高层建筑设计-第2章 抗侧力结构与布置

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1、第2章抗侧力结构体系与布置主要内容：2.1框架结构体系2.2剪力墙结构体系2.3框架－剪力墙结构体系2.4板柱－剪力墙(筒体)结构2.5框架－支撑(抗震墙板)结构2.6筒体结构2.7框架－核心筒结构2.8巨形结构2.9抗侧力结构体系的用高度和高宽比2.10高层建筑结构体系的发展和应用2.11建筑体型和结构总体布置2.12结构的“三缝”处理2.13高层建筑楼盖2.14高层建筑的基础1结构体系：指结构抵抗外部作用的构件的组成方式。高层建筑中基本的抗侧力单元有框架、剪力墙、实腹筒(又称井筒)、框筒及支撑

2、。由这几种单元可以组成多种结构体系。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(框架－筒体结构)体系筒体结构体系其他结构形式，如：板柱－剪力墙结构、框架－支撑(抗震墙板)结构、竖向桁架结构、核心筒加复合巨型柱结构等。22.1框架结构体系整幢结构都由梁、柱组成，就称为框架结构体系(见图2-1~图2-3)，有时称为纯框架结构。由梁、柱构件组成的结构称为框架。32.1.1分类按材料不同分为：钢、钢筋混凝土、钢骨(型钢)混凝土、钢管混凝土等。钢筋混凝土框架按施工方法的不同，可分为：现浇框架、半

3、装配式框架、全装配式框架等。2.1.2框架结构的特点①建筑平面布置灵活；②立面设计灵活多变；（外墙是非承重构件，立面可任意划分）③构件类型少，易于标准化、定型化。④具有较好的抗震性能——“延性框架”；⑤梁柱截面惯性矩小，侧向变形较大，限制了框架结构的使用高度。以15～20层以下为宜。42.1.3框架结构的布置要求(1)承重框架的布置承重框架指承受楼面竖向荷载的框架。框架结构承重方案有(见图2-4)：横向框架承重方案纵向框架承重方案纵横向框架混合承重方案(2)结构布置要求应设计成双向框架；抗震设计的

4、框架结构不宜采用单跨框架；框架梁、柱中心线宜重合；结构应受力明确，构造简单；5框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重(框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重)；电梯井贴梁柱布置，不得独立；填充墙应位于框架平面内，并受柱约束；现浇框架梁、柱、节点的混凝土强度等级，按一级抗震等级设计时，不应低于C30；按二～四级和非抗震设计时，不应低于C20；现浇非预应力混凝土楼盖结构的混凝土强度等级不宜高于C40框架柱的混凝土强度等级，抗震设防烈度

5、为9度时不宜大于C60，抗震设防烈度为8度时不宜大于C70；抗震设计的框架结构中，当布置少量钢筋混凝土剪力墙时，结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作。62.1.4框架结构的变形特点框架结构在水平荷载作用下的受力变形特点(变形曲线)(1)柱和梁的弯曲变形产生——剪切型：下部的梁、柱内力大，层间变形也大，愈到上部层间变形愈小。(2)柱的轴向变形产生——弯曲型：这种侧移在上部各层较大，愈到底部层间变形愈小。(3)框架结构中第一部分侧移是主要的，随着建筑高度加大，第二部分变形比例逐渐加大，但合成以后

6、框架仍然呈现剪切型变形特征。72.2剪力墙结构体系利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系（见图2-5、2-6）。墙体同时也作为维护及房间分隔构件。2.2.1剪力墙的受力变形特点(1)在承受水平荷载作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。(2)剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。(3)高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，特点是结构层间位移随楼层增高而增加。82.2.2剪力墙结构体系的特点(1)承载力要求容易满足(截面尺寸大)。(2)整体性好，刚度大，在

7、水平荷载作用下侧向变形小(现浇钢筋混凝土剪力墙结构)，适合于建造较高的高层建筑(10～30层，100～140m)。(3)抗震性能好——延性剪力墙结构。(4)平面布置不灵活，(剪力墙的间距取决于楼板的跨度。一般情况下剪力墙间距为3～8m，适用于要求较小开间的建筑)。(5)结构自重较大。底部大空间剪力墙结构(见图2-7)92.2.3剪力墙结构体系的布置要求(1)结构布置原则剪力墙应沿结构的主要轴线布置。剪力墙应沿竖向贯通建筑物的全高。剪力墙应尽量布置得比较规则，拉通、对直。剪力墙的厚度应按阶段变化，每

8、次厚度减少宜为50～l00mm。剪力墙的洞宜上下对齐，成列布置——洞口把墙体分成墙肢和连梁。(见图2-8)。避免小墙肢（hw/bw<3）(见图2-8)。墙段的高宽比应≥3(呈受弯工作状态)(见图2-9)。每一墙肢的宽度不宜＞8m。10(2)平面布置方案横墙承重方案：楼板支承在横向剪力墙上。纵横墙承重方案：楼板直接支承在纵横向墙上或通过进深大梁传递。底层大空间剪力墙方案特点：框支墙上下刚度相差悬殊，不利抗震。要求：①不允许单独采用框支剪力墙。②控制建筑物沿高度方向的刚度变化幅度。③落