高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第二章

1、第二章第二章 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系1.1. 高層建筑結(jié)構(gòu)體系：高層建筑結(jié)構(gòu)體系： 高層建筑結(jié)構(gòu)體系高層建筑結(jié)構(gòu)體系是指承擔(dān)由自重和活載產(chǎn)生豎向荷載、抵是指承擔(dān)由自重和活載產(chǎn)生豎向荷載、抵抗由風(fēng)產(chǎn)生荷載及由地震產(chǎn)生的水平（及豎向）作用的骨架抗由風(fēng)產(chǎn)生荷載及由地震產(chǎn)生的水平（及豎向）作用的骨架。 2.2. 高層建筑結(jié)構(gòu)體系：高層建筑結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架框架- -支撐結(jié)構(gòu)體系支撐結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系巨型結(jié)構(gòu)體系巨型結(jié)構(gòu)體系2.1 框架結(jié)構(gòu) 1.1.框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)：全部豎向荷載和水平荷載由框架承擔(dān)的結(jié)構(gòu)

2、全部豎向荷載和水平荷載由框架承擔(dān)的結(jié)構(gòu)體系，稱框架結(jié)構(gòu)。體系，稱框架結(jié)構(gòu)。 2. 2.框架結(jié)構(gòu)梁、柱材料：框架結(jié)構(gòu)梁、柱材料：鋼、鋼、鋼筋混凝土和型鋼混凝土、鋼鋼筋混凝土和型鋼混凝土、鋼管混凝土。管混凝土。 3.3.框架結(jié)構(gòu)柱距：框架結(jié)構(gòu)柱距：小柱距小柱距4-6m4-6m，大柱距大柱距7-10m7-10m 。橫向主梁柱縱向連系梁4.4.框架結(jié)構(gòu)特點：框架結(jié)構(gòu)特點：（1 1）框架結(jié)構(gòu)的建筑平面布置靈活，可以用隔斷墻分隔空）框架結(jié)構(gòu)的建筑平面布置靈活，可以用隔斷墻分隔空間，以適應(yīng)不同的使用功能的需求。間，以適應(yīng)不同的使用功能的需求。（2 2）通過合理設(shè)計，無論是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還是鋼筋混凝）通過合理

3、設(shè)計，無論是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，都可以成為土結(jié)構(gòu)，都可以成為耗能能力大、變形能力大的延性耗能能力大、變形能力大的延性框架。框架。北京長城飯店標(biāo)準(zhǔn)層平面圖長富宮標(biāo)準(zhǔn)層平面圖4.4.框架結(jié)構(gòu)特點：框架結(jié)構(gòu)特點：（3 3）框架結(jié)構(gòu)在自身內(nèi)抵抗水平力，必須在正交的主軸方）框架結(jié)構(gòu)在自身內(nèi)抵抗水平力，必須在正交的主軸方向設(shè)置框架，以抵抗各方向水平力。向設(shè)置框架，以抵抗各方向水平力。框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置舉例4.4.框架結(jié)構(gòu)特點：框架結(jié)構(gòu)特點：（4 4）框架結(jié)構(gòu)可橫向承重，或縱向承重，或者縱橫雙向承）框架結(jié)構(gòu)可橫向承重，或縱向承重，或者縱橫雙向承重。重。（5 5）沿建筑高度，柱網(wǎng)尺寸和梁截面一般不

4、變，柱網(wǎng)布置）沿建筑高度，柱網(wǎng)尺寸和梁截面一般不變，柱網(wǎng)布置盡量對稱，減小偏心扭轉(zhuǎn)。盡量對稱，減小偏心扭轉(zhuǎn)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)承重方案5.5.框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下受力特點：框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下受力特點：框架結(jié)構(gòu)在水平變形由兩部分組成：框架結(jié)構(gòu)在水平變形由兩部分組成：（1 1）梁、柱的彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移梁、柱的彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移 1呈呈剪切型剪切型（自下（自下而上層間位移減小）而上層間位移減?。＃? 2）柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移 2呈呈彎曲型彎曲型（自下而上（自下而上層間位移增大）層間位移增大）。（3 3）框架在側(cè)向荷載作用下的側(cè)移框架在側(cè)向荷載作用下的側(cè)移 1+ 2呈呈剪切

5、型剪切型為主為主。圖圖 框架框架在側(cè)向力作用下的側(cè)移曲線在側(cè)向力作用下的側(cè)移曲線6.6.框架結(jié)構(gòu)設(shè)計注意問題：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計注意問題：（1 1）梁、柱都是線型構(gòu)件，截面慣性矩小，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛）梁、柱都是線型構(gòu)件，截面慣性矩小，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度相對較小，框架結(jié)構(gòu)不宜用于高的房屋建筑。度相對較小，框架結(jié)構(gòu)不宜用于高的房屋建筑。（2 2）框架結(jié)構(gòu)的非承重墻宜采用輕質(zhì)材料，減輕對結(jié)構(gòu)抗震的）框架結(jié)構(gòu)的非承重墻宜采用輕質(zhì)材料，減輕對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響。不利影響。（3 3）不應(yīng)采用部分由框架承重、部分由砌體墻承重的混合承重）不應(yīng)采用部分由框架承重、部分由砌體墻承重的混合承重形式；框架結(jié)構(gòu)中的樓、電梯間

6、及局部出房屋的電梯機(jī)房、樓梯間、形式；框架結(jié)構(gòu)中的樓、電梯間及局部出房屋的電梯機(jī)房、樓梯間、水箱等，應(yīng)采用框架承重，不應(yīng)采用砌體承重。水箱等，應(yīng)采用框架承重，不應(yīng)采用砌體承重。（4 4）鋼筋混凝土框架宜采用現(xiàn)澆樓梯，應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震）鋼筋混凝土框架宜采用現(xiàn)澆樓梯，應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震作用及其效應(yīng)的影響；并對樓梯構(gòu)件進(jìn)行抗震承載力驗算，避免樓作用及其效應(yīng)的影響；并對樓梯構(gòu)件進(jìn)行抗震承載力驗算，避免樓梯首先破壞，在建筑平面圖布置應(yīng)盡可能減少對結(jié)構(gòu)造成的偏心。梯首先破壞，在建筑平面圖布置應(yīng)盡可能減少對結(jié)構(gòu)造成的偏心。2.2 剪力墻結(jié)構(gòu) 1.1.剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻結(jié)構(gòu)：用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)承受豎

7、向荷載和用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)。水平荷載的結(jié)構(gòu)。 2. 2.優(yōu)點：優(yōu)點：剪力墻結(jié)構(gòu)整體性剪力墻結(jié)構(gòu)整體性好，側(cè)向剛度大，承載力高，好，側(cè)向剛度大，承載力高，彈塑性變形能力大，具有良好彈塑性變形能力大，具有良好的抗震性能。的抗震性能。 3.3.缺點：缺點：剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的間距小（一般為的間距?。ㄒ话銥? 38m8m），平），平面布置不靈活、建筑空間受到限制。面布置不靈活、建筑空間受到限制。 4.4.在水平荷載作用下，剪力墻在水平荷載作用下，剪力墻結(jié)構(gòu)的水平位移曲線呈彎曲型，結(jié)構(gòu)的水平位移曲線呈彎曲型，即層間位移由下至上逐漸增大。即層間位移由下至上

8、逐漸增大。剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置舉例剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置舉例剪力墻的側(cè)移曲線剪力墻的側(cè)移曲線5.5.剪力墻布置、設(shè)計要點：剪力墻布置、設(shè)計要點：（1 1）剪力墻應(yīng)在結(jié)構(gòu)平面的主軸方向雙向布置，分別抵抗）剪力墻應(yīng)在結(jié)構(gòu)平面的主軸方向雙向布置，分別抵抗各自方向水平力，剪力墻兩端盡可能與另一個方向的墻連接，各自方向水平力，剪力墻兩端盡可能與另一個方向的墻連接，成為有翼緣的墻，并力求兩個方向的側(cè)向剛度接近。成為有翼緣的墻，并力求兩個方向的側(cè)向剛度接近。（2 2）剪力墻宜貫通房屋全高，沿高度連續(xù)布置，避免剛度）剪力墻宜貫通房屋全高，沿高度連續(xù)布置，避免剛度突變。突變。（3 3）剪力墻開洞，洞口宜上下對稱，

9、成列布置，形成具有）剪力墻開洞，洞口宜上下對稱，成列布置，形成具有規(guī)則洞口的聯(lián)肢剪力墻，不免出現(xiàn)洞口不規(guī)則布置的錯洞墻。規(guī)則洞口的聯(lián)肢剪力墻，不免出現(xiàn)洞口不規(guī)則布置的錯洞墻。5.5.剪力墻布置、設(shè)計要點：剪力墻布置、設(shè)計要點：（1 1）剪力墻應(yīng)在結(jié)構(gòu)平面的主軸方向雙向布置，分別抵抗）剪力墻應(yīng)在結(jié)構(gòu)平面的主軸方向雙向布置，分別抵抗各自方向水平力，剪力墻兩端盡可能與另一個方向的墻連接，各自方向水平力，剪力墻兩端盡可能與另一個方向的墻連接，成為有翼緣的墻，并力求兩個方向的側(cè)向剛度接近。成為有翼緣的墻，并力求兩個方向的側(cè)向剛度接近。（2 2）剪力墻宜貫通房屋全高，沿高度連續(xù)布置，避免剛度）剪力墻宜貫通

10、房屋全高，沿高度連續(xù)布置，避免剛度突變。突變。（3 3）剪力墻開洞，洞口宜上下對稱，成列布置，形成具有）剪力墻開洞，洞口宜上下對稱，成列布置，形成具有規(guī)則洞口的聯(lián)肢剪力墻，不免出現(xiàn)洞口不規(guī)則布置的錯洞墻。規(guī)則洞口的聯(lián)肢剪力墻，不免出現(xiàn)洞口不規(guī)則布置的錯洞墻。規(guī)則洞口的聯(lián)肢剪力墻規(guī)則洞口的聯(lián)肢剪力墻不規(guī)則的錯洞墻不規(guī)則的錯洞墻（4 4）當(dāng)墻肢長度很長、其高寬比不大于）當(dāng)墻肢長度很長、其高寬比不大于3 3時，可以在墻上開時，可以在墻上開設(shè)洞口，洞口上設(shè)置剪跨比、受彎承載力小的連梁，將長墻設(shè)洞口，洞口上設(shè)置剪跨比、受彎承載力小的連梁，將長墻分成較短的墻段分成較短的墻段 。（5 5）在樓、電梯間，兩個

11、方向的墻相互連接成井筒，以增）在樓、電梯間，兩個方向的墻相互連接成井筒，以增大結(jié)構(gòu)的抗扭能力。大結(jié)構(gòu)的抗扭能力。（6 6）地震區(qū)不允許采用底層或底部若干層全部為框架的框）地震區(qū)不允許采用底層或底部若干層全部為框架的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，可以采用部分落地剪力墻、部分剪力墻由轉(zhuǎn)支剪力墻結(jié)構(gòu)，可以采用部分落地剪力墻、部分剪力墻由轉(zhuǎn)換層及以下框架支撐的換層及以下框架支撐的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。 框支剪力墻結(jié)構(gòu)：框支剪力墻結(jié)構(gòu)：將剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的底層或底部幾層做將剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的底層或底部幾層做成框架，這種結(jié)構(gòu)亦稱為帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)。成框架，這種結(jié)構(gòu)亦稱為帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)。 破壞特點：

12、破壞特點：帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)在其轉(zhuǎn)換層帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)在其轉(zhuǎn)換層上、下層間上、下層間側(cè)向剛度發(fā)生突變，形成柔性底層或底部，側(cè)向剛度發(fā)生突變，形成柔性底層或底部，在地震作用下易在地震作用下易遭破壞甚至倒塌。遭破壞甚至倒塌?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)框支剪力墻結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)短肢剪力墻結(jié)構(gòu) ：是指墻截面厚度不大于是指墻截面厚度不大于300mm300mm、一道聯(lián)、一道聯(lián)肢剪力墻的各墻肢截面長度與厚度之比的最大值大于肢剪力墻的各墻肢截面長度與厚度之比的最大值大于4 4不大于不大于8 8的剪力墻。的剪力墻。這種結(jié)構(gòu)體系一般是在這種結(jié)構(gòu)體系一般是在電梯、樓梯部位布置剪電梯、樓梯部位布置剪力墻形成筒體，其他部

13、力墻形成筒體，其他部位則根據(jù)需要，在縱橫位則根據(jù)需要，在縱橫墻交接處設(shè)置截面高度墻交接處設(shè)置截面高度為左右的、十、為左右的、十、形截面短肢剪力墻，形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁墻肢之間在樓面處用梁連接，并用輕質(zhì)材料填連接，并用輕質(zhì)材料填充，形成使用功能及受充，形成使用功能及受力均較合理的短肢剪力力均較合理的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。墻結(jié)構(gòu)體系。2.3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu) 1.1.框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻結(jié)構(gòu)：框架和剪力墻共同承受豎向荷載和水框架和剪力墻共同承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)。平荷載的結(jié)構(gòu)。剪力墻剪力墻框架梁框架梁框架梁剪力墻剪力墻2.2.受力特征：受力特征：框架框架- -剪力

14、墻結(jié)構(gòu)是雙重抗側(cè)力體系；剪力墻剪力墻結(jié)構(gòu)是雙重抗側(cè)力體系；剪力墻剛度大，承擔(dān)大部分的地震力；框架結(jié)構(gòu)剛度小，承擔(dān)小部剛度大，承擔(dān)大部分的地震力；框架結(jié)構(gòu)剛度小，承擔(dān)小部分地震層剪力。分地震層剪力。3. .變形特征：變形特征：在水平荷載作用下，在水平荷載作用下，框架和剪力墻的側(cè)向變形框架和剪力墻的側(cè)向變形分別屬剪切型分別屬剪切型和和彎曲型彎曲型；當(dāng)框架與剪力墻通過樓蓋形成框架；當(dāng)框架與剪力墻通過樓蓋形成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時，各層樓蓋因其巨大的水平剛度使框架與剪力剪力墻結(jié)構(gòu)時，各層樓蓋因其巨大的水平剛度使框架與剪力墻的變形協(xié)調(diào)一致，其側(cè)向變形墻的變形協(xié)調(diào)一致，其側(cè)向變形屬于彎剪型屬于彎剪型 。4.4

15、.優(yōu)點優(yōu)點: :既有框架布置靈活、延性好的特點，也有剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、既有框架布置靈活、延性好的特點，也有剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、承載力大的特點，是一種比較好的抗測力體系。承載力大的特點，是一種比較好的抗測力體系。5.5.框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量和布置：剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量和布置：（1 1）剪力墻的數(shù)量：）剪力墻的數(shù)量：不宜過多，以滿足位移限值為宜。不宜過多，以滿足位移限值為宜。（2 2）剪力墻的布置：）剪力墻的布置： 抗震設(shè)計時，宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向側(cè)向剛度接近；抗震設(shè)計時，宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向側(cè)向剛度接近； 對稱布置，減小在水平力作用下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)；對稱布置，減小在水平力作用下結(jié)構(gòu)的

16、扭轉(zhuǎn)； 應(yīng)貫通全高，上下剛度連貫而均勻。應(yīng)貫通全高，上下剛度連貫而均勻。 周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及豎向荷載周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及豎向荷載較大的部位均勻布置。較大的部位均勻布置。 平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻；力墻； 兩個方向剪力墻盡可能組成兩個方向剪力墻盡可能組成L L形、形、T T形、工形和井筒等形形、工形和井筒等形式，使一個方向墻成為另一個方向墻的翼墻。式，使一個方向墻成為另一個方向墻的翼墻。 剪力墻間距不宜過大；剪力墻間距不宜過大； 房屋較長時，剛度較大的縱向剪力墻不宜布置在房屋的房

17、屋較長時，剛度較大的縱向剪力墻不宜布置在房屋的端開間，以避免端部剪力墻的約束作用造成樓蓋板開裂。端開間，以避免端部剪力墻的約束作用造成樓蓋板開裂。2.4 框架-支撐結(jié)構(gòu)框架框架- -支撐結(jié)構(gòu)：支撐結(jié)構(gòu)：在部分框架柱之間設(shè)置豎向支撐，增加側(cè)在部分框架柱之間設(shè)置豎向支撐，增加側(cè)向剛度。向剛度。2.5 筒體結(jié)構(gòu) 1.1.筒體結(jié)構(gòu)：筒體結(jié)構(gòu)：是指由一個或幾個筒體作為豎向承重結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)平面圖筒體結(jié)構(gòu)基本形式2. 2. 分類：分類：實腹筒、框筒和桁架筒實腹筒、框筒和桁架筒。（1 1）實腹筒：）實腹筒：鋼筋混凝土剪力墻圍成的筒體。鋼筋混凝土剪力墻圍成的筒體。（2 2）框筒：）框筒：布置

18、在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體；裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體；（3 3）桁架筒：）桁架筒：將筒體的四壁做成桁架，就形成桁架筒。將筒體的四壁做成桁架，就形成桁架筒。筒體結(jié)構(gòu)基本形式3 3 受力變形特點：受力變形特點：筒體最主要的受力特點是它的筒體最主要的受力特點是它的空間性能空間性能，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(gòu)件。構(gòu)件。注：（注：（1）空間性能：）空間性能：一方向受力，兩方向上構(gòu)件共同受力。一方向受力，兩方向上構(gòu)件共同受力。 （2）剪力

19、滯后現(xiàn)象：）剪力滯后現(xiàn)象：對于框筒結(jié)構(gòu)，在翼緣框架中各對于框筒結(jié)構(gòu)，在翼緣框架中各柱軸力分布不均勻，角柱的軸力大于平均值，中部柱的軸力柱軸力分布不均勻，角柱的軸力大于平均值，中部柱的軸力小于平均值；腹板框架柱的軸力也不是線性分布。小于平均值；腹板框架柱的軸力也不是線性分布。實際應(yīng)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(xué)解答實際應(yīng)力分布材料力學(xué)解答角柱處應(yīng)力較大中部應(yīng)力較?。? 3）產(chǎn)生剪力滯后現(xiàn)象的原因：）產(chǎn)生剪力滯后現(xiàn)象的原因：框筒中各柱之間存在剪力，框筒中各柱之間存在剪力，剪力使聯(lián)系柱子的窗裙梁產(chǎn)生剪切變形，從而使柱之間的軸剪力使聯(lián)系柱子的窗裙梁產(chǎn)生剪切變形，從而使柱之間

20、的軸力傳遞減弱。力傳遞減弱。（4 4）框筒中剪力滯后現(xiàn)象愈嚴(yán)重，參與受力的翼緣框架柱）框筒中剪力滯后現(xiàn)象愈嚴(yán)重，參與受力的翼緣框架柱愈少，空間受力性能愈弱。愈少，空間受力性能愈弱。（5 5）如何減少剪力滯后：）如何減少剪力滯后： 要求設(shè)計密柱深梁；建筑平面應(yīng)接近方形；要求設(shè)計密柱深梁；建筑平面應(yīng)接近方形； 結(jié)構(gòu)高寬比宜大于結(jié)構(gòu)高寬比宜大于3 3，高度不小于，高度不小于60m60m；樓板的整體性；樓板的整體性好。好。4 4、優(yōu)缺點：、優(yōu)缺點：筒體結(jié)構(gòu)具有很大的側(cè)向剛度及水平承載力，筒體結(jié)構(gòu)具有很大的側(cè)向剛度及水平承載力，并具有很好的抗扭剛度。并具有很好的抗扭剛度。5.5.框筒結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu) 框筒也

21、可作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單獨使用。為了減小樓板和梁的框筒也可作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單獨使用。為了減小樓板和梁的跨度，在框筒中部可設(shè)置一些柱子。這些柱子僅用來承受豎跨度，在框筒中部可設(shè)置一些柱子。這些柱子僅用來承受豎向荷載，不考慮其承受水平荷載。向荷載，不考慮其承受水平荷載?？蛲步Y(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)6.6.桁架筒桁架筒 筒體四壁由筒體四壁由稀柱、淺梁稀柱、淺梁和和巨型支撐巨型支撐組成的桁架組成則稱為組成的桁架組成則稱為桁架筒。桁架筒。桁架筒結(jié)構(gòu)桁架筒結(jié)構(gòu)7.7.筒中筒筒中筒結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 用實腹筒做內(nèi)筒，框筒或桁架筒做外筒。內(nèi)筒可集中布置用實腹筒做內(nèi)筒，框筒或桁架筒做外筒。內(nèi)筒可集中布置電梯、樓梯、豎向管道等。電梯、樓梯、豎

22、向管道等?？蛲驳膫?cè)向變形以剪切變形為主，框筒的側(cè)向變形以剪切變形為主，內(nèi)筒一般以彎曲變形為主內(nèi)筒一般以彎曲變形為主，二者通過樓板聯(lián)系，共同抵抗水，二者通過樓板聯(lián)系，共同抵抗水平荷載，其協(xié)同工作原理與框架平荷載，其協(xié)同工作原理與框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)類似。剪力墻結(jié)構(gòu)類似。筒中筒結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)8.8.成束筒成束筒 成束筒是由若干單筒集成一體成束狀，形成空間剛度極成束筒是由若干單筒集成一體成束狀，形成空間剛度極大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。成束筒結(jié)構(gòu)成束筒結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計芝加哥西爾斯大賽芝加哥西爾斯大賽2.6 2.6 框架框架- -核心筒核心筒1.1.框架框架- -核心筒：核心筒

23、：核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。2.2.受力變形特點：受力變形特點：核心筒剛度和承載力大，為抗側(cè)力的主體，核心筒剛度和承載力大，為抗側(cè)力的主體，框架承受水平剪力較小?？蚣艹惺芩郊袅^小?？蚣?核心筒結(jié)構(gòu)3.3.與筒中筒結(jié)構(gòu)的區(qū)別：與筒中筒結(jié)構(gòu)的區(qū)別：（1 1）筒中筒結(jié)構(gòu)具有良好的空間性能；框架）筒中筒結(jié)構(gòu)具有良好的空間性能；框架- -核心筒結(jié)的周核心筒結(jié)的周邊框架為平面結(jié)構(gòu)。邊框架為平面結(jié)構(gòu)。（2 2）框架一核心筒結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)小于筒中筒結(jié)構(gòu)。）框架一核心筒結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)小于筒中筒結(jié)構(gòu)。（3 3）筒中筒結(jié)構(gòu)中抵抗剪力以實腹筒為主，抵抗傾

24、覆力矩）筒中筒結(jié)構(gòu)中抵抗剪力以實腹筒為主，抵抗傾覆力矩則以外框筒為主；框架一核心筒結(jié)構(gòu)中實腹筒成為主要抗側(cè)則以外框筒為主；框架一核心筒結(jié)構(gòu)中實腹筒成為主要抗側(cè)力部分。力部分。4.4.帶加強(qiáng)層的高層建筑結(jié)構(gòu)體系帶加強(qiáng)層的高層建筑結(jié)構(gòu)體系 （1 1）定義：）定義：可沿框架可沿框架核心筒結(jié)構(gòu)房屋的高度方向，每隔核心筒結(jié)構(gòu)房屋的高度方向，每隔 20 20 層左右，于設(shè)備層或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處，層左右，于設(shè)備層或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處，由核心筒伸出縱、橫由核心筒伸出縱、橫向伸臂與結(jié)構(gòu)的外圍框架柱相連，并沿外圍框架設(shè)置一層樓向伸臂與結(jié)構(gòu)的外圍框架柱相連，并沿外圍框架設(shè)置一層樓高的帶狀水平梁或桁架高的帶狀水平梁或桁架。（2

25、 2） 受力變形特點：受力變形特點：與框架與框架- -核心筒結(jié)構(gòu)相比，伸臂核心筒結(jié)構(gòu)相比，伸臂- -核心核心筒結(jié)構(gòu)具有更大的側(cè)向剛度和水平承載力，從而適用于更多層筒結(jié)構(gòu)具有更大的側(cè)向剛度和水平承載力，從而適用于更多層數(shù)的高層建筑。數(shù)的高層建筑。外柱參與承擔(dān)傾覆力矩引起的拉力和壓力，故增大了整個外柱參與承擔(dān)傾覆力矩引起的拉力和壓力，故增大了整個結(jié)構(gòu)抗力偶矩的等效力臂；結(jié)構(gòu)抗力偶矩的等效力臂；設(shè)置加強(qiáng)層相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上施加了反力矩，它部分地抵消設(shè)置加強(qiáng)層相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上施加了反力矩，它部分地抵消了水平荷載在筒體各截面所產(chǎn)生的力矩。了水平荷載在筒體各截面所產(chǎn)生的力矩。（a）無加強(qiáng)層；（b）設(shè)置一個加強(qiáng)層

26、；（c）設(shè)置兩個加強(qiáng)層 框架核心筒結(jié)構(gòu)體系中內(nèi)筒承擔(dān)的彎矩2.7 2.7 巨型結(jié)構(gòu)巨型結(jié)構(gòu)1.1.類型：類型：巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型空間桁架結(jié)構(gòu)、巨型框架巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型空間桁架結(jié)構(gòu)、巨型框架- -核核心筒心筒- -伸臂桁架結(jié)構(gòu)伸臂桁架結(jié)構(gòu)。2.2.巨型框架：巨型框架：筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型梁相連，筒體和巨型梁即構(gòu)成巨型框架。型梁相連，筒體和巨型梁即構(gòu)成巨型框架。 由于它可以看作是由兩由于它可以看作是由兩級框架組成，級框架組成，第一級為巨第一級為巨型框架，是承載的主體；型框架，是承載的主體；第二級是位于巨型框架單第二級是位于巨型框架單元內(nèi)的

27、輔助框架（只承受元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也起承載作豎向荷載），也起承載作用用。因此，這種結(jié)構(gòu)是具。因此，這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。構(gòu)，具有良好的抗震性能。3.03.0巨型空間桁架結(jié)構(gòu)：巨型空間桁架結(jié)構(gòu)：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桁架，相鄰立面的支撐交匯在角柱，形成巨型空間桁架結(jié)構(gòu)。4.04.0巨型框架巨型框架- -核心筒核心筒- -伸臂桁架結(jié)構(gòu)伸臂桁架結(jié)構(gòu)上海環(huán)球金融中心2.8 2.8 帶轉(zhuǎn)化層高層建筑結(jié)構(gòu)帶轉(zhuǎn)化層高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)： 完成上部樓層到下部樓層的完成上部樓層到下部樓層的結(jié)構(gòu)型式轉(zhuǎn)

28、變或上部樓層到結(jié)構(gòu)型式轉(zhuǎn)變或上部樓層到下部樓層結(jié)構(gòu)布置改變而設(shè)下部樓層結(jié)構(gòu)布置改變而設(shè)置的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括置的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架、轉(zhuǎn)換桁架、 轉(zhuǎn)換板轉(zhuǎn)換板等。等。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：特點： 構(gòu)造復(fù)雜、傳力不直接、結(jié)構(gòu)造復(fù)雜、傳力不直接、結(jié)構(gòu)豎向剛度變化很大，易形構(gòu)豎向剛度變化很大，易形成結(jié)構(gòu)薄弱層。成結(jié)構(gòu)薄弱層。 轉(zhuǎn)換層的建筑功能：轉(zhuǎn)換層的建筑功能： 提供大的室內(nèi)空間；為建筑提供大的室內(nèi)空間；為建筑提供大的入口。提供大的入口。轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)換軸線布置2.9 2.9 房屋建筑高度適用的最大高度和適用的高寬比房屋建筑高度適用的最大高度和適用的高寬比1.1.最大適用高度最大

29、適用高度 A級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度（m） 表2-2 B級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度（m） 表2-3 2.2.高寬比限值高寬比限值 高寬比的限值高寬比的限值對結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)整體剛度、抗傾覆能力、整體穩(wěn)整體剛度、抗傾覆能力、整體穩(wěn)定、承載力以及經(jīng)濟(jì)合理性定、承載力以及經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀指標(biāo)，是長期工程經(jīng)驗的宏觀指標(biāo)，是長期工程經(jīng)驗的總結(jié)。的總結(jié)。 2.10 2.10 變形縫設(shè)置變形縫設(shè)置1.1.變形縫變形縫: :伸縮縫（也稱溫度縫）、沉降縫、防震縫伸縮縫（也稱溫度縫）、沉降縫、防震縫. . 伸縮縫（也稱溫度縫）伸縮縫（也稱溫度縫）：為防止高層建筑結(jié)構(gòu)因溫度變化：為防止高

30、層建筑結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫。和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫。 沉降縫：沉降縫：防止高層建筑結(jié)構(gòu)在高層部分和低層部分之間的防止高層建筑結(jié)構(gòu)在高層部分和低層部分之間的不同沉降而產(chǎn)生裂縫。不同沉降而產(chǎn)生裂縫。 防震縫：防震縫：防止建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過大，防止建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過大，或有錯層時發(fā)生震害。或有錯層時發(fā)生震害。2.2.設(shè)縫的優(yōu)缺點：設(shè)縫的優(yōu)缺點：優(yōu)點：優(yōu)點：用縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則的部分，或減小溫度應(yīng)力。用縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則的部分，或減小溫度應(yīng)力。缺點：缺點：影響建筑使用功能；立面處理不便；基礎(chǔ)防水不易處影響建筑使用功能；立面處理不便；基礎(chǔ)防水不易處理等

31、。理等。3.3.趨勢：趨勢：目前趨勢是避免設(shè)縫，或盡可能少設(shè)縫。目前趨勢是避免設(shè)縫，或盡可能少設(shè)縫。4.4.防震縫防震縫（1 1）設(shè)縫的優(yōu)點：）設(shè)縫的優(yōu)點：地震作用下，復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及復(fù)雜的振動形式，地震作用下，復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及復(fù)雜的振動形式，并在房屋的連接薄弱部位造成損壞，宜通過設(shè)縫將復(fù)雜建筑并在房屋的連接薄弱部位造成損壞，宜通過設(shè)縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則建筑。分為規(guī)則建筑。（2 2）設(shè)縫的缺點：）設(shè)縫的缺點：地震作用時，防震縫兩側(cè)的房屋很容易發(fā)生碰幢而造成震害。地震作用時，防震縫兩側(cè)的房屋很容易發(fā)生碰幢而造成震害。（）防震縫寬度（）防震縫寬度為防止縫兩側(cè)建筑的碰撞，縫必須留有足

32、夠的寬度。防震縫為防止縫兩側(cè)建筑的碰撞，縫必須留有足夠的寬度。防震縫最小寬度為：最小寬度為：框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)：1515時，取時，取100mm100mm；1515時，每增加時，每增加25m25m，加寬加寬20mm20mm。5.5.伸縮縫伸縮縫1.1.高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般不計算由于溫度、收縮產(chǎn)生的內(nèi)高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般不計算由于溫度、收縮產(chǎn)生的內(nèi)力，結(jié)構(gòu)的溫度力，結(jié)構(gòu)的溫度- -收縮問題，由構(gòu)造措施來解決。收縮問題，由構(gòu)造措施來解決。高層建筑的溫度場分布和收縮參數(shù)等都很難準(zhǔn)確地確定；高層建筑的溫度場分布和收縮參數(shù)等都很難準(zhǔn)確地確定； 混凝土又不是彈性材料，它既有塑性變形，還有徐變和應(yīng)混凝土又

33、不是彈性材料，它既有塑性變形，還有徐變和應(yīng)力松弛，實際的內(nèi)力要遠(yuǎn)小于按彈性結(jié)構(gòu)的計算值。力松弛，實際的內(nèi)力要遠(yuǎn)小于按彈性結(jié)構(gòu)的計算值。（2 2）高層建筑結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距）高層建筑結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距（3 3）避免伸縮縫的措施：）避免伸縮縫的措施： 增加頂層、底層、山墻等部位的配筋增加頂層、底層、山墻等部位的配筋; ; 采用有效隔熱措施采用有效隔熱措施 ; ; 使用混凝土添加劑等減少收縮使用混凝土添加劑等減少收縮; ; 施工中預(yù)留后澆帶；施工中預(yù)留后澆帶； 上部改變結(jié)構(gòu)形式或局部上部改變結(jié)構(gòu)形式或局部( (頂部）設(shè)伸縮縫頂部）設(shè)伸縮縫; ; 增大樓板配筋或采用預(yù)應(yīng)力樓板等。增大樓板配筋或采用

34、預(yù)應(yīng)力樓板等。 6.6.沉降縫沉降縫（1 1）設(shè)縫：）設(shè)縫：高層建筑的主體結(jié)構(gòu)周圍常設(shè)置裙房，它們與高層建筑的主體結(jié)構(gòu)周圍常設(shè)置裙房，它們與主體結(jié)構(gòu)的重量相差懸殊，會產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降差。這時可主體結(jié)構(gòu)的重量相差懸殊，會產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降差。這時可用沉降縫將二者分成獨立的結(jié)構(gòu)單元，使各部分自由沉降。用沉降縫將二者分成獨立的結(jié)構(gòu)單元，使各部分自由沉降。（2 2）不設(shè)縫：需采取以下措施：）不設(shè)縫：需采取以下措施： A A、采用樁基，樁支承在基巖上；或采取減少沉降的有效、采用樁基，樁支承在基巖上；或采取減少沉降的有效措施并經(jīng)計算，沉降差在允許范圍內(nèi)。措施并經(jīng)計算，沉降差在允許范圍內(nèi)。 B B、樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式。、樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式。 C C、先施工主樓，后施工裙房，使兩者最終沉降量一致。、先施工主樓，后施工裙房，使兩者最終沉降量一致。 D D、將裙房坐在懸挑基礎(chǔ)上。、將裙房坐在懸挑基礎(chǔ)上。2.11 2.11 基礎(chǔ)形式基礎(chǔ)形式1.1.基礎(chǔ)作用基礎(chǔ)作用: :承托房屋的全部和外部作用力，并將其傳到地基，承托房屋的全部和外部作用力，并將其傳到地基，并將地震作用傳到上部結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動并將地震作用傳到上部結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動。