高层建筑结构混凝土结构设计.docx

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1、高层建筑结构混凝土结构设计班杨林一、概述按组成高层建筑结构的材料来划分，可将高层建筑分为钢结构、混凝土结构、钢-混凝土混合结构3种类型。钢结构具有自重轻、强度高、延性好、施工快等特点，但用钢量大、造价高、防火性能较差。混凝土结构整体性好、刚度大、变形小；阻尼比高，舒适性佳；且混凝土结构耐腐蚀、耐火、维护方便、造价低，但混凝土结构的自重较大。钢-混凝土结构综合了两者的优点，克服了两者的缺点，是超高层建筑中一种较好的结构形式。二、高层建筑的结构方案1.高层建筑结构内力及变形特点高层建筑结构是高次超静定结构，虽

2、然结构内力及变形计算十分复杂，但其特点与简单的竖向悬臂构件是相同的。N=wH；M=qmaxH2/3；V=qmaxH/2；u=11qmaxH4/（120EI）；2.高层建筑的结构体系目前，高层建筑常用的结构体系有：框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体等结构体系。（1）框架结构框架结构是指由立柱和横梁在节点刚接组成的结构，在框架结构中，由于框架柱的抗侧移刚度较小，因此主要用在层数不多、水平荷载较小的情况。框架结构中的墙体属于填充墙，一般采用轻质材料填充，起保温、隔热、分隔室内空间等作用。因而它的平面布置灵活，可提

3、供较大的室内空间。（2）剪力墙结构剪力墙结构是指底部与基础嵌固的纵、横向钢筋混凝土墙体组成的结构。由于剪力墙的抗侧移刚度较大，可承受很大的水平荷载，所以当高层房屋的层数较多、水平荷载较大时，可考虑采用剪力墙结构。剪力墙的结构受力墙体多，难以布置面积较大的房间。但是可以通过附建低层裙房加以解决，或者设立转换层来解决。（3）框架-剪力墙结构框架-剪力墙结构是指在框架结构的适当部位设置剪力墙的结构。他综合了框架结构和剪力墙结构的优点，既具有较大的抗水平力能力，又可提供较大空间和较灵活的平面布置。（4）筒体结构由

4、一个或多个筒体所形成的结构称为筒体结构。仅就筒体而言，一般有两种形式：一种为剪力墙内筒，由电梯间、楼梯间及设备管井等组成，水平截面为箱型，底端嵌固于基础顶面、顶端自由，呈竖向放置的薄壁悬臂梁；另一种为框筒，由布置在房屋四周的密集立柱与高跨比很大的窗裙梁所组成的多孔筒体。筒体结构与框架或剪力墙结构相比，具有更大的抗侧移刚度。除了上述结构体系外，其他高层建筑结构体系有：框架-核心筒-伸臂结构、巨型框架结构以及悬挂结构体系等。3.高层建筑结构的结构布置（1）结构平面布置结构平面布置主要包括结构平面形状的确定和结

5、构侧向刚度及竖向承载能力的布置。结构的平面形状是指一个独立结构单元的平面形状。在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则、对称，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的结构平面布置，否则质量中心和刚度中心会产生较大的偏离，出现较大的扭转效应，导致结构位移及内力增大。（1）结构竖向布置结构竖向布置是否合理很大程度上取决于建筑物的竖向体型。高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。在地震区，高层建筑的竖向体型宜采用矩形、梯形、金字塔形等均匀变化的几何形状。其中，梯形、金字塔形的

6、质量随高度逐渐减小，重心偏低，倾覆力矩小，对抗震非常有利。当某楼层侧向刚度小于上层时，《高规》规定：其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。此外，层间抗侧力结购的受剪承载力，下部楼层宜大于上部楼层，当某楼层层间抗侧力构件的受剪承载力Vu，I小于上层抗侧力结构的受剪承载力Vi+1时，A级高度不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B级高度不应小于其上一层受剪承载力的75%。1.高层房屋的变形缝伸缩缝的主要作用是防止建筑物在温度变

7、化过程中产生的温度应力导致结构及非结构的构件开裂或破损。沉降缝的主要作用是当建筑物相邻部位层数或荷载相差悬殊或地基土层压缩性变化过大，从而造成较大差异沉降时，将结构划分为独立单元。高层建筑沉降缝的基本要求是相邻单元可以自由沉降，并应考虑由于基础转动产生顶点位移的影响。防震缝的主要作用是当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，将其划分为较简单的几个结构单元。注意：需要抗震设防的建筑，当必须设缝时，其伸缩缝，沉降缝均应符合防震缝宽度的要求。一、高层建筑的荷载和地震作用高层建

8、筑主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用。在高层建筑结构设计的荷载汇集阶段，通常按荷载的标准值进行荷载汇集，以便求出构件内力。1.竖向荷载竖向荷载可分为恒荷载（永久荷载）和活荷载（可变荷载）。恒荷载标准值可由各构件的截面尺寸、长度、装饰材料情况，根据《建筑结构荷载规范》规定的各种材料自重标准值进行计算。活荷载标准值应按《荷载规范》中的规定采用。当梁、柱或墙承受的楼面面积较大或柱、墙承担的楼层较多时，应对活荷载标准值进行折减。折减系