高層建筑及結(jié)構(gòu)體系

1、1 1、我國對高層建筑的規(guī)定、我國對高層建筑的規(guī)定1 1）高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB50045-95GB50045-95）（）（20052005年版）年版）規(guī)定：規(guī)定：1010層和超過層和超過1010層的居住建筑（包括首層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點層的居住建筑（包括首層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點的住宅）；超過的住宅）；超過24m24m高的公共建筑（不包括單層主體建筑高度超高的公共建筑（不包括單層主體建筑高度超過過24m24m的體育館、劇院等公共建筑）為高層建筑。的體育館、劇院等公共建筑）為高層建筑。2 2）鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程（JGJ

2、3-91JGJ3-91）規(guī)定：）規(guī)定：8 8層及層及8 8層以上高層民用建筑。層以上高層民用建筑。3 3）民用建筑設(shè)計通則民用建筑設(shè)計通則(JGJ37-88)(JGJ37-88)規(guī)定：建筑高度超過規(guī)定：建筑高度超過100m100m時，均為超高層建筑。時，均為超高層建筑。4 4）住宅建筑設(shè)計規(guī)范住宅建筑設(shè)計規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：7 79 9層層中高層；中高層；1010層層 高高層。規(guī)范要求：層。規(guī)范要求：7 7層以上要設(shè)電梯層以上要設(shè)電梯。三、高層建筑三、高層建筑 與多層建筑物相比，高層建筑物設(shè)計具有以下特點： 水平荷載作為設(shè)計的決定性因素； 側(cè)移成為設(shè)計的控制指標(biāo)； 軸向變形的影響在設(shè)計中不容忽視；

3、 延性成為設(shè)計的重要指標(biāo)； 結(jié)構(gòu)材料用量顯著增加。32 2、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系高層建筑常用結(jié)構(gòu)體系：高層建筑常用結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。（1）框架結(jié)構(gòu)）框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)骨架承重結(jié)構(gòu)體系。骨架承重結(jié)構(gòu)體系。 框架梁、柱承重，墻體均不承重框架梁、柱承重，墻體均不承重填充墻填充墻靈活布置、建筑靈活布置、建筑立面處理較為自由立面處理較為自由較適用于需要靈活分隔空間、內(nèi)部較大空間。較適用于需要靈活分隔空間、內(nèi)部較大空間。特點：墻體不用承重，故可形成特點：墻體不用承重，故可形成開敞開敞的空間

4、；墻體可根據(jù)的空間；墻體可根據(jù)各個樓層的各個樓層的不同需要設(shè)置，無需上下對齊不同需要設(shè)置，無需上下對齊。適用范圍適用范圍適用于內(nèi)部需要較多大空間，空間平面對位較為規(guī)整，空間使用功適用于內(nèi)部需要較多大空間，空間平面對位較為規(guī)整，空間使用功能經(jīng)常變更而可能重新分隔，上下樓層之間空間分隔難以對應(yīng)的公共能經(jīng)常變更而可能重新分隔，上下樓層之間空間分隔難以對應(yīng)的公共建筑，如商場、辦公樓、教學(xué)樓、圖書館、檔案館、醫(yī)院、賓館。建筑，如商場、辦公樓、教學(xué)樓、圖書館、檔案館、醫(yī)院、賓館。 主要問題主要問題結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差，承受水平荷載的能力不高。結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差，承受水平荷載的能力不高。 水平荷載水平荷載結(jié)構(gòu)底部各層

5、梁、柱的彎矩顯著增加結(jié)構(gòu)底部各層梁、柱的彎矩顯著增加增大截面及增大截面及配筋量配筋量平面布置和空間使用有影響。平面布置和空間使用有影響。 當(dāng)建筑層數(shù)大于當(dāng)建筑層數(shù)大于15層或在地震區(qū)建造高層房屋時，不宜選用框架結(jié)層或在地震區(qū)建造高層房屋時，不宜選用框架結(jié)構(gòu)。在高烈度地震區(qū)不宜采用。構(gòu)。在高烈度地震區(qū)不宜采用。v(2) (2) 剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆的鋼筋混凝土現(xiàn)澆的鋼筋混凝土墻承重體系墻承重體系v結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征v 剪力墻結(jié)構(gòu)是利用建筑物的內(nèi)、外墻作為承重骨架的一剪力墻結(jié)構(gòu)是利用建筑物的內(nèi)、外墻作為承重骨架的一種承重結(jié)構(gòu)體系。豎向承重結(jié)構(gòu)全部由一系列橫向和縱向的種承重結(jié)構(gòu)體系。豎向承重結(jié)構(gòu)全

6、部由一系列橫向和縱向的鋼筋混凝土剪力墻所組成，這種體系側(cè)向剛度大、側(cè)移小，鋼筋混凝土剪力墻所組成，這種體系側(cè)向剛度大、側(cè)移小，稱為稱為剛性結(jié)構(gòu)體系剛性結(jié)構(gòu)體系。v 一般建筑的墻體主要承受壓力，而剪力墻除承受一般建筑的墻體主要承受壓力，而剪力墻除承受豎向壓豎向壓力外力外，還要承受，還要承受水平荷載水平荷載引起的剪力和彎矩。引起的剪力和彎矩。v 建筑主體結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場整體澆注，墻體布置較預(yù)制裝配式建筑主體結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場整體澆注，墻體布置較預(yù)制裝配式靈活，可選用橫墻承重、縱墻承重、縱橫墻混合承重等體系。靈活，可選用橫墻承重、縱墻承重、縱橫墻混合承重等體系。現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅樓現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪

7、力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅樓v2.2.適用范圍適用范圍v 由于鋼筋混凝土具有良好的由于鋼筋混凝土具有良好的抗彎抗彎和和抗剪抗剪能力，剪力墻結(jié)構(gòu)能力，剪力墻結(jié)構(gòu)體系廣泛應(yīng)用于高層建筑，如高層辦公樓、旅館、病房樓、住體系廣泛應(yīng)用于高層建筑，如高層辦公樓、旅館、病房樓、住宅等建筑。宅等建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)適用于剪力墻結(jié)構(gòu)適用于15155050層的高層建筑。層的高層建筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)比較框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)比較(3)(3)框架框架- -剪力墻體系剪力墻體系1.1.特征特征 純框架結(jié)構(gòu)體系在建筑物空間剛度方面較為薄弱，用于高層建純框架結(jié)構(gòu)體系在建筑物空間剛度方面較為薄弱，用于高層建筑時需要增加抗水平側(cè)向力的

8、構(gòu)件。筑時需要增加抗水平側(cè)向力的構(gòu)件。 若若建筑平面呈條形建筑平面呈條形時時，一般可以通過在框架結(jié)，一般可以通過在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)布置剪力墻來抵構(gòu)中適當(dāng)布置剪力墻來抵抗水平側(cè)向力，形成框架抗水平側(cè)向力，形成框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)。框架和剪力墻兩種結(jié)框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)組合在一起而形成的結(jié)構(gòu)組合在一起而形成的結(jié)構(gòu)體系。構(gòu)體系。 建筑建筑豎向荷載豎向荷載框架和剪力墻框架和剪力墻； 水平載荷水平載荷主要側(cè)向剛度較大的主要側(cè)向剛度較大的剪力墻剪力墻。 這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點，又有較這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和抗震能力，因而廣泛的應(yīng)用于

9、高層辦公建筑和旅館建筑，大的剛度和抗震能力，因而廣泛的應(yīng)用于高層辦公建筑和旅館建筑，一般使用于一般使用于15153030層的高層建筑層的高層建筑。而。而12121515層范圍內(nèi)，采用框?qū)臃秶鷥?nèi)，采用框- -剪剪結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)更為經(jīng)濟(jì)。結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)更為經(jīng)濟(jì)。1998年建成的上海明天廣場，60層，238m高，為當(dāng)時最高的框架剪力墻結(jié)構(gòu) （4 4）框支剪力墻結(jié)構(gòu)）框支剪力墻結(jié)構(gòu) 當(dāng)建筑物當(dāng)建筑物上部上部的辦公樓需要小開間，適合的辦公樓需要小開間，適合剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)，而，而下下部部的商店則需要大空間，適合采用的商店則需要大空間，適合采用框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)時，為滿足這種建筑時，為滿足這種建筑功能的

10、要求，將這兩種結(jié)構(gòu)組合在一起，這種結(jié)構(gòu)體系，我們稱功能的要求，將這兩種結(jié)構(gòu)組合在一起，這種結(jié)構(gòu)體系，我們稱之為框支剪力墻體系。之為框支剪力墻體系。(5)(5)筒體體系筒體體系 框架框架- -筒體、筒中筒、束筒（群筒）結(jié)構(gòu)筒體、筒中筒、束筒（群筒）結(jié)構(gòu) 隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑物高度在不斷的增加隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑物高度在不斷的增加，傳統(tǒng)的，傳統(tǒng)的框架體系、框架框架體系、框架- -剪力墻體系剪力墻體系已不能很好的滿足高已不能很好的滿足高層建筑在水平載荷作用下強(qiáng)度和剛度的要求。層建筑在水平載荷作用下強(qiáng)度和剛度的要求。剪力墻體系剪力墻體系則因平面受墻體所限，不能滿足建筑上需較大開間和空間

11、則因平面受墻體所限，不能滿足建筑上需較大開間和空間的要求。的要求。 筒體結(jié)構(gòu)是由框架和剪力結(jié)構(gòu)發(fā)展而成。筒體結(jié)構(gòu)是由框架和剪力結(jié)構(gòu)發(fā)展而成。由若干片縱由若干片縱橫交接的框架和剪力墻所圍成的筒狀封閉骨架。每一層的橫交接的框架和剪力墻所圍成的筒狀封閉骨架。每一層的樓面又加強(qiáng)了各片框架和剪力墻之間的相互連接，形成一樓面又加強(qiáng)了各片框架和剪力墻之間的相互連接，形成一個空間框架，使整個骨架具有比單片框架或剪力墻好得多個空間框架，使整個骨架具有比單片框架或剪力墻好得多的空間剛度。的空間剛度。17 筒體平面形式與結(jié)構(gòu)類型筒體平面形式與結(jié)構(gòu)類型(a)(a)外筒內(nèi)框外筒內(nèi)框(b)(b)內(nèi)筒外框內(nèi)筒外框(c)(c)圓形筒中筒圓形筒中筒(d)(d)內(nèi)筒外剪力墻內(nèi)筒外剪力墻(e)(e)多邊形多邊形筒中筒筒中筒筒體結(jié)構(gòu)：是由一個或多個筒體作為承重結(jié)構(gòu)的建筑體系，筒體結(jié)構(gòu)：是由一個或多個筒體作為承重結(jié)構(gòu)的建筑體系，適用于層數(shù)較多的高層建筑。筒體在側(cè)向風(fēng)荷載的作用下，適用于層數(shù)較多的高層建筑。筒體在側(cè)向風(fēng)荷載的作用下，其受力類似于剛性的箱型截面的懸臂梁，迎風(fēng)面受拉，而背其受力類似于剛性的箱型截面的懸臂梁，迎風(fēng)面受拉，而背風(fēng)面將受壓，當(dāng)單筒結(jié)構(gòu)高度較大時，其很難承