《高层建筑结构》课件.ppt

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1、第十四章高层建筑14.1概述14.1.1高层建筑的定义我国在《高规》中规定：≥10层或房屋高度超过28米的建筑物称为高层建筑。并按结构型式和高度不同分为A级和B级。见表14-1、表14-2。高层建筑高度一般是指从室外地面至主要屋面的距离，不包括突出屋面的水箱、电梯间、楼梯间、构架等高度以及地下室的埋置深度。14.1.2高层建筑的发展概况14.1.3高层建筑结构受力特点高层建筑结构受力特点与多层建筑结构的主要区别:水平力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑土建造价的主要因数。如图14-1（a），在高层建筑结构中，竖向荷

2、载的作用与多层建筑相似，柱内轴力随着层数的增加而增大，而水平向作用的风荷载或地震作用可近似地认为呈倒三角形，如图14-1（b）所示该力在结构底部所产生的弯矩与结构高度的三次方成正比，如图14-1（c）所示水平力作用下结构顶点的侧向位移与高度的四次方成正比。上述弯矩和侧向位移常常成为决定结构方案、结构布置及构件截面尺寸的控制因数。14.1.4高层建筑的优缺点14.1.5高层建筑水平位移和加速度的限制1、层间弹性水平位移的限值高层建筑应有足够的侧向刚度和扭转刚度，以达到抗震设防目的。所谓刚度，是指单位变形（包括位移、转角等）所需的力。因

3、此,《高规》规定，当按弹性理论分析时，其楼层层间最大位移与层高之比不宜大于以下限值：（1）高度不大于150米的高层建筑，此限值不宜大于表14-3的限值；（2）高度≥250m的高层建筑，楼层层间最大位移与层高之比的限值为1/500。（3）高度为150m至250m之间的高层建筑，楼层层间最大位移与层高之比的限值按上述限值线性插入取用。楼层层间最大位移与层高之比的限值表14-3结构类型结构类型框架1/550筒中筒1/1000框架-剪力墙框架核心筒板柱-剪力墙1/800框支层1/10002、罕遇水平地震作用下薄弱层（部位）的抗震变形验算“大

4、震不倒”抗震设计原则：“大震不倒、中震可修、小震不坏”；设计方法：二阶段设计法3、结构风振加速度的限制高层建筑物在风荷载作用下将产生水平振动。《建筑结构荷载规范》规定的10年一遇的风荷载取值计算或专门风洞试验确定的结构顶点最大加速度，对住宅、公寓不应大于0.15m/s2,对办公楼、旅馆不应大于0.25m/s2。高层建筑风振反应水平加速度包括顺风向最大加速度、横风向最大加速度和扭转角加速度。14.2高层建筑结构体系与布置原则结构体系：竖向结构体系和水平结构体系。竖向承重结构体系：不但要承受与传递竖向荷载、还要抵抗侧向力的作用，故竖向结

5、构也称为抗侧力结构。水平结构即楼盖和屋盖结构。在高层建筑中，楼屋盖结构除了承受和传递楼屋面竖向荷载以外，还要协调各榀抗侧力结构的变形与位移，对结构的空间整体刚度和抗震性能有直接的影响。14.2.1高层建筑的竖向结构体系常用的钢筋混凝土高层建筑竖向结构体系有：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、筒体结构体系和巨型框架结构体系等。1、框架结构体系1).概念由梁和柱为主要承重构件组成的承受竖向和水平作用的结构称为框架结构（图1）。高层建筑采用框架结构体系时，框架梁应纵横向布置，形成双向抗侧力构件，使之具有较强的空间整体性，

6、以承受任意方向的侧向力。2.特点①将承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护、分隔作用。框架结构建筑平面布置灵活，空间划分方便，易于满足生产工艺和使用要求，构件便于标准化，具有较高的承载力和较好的整体性；②框架结构属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经过合理的结构设计，可以具有较好的延性性能。其缺点是结构侧向刚度较小，在地震作用下水平位移较大，容易使填充墙产生裂缝，并引起非结构构件的损坏。地震作用下的大变形还将在框架柱内引起P-Δ效应，严重时会引起整个结构的倒塌。同时随着房屋层数的增加，水平荷载逐渐增大，就将因侧移过大而不能

7、满足要求；或形成肥梁胖柱而不经济。随着层数的增加和高度的提高，水平力对结构受力和变形的影响加大，结构布置时应特别注意增强结构在各个方向的侧向刚度，以保证结构的整体性和空间工作性能。3.应用广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、旅馆、教学楼、住宅等。2、剪力墙结构体系剪力墙结构体系是由剪力墙承受竖向荷载和侧向力的结构。　　　　　　现浇钢筋混凝土结构剪力墙结构的整体性好，抗侧刚度大，承载力大，在水平力作用下侧移小，经过合理设计，能设计成抗震性能好的钢筋混凝土延性剪力墙。但仅就延性而言，剪力墙不如框架，另外剪力墙自重大，刚度大，基本

8、周期短、地震惯性力较大。剪力墙是利用建筑外墙和内隔墙位置布置的钢筋混凝土结构墙，属于下端固定在基础顶面上的竖向悬臂板。竖向荷载在墙体内主要产生向下的压力，侧向力在墙体内产生水平剪力和弯矩。在抗震结构中，剪力墙也称为抗震墙。一般用于住宅