高层建筑结构高层建筑结构体系与结构布置
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
本章内容
2.1 概述 2.2 结构布置原则 2.3 楼盖结构布置 2.4 基础结构布置 2.5 水平位移限值和舒适度要求 2.6 结构布置实例
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1 概述
高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、框剪、筒体 等，由它们可以组成多种结构体系。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1.3 框架-剪力墙结构体系
1、定义
为了充分发挥框架结构平面布置灵活和剪力墙结构侧向刚度大 的特点，当建筑物需要有较大空间，且高度超过了框架结构的合 理高度时，可采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。
剪力墙 剪力墙
框架梁
剪力墙
框架梁
剪力墙
框架梁
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2、受力变形特点
形柱框架结构，截面各肢的肢高肢后比不大于4。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2、分类
按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体 式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预 制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
框架结构示例及建模
1）框支剪力墙结构将剪力墙结构房屋的底层或底部几层做成框架，这种结 构亦称为带转换层高层建筑结构。
2）破坏特点：带转换层高层建筑结构在其转换层上、下层间侧向刚度发生 突变，形成柔性底层或底部，在地震作用下易遭破坏甚至倒塌。
3）布置原则：在底部大空间剪力墙结构中，一般应把落地剪力墙布置在两 端或中部，并将纵、横向墙围成筒体；另外，还应采取增大墙体厚度、提高混 凝土强度等措施加大落地墙体的侧向刚度，使上、下部侧向刚度差别尽量小。 （上部可采用短肢剪力墙）
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1.4 筒体结构体系
1、定义
是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的高层建筑结构体系
筒体结构平面图
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2、分类——实腹筒、框筒和桁架筒。
1）实腹筒：钢筋混凝土剪力墙围成的筒体。 2）框筒：布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙 梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。 3）桁架筒：将 筒体的 四壁 做成桁 架，就形成 桁架筒。
切变形，整体弯曲变形的影响很小。
注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 4、优缺点
1）优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别 适用于商场、餐厅等）也可按需要隔成小房间；建筑立 面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一 定高度范围内造价较低。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 3、优点
兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向 刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于 10～20 层 的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。
4、框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置
1）剪力墙的数量：不宜过多，以满足位移限值为宜。 2）剪力墙的布置：不宜过长；不宜少于3道，最好作成筒体； 对称布置；在纵横向数量接近；应贯通全高，上下刚度连贯而均 匀。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
5、短肢剪力墙结构 这种结构体系一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体，
其他部位则根据需要，在纵横墙交接处设置截面高度为２ｍ左右 的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墙，墙肢之间在楼面处用梁连接， 并用轻质材料填充，形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙 结构体系。（在小高层中应用很广）
3、优缺点
1）优点：剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变 形较小；房间墙面及天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、 宾馆等建筑。（结构高度：几十米~ 100多米）
2）缺点：结构自重较大；建筑平面布置局限性大，较难获得 大的建筑空间（一般剪力墙间距3~8m）。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 4、框支剪力墙结构
框架-剪力墙结构体系以框架为主，并布置一定数量的剪力墙， 通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。 其中剪力墙承担大部分水平荷载，框架只承担较小的一部分。
注：在水平荷载作用下，框架的侧向变形属剪切型，层间侧移自上而下逐层增大； 剪力墙的侧向变形一般是弯曲型，其层间侧移自上而下逐层减小。当框架与剪力墙通过 楼盖形成框架-剪力墙结构时，各层楼盖因其巨大的水平刚度使框架与剪力墙的变形协调 一致，其侧向变形介于剪切型与弯曲型之间，一般属于弯剪型。
2）缺点：侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大， 有时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大， 则水平荷载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用 也较大。因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。 （以15~20层以下为宜）
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1.2 剪力墙结构体系
1、定义
房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。
剪力墙结构平面图
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
剪力墙结构与框架结构对比
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 剪力墙平面布置
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2、受力变形特点
在竖向荷载作用下，剪力墙是受压的薄壁柱；
在水平荷载作用下，剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱。
注：1）剪力墙结构属于刚性结构，高宽比较大的剪力墙侧向变形呈弯曲型。 2）剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 3、受力变形特点
框架结构的侧移一般由两部分组成： 1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形
成框架结构的整体剪切变形Us； 2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧
柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲变形Ub； 3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪
框架结构 剪力墙结构 筒体结构
框架-剪力墙结构
框架-核心筒 结构
带加强层的 高层建筑结构
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2.1.1 框架结构体系
1、定义
房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。 纵向连系梁
横向主梁
柱
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱构成的异
本章内容
2.1 概述 2.2 结构布置原则 2.3 楼盖结构布置 2.4 基础结构布置 2.5 水平位移限值和舒适度要求 2.6 结构布置实例
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1 概述
高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、框剪、筒体 等，由它们可以组成多种结构体系。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1.3 框架-剪力墙结构体系
1、定义
为了充分发挥框架结构平面布置灵活和剪力墙结构侧向刚度大 的特点，当建筑物需要有较大空间，且高度超过了框架结构的合 理高度时，可采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。
剪力墙 剪力墙
框架梁
剪力墙
框架梁
剪力墙
框架梁
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2、受力变形特点
形柱框架结构，截面各肢的肢高肢后比不大于4。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2、分类
按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体 式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预 制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
框架结构示例及建模
1）框支剪力墙结构将剪力墙结构房屋的底层或底部几层做成框架，这种结 构亦称为带转换层高层建筑结构。
2）破坏特点：带转换层高层建筑结构在其转换层上、下层间侧向刚度发生 突变，形成柔性底层或底部，在地震作用下易遭破坏甚至倒塌。
3）布置原则：在底部大空间剪力墙结构中，一般应把落地剪力墙布置在两 端或中部，并将纵、横向墙围成筒体；另外，还应采取增大墙体厚度、提高混 凝土强度等措施加大落地墙体的侧向刚度，使上、下部侧向刚度差别尽量小。 （上部可采用短肢剪力墙）
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1.4 筒体结构体系
1、定义
是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的高层建筑结构体系
筒体结构平面图
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2、分类——实腹筒、框筒和桁架筒。
1）实腹筒：钢筋混凝土剪力墙围成的筒体。 2）框筒：布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙 梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。 3）桁架筒：将 筒体的 四壁 做成桁 架，就形成 桁架筒。
切变形，整体弯曲变形的影响很小。
注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 4、优缺点
1）优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别 适用于商场、餐厅等）也可按需要隔成小房间；建筑立 面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一 定高度范围内造价较低。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 3、优点
兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向 刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于 10～20 层 的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。
4、框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置
1）剪力墙的数量：不宜过多，以满足位移限值为宜。 2）剪力墙的布置：不宜过长；不宜少于3道，最好作成筒体； 对称布置；在纵横向数量接近；应贯通全高，上下刚度连贯而均 匀。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
5、短肢剪力墙结构 这种结构体系一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体，
其他部位则根据需要，在纵横墙交接处设置截面高度为２ｍ左右 的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墙，墙肢之间在楼面处用梁连接， 并用轻质材料填充，形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙 结构体系。（在小高层中应用很广）
3、优缺点
1）优点：剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变 形较小；房间墙面及天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、 宾馆等建筑。（结构高度：几十米~ 100多米）
2）缺点：结构自重较大；建筑平面布置局限性大，较难获得 大的建筑空间（一般剪力墙间距3~8m）。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 4、框支剪力墙结构
框架-剪力墙结构体系以框架为主，并布置一定数量的剪力墙， 通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。 其中剪力墙承担大部分水平荷载，框架只承担较小的一部分。
注：在水平荷载作用下，框架的侧向变形属剪切型，层间侧移自上而下逐层增大； 剪力墙的侧向变形一般是弯曲型，其层间侧移自上而下逐层减小。当框架与剪力墙通过 楼盖形成框架-剪力墙结构时，各层楼盖因其巨大的水平刚度使框架与剪力墙的变形协调 一致，其侧向变形介于剪切型与弯曲型之间，一般属于弯剪型。
2）缺点：侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大， 有时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大， 则水平荷载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用 也较大。因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。 （以15~20层以下为宜）
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1.2 剪力墙结构体系
1、定义
房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。
剪力墙结构平面图
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
剪力墙结构与框架结构对比
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 剪力墙平面布置
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2、受力变形特点
在竖向荷载作用下，剪力墙是受压的薄壁柱；
在水平荷载作用下，剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱。
注：1）剪力墙结构属于刚性结构，高宽比较大的剪力墙侧向变形呈弯曲型。 2）剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小。
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 3、受力变形特点
框架结构的侧移一般由两部分组成： 1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形
成框架结构的整体剪切变形Us； 2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧
柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲变形Ub； 3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪
框架结构 剪力墙结构 筒体结构
框架-剪力墙结构
框架-核心筒 结构
带加强层的 高层建筑结构
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 2.1.1 框架结构体系
1、定义
房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。 纵向连系梁
横向主梁
柱
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置 注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱构成的异