高层建筑的结构体系与选择 例题

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1、高层建筑的结构体系与选择1不同结构体系房屋的适用高度多层和高层钢筋混凝土房屋在确定结构方案时，应根据建筑使用功能和抗震要求合理选择结构体系。从抗震角度来说，结构的抗侧移刚度是选择结构体系时要考虑的重要因素，随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大，要求结构的抗侧刚度必须随之增大。而不同类型的钢筋混凝土结构体系，在抗侧刚度方面有很大差别，它们具有各自不同的合理使用高度。例如，框架结构抗侧刚度较小，为控制其水平位移，宜用于高度不大的建筑，而抗震墙结构和筒体结构抗侧移刚度大，在场地条件和烈度要求相同的条件下，就可以建造更高的建筑。因此

2、，为了满足结构的抗侧刚度要求，应对不同类型的钢筋混凝土结构体系的房屋总高度分别给予不同的限制。各类钢筋混凝土结构体系适用的房屋最大高度见表1。表1  现浇钢筋混凝土房屋的最大适用高度（m）注：1)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）     2)表中框架不含异形柱框架结构。     3)部分框支抗震墙结构指地面以上有部分框支抗震墙的抗震墙结构。4)房屋高度超过本表数值时，结构设计应有可靠依据，井采取有效措施。2钢筋混凝土房屋适用的高宽比钢筋混凝土高层建筑还要考虑高宽比要求。高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的

3、宏观控制。震害调查表明，房屋高宽比大，地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动，引起上部结构产生较大侧移，影响结构整体稳定。同时倾覆力矩还会在两侧柱中引起较大轴力，使构件产生压屈破坏。为避免出现上述情况，房屋高宽比应满足表2限值。表2 钢筋混凝土房屋适用的最大高宽比1.设计资料某商务楼，现浇钢筋混凝土框架结构。主体结构共六层，局部七层。结构布置如图1所示。地震设防烈度7度（第一组），II类场地，设计基本地震加速度值0.10g。基本雪压值S0＝0.6kN/m2，基本风压值S0＝0.35kN/m2。试进行横行框架的抗震设计 图结构平面布置图          2. 材料等级和构件

4、截面尺寸的确定     根据刚度要求跨高比确定楼板厚度和框架梁尺寸；通过对柱子轴压比等控制值来初步确定柱截面尺寸。结果见表1和表2   3. 重力荷载代表值计算  各楼层重力荷载代表值Gi＝永久荷载标准值（楼板重＋梁重＋上下各半层的墙、柱重）＋0.5×可变荷载标准值（楼面或屋面活荷载）。在计算Gi时，无论是否为上人屋面，其屋面上的可变荷载均取雪荷载。具体计算过程略，结果见图1。   图1 框架计算简图和各质点的重力荷载代表值 4.梁、柱刚度计算   考虑现浇楼盖翼缘对梁截面惯性矩的加强作用，梁的线刚度计算见表1。考虑梁柱线刚度比，用值法计算柱的侧移刚度，计算数据见表2和表

5、3。表1 梁的线刚度计算层次截面b×h(m2)混凝土强度等级弹性模量Ec(kN/m2)跨度l(m)矩形截面惯性矩I0(m4)边框架梁中框架梁(m4)(kN·m)(m4)(kN·m)10.3×0.6C303.0×1077.25.4×10-38.1×10-33.38×10410.8×10-34.5×1042～60.3×0.6C252.8×1077.25.4×10-38.1×10-33.15×10410.8×10-34.2×10410.3×0.4C303.0×1072.71.6×10-32.4×10-32.67×1043.2×10-33.56×1042～60.3×0.4C252

6、.8×1072.71.6×10-32.4×10-32.49×1043.2×10-33.32×104                               表2 柱的侧移刚度D值计算层截面混凝土强度等弹性模量Ec(kN/m2)层高截面惯性线刚度 次b×h (m2)级h(m)矩Ic(m4)(kN·m)A、D轴线边框架边柱3～60.5×0.6C252.8×1073.69×10-37.0×1040.450.1841192620.5×0.6C252.8×1073.69×10-37.0×1040.4660.1891225010.5×0.6C303.0×1075.19×10-35

7、.29×1040.6380.43110527B、C轴线边框架中柱3～60.5×0.6C252.8×1073.69×10-37.0×1040.8060.2871860220.5×0.6C252.8×1073.69×10-37.0×1040.8340.2941905510.5×0.6C303.0×1075.19×10-35.29×1041.1410.52212749A、D轴线中框架边柱3～60.5×0.6C252.8×1073.69×10-37.0×1040.60.2311497220.5×0.6C252.8×1073.69×10