抗側力結構與布置2課件

第2章抗側力結構與布置

常用結構體系分類幾種典型常用結構體系簡介1整理課件第2章抗側力結構與布置

常用結構體系分類1整理課件2.1結構體系2整理課件2.1結構體系2整理課件抗側力結構與布置應注意：

1、高層建筑的基本抗側力單元有框架、剪力墻和筒體等，由它們可以組成多種結構體系。結構設計時，應根據建筑物的使用功能、立面體型、高度、是否需要抗震設防以及施工條件等因素，選用合適的結構體系。

3整理課件抗側力結構與布置應注意：3整理課件2、一般情況下，高層建筑結構宜選用框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構及筒體結構，這些結構具有豎向布置規(guī)則，傳力途徑簡單，抗震性能好等優(yōu)點。如果由于建筑功能需要，也可選用帶轉換層的結構、帶加強層的結構、錯層結構、連體結構和多塔樓結構等復雜結構，但應進行更詳細的結構分析并采取必要的構造措施。4整理課件2、一般情況下，高層建筑結構宜選用框架結構、剪力墻結構、框架3、高層建筑結構豎向布置的基本原則是要求結構的側向剛度和承載力自下而上逐漸減小，變化均勻、連續(xù)，不突變，避免出現(xiàn)柔軟層或薄弱層。4、高層建筑結構平面布置的基本原則是盡量避免結構扭轉和局部應力集中，平面宜簡單、規(guī)則、對稱，剛心與質心或形心重合。

5整理課件3、高層建筑結構豎向布置的基本原則是要求結構的側向5、高層建筑的樓蓋結構應具有更好的平面內剛度和整體性，保證各抗側力結構協(xié)同工作。一般情況下宜選用現(xiàn)澆樓蓋結構或裝配整體式樓蓋結構。6、高層建筑一般宜采用整體性好和剛度大的筏形基礎、樁基礎、箱形基礎、樁-筏基礎，基礎應具有一定的埋置深度。6整理課件5、高層建筑的樓蓋結構應具有更好的平面內剛度和整體性，保證各

§2-1常用結構體系分類

7整理課件§2-1常用結構體系分類

7整理課件另外：高層懸掛結構建筑由井筒、吊架或斜拉桿、吊桿和各層樓板構成。井筒常采用鋼筋混凝土結構，也可采用鋼結構。各層樓板的內端支承在井筒上，外端由吊桿懸掛住,吊桿懸掛在由井筒伸出的吊架上,也可用斜拉桿懸掛在井筒的頂端。1985年建成的香港匯豐銀行是目前世界上最高的大型懸掛結構建筑,地面上43層,高167.70米，采用5組桁架式懸掛結構，垂直構件為8組鋼柱,每組4根柱子。見下圖：8整理課件另外：高層懸掛結構建筑由井筒、吊架或斜拉桿、吊桿和各層樓板構9整理課件9整理課件框架結構體系剪力墻結構體系框架－剪力墻（框架－筒體）結構體系筒中筒結構體系成束筒巨型框架§2-2幾種典型常用結構體系簡介10整理課件框架結構體系§2-2幾種典型常用結構體系簡介10整理課件框架是由梁和柱剛結而成的平面結構體系。承受豎向和水平荷載；如果整幢結構都由框架作為抗側向力單元，就稱為框架結構體系。見下圖：

一、框架結構體系（理解掌握）11整理課件框架是由梁和柱剛結而成的平面結構體系。承受豎向一、框架結構體橫向主梁柱縱向連系梁12整理課件橫向主梁柱縱向連系梁12整理課件其優(yōu)點是：1、建筑平面布置靈活，分隔方便；2、整體性、抗震性能好，設計合理時結構具有較好的塑性變形能力3、外墻采用輕質填充材料時，結構自重小。其缺點是：側向剛度小，抵抗側向變形能力差。正是這一點，限制了框架結構的建造高度。13整理課件其優(yōu)點是：13整理課件

14整理課件14整理課件

15整理課件15整理課件清華大學主樓16整理課件清華大學主樓16整理課件

17整理課件17整理課件2.1結構體系18整理課件2.1結構體系18整理課件2.1結構體系19整理課件2.1結構體系19整理課件2.1結構體系

按施工方法不同，框架結構可分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。在地震區(qū)，多采用梁、柱、板全現(xiàn)澆或梁柱現(xiàn)澆、板預制的方案；在非地震區(qū)，有時可采用梁、柱、板均預制的方案。

20整理課件2.1結構體系按施工方法不同，框架結構可分為現(xiàn)澆式2.1結構體系注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱構成的異形柱框架結構，截面各肢的肢高肢后比不大于4。21整理課件2.1結構體系注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱構成的一般是在鋼筋混凝土結構中，用實心的鋼筋混凝土墻片作為抗側力單元，同時由墻片承擔豎向、水平荷載。見下圖：

二、剪力墻結構體系（理解掌握）22整理課件一般是在鋼筋混凝土結構中，用實心二、剪力墻結構體系（理解掌握2.1結構體系23整理課件2.1結構體系23整理課件24整理課件24整理課件廣州白云賓館

25整理課件廣州白云賓館

26整理課件26整理課件其優(yōu)點是：1、整體性好、剛度大，抵抗側向變形能力強;2、抗震性能較好，設計合理時結構具有較好的塑性變形能力。因而剪力墻結構適宜的建造高度比框架結構要高得多。其缺點是：受樓板跨度的限制（一般為3～8m），剪力墻間距不能太大，建筑平面布置不夠靈活。27整理課件其優(yōu)點是：27整理課件特殊情況下，為了在建筑底部做成較大空間，有時將剪力墻底部做成為框架柱，形成框支剪力墻。但是這種墻體上、下剛度形成突變，對抗震極為不利。故在地震區(qū)不允許采用純框支剪力墻結構體系；可以采用部分剪力墻分落地，即部分剪力墻框支結構體系，并且在構造上：1、落地墻布置在兩端或中部，縱、橫向連接圍成筒體；2、落地墻間距不能過大；3、落地剪力墻的厚度和混凝土的等級要適當提高，使整體結構上、下剛度相近；4、應加強過渡層樓板的整體性和剛度。28整理課件特殊情況下，為了在建筑底部做成較大空間，有28整理課件2.1結構體系29整理課件2.1結構體系29整理課件

30整理課件30整理課件

北京西苑飯店31整理課件北京西苑飯店

32整理課件32整理課件

33整理課件33整理課件b、短肢剪力墻結構

：這種結構體系一般是在電梯、樓梯部位布置剪力墻形成筒體，其他部位則根據需要，在縱橫墻交接處設置截面高度為２ｍ左右的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁連接，并用輕質材料填充，形成使用功能及受力均較合理的短肢剪力墻結構體系。（在小高層中應用很廣）34整理課件b、短肢剪力墻結構：34整理課件

三a、框架－剪力墻結構體系（理解掌握）將框架和剪力墻兩種抗側力結構結合在一起使用。這種結構形式具備了純框架結構和純剪力墻結構的優(yōu)點，同時克服了純框架結構抗側移剛度小和純剪力墻結構平面布置不夠靈活的缺點。35整理課件三a、框架－剪力墻結構體系（理解掌握）將框架和剪力墻兩種抗側2.1結構體系框架-剪力墻結構體系

1、定義：為了充分發(fā)揮框架結構平面布置靈活和剪力墻結構側向剛度大的特點，當建筑物需要有較大空間，且高度超過了框架結構的合理高度時，可采用框架和剪力墻共同工作的結構體系。剪力墻剪力墻框架梁框架梁框架梁剪力墻剪力墻36整理課件2.1結構體系框架-剪力墻結構體系剪力墻剪力墻框架梁框

37整理課件37整理課件

北京飯店38整理課件北京飯店38整理課件

39整理課件39整理課件在框架－剪力墻結構體系中，剪力墻的布置應注意以下幾點：1、剪力墻以對稱布置為好，可減少結構的扭轉。這一點在地震區(qū)尤為重要；2、剪力墻應上下貫通，使結構剛度連續(xù)而且變化均勻；3、剪力墻宜布置成筒體，建筑層數(shù)較少時，也應將剪力墻布置成T型、L型、工字型等。便于剪力墻更好地發(fā)揮作用；4、剪力墻應布置在結構的外圍，可以加強結構的抗扭作用。但是考慮溫度應力的影響和樓板平面內的變形，剪力墻的間距不應過大。40整理課件在框架－剪力墻結構體系中，剪力墻的布置40整理課件

41整理課件41整理課件三b、框筒結構體系框筒結構體系是由建筑物周邊的柱距較小、梁截面較大的密柱深梁框架組成。起源于美國，最早的1965年的芝加哥公寓大廈。受力不同于純框架結構：1、框架為平面結構，框筒結構體系為空間結構；2、框架結構受力僅有平行于受力方向的框架承擔；;框筒結構體系受剪力有平行于受力方向的腹板框架承擔，傾覆力矩有平行于受力方向的腹板和垂直于受力方向的翼緣框架承擔。如紐約世界貿易中心42整理課件三b、框筒結構體系框筒結構體系是由建筑物周邊的柱距較小、梁截2.1結構體系實際應力分布翼緣框架腹板框架腹板框架翼緣框架荷載作用方向材料力學解答實際應力分布材料力學解答角柱處應力較大中部應力較小43整理課件2.1結構體系實際應力分布翼緣框架腹板框架腹板框架翼緣框2.1結構體系受力變形特點：筒體最主要的受力特點是它的空間性能，在水平荷載作用下，筒體可視為下端固定、頂端自由的懸臂構件。注：1）空間性能：按材料力學計算其應力分布特點。2）剪力滯后現(xiàn)象：對于框筒結構，在翼緣框架中，遠離腹板框架的各柱軸力愈來愈?。辉诟拱蹇蚣苤?，遠離翼緣框架各柱軸力的遞減速度比按直線規(guī)律遞減的要快。上述現(xiàn)象稱為剪力滯后。

44整理課件2.1結構體系44整理課件2.1結構體系

3）產生剪力滯后現(xiàn)象的原因：框筒中各柱之間存在剪力，剪力使聯(lián)系柱子的窗裙梁產生剪切變形，從而使柱之間的軸力傳遞減弱。4）框筒中剪力滯后現(xiàn)象愈嚴重，參與受力的翼緣框架柱愈少，空間受力性能愈弱。5）如何減少剪力滯后：（1）要求設計密柱深梁；（2）建筑平面應接近方形；（3）結構高寬比宜大于3，高度不小于60m；（4）樓板的整體性好。4、優(yōu)點：筒體結構具有很大的側向剛度及水平承載力，并具有很好的抗扭剛度。45整理課件2.1結構體系45整理課件紐約世界貿易中心46整理課件紐約世界貿易中心46整理課件

筒中筒結構體系是由內筒和外筒兩個筒體組成的結構體系。內筒通常是由剪力墻圍成的實腹筒，而外筒一般采用框筒或桁架筒。其中框筒是指由密柱深梁框架圍成的筒體；桁架筒則是框筒的四壁采用桁架做成。與框筒相比，桁架筒具有更大的抗側移剛度。如上海金融中心大廈四a、筒中筒結構體系47整理課件筒中筒結構體系是由內筒和外筒兩個筒體組四a、筒中筒結構體系4

上海金融大廈48整理課件上海金融大廈48整理課件筒體最主要的特點是它的空間受力性能好。無論那一種筒體，在水平力的作用下都可以看成是固定于基礎上的懸臂結構，比單片平面結構具有更大的抗側移剛度和承載能力，因而適宜建造高度更高的超高層建筑。同時，由于筒體的對稱性，筒體結構具有很好的抗扭剛度。但該結構因為采用密柱深梁框架圍成的筒體會影響視線和觀景。49整理課件筒體最主要的特點是它的空間受力性能好。49整理課件

筒中筒結構體系受力變形及內力分布50整理課件筒中筒結構體系受50整理課件四b框架-核心筒結構核心筒就是在建筑的中央部分，由電梯井道、樓梯、部分設備等圍護形成中央核心筒，與外圍框架形成一個外框架內筒結構，以鋼筋混凝土澆筑。外框筒采用稀疏的柱距和較小的梁截面；不同于筒中筒。是國際上超高層建筑廣泛采用的主流結構形式。

51整理課件四b框架-核心筒結構核心筒就是在建筑的中央這種結構的優(yōu)越性還在于可爭取盡量寬敞的使用空間，使各種輔助服務性空間向平面的中央集中，使主功能空間占據最佳的采光位置，并達到視線良好、內部交通便捷的效果。如上海金茂大廈、深圳地王大廈、廣州中信大廈。52整理課件這種結構的優(yōu)越性還在于可爭取盡量寬敞的使用空間，使各種輔助服深圳地王大廈53整理課件深圳地王大廈53整理課件上海金茂大廈上海金茂大廈54整理課件上海金茂大廈上海金茂大廈54整理課件廣州中信大廈55整理課件廣州中信大廈55整理課件吉隆坡“國家石油公司雙塔大廈”56整理課件吉隆坡“國家石油公司雙塔大廈”56整理課件第2章抗側力結構與布置

常用結構體系分類幾種典型常用結構體系簡介57整理課件第2章抗側力結構與布置

常用結構體系分類1整理課件2.1結構體系58整理課件2.1結構體系2整理課件抗側力結構與布置應注意：

1、高層建筑的基本抗側力單元有框架、剪力墻和筒體等，由它們可以組成多種結構體系。結構設計時，應根據建筑物的使用功能、立面體型、高度、是否需要抗震設防以及施工條件等因素，選用合適的結構體系。

59整理課件抗側力結構與布置應注意：3整理課件2、一般情況下，高層建筑結構宜選用框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構及筒體結構，這些結構具有豎向布置規(guī)則，傳力途徑簡單，抗震性能好等優(yōu)點。如果由于建筑功能需要，也可選用帶轉換層的結構、帶加強層的結構、錯層結構、連體結構和多塔樓結構等復雜結構，但應進行更詳細的結構分析并采取必要的構造措施。60整理課件2、一般情況下，高層建筑結構宜選用框架結構、剪力墻結構、框架3、高層建筑結構豎向布置的基本原則是要求結構的側向剛度和承載力自下而上逐漸減小，變化均勻、連續(xù)，不突變，避免出現(xiàn)柔軟層或薄弱層。4、高層建筑結構平面布置的基本原則是盡量避免結構扭轉和局部應力集中，平面宜簡單、規(guī)則、對稱，剛心與質心或形心重合。

61整理課件3、高層建筑結構豎向布置的基本原則是要求結構的側向5、高層建筑的樓蓋結構應具有更好的平面內剛度和整體性，保證各抗側力結構協(xié)同工作。一般情況下宜選用現(xiàn)澆樓蓋結構或裝配整體式樓蓋結構。6、高層建筑一般宜采用整體性好和剛度大的筏形基礎、樁基礎、箱形基礎、樁-筏基礎，基礎應具有一定的埋置深度。62整理課件5、高層建筑的樓蓋結構應具有更好的平面內剛度和整體性，保證各

§2-1常用結構體系分類

63整理課件§2-1常用結構體系分類

7整理課件另外：高層懸掛結構建筑由井筒、吊架或斜拉桿、吊桿和各層樓板構成。井筒常采用鋼筋混凝土結構，也可采用鋼結構。各層樓板的內端支承在井筒上，外端由吊桿懸掛住,吊桿懸掛在由井筒伸出的吊架上,也可用斜拉桿懸掛在井筒的頂端。1985年建成的香港匯豐銀行是目前世界上最高的大型懸掛結構建筑,地面上43層,高167.70米，采用5組桁架式懸掛結構，垂直構件為8組鋼柱,每組4根柱子。見下圖：64整理課件另外：高層懸掛結構建筑由井筒、吊架或斜拉桿、吊桿和各層樓板構65整理課件9整理課件框架結構體系剪力墻結構體系框架－剪力墻（框架－筒體）結構體系筒中筒結構體系成束筒巨型框架§2-2幾種典型常用結構體系簡介66整理課件框架結構體系§2-2幾種典型常用結構體系簡介10整理課件框架是由梁和柱剛結而成的平面結構體系。承受豎向和水平荷載；如果整幢結構都由框架作為抗側向力單元，就稱為框架結構體系。見下圖：

一、框架結構體系（理解掌握）67整理課件框架是由梁和柱剛結而成的平面結構體系。承受豎向一、框架結構體橫向主梁柱縱向連系梁68整理課件橫向主梁柱縱向連系梁12整理課件其優(yōu)點是：1、建筑平面布置靈活，分隔方便；2、整體性、抗震性能好，設計合理時結構具有較好的塑性變形能力3、外墻采用輕質填充材料時，結構自重小。其缺點是：側向剛度小，抵抗側向變形能力差。正是這一點，限制了框架結構的建造高度。69整理課件其優(yōu)點是：13整理課件

70整理課件14整理課件

71整理課件15整理課件清華大學主樓72整理課件清華大學主樓16整理課件

73整理課件17整理課件2.1結構體系74整理課件2.1結構體系18整理課件2.1結構體系75整理課件2.1結構體系19整理課件2.1結構體系

按施工方法不同，框架結構可分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。在地震區(qū)，多采用梁、柱、板全現(xiàn)澆或梁柱現(xiàn)澆、板預制的方案；在非地震區(qū)，有時可采用梁、柱、板均預制的方案。

76整理課件2.1結構體系按施工方法不同，框架結構可分為現(xiàn)澆式2.1結構體系注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱構成的異形柱框架結構，截面各肢的肢高肢后比不大于4。77整理課件2.1結構體系注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱構成的一般是在鋼筋混凝土結構中，用實心的鋼筋混凝土墻片作為抗側力單元，同時由墻片承擔豎向、水平荷載。見下圖：

二、剪力墻結構體系（理解掌握）78整理課件一般是在鋼筋混凝土結構中，用實心二、剪力墻結構體系（理解掌握2.1結構體系79整理課件2.1結構體系23整理課件80整理課件24整理課件廣州白云賓館

81整理課件廣州白云賓館

82整理課件26整理課件其優(yōu)點是：1、整體性好、剛度大，抵抗側向變形能力強;2、抗震性能較好，設計合理時結構具有較好的塑性變形能力。因而剪力墻結構適宜的建造高度比框架結構要高得多。其缺點是：受樓板跨度的限制（一般為3～8m），剪力墻間距不能太大，建筑平面布置不夠靈活。83整理課件其優(yōu)點是：27整理課件特殊情況下，為了在建筑底部做成較大空間，有時將剪力墻底部做成為框架柱，形成框支剪力墻。但是這種墻體上、下剛度形成突變，對抗震極為不利。故在地震區(qū)不允許采用純框支剪力墻結構體系；可以采用部分剪力墻分落地，即部分剪力墻框支結構體系，并且在構造上：1、落地墻布置在兩端或中部，縱、橫向連接圍成筒體；2、落地墻間距不能過大；3、落地剪力墻的厚度和混凝土的等級要適當提高，使整體結構上、下剛度相近；4、應加強過渡層樓板的整體性和剛度。84整理課件特殊情況下，為了在建筑底部做成較大空間，有28整理課件2.1結構體系85整理課件2.1結構體系29整理課件

86整理課件30整理課件

北京西苑飯店87整理課件北京西苑飯店

88整理課件32整理課件

89整理課件33整理課件b、短肢剪力墻結構

：這種結構體系一般是在電梯、樓梯部位布置剪力墻形成筒體，其他部位則根據需要，在縱橫墻交接處設置截面高度為２ｍ左右的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁連接，并用輕質材料填充，形成使用功能及受力均較合理的短肢剪力墻結構體系。（在小高層中應用很廣）90整理課件b、短肢剪力墻結構：34整理課件

三a、框架－剪力墻結構體系（理解掌握）將框架和剪力墻兩種抗側力結構結合在一起使用。這種結構形式具備了純框架結構和純剪力墻結構的優(yōu)點，同時克服了純框架結構抗側移剛度小和純剪力墻結構平面布置不夠靈活的缺點。91整理課件三a、框架－剪力墻結構體系（理解掌握）將框架和剪力墻兩種抗側2.1結構體系框架-剪力墻結構體系

1、定義：為了充分發(fā)揮框架結構平面布置靈活和剪力墻結構側向剛度大的特點，當建筑物需要有較大空間，且高度超過了框架結構的合理高度時，可采用框架和剪力墻共同工作的結構體系。剪力墻剪力墻框架梁框架梁框架梁剪力墻剪力墻92整理課件2.1結構體系框架-剪力墻結構體系剪力墻剪力墻框架梁框

93整理課件37整理課件

北京飯店94整理課件北京飯店38整理課件

95整理課件39整理課件在框架－剪力墻結構體系中，剪力墻的布置應注意以下幾點：1、剪力墻以對稱布置為好，可減少結構的扭轉。這一點在地震區(qū)尤為重要；2、剪力墻應上下貫通，使結構剛度連續(xù)而且變化均勻；3、剪力墻宜布置成筒體，建筑層數(shù)較少時，也應將剪力墻布置成T型、L型、工字型等。便于剪力墻更好地發(fā)揮作用；4、剪力墻應布置在結構的外圍，可以加強結構的抗扭作用。但是考慮溫度應力的影響和樓板平面內的變形，剪力墻的間距不應過大。96整理課件在框架－剪力墻結構體系中，剪力墻的布置40整理課件

97整理課件41整理課件三b、框筒結構體系框筒結構體系是由建筑物周邊的柱距較小、梁截面較大的密柱深梁框架組成。起源于美國，最早的1965年的芝加哥公寓大廈。受力不同于純框架結構：1、框架為平面結構，框筒結構體系為空間結構；2、框架結構受力僅有平行于受力方向的框架承擔；;框筒結構體系受剪力有平行于受力方向的腹板框架承擔，傾覆力矩有平行于受力方向的腹板和垂直于受力方向的翼緣框架承擔。如紐約世界貿易中心98整理課件三b、框筒結構體系框筒結構體系是由建筑物周邊的柱距較小、梁截2.1結構體系實際應力分布翼緣框架腹板框架腹板框架翼緣框架荷載作用方向材料力學解答實際應力分布材料力學解答角柱處應力較大中部應力較小99整理課件2.1結構體系實際應力分布翼緣框架腹板框架腹板框架翼緣框2.1結構體系受力變形特點：筒體最主要的受力特點是它的空間性能，在水平荷載作用下，筒體可視為下端固定、頂端自由的懸臂構件。注：1）空間性能：按材料力學計算其應力分布特點。2）剪力滯后現(xiàn)象：對于框筒結構，在翼緣框架中，遠離腹板框架的各柱軸力愈來愈??；在腹板框架中，遠離翼緣框架各柱軸力的遞減速度比按直線規(guī)律遞減的要快。上述現(xiàn)象稱為剪力滯后。

100整理課件2.1結構體系44整理課件2.1結構體系

3）產生剪力滯后現(xiàn)象的原因：框筒中各柱之間存在剪力，剪力使聯(lián)系柱子的窗裙梁產生剪切變形，從而使柱之間的軸力傳遞減弱。4）框筒中剪力滯后現(xiàn)象愈嚴重，參與受力的翼緣框架柱愈少，空間受力性能愈弱。