高层结构选型与结构布置

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1、高层建筑结构设计深圳大学土木工程学院第二章结构选型与结构布置主要内容2.1高层建筑结构设计中的基本原则2.2高层建筑的结构选型2.3高层建筑的结构布置2.1高层建筑结构设计中的基本原则具有必要的承载力、刚度和变形能力避免因局部破坏而导致整个结构破坏；丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力对可能出现的薄弱部位采取加强措施结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布宜具有多道抗震防线基本要求：“简单、规则、均匀、对称”强调概念设计，不过分依赖计算结果2.2高层建筑的结构选型竖向承重结构选型（抗侧力体系）高层建筑的基本抗

2、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。框架剪力墙筒体水平承重结构选型（楼板体系）单向板、双向板、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖基础结构选型独立基础、条形基础、筏形基础、箱型基础、桩基础带加强层的高层建筑结构框架-核心筒结构框架-剪力墙结构2.2.1框架结构体系定义：房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。横向主梁柱纵向连系梁注：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。我国最高的钢筋混凝土框架结构——北京长城饭店22层我国最高的钢框架结构——北京长富宫

3、，22层，94米典型框架结构柱网平面布置典型框架结构剖面示意图框架结构特点平面布置灵活，可形成较大的使用空间施工简便，较经济抗侧刚度小，侧移大对支座不均匀沉降较为敏感框架结构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。框架结构受力变形特点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

4、成框架结构的整体弯曲变形Ub；当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。框架侧向变形框架结构的侧移一般由两部分组成：2.2.2剪力墙结构体系定义：房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。剪力墙结构平面图典型剪力墙结构平面布置剪力墙结构特点抗侧刚度大，侧移小室内墙面平整平面布置不灵活结构自重大，地震作用大施工较麻烦，造价较高剪力墙侧向变形结构自重较大；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）。剪力墙结构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

5、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，对于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。按照长宽比分类：Hw/bw<3：异形柱；Hw/bw=3~5：小墙肢短肢剪力墙Hw/bw=5~8：短肢剪力墙Hw/bw>8：普通剪力墙短肢剪力墙抗震性能较差，规范有具体规定限制其应用和增加抗震要求。框支剪力墙结构：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

6、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）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

7、均较合理的短肢剪力墙结构体系。（在小高层中应用很广）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框架梁框架梁剪力墙剪力墙2.2.3框架剪力墙结构体系受力变形特点：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。受力变形特点：注：在水平荷载作用下，框架的侧向变形属剪切型，

8、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。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