第二章高层建筑结构体系与结构布置
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
35
§2-2 最大适用高度和高宽比
钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度 和高宽比应分为A级和B级。超过A级高度 的为B级，B级的高度和高宽比大，但抗 震等级、计算和构造措施严。不宜超过B 级。超过B级时，需专门审查，补充多方 面计算分析，必要时结构试验，采取专门 的加强构造措施。
36
A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
3600 4000
8000
8000
66000
3000 36000 3000 70000
66000
8000
8000
4000 3600
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。
8
剪 力 墙 结 构
9
在水平力作用下，剪力墙结构以弯曲变形 为主，侧移曲线表现为弯曲型，即曲线向 内凸，层间位移底部小，顶部大，由底部 向顶部有逐渐增大的趋势。
80
板柱-剪力墙
70
40
35
30
不应采 用
37
B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
结构体系
非抗震设计
框架-剪力墙
170
剪力 全部落地剪力墙
180
墙 部分框支剪力墙
150
框架-核心筒
220
筒体
筒中筒
300
抗震设防烈度
6度
7度
8度
160
140
120
170
150
130
140
120
100
210
180
框架-剪力墙结构体系的变形曲线一般 呈弯剪型。
14
连梁
框
剪
架
力
墙
框架-剪力墙结构 的层间位移 剪力墙的侧移曲线
框架-剪力墙结构 的侧移曲线
框架的侧移曲线
框架-剪力墙结构的侧移曲线
15
筒中筒结构
筒中筒结构体系是由内筒和外筒两个筒体组成
的结构体系。内筒通常是由剪力墙围成的实腹筒，
而外筒一般采用框筒或桁架筒。其中框筒是指由
切型。
侧向位移曲线 层间位移
6
剪力墙结构体系
利用建筑物墙体承受竖向荷载、抵抗水平 荷载，并作为建筑物的围护及房间分隔构件 的结构，称为剪力墙结构体系。
优点：整体性好、刚度大，抵抗侧向变形 能力强；
缺点：自重大；受楼板跨度的限制（一般 为3～8m），剪力墙间距不能太大，建筑平 面布置不够灵活。
7
7850 2300 7850
密柱深梁框架围成的筒体，桁架筒则是筒体的四
壁采用桁架做成。
筒体最主要的特点是它的空间受力性能。无
论那一种筒体，在水平力的作用下都可以看成是
固定于基础上的悬臂结构，比单片平面结构具有
更大的抗侧移刚度和承载能力，因而适宜建造高
度更高的超高层建筑。同时，由于筒体的对称性，
筒体结构具有很好的抗扭刚度。
16
（a）实腹筒
高层建筑结构设计
第二章 高层建筑结构
概念设计
1
第一节 高层建筑结构体系
结构体系为结构抵抗外部作用的构件组成方式
框架结构体系 剪力墙结构体系 框架——剪力墙结构体系 筒体结构体系 巨型结构体系
2
框架结构体系
框架结构
框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成。 优点：平面布置灵活，可以取得较大的使用空间。 缺点：整体侧向刚度小，侧向变形大。
框架－筒体结构与框架－剪力墙结构并无本 质上的区别，框架－筒体结构实际上就是在框 架内的一定位置上，设置剪力墙内筒。
11
框 架 剪 力 墙 结 构
12
13
框架结构在水平荷载作用下的侧向位 移曲线呈剪切形，而剪力墙结构体系呈 弯曲形。框剪结构由于梁和板的约束作 用将两者结合在一起，协同工作，使得 结构在底部层间位移大的框架将得到剪 力墙的支持；而在顶部，层间位移小框 架将给予剪力墙予支持。
条件：一高层建筑入右图所示，共9层， 首层层高4.2m，其他各层层高3.6m， 首层楼面比室外地坪高出0.6m，屋面有 局部突出的电梯机房层高3m。
结构体系
非抗震设
计
6度
框架
70
60
框架-剪力墙
140
130
全部落地剪
剪
力墙
150
140
力
墙 部分框支剪 力墙
130
120
抗震设防烈度
7度 8度
9度
55
45
25
120 100
50
120 100
60
100
80
不应采 用
筒 框架-核心筒 160
体
筒中筒
200
150 130 100
70
180 150 120
（b）框筒 （c）桁架筒 筒体结构类型
（d）筒中筒
17
其它结构体系
西尔斯（Sears）大楼筒体变化图
多筒结构
18
悬挂结构
巨形框架结构
巨形桁架结构 刚性横梁或刚性 桁架结构
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
第二节 高层建筑结构概念设计
结构概念设计是运用理论知识和工程经 验，运用人的思维和判断力，正确和全面 地把握结构的整体性能。主要用于方案阶 段及初步设计阶段，从宏观上、总体上和 原则上去决策和确定结构设计中一些最基 本、最本质也是最关键的问题，如确定结 构方案、结构布置、构造措施、电算结果 的判断等。
剪
力
侧向位移曲线
墙
层间位移 侧向位移曲线
层间位移 10
框架－剪力墙（筒体）结构
框架-剪力墙结构体系是在框架结构中布置一 定数量的剪力墙所组成的结构体系。
这种结构体系具备了纯框架结构和纯剪力墙 结构的优点，同时克服了纯框架结构抗侧移刚 度小和纯剪力墙结构平面布置不够灵活的缺点， 是一般高层建筑优先选择的体系。
34
§2-1 结构选型
有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 应避免因部分结构或构件破坏而导致丧失抗震能 力或对重力荷载的承载能力。这就要求结构应设计成 超静定体系，即使在某些部位破坏也不会导致整个结 构的失效 应具备必要的抗震能力、良好的变形能力和消耗 地震能量的能力 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能 力。结构的薄弱部位一般出现在刚度突变，如转换层、 竖向有过大的内收或外突、材料强度发生突变等部位， 这些部位都要采取措施进行加强。
140
280
230
170
38
来自百度文库
房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不 包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构 架等高度。
【例1】请确定房屋计算高度。 条件：某高层建筑入右图所示，屋面 上皮标高为+120m，屋面上有一高 32m的尖塔和高10m的局部建筑， 室内外高差1.2m。
39
【例2】请确定房屋计算高度。
3
4
框 架 结 构
5
在水平力作用下，框架的 侧移变形有两部分组成：
１．梁柱弯曲变形使框架结构
产生侧移，一般情况下，梁、
柱都有反弯点，侧移曲线表现
为剪切型，下部层间变形大，
上部变形小；
２．柱的轴向变形也使框架结
构产生侧移，为弯曲形，上部
框架
层间变形大。
两侧移以前者为主，因而
框架结构的侧移曲线表现为剪
§2-2 最大适用高度和高宽比
钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度 和高宽比应分为A级和B级。超过A级高度 的为B级，B级的高度和高宽比大，但抗 震等级、计算和构造措施严。不宜超过B 级。超过B级时，需专门审查，补充多方 面计算分析，必要时结构试验，采取专门 的加强构造措施。
36
A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
3600 4000
8000
8000
66000
3000 36000 3000 70000
66000
8000
8000
4000 3600
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。
8
剪 力 墙 结 构
9
在水平力作用下，剪力墙结构以弯曲变形 为主，侧移曲线表现为弯曲型，即曲线向 内凸，层间位移底部小，顶部大，由底部 向顶部有逐渐增大的趋势。
80
板柱-剪力墙
70
40
35
30
不应采 用
37
B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
结构体系
非抗震设计
框架-剪力墙
170
剪力 全部落地剪力墙
180
墙 部分框支剪力墙
150
框架-核心筒
220
筒体
筒中筒
300
抗震设防烈度
6度
7度
8度
160
140
120
170
150
130
140
120
100
210
180
框架-剪力墙结构体系的变形曲线一般 呈弯剪型。
14
连梁
框
剪
架
力
墙
框架-剪力墙结构 的层间位移 剪力墙的侧移曲线
框架-剪力墙结构 的侧移曲线
框架的侧移曲线
框架-剪力墙结构的侧移曲线
15
筒中筒结构
筒中筒结构体系是由内筒和外筒两个筒体组成
的结构体系。内筒通常是由剪力墙围成的实腹筒，
而外筒一般采用框筒或桁架筒。其中框筒是指由
切型。
侧向位移曲线 层间位移
6
剪力墙结构体系
利用建筑物墙体承受竖向荷载、抵抗水平 荷载，并作为建筑物的围护及房间分隔构件 的结构，称为剪力墙结构体系。
优点：整体性好、刚度大，抵抗侧向变形 能力强；
缺点：自重大；受楼板跨度的限制（一般 为3～8m），剪力墙间距不能太大，建筑平 面布置不够灵活。
7
7850 2300 7850
密柱深梁框架围成的筒体，桁架筒则是筒体的四
壁采用桁架做成。
筒体最主要的特点是它的空间受力性能。无
论那一种筒体，在水平力的作用下都可以看成是
固定于基础上的悬臂结构，比单片平面结构具有
更大的抗侧移刚度和承载能力，因而适宜建造高
度更高的超高层建筑。同时，由于筒体的对称性，
筒体结构具有很好的抗扭刚度。
16
（a）实腹筒
高层建筑结构设计
第二章 高层建筑结构
概念设计
1
第一节 高层建筑结构体系
结构体系为结构抵抗外部作用的构件组成方式
框架结构体系 剪力墙结构体系 框架——剪力墙结构体系 筒体结构体系 巨型结构体系
2
框架结构体系
框架结构
框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成。 优点：平面布置灵活，可以取得较大的使用空间。 缺点：整体侧向刚度小，侧向变形大。
框架－筒体结构与框架－剪力墙结构并无本 质上的区别，框架－筒体结构实际上就是在框 架内的一定位置上，设置剪力墙内筒。
11
框 架 剪 力 墙 结 构
12
13
框架结构在水平荷载作用下的侧向位 移曲线呈剪切形，而剪力墙结构体系呈 弯曲形。框剪结构由于梁和板的约束作 用将两者结合在一起，协同工作，使得 结构在底部层间位移大的框架将得到剪 力墙的支持；而在顶部，层间位移小框 架将给予剪力墙予支持。
条件：一高层建筑入右图所示，共9层， 首层层高4.2m，其他各层层高3.6m， 首层楼面比室外地坪高出0.6m，屋面有 局部突出的电梯机房层高3m。
结构体系
非抗震设
计
6度
框架
70
60
框架-剪力墙
140
130
全部落地剪
剪
力墙
150
140
力
墙 部分框支剪 力墙
130
120
抗震设防烈度
7度 8度
9度
55
45
25
120 100
50
120 100
60
100
80
不应采 用
筒 框架-核心筒 160
体
筒中筒
200
150 130 100
70
180 150 120
（b）框筒 （c）桁架筒 筒体结构类型
（d）筒中筒
17
其它结构体系
西尔斯（Sears）大楼筒体变化图
多筒结构
18
悬挂结构
巨形框架结构
巨形桁架结构 刚性横梁或刚性 桁架结构
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
第二节 高层建筑结构概念设计
结构概念设计是运用理论知识和工程经 验，运用人的思维和判断力，正确和全面 地把握结构的整体性能。主要用于方案阶 段及初步设计阶段，从宏观上、总体上和 原则上去决策和确定结构设计中一些最基 本、最本质也是最关键的问题，如确定结 构方案、结构布置、构造措施、电算结果 的判断等。
剪
力
侧向位移曲线
墙
层间位移 侧向位移曲线
层间位移 10
框架－剪力墙（筒体）结构
框架-剪力墙结构体系是在框架结构中布置一 定数量的剪力墙所组成的结构体系。
这种结构体系具备了纯框架结构和纯剪力墙 结构的优点，同时克服了纯框架结构抗侧移刚 度小和纯剪力墙结构平面布置不够灵活的缺点， 是一般高层建筑优先选择的体系。
34
§2-1 结构选型
有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 应避免因部分结构或构件破坏而导致丧失抗震能 力或对重力荷载的承载能力。这就要求结构应设计成 超静定体系，即使在某些部位破坏也不会导致整个结 构的失效 应具备必要的抗震能力、良好的变形能力和消耗 地震能量的能力 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能 力。结构的薄弱部位一般出现在刚度突变，如转换层、 竖向有过大的内收或外突、材料强度发生突变等部位， 这些部位都要采取措施进行加强。
140
280
230
170
38
来自百度文库
房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不 包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构 架等高度。
【例1】请确定房屋计算高度。 条件：某高层建筑入右图所示，屋面 上皮标高为+120m，屋面上有一高 32m的尖塔和高10m的局部建筑， 室内外高差1.2m。
39
【例2】请确定房屋计算高度。
3
4
框 架 结 构
5
在水平力作用下，框架的 侧移变形有两部分组成：
１．梁柱弯曲变形使框架结构
产生侧移，一般情况下，梁、
柱都有反弯点，侧移曲线表现
为剪切型，下部层间变形大，
上部变形小；
２．柱的轴向变形也使框架结
构产生侧移，为弯曲形，上部
框架
层间变形大。
两侧移以前者为主，因而
框架结构的侧移曲线表现为剪