高层建筑结构体系与结构布置
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高层建筑结构
—第2章 高层建筑结构体系与结构布置
（土木工程专业）
主讲 卓博华 闽南理工学院
第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1 高层建筑结构的承重体系与抗侧力体系 2.2 结构体系 2.3 楼盖结构 2.4 结构布置原则
2
第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1 高层建筑结构的 承重体系与抗侧力体系
结构布置是指高层建筑结构受力构件的布置， 包括平面布置和竖向布置，以及水平构件的布置。 合理的结构布置是保证高层建筑结构良好受力性 能的根本。
2.1 高层建筑结构的承重体系与抗侧力体系
承重体系 指建筑结构中承载竖向荷载的结 构构件所组成的体系。
高
层
结
构
通常高层结构的竖向承重体系也是抗侧力体系。
体
系
广州白云宾馆 33层，112.45米，剪力墙结构， 1976年建成，国内首栋百米高层。
7850 2300 7850
3600 4000
8000
8000
66000
3000 36000 3000 70000
66000
8000
8000
4000 3600
变化情况：
1、框支剪力墙：底层做成框架柱，上层为剪力墙， 底层刚度小，上下刚度突变，地震作用下底层内 力及塑性变形很大，在地震区不允许单独采用。
8000
8000 4000
最经济的层数为10层 最适宜的层数为1113层
wenku.baidu.com
2.1 结构体系
2.2.1 框架结构
受力变形特征：
unN
V0H 3 EA1B2
FN
框架结构在竖向荷载作用下的侧移很小， 一般不必计算，框架的侧移主要是水平荷载（作 用）产生的。
层
层
间
间
侧
侧
移
移
上
上
小
大
下
下
大
小
框架的剪切型变形
3
第2章 高层建筑结构体系与结构布置
第2章 高层建筑结构体系与结构布置
高层建筑结构体系是指用于承受水平作用和 竖向荷载的结构受力体系。根据所承受的作用和 荷载不同，结构体系包括承重体系和抗侧力体系。 根据构件类型的不同，结构体系包括楼盖、竖向 构件（柱、墙）和基础。合理的结构体系必须满 足高层建筑结构的承载力要求、刚度要求和延性 要求，且能有效降低高层建筑结构的造价。
框架的弯曲型变形
2.2.1 框架结构
受力变形特征：水平力作用下框架侧移有两部分组成：
（１）梁柱弯曲变形。框架层间剪力是其上部水平荷载的 合力，所以下大上小，导致下部层间变形大，上部小； 侧移曲线表现为剪切型
（２）柱的轴向变形也使框架结构产生侧移，由倾覆力矩 使柱产生的拉伸和压缩变形所致，为弯曲型，上部层间 变形大。
抗侧力体系
指建筑结构中承载水平作用的结 构构件所组成的体系。
6
2.2 结构体系
高层建筑结构型式繁多，以材料分有配筋砌 体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和钢—混凝 土组合结构等。
高层建筑常见的结构体系有框架结构体系、 剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系和筒 体结构体系。
随着层数的增加，水平作用对高层建筑结 构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和 风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗 震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的 结构体系密切相关。
2、部分落地大空间剪力墙结构：地震区满足建筑需 要底层商店或大堂的需要。
2.2.2 剪力墙结构
布置要点：
1)落地剪力墙布置在两端或中部，对称布置，防止 扭转。
2)底层采取加大墙厚，提高混凝土强度等措施提高 刚度，减小上、下刚度差。
3)上部应采用开间较大剪力墙方案。 4)落地剪力墙之间距离要加以限制(墙距离与楼板
缺点：剪力墙受楼板构件跨度约束，间距小， （3~8m)一般6m左右，平面布置不灵活，不适应于建 造公共 建筑，自重大。
适用：要求小房间的住宅，旅馆，可省去填充墙(剪力 墙不能敲掉)，施工快。
补充：
异形柱框架结构
注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱构成的 异形柱框架结构，截面各肢的肢高肢后比不大于4。
当高宽比≤4或层数不多时，总位移中第一部分侧移是主 要的，合成后结构仍呈剪切变形特征。
2.2.2 剪力墙结构
定义：利用建筑物墙体作为竖向承重和抵抗水平力的结构。 墙体同时也作为维护及房间分割构件
此外，还有特殊的底 部大空间剪力墙和跳 层剪力墙结构体系。
2.2.2 剪力墙结构
优点：整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变 形很小，承载力易满足，抗震性能好，适宜于建造 高层建筑，目前我国10~30层高层公寓多采用。
优点：布置灵活；可做成 需大空间的会议室、餐厅、 办公室、车间等，又可用 隔墙做成小房间。
缺点：侧向刚度较小，对 支座不均匀沉降较敏感。
适用：
2.2.1 框架结构
北京长富宫中心 框架结构 26层，90.85m，89年建成。
4000 5800 6200 5800 4000
4000 8000
8000
8000
7
2.2 结构体系
框架
落地剪力墙
常
见
剪力墙
高
框支剪力墙
层
结
框架-剪力墙
构
体
框架-筒体
系
筒体
筒中筒
成束筒
其他 如何选择结构体系？
筒中筒
框架-核心筒结构
框筒-框架结构
多重筒结构
成束筒结构
多筒结构
2.2 结构体系
2.2.1 框架结构
定义：采用梁、柱通过节点组成的体系作为建筑 竖向承重结构，并同时承受水平荷载的结构体系。
2.1 结构体系
2.2.2 剪力墙结构
受力变形特征： 在水平荷载作用下， 就象悬臂梁一样。 以弯曲变形为主， 侧移曲线表现为弯曲型。
层间位移自下而上逐渐增大。
这种增大的原因是墙体纵向轴线由基础处的 竖直状态向上发生倾斜，其转角的不断累加造成 的，剪力墙的剪切变形相对于弯曲变形要小得多。
• 剪力墙结构体系 优点：侧向刚度大 缺点：布置受限制
10几层
2.2.3 框架-剪力墙结构
定义：由框架和剪力墙共同承重和抵抗水平的受力体系。
框架：侧向刚度差，侧移大， 但平面灵活，可较大空间， 立面易处理等特点。
宽度之比≤3，抗震≤2~2.5)。 5)过渡层楼板整体性与刚性要加大----应采用厚度
较大的现浇钢筋混凝土板。
补充： 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）
—第2章 高层建筑结构体系与结构布置
（土木工程专业）
主讲 卓博华 闽南理工学院
第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1 高层建筑结构的承重体系与抗侧力体系 2.2 结构体系 2.3 楼盖结构 2.4 结构布置原则
2
第2章 高层建筑结构体系与结构布置
2.1 高层建筑结构的 承重体系与抗侧力体系
结构布置是指高层建筑结构受力构件的布置， 包括平面布置和竖向布置，以及水平构件的布置。 合理的结构布置是保证高层建筑结构良好受力性 能的根本。
2.1 高层建筑结构的承重体系与抗侧力体系
承重体系 指建筑结构中承载竖向荷载的结 构构件所组成的体系。
高
层
结
构
通常高层结构的竖向承重体系也是抗侧力体系。
体
系
广州白云宾馆 33层，112.45米，剪力墙结构， 1976年建成，国内首栋百米高层。
7850 2300 7850
3600 4000
8000
8000
66000
3000 36000 3000 70000
66000
8000
8000
4000 3600
变化情况：
1、框支剪力墙：底层做成框架柱，上层为剪力墙， 底层刚度小，上下刚度突变，地震作用下底层内 力及塑性变形很大，在地震区不允许单独采用。
8000
8000 4000
最经济的层数为10层 最适宜的层数为1113层
wenku.baidu.com
2.1 结构体系
2.2.1 框架结构
受力变形特征：
unN
V0H 3 EA1B2
FN
框架结构在竖向荷载作用下的侧移很小， 一般不必计算，框架的侧移主要是水平荷载（作 用）产生的。
层
层
间
间
侧
侧
移
移
上
上
小
大
下
下
大
小
框架的剪切型变形
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第2章 高层建筑结构体系与结构布置
第2章 高层建筑结构体系与结构布置
高层建筑结构体系是指用于承受水平作用和 竖向荷载的结构受力体系。根据所承受的作用和 荷载不同，结构体系包括承重体系和抗侧力体系。 根据构件类型的不同，结构体系包括楼盖、竖向 构件（柱、墙）和基础。合理的结构体系必须满 足高层建筑结构的承载力要求、刚度要求和延性 要求，且能有效降低高层建筑结构的造价。
框架的弯曲型变形
2.2.1 框架结构
受力变形特征：水平力作用下框架侧移有两部分组成：
（１）梁柱弯曲变形。框架层间剪力是其上部水平荷载的 合力，所以下大上小，导致下部层间变形大，上部小； 侧移曲线表现为剪切型
（２）柱的轴向变形也使框架结构产生侧移，由倾覆力矩 使柱产生的拉伸和压缩变形所致，为弯曲型，上部层间 变形大。
抗侧力体系
指建筑结构中承载水平作用的结 构构件所组成的体系。
6
2.2 结构体系
高层建筑结构型式繁多，以材料分有配筋砌 体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和钢—混凝 土组合结构等。
高层建筑常见的结构体系有框架结构体系、 剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系和筒 体结构体系。
随着层数的增加，水平作用对高层建筑结 构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和 风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗 震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的 结构体系密切相关。
2、部分落地大空间剪力墙结构：地震区满足建筑需 要底层商店或大堂的需要。
2.2.2 剪力墙结构
布置要点：
1)落地剪力墙布置在两端或中部，对称布置，防止 扭转。
2)底层采取加大墙厚，提高混凝土强度等措施提高 刚度，减小上、下刚度差。
3)上部应采用开间较大剪力墙方案。 4)落地剪力墙之间距离要加以限制(墙距离与楼板
缺点：剪力墙受楼板构件跨度约束，间距小， （3~8m)一般6m左右，平面布置不灵活，不适应于建 造公共 建筑，自重大。
适用：要求小房间的住宅，旅馆，可省去填充墙(剪力 墙不能敲掉)，施工快。
补充：
异形柱框架结构
注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱构成的 异形柱框架结构，截面各肢的肢高肢后比不大于4。
当高宽比≤4或层数不多时，总位移中第一部分侧移是主 要的，合成后结构仍呈剪切变形特征。
2.2.2 剪力墙结构
定义：利用建筑物墙体作为竖向承重和抵抗水平力的结构。 墙体同时也作为维护及房间分割构件
此外，还有特殊的底 部大空间剪力墙和跳 层剪力墙结构体系。
2.2.2 剪力墙结构
优点：整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变 形很小，承载力易满足，抗震性能好，适宜于建造 高层建筑，目前我国10~30层高层公寓多采用。
优点：布置灵活；可做成 需大空间的会议室、餐厅、 办公室、车间等，又可用 隔墙做成小房间。
缺点：侧向刚度较小，对 支座不均匀沉降较敏感。
适用：
2.2.1 框架结构
北京长富宫中心 框架结构 26层，90.85m，89年建成。
4000 5800 6200 5800 4000
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2.2 结构体系
框架
落地剪力墙
常
见
剪力墙
高
框支剪力墙
层
结
框架-剪力墙
构
体
框架-筒体
系
筒体
筒中筒
成束筒
其他 如何选择结构体系？
筒中筒
框架-核心筒结构
框筒-框架结构
多重筒结构
成束筒结构
多筒结构
2.2 结构体系
2.2.1 框架结构
定义：采用梁、柱通过节点组成的体系作为建筑 竖向承重结构，并同时承受水平荷载的结构体系。
2.1 结构体系
2.2.2 剪力墙结构
受力变形特征： 在水平荷载作用下， 就象悬臂梁一样。 以弯曲变形为主， 侧移曲线表现为弯曲型。
层间位移自下而上逐渐增大。
这种增大的原因是墙体纵向轴线由基础处的 竖直状态向上发生倾斜，其转角的不断累加造成 的，剪力墙的剪切变形相对于弯曲变形要小得多。
• 剪力墙结构体系 优点：侧向刚度大 缺点：布置受限制
10几层
2.2.3 框架-剪力墙结构
定义：由框架和剪力墙共同承重和抵抗水平的受力体系。
框架：侧向刚度差，侧移大， 但平面灵活，可较大空间， 立面易处理等特点。
宽度之比≤3，抗震≤2~2.5)。 5)过渡层楼板整体性与刚性要加大----应采用厚度
较大的现浇钢筋混凝土板。
补充： 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）