结构选型与结构布置

⑦ 高层建筑设计中对场地的选择有地段要求
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2.2 高层建筑结构的选型
房屋结构可分成竖向结构、水平结构和底部结构。
2.2.1 高层结构的选型原则
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 因素考虑其适宜的结构体系。这个结构体系应 符合以下要求：
满足使用要求； 尽可能地与建筑形式相一致
适用范围：150m以内的高层住宅和高层旅馆。 剪力墙的分类：按截肢墙面长度与宽度之比定 义。
短肢剪力墙与筒体或普通剪力墙结构 一同作用时应满足的8点规定：
①其最大适用高度应比剪力墙结构的规定值适当降低 ，且7度、8度抗震设计时分别不应大于100m和60m 注：因为不完全是剪力墙，所以高度不能像剪力墙那 样高。 ②抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底 部倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％ ，以限制短肢剪力墙的数量。 注：第一振型：第一次振动时振动的形态，第一振型 来的时候，在相同的时间里，房子晃的次数少，但幅 度大。
结构特点：
布置灵活； 可形成大的使用空间； 施工简便； 较经济； 抗侧刚度小，侧移大； 对支座不均匀沉降较敏感。
适用范围：70m及以下建筑。
①框架结构不包括无剪力墙或井筒的板柱结构。 板柱结构的侧向刚度和抗震性能较差，不适宜 做高层建筑 。 井筒：主要应用于楼梯间或者电梯间，把楼梯 间或者电梯间做成井筒形式，作为主要抗侧力 构件，承担全部或大部分水平力，从而使框架 主要承担竖向荷载。
（方形体育馆不用筒体结构）； 平面和立面型式规则，受力好，
有足够的承载力、刚度和延性； 施工简便； 经济合理。
2.2.2 竖向承重结构的形式及选用
1、框架结构 定义：由梁和柱为主要构件组成的承受竖
向和水平作用的结构，节点一般为刚性节 点。 刚性节点：结构在受力变形过程中梁柱夹 角保持不变或者变化很小
翼缘：一个构件的截面（无论它是砼的、钢的、 或别的材料）只要是工形、T形、丄形、土形、[形等 等由横、竖部件组成的形状，横的部件就叫翼缘，而 竖的部件叫腹板。
⑤ 抗震设计时，除了底部短肢剪力墙按规范设 计外，其余各层短肢剪力墙的剪力设计值，一 、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2 ，以避免短肢剪力墙过早破坏。
也就是说，当地震来临的时候，筒体和一般剪力 墙起到的作用要达到一半以上。
③ 抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比剪 力墙的抗震等级提高一级，从构造上改善短 肢剪力墙的延性。
延性，物理术语，是指材料的结构、构件或 构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能 力或到达以后而承载能力还没有明显下降期 间的变形能力。举例来说，金、铜、铝等皆 属于有较高延性的材料。
① 概念设计 相对于数值设计计算而定义的，对建 筑物的有利或者有害情况无法用数值 精确计算，只好通过调整结构布局、 调整建筑物高度来实现，即是一种非 量化的表现形式，是设计原则和设计 思想，不是具体的数值计算。 如简单、 规则、均匀、对称；又如强柱、弱梁、 节点更强等。
② 规则结构： 指体型规则、平面布置均匀、对称并具有 很好的抗扭刚度；竖向质量和刚度无突变 的结构。 ③承载力： 结构构件所能承受的最大内力或达到不适 于继续承载变形时的内力。 ④ 刚度：
由初始状态开始一步一步积分直到地震终 了，求出结构在地震作用下从静止到振动 以至达到最终状态的全过程。
⑥ 减少非荷载作用产生的不利影响：
比如：150m以上的高层建筑，外墙宜采用建 筑幕墙，以减小主体结构的温度应力。
建筑幕墙---是建筑物不承重的外墙护围，通常 由面板（玻璃、铝板、石板、陶瓷板等）和 后面的支撑结构（铝横梁立柱、钢结构、玻 璃肋等）组成。
②框架结构也不包括异形柱框架。 异形柱的概念以及特点是什么？ ③非抗震设计和6度抗震设防时,框架结构体系 房屋的高度不应超过24m,7度和8度抗震设防 时，允许高度更小。
a：异形柱：截面几何形状为L形、T形和十字 形，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱 （JGJ149-2006）
b：异形柱结构应用于：
框架结构和框架-剪力墙结构
c：异形柱的柱截面（各肢截面）肢高肢厚比 ：截面高度与厚度之比，不大于4
d: 异形柱结构适用的最大高宽比：柱的高度 与截面宽度之比
注：井筒图片
井筒群施工现场，用作电站竖井储料仓
2．剪力墙结构
剪力墙：有效抵抗水平荷载的墙体，又称 结构墙或抗震墙。
结构特点：抗侧刚度大，侧移小； 室内墙面平整； 平面布置不灵活； 结构自重大，吸收地震能量大； 施工较麻烦，造价较高。
构件抵抗变形的能力。在弹性范围内，刚 度是构件载荷与位移的比值，即引起单位 位移所需的力。刚度的倒数为柔度，即单 位力引起的位移。
⑤ 动力时程分析法：
时程分析法是对结构物的运动微分方程直 接进行逐步积分求解的一种动力分析方法 。由时程分析可得到各质点随时间变化的 位移、速度和加速度动力反应，并进而可 计算出构件内力的时程变化关系。由于此 法是对运动方程直接求解，又称直接动力 分析法。
第2章 高层结构的选型与布置
2.1 高层建筑结构设计的基本要求
高层建筑结构设计应注重概念设计，重视结构 选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗 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 要的承载力、刚度和延性。结构应满足下列规定：
1.应具有必要的承载力、刚度和变形能力。 2.应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。 3.对可能的薄弱部位要采取加强措施。 4.结构选型与布置合理，避免局部突变和扭转。 5.宜具有多道抗震防线。
④ 抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作 用下产生的轴力设计值和轴压比，抗震等级为一、二 、三级时分别不宜大于0.5、0.6、0.7；对无翼缘或 端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限制相应降低 0.1，以改善剪力墙的延性。
注：轴压比：柱子所受的轴力除以柱子的混凝土所能承 受的压力。限制柱轴压比主要是为了控制柱的延性， 因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱 的破坏呈脆性。