 组合结构组合结构是一种将多种结构体系进行组合的结构形式。
通过合理组合不同的结构体系，可以充分发挥各自的优势，提高建筑的整体性能。
常见的组合结构包括框架-筒体结构、框架-剪力墙结构等。
高层建筑的结构体系种类多样，每种结构体系都有适用的场景和优势。
多高层建筑常用的结构体系
多高层建筑常用的结构体系在城市的天际线中，多高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠，展现着现代建筑的魅力与力量。
而支撑这些高楼大厦屹立不倒的，正是其背后精心设计的结构体系。
多高层建筑的结构体系多种多样，每种都有其独特的特点和适用场景。
首先，框架结构是多高层建筑中较为常见的一种。
它由梁和柱组成框架，共同承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点在于建筑平面布置灵活，可以根据不同的功能需求进行空间划分。
比如说，在办公楼中，可以轻松地布置开放式的办公区域，或者分割出独立的办公室。
而且，框架结构的施工相对较为简单，能够加快工程进度。
然而，框架结构的侧向刚度较小，在水平荷载（如风荷载、地震作用）下，容易产生较大的侧向位移。
为了增加其抗侧力性能，常常会在框架结构中设置一定数量的剪力墙，形成框架剪力墙结构。
剪力墙结构也是多高层建筑中常用的结构形式之一。
剪力墙就像是一堵坚固的“墙”，能够有效地抵抗水平荷载。
它通常由钢筋混凝土制成，具有较大的侧向刚度。
在住宅建筑中，剪力墙结构被广泛应用。
因为住宅的房间布局相对较为固定，剪力墙的布置不会对使用功能产生太大影响。
而且，剪力墙结构能够提供较好的抗震性能，保障居民的生命安全。
但剪力墙结构的空间灵活性相对较差，房间的分隔不太容易改变。
框架剪力墙结构则结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
框架部分主要承担竖向荷载，剪力墙部分主要承担水平荷载。
这种结构体系既能满足建筑平面布置的灵活性需求，又能保证结构具有足够的抗侧力能力。
在一些商业综合体和高层公寓中，经常可以看到框架剪力墙结构的身影。
它能够适应复杂的功能要求，同时在结构性能上也表现出色。
筒体结构是一种较为高效的抗侧力结构体系。
包括框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
框筒结构是由周边密集的柱和高跨比很大的窗裙梁组成的筒体；筒中筒结构是由内外两个筒体嵌套而成；束筒结构则是由若干个筒体组合在一起。
筒体结构具有很强的抗侧力能力和空间整体性能，适用于超高层建筑。
高层建筑的四大结构体系
高层建筑的四大结构体系目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
一、框架结构体系：框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。
由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。
一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。
钢筋混凝土框架按施工方法的不同。
又可分为：①梁、板、柱全部现场浇筑的全现浇框架；②楼板预制，梁、柱现场浇筑的部分现浇框架；③梁、板预制，柱现场浇筑的半装配式框架；④梁、板、柱全部预制的全装配式框架。
优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。
缺点：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。
适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。
由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
二、剪力墙结构体系在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分隔构件。
优点：由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。
历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。
缺点：剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。
高层建筑结构特点及其体系
高层建筑结构特点及其体系高层建筑结构特点及其体系随着城市化进程的加速和人口的不断增长，高层建筑已成为城市空间利用的重要方式。
高层建筑结构作为其关键组成部分，具有独特的特点和体系。
本文将就此话题进行深入探讨，旨在帮助读者更好地了解高层建筑的结构设计及其优势。
高层建筑结构特点高层建筑结构的特点主要表现在以下几个方面：1、结构高度：高层建筑的结构高度通常在100米以上，这使得结构设计过程中需要考虑重力、风载、地震等因素对建筑稳定性和安全性的影响。
2、竖向荷载：高层建筑的竖向荷载主要来自于自身重量和上部结构传来的荷载。
随着建筑高度的增加，竖向荷载对结构设计的影响愈发显著。
3、水平荷载：水平荷载主要来自于风载和地震。
由于高层建筑的造型各异，其受风面积和风载体型系数也会有所不同，这使得水平荷载的计算变得相对复杂。
4、结构刚度：为确保高层建筑的稳定性，结构设计时应保证一定的结构刚度。
对于超高层建筑，还需考虑侧向位移限制和舒适度要求。
高层建筑结构体系高层建筑结构体系主要包括以下几种：1、框架结构体系：该体系由横梁、立柱和楼板组成，具有重量轻、空间分隔灵活等优点。
但其在抗侧向风载和地震方面的表现相对较差。
2、剪力墙结构体系：剪力墙结构体系通过在框架结构中增设剪力墙来提高结构的抗侧能力。
剪力墙由钢筋混凝土浇筑而成，具有较高的强度和刚度。
然而，剪力墙也会限制室内空间的使用。
3、框架-剪力墙结构体系：该体系综合了框架结构和剪力墙结构的优点，既能够提供灵活的室内空间，又具有较强的抗侧能力。
在实际工程中，可根据具体需求调整框架和剪力墙的比例。
4、筒体结构体系：筒体结构体系通过将剪力墙、框架等构件组合成筒体形状，从而有效抵抗侧向力和扭矩。
这种结构体系常用于超高层建筑，如摩天大楼。
5、钢结构体系：钢结构体系采用钢材作为主要材料，具有较高的强度和抗震性能。
钢结构体系在现代高层建筑中应用广泛，如上海东方明珠塔。
6、混合结构体系：混合结构体系结合了多种结构形式，如混凝土结构、钢结构、木结构等。
高层建筑结构设计之结构体系(ppt 32页)
图2-24 芝加哥西尔斯大厦 (a)结构立面与平面; (b) 侧向力作用下柱的轴力分布
第2章 结构体系
2.7 框架-核心筒结构
加大外框筒的柱距，减小梁的高度，周边形成稀柱框 架，在平面中心设置内筒，形成框架-核心筒结构。
图2-25 深圳地王大厦结构平面图及剖面图(a)结构平面图;(b) 结构剖面图
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.8.2 巨型空间桁架结构
整幢结构用巨柱、巨 梁和巨型支撑等巨型杆件 组成空间桁架，相邻立面 的支撑交汇在角柱，形成 巨型空间桁架结构。
图2-31 香港中银大厦结构体系图 (a)立体图;(b)楼层平面图;(c)配有钢骨的钢筋混凝土柱平面图
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.9 带转换层的结构
2.9 带转换层的结构
侧向刚度 等效侧向刚度
γ1
Vi Δi1 Vi1Δi
(2-2)
γe2
Δ2H1 Δ1H2
(2-3)
图2-37 转换层上、下等效侧向刚度计算模型 (a)计算模型1——转换层及下部结构; (b)计算模型2——转换层上部结构
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.8.1 巨型框架结构
巨型框架结构也称为主次框架结构，主框架为巨型框架，次框架为普通框架。
图2-29 日本东京市政厅大厦1号塔楼结构平面和剖面图 (a) 平面图;(b)剖面图
2.8 巨型结构
2.8.1 巨型框架结构
图2-30 深圳亚洲大酒店结构平面和剖面图 (a) 平面图;(b)剖面图
2.1 框架结构
第2章 结构体系
由梁、柱组成的结构单元称为框架；全部竖向荷载和水平荷载由框
高层建筑结构设计知识点
高层建筑结构设计知识点随着城市的发展和人口的增长，高层建筑如雨后春笋般涌现。
高层建筑结构设计是一项复杂而关键的工作，它不仅要确保建筑的安全性和稳定性，还要满足使用功能和美观的要求。
下面让我们来了解一些高层建筑结构设计的重要知识点。
一、结构体系的选择高层建筑的结构体系多种多样，常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁和柱组成，具有较好的空间灵活性，但抗侧刚度相对较小，适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则依靠墙体来抵抗水平荷载，其抗侧刚度大，但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点，既能提供较大的空间，又具有较好的抗侧性能，是许多高层建筑常用的结构形式。
筒体结构包括框筒、筒中筒等，具有很强的抗侧能力，适用于超高层建筑。
在选择结构体系时，需要综合考虑建筑的高度、功能、抗震要求、经济因素等。
例如，对于高度较高、抗震要求严格的建筑，筒体结构可能是更合适的选择；而对于商业建筑，需要较大的空间灵活性，框架剪力墙结构可能更能满足需求。
二、风荷载和地震作用风荷载和地震作用是高层建筑结构设计中必须考虑的重要水平荷载。
风荷载的大小与建筑的高度、体型、地理位置等因素有关。
高层建筑由于高度较大，风荷载对其影响较为显著。
在设计时，需要通过风洞试验或规范中的计算方法确定风荷载的大小和分布，并采取相应的抗风措施，如增加结构的刚度、设置抗风构件等。
地震作用是另一个不可忽视的因素。
地震的发生具有不确定性和随机性，因此在设计时需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度、场地类别等进行抗震计算和设计。
通常采用反应谱法或时程分析法来计算地震作用，并通过合理的结构布置和抗震构造措施来提高结构的抗震性能。
三、结构分析方法在高层建筑结构设计中，常用的结构分析方法包括静力分析和动力分析。
静力分析是最基本的分析方法，用于计算结构在恒载、活载和风荷载等作用下的内力和变形。
常见的静力分析方法有分层法、D 值法等。
高层建筑的结构体系
优点：材料来源丰富，造价低，混凝土 的可塑性强，易于建造各类形式的构件或房 屋；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。
缺点：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。
•
3、钢—钢筋混凝土组合结构
这种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，取得了经济合理、技术性能
筒体结构；筒中筒结构；框架－筒结构； 多筒结构
（5）巨型结构体系
2.2 结构布置原则 一、 建筑体形和结构总体布置
高层建筑结构设计，除了要根据建筑高度、 抗震设防烈度等合理选择结构材料、抗侧力结构 体系外，还要特别重视建筑体形和结构总体布置
建筑体形：由建筑平面和立面的空间构成 结构总体布置：结构构件的平面布置和竖 向布置 建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能 有决定性的作用。
钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
《高规3.3.1》A级、B级高度合并
结构体系
非抗震设 计
抗震设防烈度 6度、7度 8度
9度
框架
5
4
3
--
板柱-剪 力墙
6
5
4
--
框架-剪
力墙、剪
7
6
5
4
力墙
框架-核 心筒
8
7
6
4
筒中筒
8
8
7
5
若结构高宽比大，则倾覆力矩也大。 因此，设计者在初步设计阶段根据结构高 度和结构体系确定比较合理而经济的平面 尺寸，宏观控制结构的刚度、稳定性、承 载力。
1、结构的总体布置内容 结构总体布置的主要内容有： （1）正确进行场地选择； （2）选择合理的建筑体形； （3）选择合理的结构体系； （4）合理进行结构构件的平面布置和竖向布 置（包括柱网、墙、楼盖的布置）； （5）合理选择基础形式； （6）妥善设置变形缝。
高层建筑结构体系及布置原则
高层建筑结构体系及布置原则随着城市化进程的加速，高层建筑如雨后春笋般在城市中崛起。
高层建筑不仅是城市现代化的象征，更承载着人们对高效、舒适生活和工作环境的需求。
而要确保高层建筑的安全、稳定和功能性，合理的结构体系选择及布置原则至关重要。
一、高层建筑结构体系1、框架结构体系框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载的结构体系。
这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的空间，便于建筑功能的灵活划分。
然而，其侧向刚度较小，在水平荷载作用下，侧向位移较大，因此一般适用于层数较少、高度较低的高层建筑。
2、剪力墙结构体系剪力墙结构是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构。
剪力墙的侧向刚度大，在水平荷载作用下，侧向位移小，能够有效地抵抗风荷载和地震作用。
但剪力墙结构的建筑平面布置不够灵活，难以形成较大的空间。
3、框架剪力墙结构体系框架剪力墙结构是框架结构和剪力墙结构的结合，它既具有框架结构平面布置灵活的优点，又具有剪力墙结构侧向刚度大的优点。
在框架剪力墙结构中，框架主要承受竖向荷载，剪力墙主要承受水平荷载。
这种结构体系适用于层数较多、高度较高的高层建筑。
4、筒体结构体系筒体结构包括框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构的空间受力性能好，具有很大的侧向刚度和抗扭刚度，能够有效地抵抗水平荷载。
框筒结构是由周边密集的框架柱和深梁形成的筒体；筒中筒结构是由外筒和内筒组成，外筒一般为框筒，内筒可以是剪力墙筒或框架筒；束筒结构是由若干个筒体组合在一起形成的结构。
筒体结构适用于高度很高的高层建筑。
5、巨型结构体系巨型结构是由大型构件（巨型梁、巨型柱和巨型支撑）组成的主结构与常规结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。
巨型结构具有很大的承载能力和侧向刚度，能够适应复杂的建筑造型和功能要求。
二、高层建筑结构布置原则1、结构平面布置（1）平面形状宜简单、规则，尽量避免过大的外伸、内收或不对称。
这样可以减少水平荷载作用下结构的扭转效应。
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2.2 剪力墙结构
第2章 结构体系
用钢筋混凝土剪力墙承受竖向荷载和抵 抗水平力的结构称为剪力墙结构。
图2-6 剪力墙结构的平面布置举例
图2-7 剪力墙的 水平位移曲线
图2-8 剪力墙洞口布置 (a)规则洞口的联肢剪力墙;
(b)不规则的错洞墙
2.2 剪力墙结构
图2-9 框支剪力墙的立面图 图2-10 底部大空间剪力墙结构的典型平面(a) 首层平面;(b)标准层平面
2.6.3 筒中筒结构
用框筒作为外筒，将 楼电梯间、管道竖井等服 务设施集中在建筑平面的 中心形成内筒，就成为筒 中筒结构。
图2-21 芝加哥汉考克大厦立面图
图2-22 北京国贸大厦一期结构平面图和剖面图 (a) 平面图;(b) 剖面图
第2章 结构体系
2.6 筒体结构
2.6.4 束筒结构
两个或者两个以上框筒排列在一起，即为束筒结构。
图2-15 典型偏心支撑框架立面 l—消能梁段
图2-16 屈曲约束支撑的典型构成 (a)核心单元;(b)约束单元;(c)支撑构件
2.5 钢框架-支撑(延性墙板)结构
用延性墙板代替钢支撑、 嵌入钢框架即成为框架-延 性墙板结构。
图2-17 带竖缝钢筋混凝土剪力墙
图2-18 北京京广中心主楼结构平面图和剖面图 (a) 平面图;(b)剖面图
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.8.1 巨型框架结构
巨型框架结构也称为主次框架结构，主框架为巨型框架，次框架为普通框架。
图2-29 日本东京市政厅大厦1号塔楼结构平面和剖面图 (a) 平面图;(b)剖面图
2.8 巨型结构
2.8.1 巨型框架结构
图2-30 深圳亚洲大酒店结构平面和剖面图 (a) 平面图;(b)剖面图
图2-23 不同平面形状的束筒结构平面图
图2-24 芝加哥西尔斯大厦 (a)结构立面与平面; (b) 侧向力作用下柱的轴力分布
第2章 结构体系
2.7 框架-核心筒结构
加大外框筒的柱距，减小梁的高度，周边形成稀柱框 架，在平面中心设置内筒，形成框架-核心筒结构。
图2-25 深圳地王大厦结构平面图及剖面图(a)结构平面图;(b) 结构剖面图
第2章 结构体系
2.1 框架结构
由梁、柱组成的结构单元称为框架；全部竖向荷载和水平荷载由框
架承担的结构体系，称为框架结构。
图2-1 加州太平洋公园公寓(a) 效果图;(b)标准层平面图
图2-2 北京长城饭店标准层平面图
Байду номын сангаас
图2-3 长富宫标准层平面图
2.1 框架结构
图2-4 框架结构柱网布置举例
图2-5 框架在水平力作用下的水平位移曲线
图2-34 带转换层的高层建筑结构剖面示意图
转换层等效剪切刚度的计算：
γe1
G1 A1 G2 A2
h2 h1
(2-1a)
Ai Aw,i Ci,jAci,j (i 1,2) (2-1b) j
Ci,j
2.5
hci,j hi
2
(i 1,2)
(2-1c)
2.9 带转换层的结构
第2章 结构体系
2.3 框架-剪力墙结构
框架和剪力墙共同承受竖向荷载和 水平力，就成为框架-剪力墙结构。
图2-11 北京饭店平面布置图
2.3 框架-剪力墙结构
框架和剪力墙共同承受竖向荷载和 水平力，就成为框架-剪力墙结构。
图2-12 上海宾馆平面布置图
2.3 框架-剪力墙结构
图2-13 框架-剪力墙结构在水平力作用下协同工作
2.7 框架-核心筒结构
图2-26 深圳赛格广场大厦结构平面图
图2-27 框架-核心筒结构的位移曲线和核心筒的倾覆力矩 (a) 无加强层;(b) 仅顶层为加强层; (b) (c) 顶层和中间某一层为加强层
2.7 框架-核心筒结构
图2-28 石油双塔 (a)第38层结构平面图;(b)水平伸臂构件立面图
第2章 结构体系
2.6 筒体结构
2.6.1 框筒结构
框筒是由布置在建筑物周边的柱距小、梁截面高的密柱深梁框架组成。
图2-19 框筒结构的剪力滞后
图2-20 纽约世界贸易中心塔楼结构
第2章 结构体系
2.6 筒体结构
2.6.2 桁架筒结构
用稀柱、浅梁和巨型 支撑斜杆组成桁架，布置 在建筑物的周边，就形成 了桁架筒结构。
剪力墙间距(m)(取较小值)
表2-1
第2章 结构体系
2.4 板柱-剪力墙结构
板柱结构是指钢筋混凝土无梁楼盖和柱组成的结构。
2.5 钢框架-支撑(延性墙板)结构
在钢框架中设置钢 支撑斜杆，即为支撑框 架；由钢框架和支撑框 架共同承担竖向荷载和 水平荷载的结构，称为 钢框架-支撑结构。
图2-14 典型中心支撑框架立面(a)单斜杆支撑;(b)十字交叉支撑; (c) 人字形支撑;(d)V形支撑; (e)K形支撑
2.8.3 巨型框架(支撑框架)-核心筒-伸臂桁架结构
巨型框架(支撑框架)-核心筒-伸臂桁架结构是我国目前抗震设防房 屋建筑可以达到最高的结构体系。
图2-32 深圳平安金融中心大厦结构平面图
图2-33 上海中心大厦结构平面图
第2章 结构体系
2.9 带转换层的结构
竖向结构构件的转换： 上部剪力墙转换为底部 框架，其转换层称为托 墙转换层；上部框筒 (或周边框架)框架转换 为底部稀柱框架(或巨 型框架)，其转换层称 为托柱转换层。
高层建筑结构设计
（第二版）
• 钱稼茹 赵作周 叶列平 编著
第2章 结构体系
2.1 框架结构 2.2 剪力墙结构 2.3 框架-剪力墙结构 2.4 板柱-剪力墙结构 2.5 钢框架-支撑（延性墙板）结构 2.6 筒体结构 2.7 框架-核心筒结构 2.8 巨型结构 2.9 带转换层的结构 2.10 房屋建筑适用的最大高度及适用的高度比 2.11 变形缝设置 2.12 基础形式
2.9 带转换层的结构
侧向刚度 等效侧向刚度
γ1
Vi Δi1 Vi 1 Δi
(2-2)
γe2
Δ2 H1 Δ1H 2
(2-3)
图2-37 转换层上、下等效侧向刚度计算模型 (a)计算模型1——转换层及下部结构; (b)计算模型2——转换层上部结构
第2章 结构体系
2.8 巨型结构
2.8.2 巨型空间桁架结构
整幢结构用巨柱、巨 梁和巨型支撑等巨型杆件 组成空间桁架，相邻立面 的支撑交汇在角柱，形成 巨型空间桁架结构。
图2-31 香港中银大厦结构体系图 (a)立体图;(b)楼层平面图;(c)配有钢骨的钢筋混凝土柱平面图
第2章 结构体系
2.8 巨型结构