高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系2培訓(xùn)資料

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系22 210101 1 最大適用高度（最大適用高度（H H maxmax） 建筑物高度建筑物高度 H H 增大，結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性及剛度要求都增大，結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性及剛度要求都越高，建造成本相應(yīng)提高，因此，在保障建筑安全使用的前越高，建造成本相應(yīng)提高，因此，在保障建筑安全使用的前提下，建筑物的最大適宜建造高度提下，建筑物的最大適宜建造高度H Hmaxmax應(yīng)有一合理值。高層應(yīng)有一合理值。高層混凝土規(guī)范中，混凝土規(guī)范中，H Hmaxmax 主要以以下三個因素確定：主要以以下三個因素確定：2.10 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的適用高度及高寬比1)1)地區(qū)抗震設(shè)防地區(qū)抗震設(shè)防烈度烈

2、度； 2)2)建筑建筑場地類別場地類別；3)3)建筑結(jié)構(gòu)體系及設(shè)計(jì)方法。建筑結(jié)構(gòu)體系及設(shè)計(jì)方法。 房屋高度超過房屋高度超過B B級高度的規(guī)定時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)采取更有效級高度的規(guī)定時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)采取更有效的加強(qiáng)措施，并應(yīng)有可靠依據(jù)，或進(jìn)行專門的研究和的加強(qiáng)措施，并應(yīng)有可靠依據(jù)，或進(jìn)行專門的研究和論證。論證。 混凝土高規(guī)混凝土高規(guī)規(guī)定了各類結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度規(guī)定了各類結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度H Hmaxmax(m),(m),主要分為主要分為A A級高度和級高度和B B級高度。級高度。 1 1）一般）一般( (限制限制) )高度：高度：A A級高度；級高度； 2 2） B B級級( (限制限制) )高度：超

3、過高度：超過A A級高度的限定時(shí)，按級高度的限定時(shí)，按B B級級( (限制限制) )高度設(shè)計(jì)；高度設(shè)計(jì)； B B級高度的設(shè)計(jì)要求嚴(yán)于相應(yīng)的級高度的設(shè)計(jì)要求嚴(yán)于相應(yīng)的A A級級高度的建筑高度的建筑結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。B B級級高度的鋼筋砼高層建筑一般不采用框架高度的鋼筋砼高層建筑一般不采用框架體系，體系，9 9度抗震設(shè)防區(qū)不宜建造高層建筑。度抗震設(shè)防區(qū)不宜建造高層建筑。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度H Hmaxmax(m) (m) 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型非抗震非抗震6 6度度7 7度度8 8度度0.2g0.2g（0.3g0.3g）9 9度度框架框架7070606050

4、5040 40 （3535）- -框架框架剪力墻剪力墻150150130130120120100 100 （8080）5050剪力墻剪力墻全部落地剪力墻全部落地剪力墻150150140140120120100 100 （8080）6060部分框支剪力墻部分框支剪力墻13013012012010010080 80 （5050）不應(yīng)用不應(yīng)用筒體筒體框架框架- -核芯筒核芯筒160160150150130130100 100 （9090） 7070筒中筒筒中筒200200180180150150120 120 （100100）8080板柱板柱- -抗震墻抗震墻70708080707030 30 （4

5、040）不應(yīng)用不應(yīng)用框架框架剪力墻剪力墻170170160160140140120 120 （100100）剪力剪力墻墻全部落地剪力墻全部落地剪力墻180180170170150150130 130 （110110）部分框支剪力墻部分框支剪力墻150150140140120120100 100 （8080）筒體筒體框架框架- -核芯筒核芯筒220220210210180180140 140 （120120）筒中筒筒中筒300300280280230230170 170 （150150）A A級級高度 表表2-22-2B B級級高度 表表2-32-3 9 9度抗震設(shè)防、超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行

6、專門研究，度抗震設(shè)防、超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究，并采取必要的加強(qiáng)措施。并采取必要的加強(qiáng)措施。注：1.表表2-2 2-2 、表、表2-32-3中框架不含異形柱框架； 2.分框支剪力墻結(jié)構(gòu)指地面以上有部分框支剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)； 3.類建筑，6、7、8度時(shí)宜按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度后符合本表的要求9度時(shí)應(yīng)專門研究； 4.框架結(jié)構(gòu)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)以及9度抗震設(shè)防的表列其他結(jié)構(gòu)，當(dāng)房屋高度超過本表數(shù)值時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有可靠依據(jù)，并采取有效的加強(qiáng)措施。 5.甲類建筑，6、7度時(shí)宜按本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度后符合本表的要求，8度時(shí)應(yīng)專門研究； 6. 房屋高度超過表中數(shù)值時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有可靠依據(jù)

7、，并采取有效的加強(qiáng)措施。表表2-4 2-4 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)(m)結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型6 6、7 7度度(0.10g(0.10g) )7 7度度(0.15g)(0.15g)8 8度度9 9度度(0.40g(0.40g) )（0.20g0.20g） (0.30g)(0.30g)框架框架1101109090909070705050框架框架- -中心支撐中心支撐220220200200180180150150120120框架框架- -偏心支撐（延性墻偏心支撐（延性墻板）板）240240220220200200180180160160筒體（框筒，筒中筒，筒體（框筒，筒

8、中筒，桁架筒，束筒）和巨型桁架筒，束筒）和巨型框架框架300300280280260260240240180180鋼鋼- -混凝土混合結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度混凝土混合結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度(m) (m) 表表2-52-5 各抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求：各抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求： 1 1 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用，按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用，達(dá)到在遭遇遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震預(yù)估罕遇地震影響時(shí)不致倒塌或發(fā)生危及不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。生命安全的嚴(yán)重破

9、壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。 2 2 重點(diǎn)設(shè)防類，重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。 3 3 特殊設(shè)防類，特殊設(shè)防類，應(yīng)按按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為措施；但抗震設(shè)防烈度為9 9度時(shí)應(yīng)按比度時(shí)應(yīng)按比9 9度更高的要求采取抗震措施。度更高的要求采取抗震措施。同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價(jià)的結(jié)果

10、且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。地震作用。 4 4 適度設(shè)防類，適度設(shè)防類，允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施，適當(dāng)降低其抗震措施，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。一般情況下，仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。度確定其地震作用。注：注：對于劃為重點(diǎn)設(shè)防類而規(guī)模很小的工業(yè)建筑，當(dāng)改用抗震性能較好的材料且符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對結(jié)構(gòu)體系的要求時(shí)，允許按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類設(shè)防。2.10.2 高寬比限值（H/Bmax）高層建筑的高層建筑的整體剛度整體剛度和和傾覆力矩傾覆力矩不容忽視，不容忽視，H/BH/B很大時(shí)，建筑物的整體

11、剛很大時(shí)，建筑物的整體剛度小，傾覆力矩較大。度小，傾覆力矩較大?；炷粮咭?guī)混凝土高規(guī)、鋼高規(guī)鋼高規(guī)分別對相應(yīng)高層建筑分別對相應(yīng)高層建筑結(jié)構(gòu)的高寬比提出了最大限值要求結(jié)構(gòu)的高寬比提出了最大限值要求H/Bmax H/Bmax ，見，見P53 P53 表表2-6 2-6 表表2-92-9。結(jié)構(gòu)體系非抗震6、7度8度9度框架、板柱剪力墻5432框剪5543剪力墻6654筒中筒、框架核心筒6664 A A級級 高度最大高寬比 表表2-4 2-4 B B級級高度最大高寬比 表表2-52-5非抗震6、7度8度8766、7度8度9度6.565.5 鋼結(jié)構(gòu)房屋鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高寬比表表2-32-3 高層建筑

12、限高、限高寬比的意義：高層建筑限高、限高寬比的意義： 1. 1. 保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，安全性。保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，安全性。 2.2.避免項(xiàng)目立項(xiàng)以及設(shè)計(jì)初期對結(jié)構(gòu)體系的盲目求大、避免項(xiàng)目立項(xiàng)以及設(shè)計(jì)初期對結(jié)構(gòu)體系的盲目求大、求異，避免過大的工程造價(jià)。求異，避免過大的工程造價(jià)。 高寬比對高層結(jié)構(gòu)傾覆彎距的影響重力W 引起的豎軸向反力水平力H引起的豎軸向反力與水平力引起的剪力 V=H ch/ d2.11 2.11 變形縫變形縫溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫 溫度伸縮縫溫度伸縮縫使縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)自由伸縮。伸縮縫縫寬一般使縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)自由伸縮。伸縮縫縫寬一般50mm50mm，與防震縫合

13、設(shè)時(shí)，與防震縫合設(shè)時(shí)， 縫寬滿足防震縫要求縫寬滿足防震縫要求； 沉降縫沉降縫使縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)自由沉降，沉降縫縫寬一般使縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)自由沉降，沉降縫縫寬一般50mm50mm，與防震縫合設(shè)時(shí)，與防震縫合設(shè)時(shí)，縫寬滿足防震縫要求縫寬滿足防震縫要求； 防震縫防震縫避免地震時(shí)，縫兩側(cè)建筑物的不一致變形甚至避免地震時(shí)，縫兩側(cè)建筑物的不一致變形甚至水水平碰撞平碰撞。縫寬應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)整體剛度的不同，隨建筑高度的增。縫寬應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)整體剛度的不同，隨建筑高度的增加區(qū)別計(jì)算，加區(qū)別計(jì)算，100mm100mm。 結(jié)構(gòu)縫可以將復(fù)雜結(jié)構(gòu)分解為若干簡單結(jié)構(gòu)，但縫也給結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)縫可以將復(fù)雜結(jié)構(gòu)分解為若干簡單結(jié)構(gòu)，但縫也給結(jié)構(gòu)帶來如

14、防水困難、材料消耗大等問題，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)帶來如防水困難、材料消耗大等問題，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提倡盡量采用合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法、以及施工手段，設(shè)計(jì)中，提倡盡量采用合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法、以及施工手段，避免設(shè)縫避免設(shè)縫。 1 1）溫度伸縮縫）溫度伸縮縫： 基礎(chǔ)以下部分可以不斷開，基礎(chǔ)以下部分可以不斷開，不設(shè)溫度縫的措施：不設(shè)溫度縫的措施：2）沉降縫：基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)均應(yīng)斷開。 剛性很大的基礎(chǔ)設(shè)縫剛性很大的基礎(chǔ)設(shè)縫不經(jīng)濟(jì)；不經(jīng)濟(jì)； 設(shè)計(jì)、施工中采用措施調(diào)整沉降差異；設(shè)計(jì)、施工中采用措施調(diào)整沉降差異； 采用不同的基礎(chǔ)形式調(diào)整沉降差、群房做在主體懸挑基礎(chǔ)上；采用不同的基礎(chǔ)形式調(diào)整沉降差、群房做

15、在主體懸挑基礎(chǔ)上； 施工后澆帶處理（另祥施工后澆帶處理（另祥 ）。）。 溫度影響較大部位局部溫度影響較大部位局部提高配筋率提高配筋率；頂層頂層局部局部設(shè)溫度縫設(shè)溫度縫； 陽光直射屋面加厚屋面隔熱保溫層，或陽光直射屋面加厚屋面隔熱保溫層，或架空通風(fēng)屋面架空通風(fēng)屋面 施工后澆帶處理（另祥施工后澆帶處理（另祥 ）。）。3 3）抗震縫）抗震縫： 基礎(chǔ)以下部分可以不斷開。基礎(chǔ)以下部分可以不斷開。 抗震設(shè)防的建筑抗震設(shè)防的建筑物，當(dāng)建筑的平面、物，當(dāng)建筑的平面、層數(shù)、質(zhì)量、剛度差層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異較大，或錯層時(shí)設(shè)異較大，或錯層時(shí)設(shè)置。設(shè)縫時(shí)要有足夠置。設(shè)縫時(shí)要有足夠?qū)挾确勒鹂p最小寬度。寬度防震縫最小寬度

16、。H15 mH15H156 6度每度每增加增加5m5m7 7度每度每增加增加4m4m8 8度每度每增加增加3m3m9 9度每度每增加增加2m2m100 mm100 mm100 mm100 mmn n20 mm20 mm混凝土后澆帶混凝土后澆帶 混凝土后澆帶的位置，特殊工藝要求應(yīng)由結(jié)構(gòu)師結(jié)構(gòu)師在設(shè)計(jì)中確定，其位置宜宜設(shè)在構(gòu)件（梁、板）彎、剪應(yīng)力應(yīng)力均較小較小處。 混凝土后澆帶可處理由永久荷載引起的不均勻沉降問題，但帶內(nèi)砼必須待帶內(nèi)砼必須待兩側(cè)結(jié)構(gòu)基本封頂即永久荷載的不均勻沉降基本完成永久荷載的不均勻沉降基本完成后澆注。后澆注?；炷梁鬂矌б部蓽p小季節(jié)性溫差的影響。 混凝土后澆帶混凝土后澆帶是高層

17、建筑中常用的一種施工工藝，帶寬帶寬常為800mm800mm1000mmm1000mmm，貫通的后澆帶在施工期間，貫通的后澆帶在施工期間將結(jié)構(gòu)分為獨(dú)立的幾部分，將結(jié)構(gòu)分為獨(dú)立的幾部分，當(dāng)結(jié)構(gòu)平面尺寸較大時(shí)，縫可以曲折貫通曲折貫通。后澆帶內(nèi)的鋼筋后澆帶內(nèi)的鋼筋可與帶兩側(cè)鋼筋同時(shí)綁扎，也將鋼筋先從兩側(cè)伸出，在帶內(nèi)砼澆注前再再焊接或搭接；焊接或搭接；帶內(nèi)待其兩側(cè)砼澆注完近兩個月兩個月(30(30天天) )后澆注。后澆注?；炷梁鬂矌矫娌贾脠D混凝土后澆帶平面布置圖設(shè)置后澆帶；設(shè)置后澆帶；局部加強(qiáng)配筋；局部加強(qiáng)配筋；施加預(yù)應(yīng)力；施加預(yù)應(yīng)力；采用預(yù)制構(gòu)件或疊合結(jié)構(gòu)；采用預(yù)制構(gòu)件或疊合結(jié)構(gòu)；解除約束，設(shè)置滑

18、移層；解除約束，設(shè)置滑移層；采用膨脹劑補(bǔ)償混凝土的收縮；采用膨脹劑補(bǔ)償混凝土的收縮；加強(qiáng)保溫隔熱措施等。加強(qiáng)保溫隔熱措施等。 增大伸縮縫間距的可靠措施增大伸縮縫間距的可靠措施 采用可靠措施后，可適當(dāng)放寬伸縮縫的間距采用可靠措施后，可適當(dāng)放寬伸縮縫的間距： 1)1)提高局部部位的配筋率提高局部部位的配筋率 頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化較大部位；頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化較大部位； 2)2)頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施 外墻設(shè)置外保溫層外墻設(shè)置外保溫層； 3)3)每每30m30m40m40m間距留出混凝土（施工）后澆帶等施工措施間距留出混凝土（施工）后澆帶等施工措

19、施 后澆混凝土的施工溫度應(yīng)盡量與主體混凝土的施工溫度接近，設(shè)在對結(jié)后澆混凝土的施工溫度應(yīng)盡量與主體混凝土的施工溫度接近，設(shè)在對結(jié)構(gòu)受力影響較小的部位曲折通過；當(dāng)高層建筑與裙房之間不設(shè)沉降縫時(shí)，將構(gòu)受力影響較小的部位曲折通過；當(dāng)高層建筑與裙房之間不設(shè)沉降縫時(shí)，將后澆帶設(shè)在次邊跨內(nèi)；在混凝土中加入適宜的外加劑后澆帶設(shè)在次邊跨內(nèi)；在混凝土中加入適宜的外加劑，補(bǔ)償混凝土的收縮。補(bǔ)償混凝土的收縮。 4)4)降低甚至解除約束降低甚至解除約束 梁底設(shè)滑移支座；梁底設(shè)滑移支座；局部設(shè)溫度縫局部設(shè)溫度縫 5) 5)采用預(yù)制構(gòu)件或疊合結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件或疊合結(jié)構(gòu) 6)6)施加預(yù)應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力 提高抗彎剛度或抗裂度，

20、避免應(yīng)結(jié)構(gòu)開裂導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度的降低提高抗彎剛度或抗裂度，避免應(yīng)結(jié)構(gòu)開裂導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度的降低2.12 基礎(chǔ)形式 基礎(chǔ)埋深D應(yīng)滿足建筑物的穩(wěn)定要求,避免傾覆。 高層鋼筋砼建筑的主要基礎(chǔ)類型：筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)。、樁基礎(chǔ)。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式形式鋼筋混凝鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)天然地基H/12H/15樁基H/15H/181 1、鋼筋砼筏形基礎(chǔ)：鋼筋砼筏形基礎(chǔ)： 筏形基礎(chǔ)也稱滿堂紅基礎(chǔ)，其底板有如船筏，剛度很大，筏形基礎(chǔ)也稱滿堂紅基礎(chǔ)，其底板有如船筏，剛度很大，對基底應(yīng)力有一定的協(xié)調(diào)能力。對基底應(yīng)力有一定的協(xié)調(diào)能力。 筏形基礎(chǔ)適用于上部結(jié)構(gòu)剛性較好，樓層不太多，地基剛筏形

21、基礎(chǔ)適用于上部結(jié)構(gòu)剛性較好，樓層不太多，地基剛度較好的場地。度較好的場地。板底平均反力板底平均反力（kN/mkN/m2 2) )受力情況受力情況t / lt / l150200150200150200150200單向單向1/61/81/61/8雙向雙向1/91/121/91/12400500400500400500400500單向單向1/31/41/31/4雙向雙向1/41/61/41/62 2、鋼筋砼箱形、鋼筋砼箱形 當(dāng)?shù)鼗休d力較當(dāng)?shù)鼗休d力較高高，地下水位較，地下水位較深深時(shí)，可考慮做箱時(shí)，可考慮做箱型基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)，當(dāng)然應(yīng)同時(shí)考慮基礎(chǔ)的埋深型基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)，當(dāng)然應(yīng)同時(shí)考慮基礎(chǔ)的埋深( (DH/15DH/15；有樁基礎(chǔ)時(shí)，；有樁基礎(chǔ)時(shí)， DH/18DH/18) )要求要求等。等。 鋼筋砼箱形基礎(chǔ)的整體剛度較大，其頂板厚、底板鋼筋砼箱形基礎(chǔ)的整體剛度較大，其頂板厚、底板厚、墻厚等，均應(yīng)符合承載力、剛度、防水、防潮、厚、墻厚等，均應(yīng)符合承載力、剛度、防水、防潮、人防等要求。如：人防等要求。如： 墻體水平截面總面積不小于外墻外包尺寸水平投影面積的墻體水平截面總面積不小于外墻外包尺寸水平投影面積的1/101/10； 當(dāng)當(dāng)L/B4L/B4時(shí)，縱墻截面的面積時(shí)，縱墻截面的面積外墻外圍水平投影面積的外墻外圍水平投影面積的1/