T高层建筑结构设计课件4

第一章高层建筑的结构体系的布置§1—2高层建筑结构体系

常用的结构体系有框架结构体系，剪力墙结构，框架——剪力墙和筒体。梁、柱通过节点连接成框架。剪力墙是一片高大的钢筋砼墙体，高达数十米，宽达十几米，厚度比较薄。（承受水平荷载）。

剪力墙既承受竖向荷载又承受水平荷载，其内力有M、N、V因为它能承受较大的水平荷载——剪力故称为剪力墙，又称抗震墙、结构墙。

剪力墙结构体系是全部由剪力墙组成的房屋结构体系，在其自身平面内有很大的侧向刚度，在平面方向有刚性楼盖的支承。

框架——剪力墙：在框架结构中布置部分剪力墙。

筒体：剪力墙围成封闭或非封闭的筒体，使其具有更大的空间抗侧力刚度。筒体可分为实腹筒、框筒及桁架筒等。筒体与其它类型单元可组成框架——筒体体系、多筒体系、筒中筒体系等。一、框架结构体系：

优点：平面布置灵活，可做成较大空间的会议室，营业室，教室、展览厅、餐厅等，也可隔成小房间，宜采用轻质隔墙以减少自重。

缺点：抗侧刚度小，侧向变形大，高度受限制，高度过大将导致梁、柱截面尺寸太大，影响使用面积，框架修建高度通常为15~20层（45m~60m以内）8度地区不超过45m，通常采用现浇结构，9度地区不宜采用。

结构布置：包括内容：梁、柱位置，柱网尺寸等。梁柱布置要整齐、规则、平面形状可为矩形、圆形、弧形、十字形等。

二、剪力墙结构体系随着建筑物高度的增加，框架结构柱子的合理截面已难以承担由于竖向荷载、特别是水平荷载产生的内力，为了抵抗外荷载需要，不断增大柱的截面，造成不合理的设计，用钢筋砼墙板来代替框架结构中的梁、柱、则能承担各种荷载的内力，由于墙板截面其惯性矩大，因此其侧向刚度很大，并能有效地控制结构的水平变形。剪力墙亦称抗震墙。

优点：现浇剪力墙体系整体性好、刚度大、侧向变形与框架结构体系比，可以建造更高的高层建筑。缺点：剪力墙的间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求

剪力墙的间距（楼板跨度）一般为3~8m，用于住宅旅馆及办公楼中，适宜高度，8度地震区宜在100米以下。

1．改进楼板做法，加大剪力墙间距。2．底部大空间剪力墙结构。框支剪力墙的底部为框支柱，但这种结构，底部与上部墙体刚度相差悬殊，在地震作用下将产生很大的侧向变形，在地震区不允许采用框支剪力墙结构体系：但可采用部分框支剪力墙结构，部分采用框支，其余剪力墙落地。三、框架——剪力墙结构体系在框架结构中设置部分剪力墙，成为框——剪结构体系前已介绍：框架：抗侧刚度差，平面布置灵活。剪力墙：抗侧刚度大，使用空间受限制。二者结合取长补短，共同抵抗竖向及水平荷载。二者共同承受水平荷载（通过楼板协调工作）。

剪力墙抗侧刚度大，故承受大部分水平（荷载）力，框架承受少部分水平力，提供较大空间，这种结构已得到广泛的应用。例1：教六楼例2：兰州工贸大厦

框——剪结构体系结构平面布置应注意如下问题：1．剪力墙的数量：为了满足变形要求（例如δ/h≤1/800）要求增加∑EI，但∑EI不宜过大，满足位移要求即可，因为增大∑EI后地震力也随之增大。按顶点位移法，基本周期T=1.7△——假想顶点位移地震作用FEK=G

EI↑△↓T↓α↑↑

根据计算∑EI增大一倍时，地震力将增大20%，故过多增加剪力墙是不经济的。2．剪力墙的布置及间距（1）宜分散布置，不宜只布置一道，每道不宜承受超过总水平力40%。（2）剪力墙布置应与建筑使用要求相结合：既不影响使用，又要满足结构的受力要求。可以采用单片形式或L、I形，或布置成筒形。（3）剪力墙布置要对称，以减少扭转效应。质量中心（地震合力中心）刚度中心，确定方向，算出结构构件的刚度，将刚度当成面积，求其形心——刚度中心。

刚度中心与质量中心宜尽量接近。（4）地震区（纵、横方向都应布置，且接近相等（因二方向）地震力大小接近）剪力墙在平面内刚度大。（5）剪力墙应贯通全高，门窗洞口尽量做到上下对齐，大小相等使结构上下刚度连贯且均匀。（6）剪力墙靠近结构外围布置，可以加强结构的抗扭作用。但要考虑会约束温度缩胀及砼收缩，应采取适当消除温度应力措施，（施工后浇带）。（7）楼板在自身平面要有足够刚度，以发挥剪力墙为主要抗侧力结构的作用。如果楼盖在平面内刚度不大，在水平力作用下将产如下图弯曲变形，导致框架侧移增大，框架水平剪力也将成倍增大。通常靠限制L/B比值作为保证楼盖刚度的主要措施。

楼盖类型地震烈度现浇楼盖≤4非震区放宽装配式楼盖≤38度，9度设防时限制严格一些。L/B四、筒体及其组合

筒体有实腹筒、框筒、桁架筒等。组成筒形实腹筒——用剪力墙围成的。由翼缘框筒——密柱、深梁框架围成。腹板、在其平面桁架筒——竖杆和斜杆组成的桁架（四壁）。内有很大的刚度

筒体有很很好的抗抗侧刚度度及抗扭扭刚度（（固定于于基础上上的箱形形悬臂构构件筒体体与其它它单元构构件可组组成各种种结构体体系）。。（1）筒中筒筒（2）框架——筒体上上海联谊谊大厦29层106.5米（3）成束筒筒西西尔尔斯大厦厦基本单元元梁、柱、、墙、楼楼板五、各种种结构体体系的适适用范围围我国高层层规程规规定对于于钢筋砼砼结构适用用范围的的建筑物物最大高高度如下表表所示：：建筑物最最大高度度(m)

结构体系

非抗震设计抗震设计框架6度7度8度9度框架——剪力墙（筒体）706055452514013012010050剪力墙部分框支无框15014012010060筒中筒及成束筒18018015012070超过上述述规定时时