第4章_高層建筑結(jié)構(gòu)

1、第四章高層建筑結(jié)構(gòu)第四章高層建筑結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)概述高層建筑結(jié)構(gòu)概述高層建筑結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)類型高層建筑結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)類型高層建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原則高層建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原則剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)第一節(jié)高層建筑結(jié)構(gòu)概述第一節(jié)高層建筑結(jié)構(gòu)概述一一.高層建筑定義高層建筑定義(1)世界高層建筑委員會(huì)世界高層建筑委員會(huì)1972年建議，將高層建筑年建議，將高層建筑劃分為以下四類：劃分為以下四類：H第一類：第一類：9 16層，高度不超過(guò)層，高度不超過(guò)50m;H第二類：第二類：17 25層，高度不超過(guò)層，高度不超過(guò)75m;H第三類：第三類：26 40層，高度不超過(guò)層，

2、高度不超過(guò)100m;H第四類：第四類：40層以上，高度層以上，高度100m以上。以上。二二.高層建筑的發(fā)展概況高層建筑的發(fā)展概況1.國(guó)外高層建筑的發(fā)展國(guó)外高層建筑的發(fā)展 1972年在年在紐約紐約建造建造了了世界貿(mào)易中心大世界貿(mào)易中心大樓樓(World Trade Center Towers)，110層，鋼結(jié)構(gòu)；層，鋼結(jié)構(gòu)； 北樓高北樓高417m，南，南樓高樓高415m； 總建筑師為日本的總建筑師為日本的山崎實(shí)。山崎實(shí)。2.我國(guó)高層建筑的發(fā)展我國(guó)高層建筑的發(fā)展深圳深圳發(fā)展中心大廈發(fā)展中心大廈，(43層，層，高高165.3m，加上天線的高度，加上天線的高度共共185.3m)，是我國(guó)第一座，是我國(guó)第

3、一座大型高層大型高層鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)建筑建筑。三三.國(guó)內(nèi)外高層結(jié)構(gòu)實(shí)例國(guó)內(nèi)外高層結(jié)構(gòu)實(shí)例上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心RC核心筒核心筒+外伸桁架和巨型型鋼）柱外伸桁架和巨型型鋼）柱(三三重結(jié)構(gòu)體系重結(jié)構(gòu)體系)， 101層，高層，高492m，7度抗度抗震設(shè)防震設(shè)防沈陽(yáng)房地產(chǎn)交易中心沈陽(yáng)房地產(chǎn)交易中心西爾斯大廈西爾斯大廈 四四.高層結(jié)構(gòu)受力高層結(jié)構(gòu)受力風(fēng)建筑物的慣性力從地面矗立的建筑物細(xì)高型高層細(xì)高型高層建筑建筑豎立在地面豎立在地面上的懸臂梁上的懸臂梁剪切破壞剪切破壞彎曲破壞彎曲破壞過(guò)大振動(dòng)過(guò)大振動(dòng)外力作用下外力作用下（風(fēng)、地震等）（風(fēng)、地震等）第二節(jié)高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇和布置第二節(jié)高層建筑結(jié)構(gòu)體

4、系的選擇和布置 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)體系鋼砼結(jié)構(gòu)各種體系的最大適用高度鋼砼結(jié)構(gòu)各種體系的最大適用高度一一.結(jié)構(gòu)體系的選擇結(jié)構(gòu)體系的選擇表表4.3.2-1 A級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（2011年高規(guī)）年高規(guī)） 非抗震設(shè)計(jì)非抗震設(shè)計(jì) 6度度 7度度 8度度 9度度 框架框架 70 60 50 40 24 框架框架-剪力墻剪力墻 150 130 120 100 50 全部落地剪力墻全部落地剪力墻 150 140 120 100

5、 60 部分框支剪力墻部分框支剪力墻 130 120 100 80 不應(yīng)采用不應(yīng)采用 框架框架-核心筒核心筒 160 150 130 100 70 筒中筒筒中筒 200 180 150 120 80 板柱板柱-剪力墻剪力墻 110 80 70 55 不應(yīng)采用不應(yīng)采用 適宜采用的結(jié)構(gòu)體系適宜采用的結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架是由梁和柱剛結(jié)而成的平面結(jié)構(gòu)體系。如果整幢結(jié)框架是由梁和柱剛結(jié)而成的平面結(jié)構(gòu)體系。如果整幢結(jié)構(gòu)都由框架作為抗側(cè)向力單元，就稱為框架結(jié)構(gòu)體系構(gòu)都由框架作為抗側(cè)向力單元，就稱為框架結(jié)構(gòu)體系。一一.傳力途徑傳力途徑豎向荷載：板次梁主梁柱基礎(chǔ)豎向荷載：板次梁主梁柱基礎(chǔ)水平荷載：柱（樓

6、蓋整體作用）基礎(chǔ)水平荷載：柱（樓蓋整體作用）基礎(chǔ)二二.適用范圍適用范圍多高層建筑多高層建筑 高度：非抗震高度：非抗震70m 6度度60m 度度55m 8度度45m高寬比：非抗震高寬比：非抗震6度度7度度度度3三三.優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：平面布置靈活，分隔方便；平面布置靈活，分隔方便； 整體性、抗震性能好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好整體性、抗震性能好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力；的塑性變形能力；采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：側(cè)向剛度小，抵抗側(cè)向變形能力差。正是這一點(diǎn)，側(cè)向剛度小，抵抗側(cè)向變形能力差。正是這一點(diǎn)，限制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度限

7、制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度四四.結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置兩個(gè)主軸方向都應(yīng)設(shè)置框架，兩個(gè)主軸方向都應(yīng)設(shè)置框架，設(shè)計(jì)成雙向梁柱抗側(cè)力體系設(shè)計(jì)成雙向梁柱抗側(cè)力體系主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接，不宜采用單跨框架主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接，不宜采用單跨框架設(shè)計(jì)成延性框架，設(shè)計(jì)成延性框架，強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)框架柱網(wǎng)一般不宜超過(guò)框架柱網(wǎng)一般不宜超過(guò)6 68m8m，過(guò)大的柱網(wǎng)將給實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱過(guò)大的柱網(wǎng)將給實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁及延性框架增加一定困難弱梁及延性框架增加一定困難。剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，用實(shí)心的鋼筋混凝土墻片作為抗側(cè)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，用實(shí)心的鋼筋混凝土墻片作為抗側(cè)力單元，同時(shí)由墻片承擔(dān)豎

8、向荷載。單元，同時(shí)由墻片承擔(dān)豎向荷載。一一.傳力途徑傳力途徑豎向荷載：板次梁主梁墻基礎(chǔ)豎向荷載：板次梁主梁墻基礎(chǔ)水平荷載：墻（樓蓋整體作用）基礎(chǔ)水平荷載：墻（樓蓋整體作用）基礎(chǔ)二二.適用范圍適用范圍高層建筑高層建筑 高度：非抗震高度：非抗震150m 6度度140m 度度120m 8度度100m高寬比：非抗震高寬比：非抗震66度度7度度6度度5三三.優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：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)；抗震性能好，設(shè)計(jì)合理具有較好的塑性變形能力?？拐鹦阅芎?，設(shè)計(jì)合理具有較好的塑性變形能力。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：受樓板跨度的限制（一般為受樓板跨度的限制（一般

9、為38m），剪力墻間距），剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活。不能太大，平面布置不靈活。四四.結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置平面布置平面布置墻應(yīng)正交布置墻應(yīng)正交布置,雙向布置雙向布置立面布置立面布置門窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置門窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置剛度避免突變，上下連續(xù)剛度避免突變，上下連續(xù)將框架、剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起使用，就形成將框架、剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起使用，就形成了框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。了框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系?？蚣芗袅蚣芗袅σ灰?傳力途徑傳力途徑豎向荷載：板次梁主梁墻、柱基礎(chǔ)豎向荷載：板次梁主梁墻、柱基礎(chǔ)水平荷載：墻、柱（樓蓋整體作用）基礎(chǔ)水平荷載：墻、柱（樓蓋整體作用）基

10、礎(chǔ)二二.適用范圍適用范圍高層建筑高層建筑 高度：非抗震高度：非抗震140m 6度度130m 度度120m 8度度100m高寬比：非抗震高寬比：非抗震56度度7度度5度度4結(jié)論：結(jié)論：1.按純框架設(shè)計(jì)后再按純框架設(shè)計(jì)后再加了剪力墻，應(yīng)按加了剪力墻，應(yīng)按框架剪力墻重新設(shè)計(jì)框架剪力墻重新設(shè)計(jì)2.有樓電梯間等布置有樓電梯間等布置了少量剪力墻，應(yīng)了少量剪力墻，應(yīng)按框架剪力墻設(shè)計(jì)，按框架剪力墻設(shè)計(jì)，否則，中部或上部否則，中部或上部框架偏不安全框架偏不安全三三.剪力墻布置剪力墻布置1.布置原則：均勻、分散、對(duì)稱、周邊布置原則：均勻、分散、對(duì)稱、周邊2.應(yīng)沿各主軸方向布置應(yīng)沿各主軸方向布置3.布置位置：布置位

11、置：豎向荷載較大處豎向荷載較大處平面變化較大處，平面變化較大處，樓電梯間樓電梯間端部附近端部附近宜貫通建筑物的全高，開(kāi)洞時(shí)，洞口宜上下對(duì)齊宜貫通建筑物的全高，開(kāi)洞時(shí)，洞口宜上下對(duì)齊第六節(jié)筒體結(jié)構(gòu)第六節(jié)筒體結(jié)構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、多筒結(jié)構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、多筒結(jié)構(gòu)一一.傳力途徑傳力途徑豎向荷載：板次梁主梁墻、柱基礎(chǔ)豎向荷載：板次梁主梁墻、柱基礎(chǔ)水平荷載：內(nèi)筒受剪為主、外筒抵抗傾覆力矩為主水平荷載：內(nèi)筒受剪為主、外筒抵抗傾覆力矩為主二二.適用范圍適用范圍高層建筑高層建筑 高度：非抗震高度：非抗震200m 6度度180m 度度150m 8度度120m高寬比：非抗震高

12、寬比：非抗震66度度7度度6度度5筒體結(jié)構(gòu)高寬比應(yīng)大于筒體結(jié)構(gòu)高寬比應(yīng)大于3, 高度應(yīng)大于高度應(yīng)大于60m1. 平面布置要求平面布置要求結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)凹角和端角不宜設(shè)樓電梯間凹角和端角不宜設(shè)樓電梯間樓面開(kāi)洞應(yīng)滿足要求樓面開(kāi)洞應(yīng)滿足要求2. 豎向布置要求豎向布置要求豎向體型應(yīng)豎向體型應(yīng)規(guī)則、均勻、規(guī)則、均勻、避免過(guò)大的內(nèi)收和外挑避免過(guò)大的內(nèi)收和外挑結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)下大上小、逐漸結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)下大上小、逐漸均勻變化均勻變化高層建筑結(jié)構(gòu)布置原則：高層建筑結(jié)構(gòu)布置原則：二

13、二.結(jié)構(gòu)平面布置要求結(jié)構(gòu)平面布置要求結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)凹角和端角不宜設(shè)樓電梯間凹角和端角不宜設(shè)樓電梯間樓面開(kāi)洞應(yīng)滿足要求樓面開(kāi)洞應(yīng)滿足要求 1/2B、30、5m、2m三三.結(jié)構(gòu)豎向布置要求結(jié)構(gòu)豎向布置要求豎向體型應(yīng)豎向體型應(yīng)規(guī)則、均勻、規(guī)則、均勻、避免過(guò)大的內(nèi)收和外挑避免過(guò)大的內(nèi)收和外挑結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)下大上小、逐漸結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)下大上小、逐漸均勻變化均勻變化70%、80%應(yīng)設(shè)地下室應(yīng)設(shè)地下室1. H1/H0.2時(shí)，時(shí)，B1/B0.75。2.上部外挑上部外挑B/B10.9、a4m鋼砼高層結(jié)構(gòu)最大高寬比鋼砼高層結(jié)構(gòu)最大高寬比第八節(jié)多高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型第八節(jié)多高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類