2高層建筑構(gòu)體系

1、第二章第二章 高層建筑的結(jié)構(gòu)選型高層建筑的結(jié)構(gòu)選型 與結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)布置高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則常用結(jié)構(gòu)體系分類常用結(jié)構(gòu)體系分類 幾個(gè)典型常用結(jié)構(gòu)體系簡介幾個(gè)典型常用結(jié)構(gòu)體系簡介 多層框架結(jié)構(gòu)多層框架結(jié)構(gòu)2.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則 注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，則性，選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)構(gòu)加強(qiáng)構(gòu)造措施造措施。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能，使。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有必需的承載力、剛度和延

2、性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿整個(gè)結(jié)構(gòu)具有必需的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列要求：足下列要求：1）具有必要的承載力、剛度和延性；）具有必要的承載力、剛度和延性；2）避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞；）避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞；3）對可能的薄弱部位采取加強(qiáng)措施；）對可能的薄弱部位采取加強(qiáng)措施；4）避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)形成的薄弱部位；）避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)形成的薄弱部位；5）宜具有多道抗震防線。）宜具有多道抗震防線。 概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)：根據(jù)理論與試驗(yàn)研究結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)：根據(jù)理論與試驗(yàn)研究結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)的總體

3、布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。的總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，是設(shè)計(jì)思想結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，是設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)原則。例：在抗震設(shè)計(jì)時(shí)要求和設(shè)計(jì)原則。例：在抗震設(shè)計(jì)時(shí)要求“小震不壞、中小震不壞、中震可修、大震不倒震可修、大震不倒”的設(shè)計(jì)思想和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可的設(shè)計(jì)思想和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能地使結(jié)構(gòu)能地使結(jié)構(gòu)“簡單、規(guī)則、均勻、對稱簡單、規(guī)則、均勻、對稱”的設(shè)計(jì)原則，的設(shè)計(jì)原則，都屬于概念設(shè)計(jì)的范疇。都屬于概念設(shè)計(jì)的范疇。 2.2 高層建筑的結(jié)構(gòu)選型高層建筑的結(jié)構(gòu)選型 2.2.1 高層建筑結(jié)構(gòu)類型高層建筑結(jié)構(gòu)類型 按按材料性能分材料性能分為鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)

4、構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼與鋼筋混凝土的組合結(jié)構(gòu)。和鋼與鋼筋混凝土的組合結(jié)構(gòu)。 1、鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度高、韌性好、易于加工；鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度高、韌性好、易于加工；構(gòu)件斷面小、自重輕、抗震性能好構(gòu)件斷面小、自重輕、抗震性能好；而且鋼構(gòu)；而且鋼構(gòu)件可以在工廠加工制作，在現(xiàn)場安裝，有利于件可以在工廠加工制作，在現(xiàn)場安裝，有利于提高施工速度和構(gòu)件的制作質(zhì)量。高層鋼結(jié)構(gòu)提高施工速度和構(gòu)件的制作質(zhì)量。高層鋼結(jié)構(gòu)用用鋼量大，造價(jià)高，耐火性差鋼量大，造價(jià)高，耐火性差， 2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 材料來源豐富，造價(jià)低，混凝土的可塑性材料來源豐富，造價(jià)低，混凝土的可塑性強(qiáng)，混凝土材料強(qiáng)度雖

5、然較低于鋼材，但混凝強(qiáng)，混凝土材料強(qiáng)度雖然較低于鋼材，但混凝土構(gòu)件的土構(gòu)件的截面大、剛度大，有利于抵抗結(jié)構(gòu)的截面大、剛度大，有利于抵抗結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。側(cè)向位移。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工工期長，結(jié)施工工期長，結(jié)構(gòu)自重大、承載力低，建造高度受到限制構(gòu)自重大、承載力低，建造高度受到限制。 目前世界上最高的鋼筋混凝土高層建筑是目前世界上最高的鋼筋混凝土高層建筑是朝鮮平壤市的柳京飯店，地面以上是朝鮮平壤市的柳京飯店，地面以上是101層，層，高高305.4m；芝加哥的水塔廣場大廈（；芝加哥的水塔廣場大廈（water plaza tower）位居其次，）位居其次，76層，層，262m高。高。 3

6、、鋼鋼鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu) 吸收了鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)吸收了鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，克服兩種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，根據(jù)工程需要，進(jìn)點(diǎn)，克服兩種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，根據(jù)工程需要，進(jìn)行不同方式組合。有以下幾種組合方式：行不同方式組合。有以下幾種組合方式： （1）鋼骨混凝土組合方式）鋼骨混凝土組合方式 把型鋼、鋼管等鋼材放在混凝土構(gòu)件內(nèi)部，把型鋼、鋼管等鋼材放在混凝土構(gòu)件內(nèi)部，形成鋼骨混凝土（勁性鋼筋），以充分利用外形成鋼骨混凝土（勁性鋼筋），以充分利用外包混凝土的剛度和耐火性能，又可利用鋼骨減包混凝土的剛度和耐火性能，又可利用鋼骨減小構(gòu)件斷面和改善抗震性能，目前應(yīng)用比較普小構(gòu)件斷

7、面和改善抗震性能，目前應(yīng)用比較普遍。另一種方式：在鋼管內(nèi)部填充混凝土，利遍。另一種方式：在鋼管內(nèi)部填充混凝土，利用混凝土提高構(gòu)件的剛度。用混凝土提高構(gòu)件的剛度。 （2 2）混合結(jié)構(gòu)組合方式）混合結(jié)構(gòu)組合方式 在建筑結(jié)構(gòu)中，一部分抗側(cè)力結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)，另在建筑結(jié)構(gòu)中，一部分抗側(cè)力結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)，另一部分用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這種混合結(jié)構(gòu)中，多數(shù)一部分用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這種混合結(jié)構(gòu)中，多數(shù)用用鋼筋混凝土做筒體或剪力墻，用鋼材做框架梁、柱。鋼筋混凝土做筒體或剪力墻，用鋼材做框架梁、柱。如上海的金茂大廈，用鋼筋混凝土做核心筒，外框用如上海的金茂大廈，用鋼筋混凝土做核心筒，外框用鋼骨混凝土和鋼柱的混合結(jié)構(gòu)。鋼骨

8、混凝土和鋼柱的混合結(jié)構(gòu)。 我國在高層建筑中仍以使用鋼筋混凝土材料為主，我國在高層建筑中仍以使用鋼筋混凝土材料為主，目前正在加強(qiáng)對輕質(zhì)混凝土的研究和推廣；鋼結(jié)構(gòu)高目前正在加強(qiáng)對輕質(zhì)混凝土的研究和推廣；鋼結(jié)構(gòu)高層建筑已有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和鋼產(chǎn)量層建筑已有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和鋼產(chǎn)量的提高，鋼結(jié)構(gòu)建筑也一定會(huì)得到良好的發(fā)展。的提高，鋼結(jié)構(gòu)建筑也一定會(huì)得到良好的發(fā)展。2.2.2 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要內(nèi)容高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要內(nèi)容1）選擇合適的豎向承重結(jié)構(gòu)；選擇合適的豎向承重結(jié)構(gòu)；2）選擇合適的水平承重結(jié)構(gòu)；）選擇合適的水平承重結(jié)構(gòu)；3）選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。）選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

9、豎向承重結(jié)構(gòu)豎向承重結(jié)構(gòu)：框架、剪力墻、框架：框架、剪力墻、框架剪力墻、剪力墻、筒體等多種形式；筒體等多種形式； 水平承重結(jié)構(gòu)水平承重結(jié)構(gòu)：單向板肋形樓蓋、雙和板肋形：單向板肋形樓蓋、雙和板肋形樓蓋、井式樓蓋、密肋樓蓋、無梁樓蓋等多種形式；樓蓋、井式樓蓋、密肋樓蓋、無梁樓蓋等多種形式；主要承擔(dān)豎向荷載。主要承擔(dān)豎向荷載。主要承擔(dān)水平荷載。主要承擔(dān)水平荷載。 高層建筑應(yīng)根據(jù)房屋高度、高寬比、抗震設(shè)高層建筑應(yīng)根據(jù)房屋高度、高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料和防類別、抗震設(shè)防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)等因素選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。施工技術(shù)等因素選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。 常用結(jié)構(gòu)體

10、系分類常用結(jié)構(gòu)體系分類框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)框架-筒體結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu) 成束筒結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)巨型框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu)組合筒體結(jié)構(gòu)剪力桁架鋼結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系 剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系 框架剪力墻（框架筒體）結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻（框架筒體）結(jié)構(gòu)體系 筒中筒結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系 多筒體系多筒體系成束筒和巨型框架成束筒和巨型框架 2.2.3 高層建筑豎向承重結(jié)構(gòu)的選型高層建筑豎向承重結(jié)構(gòu)的選型1、豎向承重結(jié)構(gòu)的類型及特點(diǎn)、豎向承重結(jié)構(gòu)的類型及特點(diǎn) a、結(jié)構(gòu)構(gòu)成、結(jié)構(gòu)構(gòu)成 框架：梁和柱剛結(jié)而成的平面結(jié)構(gòu)體框架：梁和柱剛結(jié)而成的平面結(jié)構(gòu)體系。系。框架框架承受結(jié)構(gòu)的豎

11、向和水平作用，承受結(jié)構(gòu)的豎向和水平作用，稱稱為為框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系。從施工方面看，可以是從施工方面看，可以是整體現(xiàn)澆也可以是裝配式或裝配整體式。整體現(xiàn)澆也可以是裝配式或裝配整體式。 框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系缺點(diǎn)缺點(diǎn)：側(cè)向剛度小，抵抗側(cè)向變形能力差。限制了：側(cè)向剛度小，抵抗側(cè)向變形能力差。限制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度。框架結(jié)構(gòu)的建造高度。 建筑平面布置靈活，分隔方便；建筑平面布置靈活，分隔方便； 施工簡便，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)有較好的塑性變形能力；施工簡便，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)有較好的塑性變形能力；外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。b、結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：、結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)

12、點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) ： c、結(jié)構(gòu)的位移特征：、結(jié)構(gòu)的位移特征： 框架結(jié)構(gòu)在水平力作用下的受力變形特點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)在水平力作用下的受力變形特點(diǎn)：側(cè)側(cè)移兩部分組成移兩部分組成：梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移和和柱軸向變柱軸向變形產(chǎn)生的形產(chǎn)生的。 水平荷載作用下，框架梁柱中的內(nèi)力有彎矩、剪水平荷載作用下，框架梁柱中的內(nèi)力有彎矩、剪力和軸力，在彎矩作用下，梁柱發(fā)生彎曲，且有反彎力和軸力，在彎矩作用下，梁柱發(fā)生彎曲，且有反彎點(diǎn)，點(diǎn)，梁柱彎曲引起框架的整體側(cè)向位移梁柱彎曲引起框架的整體側(cè)向位移?？蚣芙Y(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)下下部部的梁柱內(nèi)力大，的梁柱內(nèi)力大，層間變形大層間變形大，愈到，愈到上部層間變形愈上部層間變形

13、愈小小，框架的整體變形呈現(xiàn)剪切型框架的整體變形呈現(xiàn)剪切型。框架在水平荷載作用下框架在水平荷載作用下，柱軸向變形（，柱軸向變形（柱的拉伸和柱的拉伸和壓縮使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)側(cè)移）壓縮使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)側(cè)移）；在上部各層較大，愈到底；在上部各層較大，愈到底部層間變形愈小部層間變形愈小，使整個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)彎曲型變形。，使整個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)彎曲型變形。 全部側(cè)向位移中主要由梁柱彎曲引起全部側(cè)向位移中主要由梁柱彎曲引起，隨，隨著建筑高度的增加，著建筑高度的增加，柱軸向變形引起的側(cè)移柱軸向變形引起的側(cè)移逐逐漸增大，但漸增大，但合成以后框架的變形仍然呈現(xiàn)剪切合成以后框架的變形仍然呈現(xiàn)剪切型特征。型特征。 框架抗側(cè)移的能力框架抗側(cè)移的能

14、力-框架的抗側(cè)移剛度，主要取決框架的抗側(cè)移剛度，主要取決于梁柱的截面尺寸。梁柱截面慣性矩小，側(cè)向變形較大，于梁柱的截面尺寸。梁柱截面慣性矩小，側(cè)向變形較大，這是框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)，也限制了框架結(jié)構(gòu)的使用高這是框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)，也限制了框架結(jié)構(gòu)的使用高度。度。 通過合理設(shè)計(jì)，鋼筋混凝土框架可以獲得良好的通過合理設(shè)計(jì)，鋼筋混凝土框架可以獲得良好的延性，即設(shè)計(jì)成延性，即設(shè)計(jì)成“延性框架延性框架”。延性框架具有較好的。延性框架具有較好的抗震性能?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的層間變形較大，在地震區(qū)，會(huì)抗震性能?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的層間變形較大，在地震區(qū)，會(huì)引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，慎重設(shè)計(jì)。引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，慎重設(shè)計(jì)。 框架結(jié)構(gòu)

15、構(gòu)件類型少，易標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以采用預(yù)制構(gòu)件，還可采用現(xiàn)澆及預(yù)制梁板的半現(xiàn)澆半采用預(yù)制構(gòu)件，還可采用現(xiàn)澆及預(yù)制梁板的半現(xiàn)澆半預(yù)制結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震性能好，預(yù)制結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震性能好，在地震區(qū)優(yōu)先采用。在地震區(qū)優(yōu)先采用。 在高度不大的高層建筑中，框架體系是一種較好在高度不大的高層建筑中，框架體系是一種較好的體系。的體系。 剪力墻即混凝土墻，能較好抵抗水平荷載。剪力墻即混凝土墻，能較好抵抗水平荷載。 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，用實(shí)心的鋼筋混凝土墻作為在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，用實(shí)心的鋼筋混凝土墻作為抗側(cè)力單元抗側(cè)力單元-剪力墻結(jié)構(gòu)體

16、系剪力墻結(jié)構(gòu)體系。我國。我國建筑抗震設(shè)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)規(guī)范（gb50011-2001gb50011-2001）稱為）稱為抗震墻，抗震墻，也稱其為也稱其為結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)墻。 純剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻要承受房屋的豎向荷純剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻要承受房屋的豎向荷載，所以，墻體的間距受到樓板跨度的影響，一般載，所以，墻體的間距受到樓板跨度的影響，一般為為38m，適用于旅館、住宅類較，適用于旅館、住宅類較小開間的建筑。小開間的建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體間距的限制，其剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體間距的限制，其平面布置不靈活，平面布置不靈活，建筑空間小，不能滿足公共建筑的使用要求，結(jié)構(gòu)自重建筑空間

17、小，不能滿足公共建筑的使用要求，結(jié)構(gòu)自重較大，施工工期較長。較大，施工工期較長。 剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：受樓板跨度的限制（一般為：受樓板跨度的限制（一般為3 38 8m m），），剪力墻間距不能太大剪力墻間距不能太大，建筑平面布置不夠靈活。，建筑平面布置不夠靈活。 剪力墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體性好，承載剪力墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體性好，承載力高，抗側(cè)移剛度大，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)變形小，力高，抗側(cè)移剛度大，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)變形小，容易滿足抗震要求，適于容易滿足抗震要求，適于建造建造30304040層層的高層建筑。經(jīng)的高層建筑。經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)也具有良好的延性

18、。過合理的設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)也具有良好的延性。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強(qiáng)；整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強(qiáng)；抗震性能較好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變抗震性能較好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。剪力墻結(jié)構(gòu)適宜的建造高度比框架結(jié)構(gòu)高。形能力。剪力墻結(jié)構(gòu)適宜的建造高度比框架結(jié)構(gòu)高。 位移特點(diǎn)：位移特點(diǎn)： 剪力墻剪力墻高寬比較大時(shí)，是以受彎為主的懸臂墻，在高寬比較大時(shí)，是以受彎為主的懸臂墻，在水平荷載作用下，水平荷載作用下，側(cè)向變形呈彎曲型側(cè)向變形呈彎曲型，特點(diǎn)是層間位移特點(diǎn)是層間位移由下至上逐漸增大由下至上逐漸增大。 為了克服剪力墻結(jié)構(gòu)開間小、

19、自重大的缺點(diǎn)，產(chǎn)生為了克服剪力墻結(jié)構(gòu)開間小、自重大的缺點(diǎn)，產(chǎn)生了框支剪力墻結(jié)構(gòu)了框支剪力墻結(jié)構(gòu)（底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)）和跳層剪（底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)）和跳層剪力墻結(jié)構(gòu)。力墻結(jié)構(gòu)。 框支剪力墻（底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)）框支剪力墻（底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)） 在剪力墻結(jié)構(gòu)中，將底層或下部幾層的部分剪力墻在剪力墻結(jié)構(gòu)中，將底層或下部幾層的部分剪力墻取掉，形成部分框架支撐上部剪力墻的形式，以擴(kuò)大使取掉，形成部分框架支撐上部剪力墻的形式，以擴(kuò)大使用空間。在旅館、飯店中常用這種結(jié)構(gòu)。用空間。在旅館、飯店中常用這種結(jié)構(gòu)。 框支剪力墻結(jié)構(gòu)的下部為框架柱，與上部剪力墻的框支剪力墻結(jié)構(gòu)的下部為框架柱，與上部剪力墻的剛度

20、相差懸殊，在地震作用下產(chǎn)生很大的側(cè)向變形，容剛度相差懸殊，在地震作用下產(chǎn)生很大的側(cè)向變形，容易造成建筑物的嚴(yán)重破壞，在易造成建筑物的嚴(yán)重破壞，在地震區(qū)不允許采用完全的地震區(qū)不允許采用完全的框支剪力墻結(jié)構(gòu)框支剪力墻結(jié)構(gòu)，需要有一定數(shù)量的落地剪力墻，以保，需要有一定數(shù)量的落地剪力墻，以保證結(jié)構(gòu)的剛度不發(fā)生突變。證結(jié)構(gòu)的剛度不發(fā)生突變。 圖26 框支剪力墻側(cè)向位移 在底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)中，在底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)中，把落地剪力墻把落地剪力墻布置在兩端或中部，布置在兩端或中部，并使縱向、橫向墻圍成筒并使縱向、橫向墻圍成筒體，體，在在底層還要加大墻厚、提高混凝土強(qiáng)度等底層還要加大墻厚、提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)

21、等級(jí)等，加強(qiáng)底層墻的剛度，加強(qiáng)底層墻的剛度，使整個(gè)結(jié)構(gòu)上下差使整個(gè)結(jié)構(gòu)上下差別減小。別減小。落地剪力墻之間的距離要加以限制落地剪力墻之間的距離要加以限制，墻的距離與樓板寬度之比不超過墻的距離與樓板寬度之比不超過3 3，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不超過不超過2-2.52-2.5，還要加強(qiáng)底層大空間與上部剪力，還要加強(qiáng)底層大空間與上部剪力墻之間的過渡層樓板的整體性和剛性，這層樓墻之間的過渡層樓板的整體性和剛性，這層樓板應(yīng)采用厚度較大的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。板應(yīng)采用厚度較大的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。 （2 2）跳層剪力墻結(jié)構(gòu)）跳層剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻與柱隔層交替布置。：剪力墻與柱隔層交替布置。 圖圖2 27 7 跳

22、層剪力墻結(jié)構(gòu)跳層剪力墻結(jié)構(gòu)( (a)a)單片結(jié)構(gòu)變形單片結(jié)構(gòu)變形 ( (b)b)整體結(jié)構(gòu)變形整體結(jié)構(gòu)變形 跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：采用跨度不大的跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：采用跨度不大的樓板，可以獲得空間較大房間（兩開間為一房樓板，可以獲得空間較大房間（兩開間為一房間），又可避免由柱形成的軟弱層。相鄰兩片間），又可避免由柱形成的軟弱層。相鄰兩片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剪力墻交替布置時(shí)，可減小柱的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剪力墻交替布置時(shí)，可減小柱的側(cè)向變形，整個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)基本是彎曲型的變形側(cè)向變形，整個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)基本是彎曲型的變形曲線。曲線。 目前我國尚無這類跳層剪力墻結(jié)構(gòu)。目前我國尚無這類跳層剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻按墻肢截面長度與寬

23、度之比分為：剪力墻按墻肢截面長度與寬度之比分為：wwbhwwbhwwbhwwbh8：普通剪力墻：普通剪力墻hwbw 說明：小短肢剪力墻的抗彎、抗剪和抗扭說明：小短肢剪力墻的抗彎、抗剪和抗扭能力都很弱，不宜用于高層建筑結(jié)構(gòu)中。能力都很弱，不宜用于高層建筑結(jié)構(gòu)中。 短肢剪力墻的抗震性能較差，在地震區(qū)短肢剪力墻的抗震性能較差，在地震區(qū)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)不多，為安全起見，高層建筑結(jié)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)不多，為安全起見，高層建筑結(jié)構(gòu)中不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)中不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 框架剪力墻（框架筒體）結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻（框架筒體）結(jié)構(gòu)體系 a、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系：、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系：

24、框架結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置部分剪力墻。設(shè)置部分剪力墻。把把剪力墻布置成筒體，稱為剪力墻布置成筒體，稱為框架筒體結(jié)構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu)。筒體的承載能力、側(cè)向剛度。筒體的承載能力、側(cè)向剛度和抗扭能力都較單片剪力墻和抗扭能力都較單片剪力墻有大幅度提高。利有大幅度提高。利用筒體作電梯間、樓梯間和豎向管道。用筒體作電梯間、樓梯間和豎向管道。 （1 1）框架）框架剪力墻結(jié)構(gòu)是一種雙層抗側(cè)剪力墻結(jié)構(gòu)是一種雙層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中剪力墻的剛度大，承擔(dān)大力結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中剪力墻的剛度大，承擔(dān)大部分水平剪力（全部水平剪力的部分水平剪力（全部水平剪力的80809090），與剪力墻相比框架剛度小，承擔(dān)的），與剪力墻相比框架剛度小，

25、承擔(dān)的水平剪力相對較少，框架的主要作用是承水平剪力相對較少，框架的主要作用是承擔(dān)結(jié)構(gòu)的大部分豎向荷載，為建筑提供較擔(dān)結(jié)構(gòu)的大部分豎向荷載，為建筑提供較大的使用空間。大的使用空間。 （2 2）框架）框架剪力墻結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置剪力墻結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、延性好的特點(diǎn)，也有剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大靈活、延性好的特點(diǎn)，也有剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、承載力高的特點(diǎn)，、承載力高的特點(diǎn)，相互取長補(bǔ)短，共同抵抗相互取長補(bǔ)短，共同抵抗水平荷載。水平荷載。是一種比較好的抗側(cè)力體系，廣泛是一種比較好的抗側(cè)力體系，廣泛應(yīng)用于高層建筑，其適用高度與剪力墻結(jié)構(gòu)大應(yīng)用于高層建筑，其適用高度與剪力墻結(jié)構(gòu)大致相同（可建造致相同（可建造

26、30304040層的房屋）。層的房屋）。 b b、框架剪力墻結(jié)構(gòu)位移特征、框架剪力墻結(jié)構(gòu)位移特征：在水平荷載作用：在水平荷載作用下，框架呈剪切型變形，剪力墻呈彎曲型變形，由于下，框架呈剪切型變形，剪力墻呈彎曲型變形，由于樓板和連梁的作用，框架和剪力墻的變形協(xié)調(diào)，即在樓板和連梁的作用，框架和剪力墻的變形協(xié)調(diào)，即在同一標(biāo)高處的側(cè)向（水平）位移相等。在結(jié)構(gòu)底部，同一標(biāo)高處的側(cè)向（水平）位移相等。在結(jié)構(gòu)底部，框架的側(cè)移減小，在結(jié)構(gòu)上部，剪力墻的側(cè)移減小，框架的側(cè)移減小，在結(jié)構(gòu)上部，剪力墻的側(cè)移減小，側(cè)移曲線的形狀呈彎剪型。層間位移沿建筑物高度均側(cè)移曲線的形狀呈彎剪型。層間位移沿建筑物高度均勻分布，呈勻

27、分布，呈“s s”型位移曲線，改善了框架結(jié)構(gòu)及剪力型位移曲線，改善了框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。 圖圖 28 框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下協(xié)同工作剪力墻結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下協(xié)同工作 c c、框架、框架剪力墻結(jié)構(gòu)的布置：剪力墻結(jié)構(gòu)的布置：1)1) 剪力墻的數(shù)量和位置。剪力墻的數(shù)量和位置。 剪力墻多，結(jié)構(gòu)的剛剪力墻多，結(jié)構(gòu)的剛度大，側(cè)向變形小，度大，側(cè)向變形小，為了滿足變形的限制要求，建筑物越高，要求為了滿足變形的限制要求，建筑物越高，要求eiei越大。地震作用下，側(cè)向位移與越大。地震作用下，側(cè)向位移與eiei不成不成反比關(guān)系。在其他條件不變的情況下，反比關(guān)系。在其他條件不

28、變的情況下，eiei增增加一倍，加一倍，/h/h和和/h/h僅減少僅減少13131919（、分別為頂點(diǎn)側(cè)移和最大層間變形；分別為頂點(diǎn)側(cè)移和最大層間變形；h h、h h分別分別為建筑物總高和層高）。原因：為建筑物總高和層高）。原因：增加剪力墻的增加剪力墻的數(shù)量及抗彎剛度數(shù)量及抗彎剛度eiei時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度加大，地震時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度加大，地震作用就會(huì)加大。作用就會(huì)加大。實(shí)例分析表明，實(shí)例分析表明，ei增大增大1倍，地震作用增大倍，地震作用增大20。過多增加剪力墻的數(shù)量不經(jīng)濟(jì)。過多增加剪力墻的數(shù)量不經(jīng)濟(jì)。 剪力墻的數(shù)量以使結(jié)構(gòu)的層間位移不超過規(guī)剪力墻的數(shù)量以使結(jié)構(gòu)的層間位移不超過規(guī)范規(guī)定的限制為宜。范規(guī)定

29、的限制為宜。剪力墻的數(shù)量也不能過剪力墻的數(shù)量也不能過少，以避免框架承擔(dān)過大的剪力。少，以避免框架承擔(dān)過大的剪力。 2)2) 框架和剪力墻都只在自身平面內(nèi)抗側(cè)框架和剪力墻都只在自身平面內(nèi)抗側(cè)力，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架力，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的兩個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向都要布置剪力墻。主軸方向都要布置剪力墻。 3 3）剪力墻的間距：）剪力墻的間距： 剪力墻承擔(dān)了大部分水平力，成為主要的抗側(cè)力剪力墻承擔(dān)了大部分水平力，成為主要的抗側(cè)力單元，不宜僅設(shè)置一道很長的墻。應(yīng)將剪力墻分散布單元，不宜僅設(shè)置一道很長的墻。應(yīng)將剪力墻分散布置，當(dāng)做成單片墻時(shí)，不宜少于置，當(dāng)做成單片墻時(shí)，不宜少于3 3道，最好做成

30、筒體道，最好做成筒體形狀。間距：形狀。間距： 剪力墻間距（剪力墻間距（m m）( (取較小值取較小值) ) 表表2 21 1樓、屋蓋類樓、屋蓋類型型非抗震設(shè)計(jì)非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度現(xiàn)澆現(xiàn)澆5.05.0b b，60604.04.0b b，50503.03.0b b，40402.02.0b b，3030裝配整體裝配整體3.53.5b b，50503.03.0b b，40402.52.5b b，3030注：注：1.1.b b為樓面寬度，單位為為樓面寬度，單位為“m m”； 2.2.現(xiàn)澆層厚度大于現(xiàn)澆層厚度大于6060mmmm的疊合樓板可以作為現(xiàn)

31、澆板考慮。的疊合樓板可以作為現(xiàn)澆板考慮。 框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻剪力墻布置布置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（分散、均勻、分散、均勻、對稱、上下貫通、帶翼緣）對稱、上下貫通、帶翼緣） 剪力墻以對稱布置為好，可減少剪力墻以對稱布置為好，可減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。這一點(diǎn)在地震區(qū)尤為重要；結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。這一點(diǎn)在地震區(qū)尤為重要； 剪力墻應(yīng)上下貫通，使結(jié)構(gòu)剛度連續(xù)剪力墻應(yīng)上下貫通，使結(jié)構(gòu)剛度連續(xù)變化均勻；變化均勻； 剪力墻宜布置成筒體，建筑層數(shù)較少剪力墻宜布置成筒體，建筑層數(shù)較少時(shí)，也應(yīng)將剪力墻布置成時(shí)，也應(yīng)將剪力墻布置成t型、型、l型、型、i型等。型等。便于剪力墻更好地發(fā)揮作用；

32、便于剪力墻更好地發(fā)揮作用； 剪力墻應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)的外圍，以加強(qiáng)剪力墻應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)的外圍，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭作用。剪力墻的間距不應(yīng)過大。結(jié)構(gòu)的抗扭作用。剪力墻的間距不應(yīng)過大。 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu) 把抗側(cè)力的框架或剪力墻圍成一個(gè)筒形，形把抗側(cè)力的框架或剪力墻圍成一個(gè)筒形，形成空間受力體系成空間受力體系，以抵抗側(cè)向力作用。當(dāng)高層建，以抵抗側(cè)向力作用。當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)多、高度大、設(shè)防要求較高時(shí)，平面筑結(jié)構(gòu)層數(shù)多、高度大、設(shè)防要求較高時(shí)，平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的框架、剪力墻和框架剪力抗側(cè)力結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的框架、剪力墻和框架剪力墻結(jié)構(gòu)已不能滿足建筑和結(jié)構(gòu)的受力要求，采用墻結(jié)構(gòu)已不能滿足建筑和結(jié)構(gòu)的受力要求，采用空間

33、受力性能好的筒體結(jié)構(gòu)。空間受力性能好的筒體結(jié)構(gòu)。 筒體結(jié)構(gòu)的基本形式有三種，筒體結(jié)構(gòu)的基本形式有三種，由剪力由剪力墻構(gòu)成的薄壁筒（墻構(gòu)成的薄壁筒（實(shí)腹筒實(shí)腹筒）和由密排柱）和由密排柱深梁組成的深梁組成的框筒框筒，由，由桁桁架構(gòu)成的架構(gòu)成的桁桁架筒架筒。這三種基本筒體再根據(jù)不同的組合方式，這三種基本筒體再根據(jù)不同的組合方式，組成更多形式的筒體結(jié)構(gòu)，如：框筒、組成更多形式的筒體結(jié)構(gòu)，如：框筒、筒中筒、成束筒（組合筒）、多重筒等。筒中筒、成束筒（組合筒）、多重筒等。 1 1、框筒結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu) 在實(shí)腹筒的墻壁上開出許多規(guī)則排列的窗在實(shí)腹筒的墻壁上開出許多規(guī)則排列的窗洞所形成的開孔筒體稱為框筒洞所形成

34、的開孔筒體稱為框筒，由密排柱和剛，由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架，圍成的度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架，圍成的筒體。形式上框筒由四榀框架圍成，受力特點(diǎn)筒體。形式上框筒由四榀框架圍成，受力特點(diǎn)不同于框架。不同于框架?？蚣苁瞧矫娼Y(jié)構(gòu)框架是平面結(jié)構(gòu)，框筒是空間結(jié)框筒是空間結(jié)構(gòu)構(gòu)，即：層間剪力由平行于水平力作用方向的，即：層間剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗，傾覆力矩由腹板框架和垂直于腹板框架抵抗，傾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力作用的翼緣框架共同抵抗。水平力作用的翼緣框架共同抵抗?？蛲步Y(jié)構(gòu)的適用高度比框架結(jié)構(gòu)的高的多?？蛲步Y(jié)構(gòu)的適用高度比框架結(jié)構(gòu)的高的多。 框筒可以是鋼結(jié)構(gòu)、

35、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或框筒可以是鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或者混合結(jié)構(gòu)?？蛲仓饕c內(nèi)筒（實(shí)腹筒）組者混合結(jié)構(gòu)?？蛲仓饕c內(nèi)筒（實(shí)腹筒）組成筒中筒或成束筒結(jié)構(gòu)。成筒中筒或成束筒結(jié)構(gòu)。 2 2、桁、桁架筒結(jié)構(gòu)架筒結(jié)構(gòu) 用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成桁桁架，布架，布置在建筑的周邊，形成了置在建筑的周邊，形成了桁桁架筒體結(jié)構(gòu)。架筒體結(jié)構(gòu)。 鋼鋼桁桁架筒結(jié)構(gòu)的柱距大，架筒結(jié)構(gòu)的柱距大，支撐斜桿跨越建筑支撐斜桿跨越建筑的一個(gè)面的邊長，沿豎向跨越數(shù)個(gè)樓層，形成巨的一個(gè)面的邊長，沿豎向跨越數(shù)個(gè)樓層，形成巨型型桁桁架架，4 4片片桁桁架圍成架圍成桁桁架筒架筒，兩個(gè)相鄰立面的兩個(gè)相鄰立面的支撐斜桿相交

36、在角柱上支撐斜桿相交在角柱上，水平力通過支撐斜桿的，水平力通過支撐斜桿的軸力傳至基礎(chǔ)，鋼軸力傳至基礎(chǔ)，鋼桁桁架筒結(jié)構(gòu)的剛度大，比框筒架筒結(jié)構(gòu)的剛度大，比框筒結(jié)構(gòu)更能充分利用建筑材結(jié)構(gòu)更能充分利用建筑材料，適合于更高的建筑。料，適合于更高的建筑。圖圖2 21515為為19701970年年建成的芝加哥建成的芝加哥john hancockjohn hancock大大廈。錐形，廈。錐形，100100層層，底層最大柱距，底層最大柱距13.213.2米。內(nèi)部的米。內(nèi)部的柱只承受豎向荷柱只承受豎向荷載。用鋼量為載。用鋼量為1.451.45kn/mkn/m2 2。 3 3、筒中筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu) 用框筒作為外

37、筒，利用樓（電）梯間管道用框筒作為外筒，利用樓（電）梯間管道豎井等服務(wù)設(shè)施集中在建筑平面的中心做成內(nèi)豎井等服務(wù)設(shè)施集中在建筑平面的中心做成內(nèi)筒，成為筒中筒結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般筒，成為筒中筒結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般外筒為框筒，內(nèi)筒為剪力墻圍成的井筒；在水外筒為框筒，內(nèi)筒為剪力墻圍成的井筒；在水平力作用下，內(nèi)外筒協(xié)同工作，外框筒的平面平力作用下，內(nèi)外筒協(xié)同工作，外框筒的平面尺寸大，有利于抵抗水平力產(chǎn)生的傾覆力矩和尺寸大，有利于抵抗水平力產(chǎn)生的傾覆力矩和扭矩；內(nèi)筒采用鋼筋混凝土墻，具有比較大的扭矩；內(nèi)筒采用鋼筋混凝土墻，具有比較大的抵抗水平剪力的能力。抵抗水平剪力的能力。筒中筒結(jié)構(gòu)適用高度比

38、框筒更高。筒中筒結(jié)構(gòu)適用高度比框筒更高。 筒體最主要的特點(diǎn)是它的空間受力性能筒體最主要的特點(diǎn)是它的空間受力性能。無。無論那一種筒體，在水平力的作用下都可以看成是論那一種筒體，在水平力的作用下都可以看成是固定于基礎(chǔ)上的懸臂結(jié)構(gòu)，比單片平面結(jié)構(gòu)具有固定于基礎(chǔ)上的懸臂結(jié)構(gòu)，比單片平面結(jié)構(gòu)具有更大的抗側(cè)移剛度和承載能力，適宜建造高度更更大的抗側(cè)移剛度和承載能力，適宜建造高度更高的超高層建筑。由于筒體的對稱性，筒體結(jié)構(gòu)高的超高層建筑。由于筒體的對稱性，筒體結(jié)構(gòu)具有很好的抗扭剛度。具有很好的抗扭剛度。 筒中筒結(jié)構(gòu)的平面外形可以為圓形、筒中筒結(jié)構(gòu)的平面外形可以為圓形、正方形、橢圓形或矩形等。內(nèi)外筒之間一正方

39、形、橢圓形或矩形等。內(nèi)外筒之間一般不設(shè)柱，若跨度過大，需設(shè)柱，以減小般不設(shè)柱，若跨度過大，需設(shè)柱，以減小水平構(gòu)件的跨度。內(nèi)筒要貫通建筑物全高。水平構(gòu)件的跨度。內(nèi)筒要貫通建筑物全高。； 4 4、束筒結(jié)構(gòu)、束筒結(jié)構(gòu) 多個(gè)筒體排列在一起成束狀，多個(gè)筒共同多個(gè)筒體排列在一起成束狀，多個(gè)筒共同抵抗側(cè)向力時(shí)，成為成束多筒體系，也稱束筒抵抗側(cè)向力時(shí)，成為成束多筒體系，也稱束筒結(jié)構(gòu)。成束筒的抗側(cè)移剛度比筒中筒結(jié)構(gòu)還要結(jié)構(gòu)。成束筒的抗側(cè)移剛度比筒中筒結(jié)構(gòu)還要高，適宜的建造高度也更高。束筒結(jié)構(gòu)中的每高，適宜的建造高度也更高。束筒結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)框筒，可以是方形、矩形或三角形等；多一個(gè)框筒，可以是方形、矩形或三角形等

40、；多個(gè)框筒可以組成不同的平面?zhèn)€框筒可以組成不同的平面形狀；形狀；其中一個(gè)筒可以根據(jù)需要在任何高度終止。圖其中一個(gè)筒可以根據(jù)需要在任何高度終止。圖2 21616為不同平面形狀的束筒結(jié)構(gòu)平面圖。為不同平面形狀的束筒結(jié)構(gòu)平面圖。 最著名的成束筒結(jié)最著名的成束筒結(jié)構(gòu)是芝加哥的西爾構(gòu)是芝加哥的西爾斯大廈，斯大廈，1010層，層，443443米，是世界上米，是世界上最高的鋼結(jié)構(gòu)建筑。最高的鋼結(jié)構(gòu)建筑。 框架框架核心筒結(jié)構(gòu)核心筒結(jié)構(gòu) 筒中筒結(jié)構(gòu)的外框筒為密柱深梁，影響對筒中筒結(jié)構(gòu)的外框筒為密柱深梁，影響對外視線，景觀較差，建筑外形比較單調(diào)。加大外視線，景觀較差，建筑外形比較單調(diào)。加大外框筒的柱距，減小梁的高

41、度，周邊形成稀柱外框筒的柱距，減小梁的高度，周邊形成稀柱框架，與內(nèi)筒一起，組成了框架核心筒結(jié)構(gòu)框架，與內(nèi)筒一起，組成了框架核心筒結(jié)構(gòu)?？蚣芎诵耐步Y(jié)構(gòu)的周邊框架與核心筒之間?？蚣芎诵耐步Y(jié)構(gòu)的周邊框架與核心筒之間形成的可用空間較大廣泛用于寫字樓、多功能形成的可用空間較大廣泛用于寫字樓、多功能建筑。建筑。 目前我國已經(jīng)使用的最高的目前我國已經(jīng)使用的最高的4幢建筑都是幢建筑都是框架核心筒結(jié)構(gòu)，有：上海金茂大廈（地框架核心筒結(jié)構(gòu)，有：上海金茂大廈（地面以上面以上88層，層，420.5m高）、深圳地王大廈高）、深圳地王大廈（81層，層，325m高）、廣州中信大廈（高）、廣州中信大廈（80層。層。322m高

42、）、深圳賽格廣場（高）、深圳賽格廣場（72層，層，291.6m高）。其中廣州中信大廈為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高）。其中廣州中信大廈為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，另三幢為混合結(jié)構(gòu)。目前世界上第二高外，另三幢為混合結(jié)構(gòu)。目前世界上第二高的馬來西亞吉隆坡的石油雙塔（的馬來西亞吉隆坡的石油雙塔（8888層、層、452m452m高）也是框架核心筒結(jié)構(gòu)高）也是框架核心筒結(jié)構(gòu) 。 巨型結(jié)構(gòu)巨型結(jié)構(gòu) 1 1、巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu) 巨型框架結(jié)構(gòu)也稱主次梁結(jié)構(gòu)，主框架為巨型框架結(jié)構(gòu)也稱主次梁結(jié)構(gòu)，主框架為巨型框架，次框架為普通框架。巨型框架，次框架為普通框架。 鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)有兩種形式：鋼筋混凝土巨型框架結(jié)構(gòu)有兩種形

43、式：(1)(1)僅由主次框架組成的巨型框架結(jié)構(gòu)；（僅由主次框架組成的巨型框架結(jié)構(gòu)；（2 2）由周）由周邊主次框架和核心筒組成的巨型框架核心筒邊主次框架和核心筒組成的巨型框架核心筒結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 巨型結(jié)構(gòu)巨型結(jié)構(gòu) 巨型框架柱的截面尺寸大，由墻圍成的井巨型框架柱的截面尺寸大，由墻圍成的井筒，筒，也可以采用矩形或工形的實(shí)腹截面柱，也可以采用矩形或工形的實(shí)腹截面柱，巨巨柱之間用跨度和截面尺寸都很大的梁或柱之間用跨度和截面尺寸都很大的梁或桁桁架做架做成的巨梁連接成的巨梁連接，形成巨型框架形成巨型框架。 即：即：利用筒體作為柱子，在各筒體之間利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型大梁相連，由筒體和巨型

44、梁每隔數(shù)層用巨型大梁相連，由筒體和巨型梁形成巨型框架形成巨型框架。雖然仍是框架形式，由于梁。雖然仍是框架形式，由于梁和柱子的斷面尺寸很大，巨型框架的抗側(cè)移和柱子的斷面尺寸很大，巨型框架的抗側(cè)移剛度比一般框架要大的多，因而適宜建造的剛度比一般框架要大的多，因而適宜建造的建筑物高度比框架結(jié)構(gòu)要大的多。建筑物高度比框架結(jié)構(gòu)要大的多。巨型大梁巨型大梁的上下之間，一般設(shè)置的上下之間，一般設(shè)置4 41010層的次框架；次層的次框架；次框架僅承受豎向荷載，梁柱截面較小，次框框架僅承受豎向荷載，梁柱截面較小，次框架的支座是巨型大梁。豎向荷載由巨型框架傳架的支座是巨型大梁。豎向荷載由巨型框架傳至基礎(chǔ)。水平荷載由

45、巨型框架承擔(dān)或巨型框架至基礎(chǔ)。水平荷載由巨型框架承擔(dān)或巨型框架和核心筒共同承擔(dān)。和核心筒共同承擔(dān)。 巨型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)巨型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：在主體巨型結(jié)構(gòu)的平是：在主體巨型結(jié)構(gòu)的平面布置和沿高度布置均為規(guī)則的前提下，建筑面布置和沿高度布置均為規(guī)則的前提下，建筑布置和建筑空間在不同樓層可以有所變化，形布置和建筑空間在不同樓層可以有所變化，形成不同的建筑平面和空間，實(shí)現(xiàn)穿透結(jié)構(gòu)的大成不同的建筑平面和空間，實(shí)現(xiàn)穿透結(jié)構(gòu)的大洞口。洞口。 圖圖2 21818為深圳亞洲大酒店巨型框架結(jié)為深圳亞洲大酒店巨型框架結(jié)構(gòu)的平面圖和次框架剖面圖。位于三個(gè)翼構(gòu)的平面圖和次框架剖面圖。位于三個(gè)翼緣的端部筒（樓、電梯間）和位于平

46、面中緣的端部筒（樓、電梯間）和位于平面中心的剪力墻作為四根巨柱，每隔心的剪力墻作為四根巨柱，每隔6 6層用一層用一層高的層高的4 4根大梁和樓板組成箱形大梁。巨根大梁和樓板組成箱形大梁。巨梁之間的次框架為梁之間的次框架為5 5層，次框架頂上有一層，次框架頂上有一層沒有柱子，形成大的空間。層沒有柱子，形成大的空間。 2 2、巨型空間、巨型空間桁桁架結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu) 整幢結(jié)構(gòu)用巨柱、巨梁和巨型支撐等巨整幢結(jié)構(gòu)用巨柱、巨梁和巨型支撐等巨型桿件組成空間型桿件組成空間桁桁架，架，相鄰立面的支撐交匯相鄰立面的支撐交匯在角柱在角柱，形成巨型空間，形成巨型空間桁桁架結(jié)構(gòu)?？臻g架結(jié)構(gòu)?？臻g桁桁架架可以抵抗任何方向的水

47、平力，可以抵抗任何方向的水平力，巨型巨型桁桁架是既架是既高效又經(jīng)濟(jì)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。香港中國銀行大高效又經(jīng)濟(jì)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。香港中國銀行大廈是最典型的巨型廈是最典型的巨型桁桁架結(jié)構(gòu)（圖架結(jié)構(gòu)（圖2 21919）。）。2.2.4 2.2.4 各種豎向承重結(jié)構(gòu)的最大適用高度（即各種豎向承重結(jié)構(gòu)的最大適用高度（即抗抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的適用高度或結(jié)構(gòu)的適用范圍）側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的適用高度或結(jié)構(gòu)的適用范圍） 最大適用高度最大適用高度 根據(jù)房屋建筑的高度、是否需要抗震設(shè)防、抗根據(jù)房屋建筑的高度、是否需要抗震設(shè)防、抗震設(shè)防烈度等因素，確定一個(gè)與其匹配的、經(jīng)濟(jì)的結(jié)震設(shè)防烈度等因素，確定一個(gè)與其匹配的、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)

48、效能得到充分發(fā)揮，建筑材料得到充構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)效能得到充分發(fā)揮，建筑材料得到充分利用。每一種結(jié)構(gòu)體系，有最佳的適用高度范圍。分利用。每一種結(jié)構(gòu)體系，有最佳的適用高度范圍。我國規(guī)范規(guī)定了各種結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度，我國規(guī)范規(guī)定了各種結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度，表中所列的房屋高度是指與現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)范、表中所列的房屋高度是指與現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)定和要求相規(guī)程各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)定和要求相適應(yīng)的最大高度；房適應(yīng)的最大高度；房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂（檐口）的屋高度指室外地面到主要屋面板板頂（檐口）的高度，不包括局部突出屋面的部分，如水箱、電高度，不包括局部突出屋面的部分，如水箱、電梯機(jī)房、構(gòu)

49、架等。當(dāng)房屋高度超過規(guī)定的最大高梯機(jī)房、構(gòu)架等。當(dāng)房屋高度超過規(guī)定的最大高度時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采取有效的加強(qiáng)措施，并且有度時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采取有效的加強(qiáng)措施，并且有可靠依據(jù)，或進(jìn)行專門的研究和論證?？煽恳罁?jù)，或進(jìn)行專門的研究和論證。結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)非抗震設(shè)計(jì)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度框架框架70706060555545452525框架剪力墻框架剪力墻1401401301301201201001005050剪力剪力墻墻全部落地剪全部落地剪力墻力墻1501501401401201201001006060部分框支剪部分框支剪力墻力墻1301301201201

50、001008080不應(yīng)采用不應(yīng)采用筒體筒體框架核心框架核心筒筒1601601501501301301001007070筒中筒筒中筒2002001801801501501201208080板柱剪力墻板柱剪力墻7070404035353030不應(yīng)采用不應(yīng)采用 a級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度（級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度（m）表表2 22 2 b b級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度（級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度（m m） 表表2 23 3結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非震設(shè)計(jì)非震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度度7 7度度8 8度度框架剪力墻框架剪力墻170

51、170160160140140120120剪力剪力墻墻全部落地全部落地剪力墻剪力墻180180170170150150130130部分框支部分框支剪力墻剪力墻150150140140120120100100筒體筒體框架核框架核心筒心筒220220210210180180140140筒中筒筒中筒300300280280230230170170高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程jgj3jgj320022002（簡稱混凝土高規(guī)）規(guī)定，鋼筋混凝土建（簡稱混凝土高規(guī)）規(guī)定，鋼筋混凝土建筑抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度見表筑抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度見表2 22 2；當(dāng)高度超過表當(dāng)高度超

52、過表2 22 2的規(guī)定時(shí)，為的規(guī)定時(shí)，為b b級(jí)高度高層級(jí)高度高層建筑，建筑，b b級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)體系級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度見表的最大適用高度見表2 23 3。b b級(jí)高度高層建筑級(jí)高度高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)防烈度不超過結(jié)構(gòu)的設(shè)防烈度不超過8 8度，其抗震措施等要度，其抗震措施等要求高于求高于a a級(jí)。級(jí)。鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度（鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度（m） 表表24 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度框架框架11011090905050框架支撐（抗震墻板）框架支撐（抗震墻板）2202202002001401

53、40筒體、（框筒、筒中筒、筒體、（框筒、筒中筒、桁桁架架筒、束筒）和巨型框架筒、束筒）和巨型框架300300260260180180 鋼、混凝土結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度（鋼、混凝土結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度（m m） 表表2 25 5結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震非抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度鋼框架鋼筋混凝鋼框架鋼筋混凝土筒體土筒體2102102002001601601201207070鋼骨混凝土框架鋼骨混凝土框架鋼筋混凝土筒體鋼筋混凝土筒體2402402202201901901501507070 2.3 建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置 高層建筑

54、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除了要根據(jù)建筑高度、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除了要根據(jù)建筑高度、抗震設(shè)防烈度等合理選擇結(jié)構(gòu)材料、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度等合理選擇結(jié)構(gòu)材料、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系外，還要體系外，還要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形：建筑平面和立面的空間構(gòu)成；。建筑體形：建筑平面和立面的空間構(gòu)成；結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)總體布置：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置?？傮w布置：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能有建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能有決定性的作用。建筑師根據(jù)建筑的使用功能、決定性的作用。建筑師根據(jù)建筑的使用功能、建設(shè)場地、美學(xué)等確定建筑的平面和立面；結(jié)

55、建設(shè)場地、美學(xué)等確定建筑的平面和立面；結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)結(jié)構(gòu)抵抗豎向荷載、抗風(fēng)、抗震構(gòu)工程師根據(jù)結(jié)構(gòu)抵抗豎向荷載、抗風(fēng)、抗震的要求，布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件。的要求，布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件。2.3.12.3.1結(jié)構(gòu)的總體布置內(nèi)容結(jié)構(gòu)的總體布置內(nèi)容結(jié)構(gòu)總體布置的主要內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)總體布置的主要內(nèi)容有：（1 1）選擇合理的建筑體形；）選擇合理的建筑體形；（2 2）選擇合理的結(jié)構(gòu)體系；）選擇合理的結(jié)構(gòu)體系；（3 3）合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布）合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置（包括柱網(wǎng)、墻、樓蓋的布置）；置（包括柱網(wǎng)、墻、樓蓋的布置）；（4 4）正確進(jìn)行場地選擇；）正確進(jìn)行場地選擇；（5 5）合理選擇基礎(chǔ)形式；）合

56、理選擇基礎(chǔ)形式；（6 6）妥善設(shè)置變形縫。）妥善設(shè)置變形縫。 2.3.2 2.3.2 結(jié)構(gòu)的高寬比限制結(jié)構(gòu)的高寬比限制 若結(jié)構(gòu)高寬比大，則傾覆力矩也大。若結(jié)構(gòu)高寬比大，則傾覆力矩也大?；旎炷粮咭?guī)凝土高規(guī)和和高鋼規(guī)高鋼規(guī)規(guī)定了各種結(jié)構(gòu)體系規(guī)定了各種結(jié)構(gòu)體系的高寬比限制，分別列于表的高寬比限制，分別列于表2 26 6表表2 29 9。我。我國絕大部分高層建筑的高寬比沒有超過表中的國絕大部分高層建筑的高寬比沒有超過表中的限值。限值。a a級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比 表表2 26 6結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震非抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防

57、烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度框架、板柱框架、板柱剪力墻剪力墻5 54 43 32 2框架剪力墻框架剪力墻5 55 54 43 3剪力墻剪力墻6 66 65 54 4框架核心筒、框架核心筒、筒中筒筒中筒6 66 65 54 4 b級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比 表表27非抗震設(shè)計(jì)非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度8 87 76 6 鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比 表表2 28 8抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度最大高寬比最大高寬

58、比6.56.56 65.55.5 鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比 表表2 29 9結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗非抗震設(shè)震設(shè)計(jì)計(jì)抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度鋼框架鋼筋混凝鋼框架鋼筋混凝土筒體土筒體7 77 76 64 4鋼骨混凝土框架鋼骨混凝土框架鋼筋混凝土筒體鋼筋混凝土筒體8 8 計(jì)算房屋建筑的高寬比時(shí)，計(jì)算房屋建筑的高寬比時(shí)，房屋高度房屋高度指室外地面到檐口的指室外地面到檐口的高度，高度，寬度寬度指房屋平面輪廓邊緣的最小寬度尺寸。計(jì)算復(fù)雜體指房屋平面輪廓邊緣的最小寬度尺寸。計(jì)算復(fù)雜體形房屋建筑的高寬比時(shí)根據(jù)具體情況確定

59、其高度和寬度。形房屋建筑的高寬比時(shí)根據(jù)具體情況確定其高度和寬度。2.3.3 建筑平面和結(jié)構(gòu)平面形狀布置建筑平面和結(jié)構(gòu)平面形狀布置 （1）平面形狀分類）平面形狀分類 習(xí)慣上按建筑物的外形，把習(xí)慣上按建筑物的外形，把建筑物分為塔建筑物分為塔式和板式兩大類式和板式兩大類。塔式塔式：建筑物外輪廓的平面：建筑物外輪廓的平面長度和寬度比較接近的高層建筑；長度和寬度比較接近的高層建筑；板式板式：指建：指建筑物平面的長度和寬度比較大，平面呈筑物平面的長度和寬度比較大，平面呈“一一”字形的高層建筑；塔式建筑通常有圓形、字形的高層建筑；塔式建筑通常有圓形、“y”形、形、“#”形、切角的三角形。形、切角的三角形。（

60、2 2）從抗風(fēng)的角度選擇平面從抗風(fēng)的角度選擇平面 空氣的流動(dòng)形成風(fēng)，風(fēng)作用在建筑物上，使空氣的流動(dòng)形成風(fēng)，風(fēng)作用在建筑物上，使建筑物受到雙重作用：一方面風(fēng)力使建筑物受到建筑物受到雙重作用：一方面風(fēng)力使建筑物受到一個(gè)基本穩(wěn)定的風(fēng)壓力；另一方面風(fēng)又使建筑物一個(gè)基本穩(wěn)定的風(fēng)壓力；另一方面風(fēng)又使建筑物產(chǎn)生風(fēng)力振動(dòng)（風(fēng)振）。由于這種雙重作用，建產(chǎn)生風(fēng)力振動(dòng)（風(fēng)振）。由于這種雙重作用，建筑物既受到靜力作用，又受到動(dòng)力的筑物既受到靜力作用，又受到動(dòng)力的作用。作用。當(dāng)建筑物長度較大時(shí)，在風(fēng)力作用下，當(dāng)風(fēng)力當(dāng)建筑物長度較大時(shí)，在風(fēng)力作用下，當(dāng)風(fēng)力不均勻或風(fēng)向紊亂變化時(shí)，容易引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不均勻或風(fēng)向紊亂變化時(shí)，容