第4章_高層建筑結構

1、第四章高層建筑結構第四章高層建筑結構高層建筑結構概述高層建筑結構概述高層建筑結構體系的結構類型高層建筑結構體系的結構類型高層建筑結構體系的設計原則高層建筑結構體系的設計原則剪力墻結構剪力墻結構框架剪力墻結構框架剪力墻結構筒體結構筒體結構第一節(jié)高層建筑結構概述第一節(jié)高層建筑結構概述一一.高層建筑定義高層建筑定義(1)世界高層建筑委員會世界高層建筑委員會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，高度不超過層，高度不超過50m;H第二類：第二類：17 25層，高度不超過層，高度不超過75m;H第三類：第三類：26 40層，高度不超過層，

2、高度不超過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.國外高層建筑的發(fā)展國外高層建筑的發(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，鋼結構；層，鋼結構； 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。山崎實。2.我國高層建筑的發(fā)展我國高層建筑的發(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)，是我國第一座，是我國第

3、一座大型高層大型高層鋼結構鋼結構建筑建筑。三三.國內(nèi)外高層結構實例國內(nèi)外高層結構實例上海環(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(三三重結構體系重結構體系)， 101層，高層，高492m，7度抗度抗震設防震設防沈陽房地產(chǎn)交易中心沈陽房地產(chǎn)交易中心西爾斯大廈西爾斯大廈 四四.高層結構受力高層結構受力風建筑物的慣性力從地面矗立的建筑物細高型高層細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大振動過大振動外力作用下外力作用下（風、地震等）（風、地震等）第二節(jié)高層建筑結構體系的選擇和布置第二節(jié)高層建筑結構體

4、系的選擇和布置 框架結構體系框架結構體系 剪力墻結構體系剪力墻結構體系 框架剪力墻（框架筒體）結構體系框架剪力墻（框架筒體）結構體系 筒中筒結構體系筒中筒結構體系鋼砼結構各種體系的最大適用高度鋼砼結構各種體系的最大適用高度一一.結構體系的選擇結構體系的選擇表表4.3.2-1 A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（級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)） 非抗震設計非抗震設計 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 不應采用不應采用 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 不應采用不應采用 適宜采用的結構體系適宜采用的結構體系框架結構框架結構框架是由梁和柱剛結而成的平面結構體系。如果整幢結框架是由梁和柱剛結而成的平面結構體系。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構都由框架作為抗側向力單元，就稱為框架結構體系。一一.傳力途徑傳力途徑豎向荷載：板次梁主梁柱基礎豎向荷載：板次梁主梁柱基礎水平荷載：柱（樓

6、蓋整體作用）基礎水平荷載：柱（樓蓋整體作用）基礎二二.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：優(yōu)缺點：優(yōu)點：優(yōu)點：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，設計合理時結構具有較好整體性、抗震性能好，設計合理時結構具有較好的塑性變形能力；的塑性變形能力；采用輕質(zhì)填充材料時，結構自重小。采用輕質(zhì)填充材料時，結構自重小。 缺點：缺點：側向剛度小，抵抗側向變形能力差。正是這一點，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限

7、制了框架結構的建造高度四四.結構布置結構布置兩個主軸方向都應設置框架，兩個主軸方向都應設置框架，設計成雙向梁柱抗側力體系設計成雙向梁柱抗側力體系主體結構不應采用鉸接，不宜采用單跨框架主體結構不應采用鉸接，不宜采用單跨框架設計成延性框架，設計成延性框架，強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點框架柱網(wǎng)一般不宜超過框架柱網(wǎng)一般不宜超過6 68m8m，過大的柱網(wǎng)將給實現(xiàn)強柱過大的柱網(wǎng)將給實現(xiàn)強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。剪力墻結構剪力墻結構鋼筋混凝土結構中，用實心的鋼筋混凝土墻片作為抗側力鋼筋混凝土結構中，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

8、向荷載。單元，同時由墻片承擔豎向荷載。一一.傳力途徑傳力途徑豎向荷載：板次梁主梁墻基礎豎向荷載：板次梁主梁墻基礎水平荷載：墻（樓蓋整體作用）基礎水平荷載：墻（樓蓋整體作用）基礎二二.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：優(yōu)缺點：優(yōu)點：優(yōu)點：整體性好、剛度大，抵抗側向變形能力強；整體性好、剛度大，抵抗側向變形能力強；抗震性能好，設計合理具有較好的塑性變形能力?？拐鹦阅芎茫O計合理具有較好的塑性變形能力。缺點：缺點：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.結構布置結構布置平面布置平面布置墻應正交布置墻應正交布置,雙向布置雙向布置立面布置立面布置門窗洞口宜上下對齊，成列布置門窗洞口宜上下對齊，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、剪力墻兩種抗側力結構結合在一起使用，就形成將框架、剪力墻兩種抗側力結構結合在一起使用，就形成了框架剪力墻結構體系。了框架剪力墻結構體系?？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、柱基礎豎向荷載：板次梁主梁墻、柱基礎水平荷載：墻、柱（樓蓋整體作用）基礎水平荷載：墻、柱（樓蓋整體作用）基

10、礎二二.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結論：結論：1.按純框架設計后再按純框架設計后再加了剪力墻，應按加了剪力墻，應按框架剪力墻重新設計框架剪力墻重新設計2.有樓電梯間等布置有樓電梯間等布置了少量剪力墻，應了少量剪力墻，應按框架剪力墻設計，按框架剪力墻設計，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、對稱、周邊布置原則：均勻、分散、對稱、周邊2.應沿各主軸方向布置應沿各主軸方向布置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，開洞時，洞口宜上下對齊宜貫通建筑物的全高，開洞時，洞口宜上下對齊第六節(jié)筒體結構第六節(jié)筒體結構框架筒體結構、框筒結構、筒中筒結構、多筒結構框架筒體結構、框筒結構、筒中筒結構、多筒結構一一.傳力途徑傳力途徑豎向荷載：板次梁主梁墻、柱基礎豎向荷載：板次梁主梁墻、柱基礎水平荷載：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筒體結構高寬比應大于筒體結構高寬比應大于3, 高度應大于高度應大于60m1. 平面布置要求平面布置要求結構平面布置應結構平面布置應簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心平面長度不宜過長，突出部分長度不應過長平面長度不宜過長，突出部分長度不應過長凹角和端角不宜設樓電梯間凹角和端角不宜設樓電梯間樓面開洞應滿足要求樓面開洞應滿足要求2. 豎向布置要求豎向布置要求豎向體型應豎向體型應規(guī)則、均勻、規(guī)則、均勻、避免過大的內(nèi)收和外挑避免過大的內(nèi)收和外挑結構剛度應下大上小、逐漸結構剛度應下大上小、逐漸均勻變化均勻變化高層建筑結構布置原則：高層建筑結構布置原則：二

13、二.結構平面布置要求結構平面布置要求結構平面布置應結構平面布置應簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心平面長度不宜過長，突出部分長度不應過長平面長度不宜過長，突出部分長度不應過長凹角和端角不宜設樓電梯間凹角和端角不宜設樓電梯間樓面開洞應滿足要求樓面開洞應滿足要求 1/2B、30、5m、2m三三.結構豎向布置要求結構豎向布置要求豎向體型應豎向體型應規(guī)則、均勻、規(guī)則、均勻、避免過大的內(nèi)收和外挑避免過大的內(nèi)收和外挑結構剛度應下大上小、逐漸結構剛度應下大上小、逐漸均勻變化均勻變化70%、80%應設地下室應設地下室1. H1/H0.2時，時，B1/B0.75。2.上部外挑上部外挑B/B10.9、a4m鋼砼高層結構最大高寬比鋼砼高層結構最大高寬比第八節(jié)多高層建筑結構基礎類型第八節(jié)多高層建筑結構基礎類