第十二章高层建筑结构

第十二章高层建筑结构目录概述1高层建筑结构体系2Back12.1概述18世纪末至19世纪末，欧洲和美国的工业革命：高层建筑结构的第一步：19世纪初，英国铸铁结构1840年美国锻铁梁代替铸铁梁19世纪后半叶横向稳定能力的全框架金属结构幕墙概念产生1920年代出现空调系统

六十年代美国出现给排水系统电气照明系统蒸汽供热系统和蒸汽机通风系统

1857年纽约城百货公司安装了第一台蒸汽驱动安全电梯。18世纪70年代，蒸汽电梯被更快的水力电梯取代。1890年奥迪斯发明了现代电力电梯。

12.1.1国内外高层建筑结构的发展概况12.1概述高层建筑发源地--芝加哥1885年建成10层高的家庭生命保险大厦（1931年被拆除），通常被认为是世界第一栋高层建筑12.1.1国内外高层建筑结构的发展概况12.1概述我国高层建筑的发展-

50年代我国开始自行没计建造高层建筑，如北京的民族饭店(14层)、民航大楼(16层)等。1975年广州白云宾馆(剪力墙结构33层、l12m)的建成，标志着我国自行没计建造的高层建筑高度开始突破100m。1985年建成的深圳国际贸易中心(简巾筒结构、50层、160m)是8O年代最高的建筑。90年代我国高层建筑进入飞跃发展的阶段。上海金茂大厦(88层、420m)、深圳地手大厦(8l层、325m)和广州中天广场(8o层、322m)、上海环球金融中心（492米高、101层）12.1.1国内外高层建筑结构的发展概况12.1概述控制途径：采用各种剪力墙体系以增加其刚度采用有效的房屋（平、剖、立面）的形式：外柱内倾的房屋里面形式美国芝加哥汉考克中心大楼上窄下宽式美国芝加哥第一国家银行圆形或椭圆形平面结构形式美国芝加哥玛丽娜都市塔楼三角形平面的棱柱体新月形平面的房屋加拿大多伦多市政大厅12.1.2高层建筑结构侧向位移的控制由纵横向框架所组成，形成空间框架结构，以承受竖向荷载和水平力的作用。非地震区：H不超过60米地震区：H不宜超过50米非地震区6度、7度区8度区9度区H/B≤5≤5≤4≤212.2高层建筑结构体系12.2.1框架结构体系（1）剪力墙的概念剪力墙是利用外墙和永久性内隔墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，一种抵抗竖向荷载引起的轴向作用和风、地震等水平荷载引起的剪切、弯曲作用的结构单元。12.2高层建筑结构体系12.2.2剪力墙结构体系

剪力墙的概念和作用（2）剪力墙的作用

①剪力墙是建筑物的承重墙，同时也是围护墙和分隔墙，因此，剪力墙的布置必须满足建筑平面布置和结构布置的要求。

②剪力墙有较强的承载能力，同时也具有很好的整体性和空间作用，因此，剪力墙作为抗侧力构件用于高层建筑。

③受剪力墙间距的限制，建筑物的平面开间布置不灵活，所以用于旅馆、公寓住宅等建筑较为适宜。12.2高层建筑结构体系

④剪力墙结构的楼盖结构一般采用钢筋混凝土平板，可不设梁，这样可节约层高。

12.2高层建筑结构体系（1）框架－剪力墙结构①框架－剪力墙结构的概念框架－剪力墙是由框架与剪力墙组合而成的结构体系。在整个框架－剪力墙结构体系中，框架与剪力墙同时存在，剪力墙承担绝大部分的水平荷载，而框架则承担竖向荷载为主，两者共同受力，合理分工。如图6.9所示。12.2高层建筑结构体系

剪力墙结构体系的类型及适用范围②框架－剪力墙结构的剪力墙布置

a.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间、平面形状变化和竖向荷载较大等部位。剪力墙最大间距详见表12-2-1。在实际工程中，剪力墙间距一般在2.5B及30m以内剪力墙长度：5~10cm/平米（建筑面积）

b.平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。

c.纵横剪力墙宜组成L形、T形和槽形等形式。

12.2高层建筑结构体系②框架－剪力墙结构的剪力墙布置

d.剪力墙不宜太长，总高度与长度之比宜大于2。

e.柱网与剪力墙正交布置

f.柱网与剪力墙须随意布置时:横向剪力墙布置在刚度变化处；纵向剪力墙布置在较长房屋的两端；剪力墙不宜过多，间距不宜过大

12.2高层建筑结构体系

g.不宜在伸缩缝和防震缝两侧同时布置剪力墙，纵向剪力墙不宜布置在端部，而应布置在中部。

h.剪力墙宜贯通建筑物的全高，应上下位置对齐，避免刚度突变。

图6.10是框架－剪力墙结构根据建筑平面几何图形进行剪力墙布置的典型平面。12.2高层建筑结构体系③框架－剪力墙的适用范围由于框架－剪力墙是以框架为主体、以剪力墙为辅助，以补救框架结构不足的一种组合体系，适用于25层以下的建筑，最高不宜超过30层。经济层数为11~25层。高度H(m)非抗震6、7度8度9度

1201009040高宽比H/B554312.2高层建筑结构体系③框架－剪力墙结构特性是由框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系框架剪力墙结构布置的关键是剪力墙的数量及位置为了保证框架与剪力墙能够共同承受侧向荷载作用，楼盖结构在其平面内的刚度必须得到保证剪力墙应沿房屋的纵横两个方向均有布置，以承受各个方向的地震作用或风荷载12.2高层建筑结构体系（2）普通剪力墙结构①普通剪力墙结构的概念普通剪力墙结构是全部由剪力墙组成的结构体系，其墙体的布置实际上等于将砌体结构的块体承重墙换成现浇的钢筋混凝土墙。②普通剪力墙结构的结构布置普通剪力墙结构通常采用平面布置的形式。钢筋混凝土墙承受全部竖向荷载和水平力，所以剪力墙应双向或多向布置，并且拉通对直，如图6.11所示。12.2高层建筑结构体系对于矩形、L形、T形平面，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；对于三角形平面、T形平面，剪力墙沿三个方向布置；对于正方形、圆形和弧形平面，剪力墙可沿径向及环向布置。剪力墙的数量在方案设计阶段就要合理地确定，尽量对称、均匀，且数量适当。剪力墙长度不宜过长，过长会导致结构刚度过大，加大抗震能力，不经济。剪力墙为6～7m的大开间比3～3.9m的小开间经济，能降低材料用量，增加使用面积。剪力墙上的洞口宜上下对齐，并列布置。12.2高层建筑结构体系③普通剪力墙结构的适用范围由于普通剪力墙结构全部由纵横墙体组成，其刚度比框架－剪力墙结构更好，对于40层以下的高层住宅、高层旅馆、公寓十分通用。经济层数为16-40层。高度H(m)非抗震6、7度8度9度