2高层建筑的结构体系

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第二章第二章 高层建筑的结构选型高层建筑的结构选型 与结构布置与结构布置高层建筑结构设计的基本原则高层建筑结构设计的基本原则常用结构体系分类常用结构体系分类 几个典型常用结构体系简介几个典型常用结构体系简介 多层框架结构多层框架结构2.1 高层建筑结构设计的基本原则高层建筑结构设计的基本原则 注重概念设计,重视结构选型与平、立面布置的规注重概念设计,重视结构选型与平、立面布置的规则性,选用抗震和抗风好且经济的结构体系,则性,选用抗震和抗风好且经济的结构体系,加强构加强构造措施造措施。在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使。在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使整个结构具有必需的承载力、刚度和延性。结构应满整个结构具有必需的承载力、刚度和延性。结构应满足下列要求:足下列要求:1)具有必要的承载力、刚度和延性;)具有必要的承载力、刚度和延性;2)避免因局部破坏而导致整个结构破坏;)避免因局部破坏而导致整个结构破坏;3)对可能的薄弱部位采取加强措施;)对可能的薄弱部位采取加强措施;4)避免局部突变和扭转效应形成的薄弱部位;)避免局部突变和扭转效应形成的薄弱部位;5)宜具有多道抗震防线。)宜具有多道抗震防线。概念设计概念设计:根据理论与试验研究结果和工程经验:根据理论与试验研究结果和工程经验等形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构等形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。的总体布置并确定细部构造的过程。结构概念设计是一些结构设计理念,是设计思想结构概念设计是一些结构设计理念,是设计思想和设计原则。例:在抗震设计时要求和设计原则。例:在抗震设计时要求“小震不坏、中小震不坏、中震可修、大震不倒震可修、大震不倒”的设计思想和结构设计中应尽可的设计思想和结构设计中应尽可能地使结构能地使结构“简单、规则、均匀、对称简单、规则、均匀、对称”的设计原则,的设计原则,都属于概念设计的范畴。都属于概念设计的范畴。2.2 高层建筑的结构选型高层建筑的结构选型 2.2.1 高层建筑结构类型高层建筑结构类型 按按材料性能分材料性能分为钢结构、钢筋混凝土结构为钢结构、钢筋混凝土结构和钢与钢筋混凝土的组合结构。和钢与钢筋混凝土的组合结构。1、钢结构、钢结构 钢结构材料强度高、韧性好、易于加工;钢结构材料强度高、韧性好、易于加工;构件断面小、自重轻、抗震性能好构件断面小、自重轻、抗震性能好;而且钢构;而且钢构件可以在工厂加工制作,在现场安装,有利于件可以在工厂加工制作,在现场安装,有利于提高施工速度和构件的制作质量。高层钢结构提高施工速度和构件的制作质量。高层钢结构用用钢量大,造价高,耐火性差钢量大,造价高,耐火性差,2、钢筋混凝土结构、钢筋混凝土结构 材料来源丰富,造价低,混凝土的可塑性材料来源丰富,造价低,混凝土的可塑性强,混凝土材料强度虽然较低于钢材,但混凝强,混凝土材料强度虽然较低于钢材,但混凝土构件的土构件的截面大、刚度大,有利于抵抗结构的截面大、刚度大,有利于抵抗结构的侧向位移。侧向位移。钢筋混凝土结构的钢筋混凝土结构的施工工期长,结施工工期长,结构自重大、承载力低,建造高度受到限制构自重大、承载力低,建造高度受到限制。目前世界上最高的钢筋混凝土高层建筑是目前世界上最高的钢筋混凝土高层建筑是朝鲜平壤市的柳京饭店,地面以上是朝鲜平壤市的柳京饭店,地面以上是101层,层,高高305.4m;芝加哥的水塔广场大厦(;芝加哥的水塔广场大厦(Water Plaza Tower)位居其次,)位居其次,76层,层,262m高。高。3、钢钢钢筋混凝土组合结构钢筋混凝土组合结构 吸收了钢结构和混凝土结构两种结构的优吸收了钢结构和混凝土结构两种结构的优点,克服两种结构的缺点,根据工程需要,进点,克服两种结构的缺点,根据工程需要,进行不同方式组合。有以下几种组合方式:行不同方式组合。有以下几种组合方式:(1)钢骨混凝土组合方式)钢骨混凝土组合方式 把型钢、钢管等钢材放在混凝土构件内部,把型钢、钢管等钢材放在混凝土构件内部,形成钢骨混凝土(劲性钢筋),以充分利用外形成钢骨混凝土(劲性钢筋),以充分利用外包混凝土的刚度和耐火性能,又可利用钢骨减包混凝土的刚度和耐火性能,又可利用钢骨减小构件断面和改善抗震性能,目前应用比较普小构件断面和改善抗震性能,目前应用比较普遍。另一种方式:在钢管内部填充混凝土,利遍。另一种方式:在钢管内部填充混凝土,利用混凝土提高构件的刚度。用混凝土提高构件的刚度。(2 2)混合结构组合方式)混合结构组合方式 在建筑结构中,一部分抗侧力结构用钢结构,另在建筑结构中,一部分抗侧力结构用钢结构,另一部分用钢筋混凝土结构。这种混合结构中,多数一部分用钢筋混凝土结构。这种混合结构中,多数用用钢筋混凝土做筒体或剪力墙,用钢材做框架梁、柱。钢筋混凝土做筒体或剪力墙,用钢材做框架梁、柱。如上海的金茂大厦,用钢筋混凝土做核心筒,外框用如上海的金茂大厦,用钢筋混凝土做核心筒,外框用钢骨混凝土和钢柱的混合结构。钢骨混凝土和钢柱的混合结构。我国在高层建筑中仍以使用钢筋混凝土材料为主,我国在高层建筑中仍以使用钢筋混凝土材料为主,目前正在加强对轻质混凝土的研究和推广;钢结构高目前正在加强对轻质混凝土的研究和推广;钢结构高层建筑已有相当的数量,随着我国经济实力和钢产量层建筑已有相当的数量,随着我国经济实力和钢产量的提高,钢结构建筑也一定会得到良好的发展。的提高,钢结构建筑也一定会得到良好的发展。2.2.2 高层建筑结构选型的主要内容高层建筑结构选型的主要内容1)选择合适的竖向承重结构;选择合适的竖向承重结构;2)选择合适的水平承重结构;)选择合适的水平承重结构;3)选择合适的基础结构。)选择合适的基础结构。竖向承重结构竖向承重结构:框架、剪力墙、框架:框架、剪力墙、框架剪力墙、剪力墙、筒体等多种形式;筒体等多种形式;水平承重结构水平承重结构:单向板肋形楼盖、双和板肋形:单向板肋形楼盖、双和板肋形楼盖、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖等多种形式;楼盖、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖等多种形式;主要承担竖向荷载。主要承担竖向荷载。主要承担水平荷载。主要承担水平荷载。高层建筑应根据房屋高度、高宽比、抗震设高层建筑应根据房屋高度、高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术等因素选择适宜的结构体系。施工技术等因素选择适宜的结构体系。常用结构体系分类常用结构体系分类框架结构剪力墙结构框架-剪力墙结构框架-筒体结构筒中筒结构 成束筒结构筒体结构巨型框架结构钢筋混凝土结构框架筒体结构组合筒体结构剪力桁架钢结构 框架结构体系框架结构体系 剪力墙结构体系剪力墙结构体系 框架剪力墙(框架筒体)结构体系框架剪力墙(框架筒体)结构体系 筒中筒结构体系筒中筒结构体系 多筒体系多筒体系成束筒和巨型框架成束筒和巨型框架 2.2.3 高层建筑竖向承重结构的选型高层建筑竖向承重结构的选型1、竖向承重结构的类型及特点、竖向承重结构的类型及特点 A、结构构成、结构构成 框架:梁和柱刚结而成的平面结构体框架:梁和柱刚结而成的平面结构体系。系。框架框架承受结构的竖向和水平作用,承受结构的竖向和水平作用,称称为为框架结构体系框架结构体系。从施工方面看,可以是从施工方面看,可以是整体现浇也可以是装配式或装配整体式。整体现浇也可以是装配式或装配整体式。框架结构体系框架结构体系缺点缺点:侧向刚度小,抵抗侧向变形能力差。限制了:侧向刚度小,抵抗侧向变形能力差。限制了框架结构的建造高度。框架结构的建造高度。建筑平面布置灵活,分隔方便;建筑平面布置灵活,分隔方便;施工简便,设计合理时结构有较好的塑性变形能力;施工简便,设计合理时结构有较好的塑性变形能力;外墙采用轻质填充材料时,结构自重小。外墙采用轻质填充材料时,结构自重小。B、结构的优缺点:、结构的优缺点:优点优点:C、结构的位移特征:、结构的位移特征:框架结构在水平力作用下的受力变形特点:框架结构在水平力作用下的受力变形特点:侧侧移两部分组成移两部分组成:梁柱弯曲变形产生的侧移梁柱弯曲变形产生的侧移和和柱轴向变柱轴向变形产生的形产生的。水平荷载作用下,框架梁柱中的内力有弯矩、剪水平荷载作用下,框架梁柱中的内力有弯矩、剪力和轴力,在弯矩作用下,梁柱发生弯曲,且有反弯力和轴力,在弯矩作用下,梁柱发生弯曲,且有反弯点,点,梁柱弯曲引起框架的整体侧向位移梁柱弯曲引起框架的整体侧向位移。框架结构。框架结构下下部部的梁柱内力大,的梁柱内力大,层间变形大层间变形大,愈到,愈到上部层间变形愈上部层间变形愈小小,框架的整体变形呈现剪切型框架的整体变形呈现剪切型。框架在水平荷载作用下框架在水平荷载作用下,柱轴向变形(,柱轴向变形(柱的拉伸和柱的拉伸和压缩使结构出现侧移)压缩使结构出现侧移);在上部各层较大,愈到底;在上部各层较大,愈到底部层间变形愈小部层间变形愈小,使整个结构呈现弯曲型变形。,使整个结构呈现弯曲型变形。全部侧向位移中主要由梁柱弯曲引起全部侧向位移中主要由梁柱弯曲引起,随,随着建筑高度的增加,着建筑高度的增加,柱轴向变形引起的侧移柱轴向变形引起的侧移逐逐渐增大,但渐增大,但合成以后框架的变形仍然呈现剪切合成以后框架的变形仍然呈现剪切型特征。型特征。框架抗侧移的能力框架抗侧移的能力-框架的抗侧移刚度,主要取决框架的抗侧移刚度,主要取决于梁柱的截面尺寸。梁柱截面惯性矩小,侧向变形较大,于梁柱的截面尺寸。梁柱截面惯性矩小,侧向变形较大,这是框架结构的主要缺点,也限制了框架结构的使用高这是框架结构的主要缺点,也限制了框架结构的使用高度。度。通过合理设计,钢筋混凝土框架可以获得良好的通过合理设计,钢筋混凝土框架可以获得良好的延性,即设计成延性,即设计成“延性框架延性框架”。延性框架具有较好的。延性框架具有较好的抗震性能。框架结构的层间变形较大,在地震区,会抗震性能。框架结构的层间变形较大,在地震区,会引起非结构构件的破坏,慎重设计。引起非结构构件的破坏,慎重设计。框架结构构件类型少,易标准化、定型化;可以框架结构构件类型少,易标准化、定型化;可以采用预制构件,还可采用现浇及预制梁板的半现浇半采用预制构件,还可采用现浇及预制梁板的半现浇半预制结构。现浇框架结构的整体性好,抗震性能好,预制结构。现浇框架结构的整体性好,抗震性能好,在地震区优先采用。在地震区优先采用。在高度不大的高层建筑中,框架体系是一种较好在高度不大的高层建筑中,框架体系是一种较好的体系。的体系。剪力墙即混凝土墙,能较好抵抗水平荷载。剪力墙即混凝土墙,能较好抵抗水平荷载。在钢筋混凝土结构中,用实心的钢筋混凝土墙作为在钢筋混凝土结构中,用实心的钢筋混凝土墙作为抗侧力单元抗侧力单元-剪力墙结构体系剪力墙结构体系。我国。我国建筑抗震设建筑抗震设计规范计规范(GB50011-2001GB50011-2001)称为)称为抗震墙,抗震墙,也称其为也称其为结构墙结构墙。纯剪力墙结构中,剪力墙要承受房屋的竖向荷纯剪力墙结构中,剪力墙要承受房屋的竖向荷载,所以,墙体的间距受到楼板跨度的影响,一般载,所以,墙体的间距受到楼板跨度的影响,一般为为38m,适用于旅馆、住宅类较,适用于旅馆、住宅类较小开间的建筑。小开间的建筑。剪力墙结构体系剪力墙结构体系剪力墙结构由于墙体间距的限制,其剪力墙结构由于墙体间距的限制,其平面布置不灵活,平面布置不灵活,建筑空间小,不能满足公共建筑的使用要求,结构自重建筑空间小,不能满足公共建筑的使用要求,结构自重较大,施工工期较长。较大,施工工期较长。剪力墙结构的缺点剪力墙结构的缺点:受楼板跨度的限制(一般为:受楼板跨度的限制(一般为3 38m8m),),剪力墙间距不能太大剪力墙间距不能太大,建筑平面布置不够灵活。,建筑平面布置不够灵活。剪力墙采用现浇钢筋混凝土结构,整体性好,承载剪力墙采用现浇钢筋混凝土结构,整体性好,承载力高,抗侧移刚度大,在水平荷载作用下结构变形小,力高,抗侧移刚度大,在水平荷载作用下结构变形小,容易满足抗震要求,适于容易满足抗震要求,适于建造建造30304040层层的高层建筑。经的高层建筑。经过合理的设计剪力墙结构也具有良好的延性。过合理的设计剪力墙结构也具有良好的延性。剪力墙结构的优点剪力墙结构的优点:整体性好、刚度大,抵抗侧向变形能力强;整体性好、刚度大,抵抗侧向变形能力强;抗震性能较好,设计合理时结构具有较好的塑性变抗震性能较好,设计合理时结构具有较好的塑性变形能力。剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构高。形能力。剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构高。位移特点:位移特点:剪力墙剪力墙高宽比较大时,是以受弯为主的悬臂墙,在高宽比较大时,是以受弯为主的悬臂墙,在水平荷载作用下,水平荷载作用下,侧向变形呈弯曲型侧向变形呈弯曲型,特点是层间位移特点是层间位移由下至上逐渐增大由下至上逐渐增大。为了克服剪力墙结构开间小、自重大的缺点,产生为了克服剪力墙结构开间小、自重大的缺点,产生了框支剪力墙结构了框支剪力墙结构(底部大空间剪力墙结构)和跳层剪(底部大空间剪力墙结构)和跳层剪力墙结构。力墙结构。框支剪力墙(底部大空间剪力墙结构)框支剪力墙(底部大空间剪力墙结构)在剪力墙结构中,将底层或下部几层的部分剪力墙在剪力墙结构中,将底层或下部几层的部分剪力墙取掉,形成部分框架支撑上部剪力墙的形式,以扩大使取掉,形成部分框架支撑上部剪力墙的形式,以扩大使用空间。在旅馆、饭店中常用这种结构。用空间。在旅馆、饭店中常用这种结构。框支剪力墙结构的下部为框架柱,与上部剪力墙的框支剪力墙结构的下部为框架柱,与上部剪力墙的刚度相差悬殊,在地震作用下产生很大的侧向变形,容刚度相差悬殊,在地震作用下产生很大的侧向变形,容易造成建筑物的严重破坏,在易造成建筑物的严重破坏,在地震区不允许采用完全的地震区不允许采用完全的框支剪力墙结构框支剪力墙结构,需要有一定数量的落地剪力墙,以保,需要有一定数量的落地剪力墙,以保证结构的刚度不发生突变。证结构的刚度不发生突变。图26 框支剪力墙侧向位移 在底层大空间剪力墙结构中,在底层大空间剪力墙结构中,把落地剪力墙把落地剪力墙布置在两端或中部,布置在两端或中部,并使纵向、横向墙围成筒并使纵向、横向墙围成筒体,体,在在底层还要加大墙厚、提高混凝土强度等底层还要加大墙厚、提高混凝土强度等级等级等,加强底层墙的刚度,加强底层墙的刚度,使整个结构上下差使整个结构上下差别减小。别减小。落地剪力墙之间的距离要加以限制落地剪力墙之间的距离要加以限制,墙的距离与楼板宽度之比不超过墙的距离与楼板宽度之比不超过3 3,抗震设计时,抗震设计时不超过不超过2-2.52-2.5,还要加强底层大空间与上部剪力,还要加强底层大空间与上部剪力墙之间的过渡层楼板的整体性和刚性,这层楼墙之间的过渡层楼板的整体性和刚性,这层楼板应采用厚度较大的现浇钢筋混凝土板。板应采用厚度较大的现浇钢筋混凝土板。(2 2)跳层剪力墙结构)跳层剪力墙结构:剪力墙与柱隔层交替布置。:剪力墙与柱隔层交替布置。图图2 27 7 跳层剪力墙结构跳层剪力墙结构(a)(a)单片结构变形单片结构变形 (b)(b)整体结构变形整体结构变形 跳层剪力墙结构的优点:采用跨度不大的跳层剪力墙结构的优点:采用跨度不大的楼板,可以获得空间较大房间(两开间为一房楼板,可以获得空间较大房间(两开间为一房间),又可避免由柱形成的软弱层。相邻两片间),又可避免由柱形成的软弱层。相邻两片抗侧力结构的剪力墙交替布置时,可减小柱的抗侧力结构的剪力墙交替布置时,可减小柱的侧向变形,整个结构出现基本是弯曲型的变形侧向变形,整个结构出现基本是弯曲型的变形曲线。曲线。目前我国尚无这类跳层剪力墙结构。目前我国尚无这类跳层剪力墙结构。剪力墙按墙肢截面长度与宽度之比分为:剪力墙按墙肢截面长度与宽度之比分为:wwbhwwbhwwbhwwbh8:普通剪力墙:普通剪力墙hwbw 说明:小短肢剪力墙的抗弯、抗剪和抗扭说明:小短肢剪力墙的抗弯、抗剪和抗扭能力都很弱,不宜用于高层建筑结构中。能力都很弱,不宜用于高层建筑结构中。短肢剪力墙的抗震性能较差,在地震区短肢剪力墙的抗震性能较差,在地震区应用的经验不多,为安全起见,高层建筑结应用的经验不多,为安全起见,高层建筑结构中不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构中不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。构。框架剪力墙(框架筒体)结构体系框架剪力墙(框架筒体)结构体系 A、框架剪力墙结构体系:、框架剪力墙结构体系:框架结构中框架结构中设置部分剪力墙。设置部分剪力墙。把把剪力墙布置成筒体,称为剪力墙布置成筒体,称为框架筒体结构框架筒体结构。筒体的承载能力、侧向刚度。筒体的承载能力、侧向刚度和抗扭能力都较单片剪力墙和抗扭能力都较单片剪力墙有大幅度提高。利有大幅度提高。利用筒体作电梯间、楼梯间和竖向管道。用筒体作电梯间、楼梯间和竖向管道。(1 1)框架)框架剪力墙结构是一种双层抗侧剪力墙结构是一种双层抗侧力结构。结构中剪力墙的刚度大,承担大力结构。结构中剪力墙的刚度大,承担大部分水平剪力(全部水平剪力的部分水平剪力(全部水平剪力的80809090),与剪力墙相比框架刚度小,承担的),与剪力墙相比框架刚度小,承担的水平剪力相对较少,框架的主要作用是承水平剪力相对较少,框架的主要作用是承担结构的大部分竖向荷载,为建筑提供较担结构的大部分竖向荷载,为建筑提供较大的使用空间。大的使用空间。(2 2)框架)框架剪力墙结构既有框架结构布置剪力墙结构既有框架结构布置灵活、延性好的特点,也有剪力墙结构刚度大灵活、延性好的特点,也有剪力墙结构刚度大、承载力高的特点,、承载力高的特点,相互取长补短,共同抵抗相互取长补短,共同抵抗水平荷载。水平荷载。是一种比较好的抗侧力体系,广泛是一种比较好的抗侧力体系,广泛应用于高层建筑,其适用高度与剪力墙结构大应用于高层建筑,其适用高度与剪力墙结构大致相同(可建造致相同(可建造30304040层的房屋)。层的房屋)。B B、框架剪力墙结构位移特征、框架剪力墙结构位移特征:在水平荷载作用:在水平荷载作用下,框架呈剪切型变形,剪力墙呈弯曲型变形,由于下,框架呈剪切型变形,剪力墙呈弯曲型变形,由于楼板和连梁的作用,框架和剪力墙的变形协调,即在楼板和连梁的作用,框架和剪力墙的变形协调,即在同一标高处的侧向(水平)位移相等。在结构底部,同一标高处的侧向(水平)位移相等。在结构底部,框架的侧移减小,在结构上部,剪力墙的侧移减小,框架的侧移减小,在结构上部,剪力墙的侧移减小,侧移曲线的形状呈弯剪型。层间位移沿建筑物高度均侧移曲线的形状呈弯剪型。层间位移沿建筑物高度均匀分布,呈匀分布,呈“S S”型位移曲线,改善了框架结构及剪力型位移曲线,改善了框架结构及剪力墙结构的抗震性能。墙结构的抗震性能。图图 28 框架框架剪力墙结构在侧向力作用下协同工作剪力墙结构在侧向力作用下协同工作 C C、框架、框架剪力墙结构的布置:剪力墙结构的布置:1)1)剪力墙的数量和位置。剪力墙的数量和位置。剪力墙多,结构的刚剪力墙多,结构的刚度大,侧向变形小,度大,侧向变形小,为了满足变形的限制要求,建筑物越高,要求为了满足变形的限制要求,建筑物越高,要求EIEI越大。地震作用下,侧向位移与越大。地震作用下,侧向位移与EIEI不成不成反比关系。在其他条件不变的情况下,反比关系。在其他条件不变的情况下,EIEI增增加一倍,加一倍,/H/H和和/h/h仅减少仅减少13131919(、分别为顶点侧移和最大层间变形;分别为顶点侧移和最大层间变形;H H、h h分别分别为建筑物总高和层高)。原因:为建筑物总高和层高)。原因:增加剪力墙的增加剪力墙的数量及抗弯刚度数量及抗弯刚度EIEI时,结构刚度加大,地震时,结构刚度加大,地震作用就会加大。作用就会加大。实例分析表明,实例分析表明,EI增大增大1倍,地震作用增大倍,地震作用增大20。过多增加剪力墙的数量不经济。过多增加剪力墙的数量不经济。剪力墙的数量以使结构的层间位移不超过规剪力墙的数量以使结构的层间位移不超过规范规定的限制为宜。范规定的限制为宜。剪力墙的数量也不能过剪力墙的数量也不能过少,以避免框架承担过大的剪力。少,以避免框架承担过大的剪力。2)2)框架和剪力墙都只在自身平面内抗侧框架和剪力墙都只在自身平面内抗侧力,抗震设计时,框架力,抗震设计时,框架剪力墙结构的两个剪力墙结构的两个主轴方向都要布置剪力墙。主轴方向都要布置剪力墙。3 3)剪力墙的间距:)剪力墙的间距:剪力墙承担了大部分水平力,成为主要的抗侧力剪力墙承担了大部分水平力,成为主要的抗侧力单元,不宜仅设置一道很长的墙。应将剪力墙分散布单元,不宜仅设置一道很长的墙。应将剪力墙分散布置,当做成单片墙时,不宜少于置,当做成单片墙时,不宜少于3 3道,最好做成筒体道,最好做成筒体形状。间距:形状。间距:剪力墙间距(剪力墙间距(m m)(取较小值取较小值)表表2 21 1楼、屋盖类楼、屋盖类型型非抗震设计非抗震设计抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度现浇现浇5.0B5.0B,60604.0B4.0B,50503.0B3.0B,40402.0B2.0B,3030装配整体装配整体3.5B3.5B,50503.0B3.0B,40402.5B2.5B,3030注:注:1.B1.B为楼面宽度,单位为为楼面宽度,单位为“m m”;2.2.现浇层厚度大于现浇层厚度大于60mm60mm的叠合楼板可以作为现浇板考虑。的叠合楼板可以作为现浇板考虑。框架剪力墙结构体系中,框架剪力墙结构体系中,剪力墙剪力墙布置布置应注意以下几点:(应注意以下几点:(分散、均匀、分散、均匀、对称、上下贯通、带翼缘)对称、上下贯通、带翼缘)剪力墙以对称布置为好,可减少剪力墙以对称布置为好,可减少结构的扭转。这一点在地震区尤为重要;结构的扭转。这一点在地震区尤为重要;剪力墙应上下贯通,使结构刚度连续剪力墙应上下贯通,使结构刚度连续变化均匀;变化均匀;剪力墙宜布置成筒体,建筑层数较少剪力墙宜布置成筒体,建筑层数较少时,也应将剪力墙布置成时,也应将剪力墙布置成T型、型、L型、型、I型等。型等。便于剪力墙更好地发挥作用;便于剪力墙更好地发挥作用;剪力墙应布置在结构的外围,以加强剪力墙应布置在结构的外围,以加强结构的抗扭作用。剪力墙的间距不应过大。结构的抗扭作用。剪力墙的间距不应过大。筒体结构筒体结构 把抗侧力的框架或剪力墙围成一个筒形,形把抗侧力的框架或剪力墙围成一个筒形,形成空间受力体系成空间受力体系,以抵抗侧向力作用。当高层建,以抵抗侧向力作用。当高层建筑结构层数多、高度大、设防要求较高时,平面筑结构层数多、高度大、设防要求较高时,平面抗侧力结构所构成的框架、剪力墙和框架剪力抗侧力结构所构成的框架、剪力墙和框架剪力墙结构已不能满足建筑和结构的受力要求,采用墙结构已不能满足建筑和结构的受力要求,采用空间受力性能好的筒体结构。空间受力性能好的筒体结构。筒体结构的基本形式有三种,筒体结构的基本形式有三种,由剪力由剪力墙构成的薄壁筒(墙构成的薄壁筒(实腹筒实腹筒)和由密排柱)和由密排柱深梁组成的深梁组成的框筒框筒,由,由桁桁架构成的架构成的桁桁架筒架筒。这三种基本筒体再根据不同的组合方式,这三种基本筒体再根据不同的组合方式,组成更多形式的筒体结构,如:框筒、组成更多形式的筒体结构,如:框筒、筒中筒、成束筒(组合筒)、多重筒等。筒中筒、成束筒(组合筒)、多重筒等。1 1、框筒结构、框筒结构 在实腹筒的墙壁上开出许多规则排列的窗在实腹筒的墙壁上开出许多规则排列的窗洞所形成的开孔筒体称为框筒洞所形成的开孔筒体称为框筒,由密排柱和刚,由密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架,围成的度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架,围成的筒体。形式上框筒由四榀框架围成,受力特点筒体。形式上框筒由四榀框架围成,受力特点不同于框架。不同于框架。框架是平面结构框架是平面结构,框筒是空间结框筒是空间结构构,即:层间剪力由平行于水平力作用方向的,即:层间剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗,倾覆力矩由腹板框架和垂直于腹板框架抵抗,倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力作用的翼缘框架共同抵抗。水平力作用的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的适用高度比框架结构的高的多。框筒结构的适用高度比框架结构的高的多。框筒可以是钢结构、钢筋混凝土结构或框筒可以是钢结构、钢筋混凝土结构或者混合结构。框筒主要与内筒(实腹筒)组者混合结构。框筒主要与内筒(实腹筒)组成筒中筒或成束筒结构。成筒中筒或成束筒结构。2 2、桁、桁架筒结构架筒结构 用稀柱、浅梁和支撑斜杆组成用稀柱、浅梁和支撑斜杆组成桁桁架,布架,布置在建筑的周边,形成了置在建筑的周边,形成了桁桁架筒体结构。架筒体结构。钢钢桁桁架筒结构的柱距大,架筒结构的柱距大,支撑斜杆跨越建筑支撑斜杆跨越建筑的一个面的边长,沿竖向跨越数个楼层,形成巨的一个面的边长,沿竖向跨越数个楼层,形成巨型型桁桁架架,4 4片片桁桁架围成架围成桁桁架筒架筒,两个相邻立面的两个相邻立面的支撑斜杆相交在角柱上支撑斜杆相交在角柱上,水平力通过支撑斜杆的,水平力通过支撑斜杆的轴力传至基础,钢轴力传至基础,钢桁桁架筒结构的刚度大,比框筒架筒结构的刚度大,比框筒结构更能充分利用建筑材结构更能充分利用建筑材料,适合于更高的建筑。料,适合于更高的建筑。图图2 21515为为19701970年年建成的芝加哥建成的芝加哥John HancockJohn Hancock大大厦。锥形,厦。锥形,100100层层,底层最大柱距,底层最大柱距13.213.2米。内部的米。内部的柱只承受竖向荷柱只承受竖向荷载。用钢量为载。用钢量为1.45KN/m1.45KN/m2 2。3 3、筒中筒结构、筒中筒结构 用框筒作为外筒,利用楼(电)梯间管道用框筒作为外筒,利用楼(电)梯间管道竖井等服务设施集中在建筑平面的中心做成内竖井等服务设施集中在建筑平面的中心做成内筒,成为筒中筒结构。钢筋混凝土结构,一般筒,成为筒中筒结构。钢筋混凝土结构,一般外筒为框筒,内筒为剪力墙围成的井筒;在水外筒为框筒,内筒为剪力墙围成的井筒;在水平力作用下,内外筒协同工作,外框筒的平面平力作用下,内外筒协同工作,外框筒的平面尺寸大,有利于抵抗水平力产生的倾覆力矩和尺寸大,有利于抵抗水平力产生的倾覆力矩和扭矩;内筒采用钢筋混凝土墙,具有比较大的扭矩;内筒采用钢筋混凝土墙,具有比较大的抵抗水平剪力的能力。抵抗水平剪力的能力。筒中筒结构适用高度比框筒更高。筒中筒结构适用高度比框筒更高。筒体最主要的特点是它的空间受力性能筒体最主要的特点是它的空间受力性能。无。无论那一种筒体,在水平力的作用下都可以看成是论那一种筒体,在水平力的作用下都可以看成是固定于基础上的悬臂结构,比单片平面结构具有固定于基础上的悬臂结构,比单片平面结构具有更大的抗侧移刚度和承载能力,适宜建造高度更更大的抗侧移刚度和承载能力,适宜建造高度更高的超高层建筑。由于筒体的对称性,筒体结构高的超高层建筑。由于筒体的对称性,筒体结构具有很好的抗扭刚度。具有很好的抗扭刚度。筒中筒结构的平面外形可以为圆形、筒中筒结构的平面外形可以为圆形、正方形、椭圆形或矩形等。内外筒之间一正方形、椭圆形或矩形等。内外筒之间一般不设柱,若跨度过大,需设柱,以减小般不设柱,若跨度过大,需设柱,以减小水平构件的跨度。内筒要贯通建筑物全高。水平构件的跨度。内筒要贯通建筑物全高。;4 4、束筒结构、束筒结构 多个筒体排列在一起成束状,多个筒共同多个筒体排列在一起成束状,多个筒共同抵抗侧向力时,成为成束多筒体系,也称束筒抵抗侧向力时,成为成束多筒体系,也称束筒结构。成束筒的抗侧移刚度比筒中筒结构还要结构。成束筒的抗侧移刚度比筒中筒结构还要高,适宜的建造高度也更高。束筒结构中的每高,适宜的建造高度也更高。束筒结构中的每一个框筒,可以是方形、矩形或三角形等;多一个框筒,可以是方形、矩形或三角形等;多个框筒可以组成不同的平面个框筒可以组成不同的平面形状;形状;其中一个筒可以根据需要在任何高度终止。图其中一个筒可以根据需要在任何高度终止。图2 21616为不同平面形状的束筒结构平面图。为不同平面形状的束筒结构平面图。最著名的成束筒结最著名的成束筒结构是芝加哥的西尔构是芝加哥的西尔斯大厦,斯大厦,1010层,层,443443米,是世界上米,是世界上最高的钢结构建筑。最高的钢结构建筑。框架框架核心筒结构核心筒结构 筒中筒结构的外框筒为密柱深梁,影响对筒中筒结构的外框筒为密柱深梁,影响对外视线,景观较差,建筑外形比较单调。加大外视线,景观较差,建筑外形比较单调。加大外框筒的柱距,减小梁的高度,周边形成稀柱外框筒的柱距,减小梁的高度,周边形成稀柱框架,与内筒一起,组成了框架核心筒结构框架,与内筒一起,组成了框架核心筒结构。框架核心筒结构的周边框架与核心筒之间。框架核心筒结构的周边框架与核心筒之间形成的可用空间较大广泛用于写字楼、多功能形成的可用空间较大广泛用于写字楼、多功能建筑。建筑。目前我国已经使用的最高的目前我国已经使用的最高的4幢建筑都是幢建筑都是框架核心筒结构,有:上海金茂大厦(地框架核心筒结构,有:上海金茂大厦(地面以上面以上88层,层,420.5m高)、深圳地王大厦高)、深圳地王大厦(81层,层,325m高)、广州中信大厦(高)、广州中信大厦(80层。层。322m高)、深圳赛格广场(高)、深圳赛格广场(72层,层,291.6m高)。其中广州中信大厦为钢筋混凝土结构高)。其中广州中信大厦为钢筋混凝土结构外,另三幢为混合结构。目前世界上第二高外,另三幢为混合结构。目前世界上第二高的马来西亚吉隆坡的石油双塔(的马来西亚吉隆坡的石油双塔(8888层、层、452m452m高)也是框架核心筒结构高)也是框架核心筒结构 。巨型结构巨型结构 1 1、巨型框架结构、巨型框架结构 巨型框架结构也称主次梁结构,主框架为巨型框架结构也称主次梁结构,主框架为巨型框架,次框架为普通框架。巨型框架,次框架为普通框架。钢筋混凝土巨型框架结构有两种形式:钢筋混凝土巨型框架结构有两种形式:(1)(1)仅由主次框架组成的巨型框架结构;(仅由主次框架组成的巨型框架结构;(2 2)由周)由周边主次框架和核心筒组成的巨型框架核心筒边主次框架和核心筒组成的巨型框架核心筒结构。结构。巨型结构巨型结构 巨型框架柱的截面尺寸大,由墙围成的井巨型框架柱的截面尺寸大,由墙围成的井筒,筒,也可以采用矩形或工形的实腹截面柱,也可以采用矩形或工形的实腹截面柱,巨巨柱之间用跨度和截面尺寸都很大的梁或柱之间用跨度和截面尺寸都很大的梁或桁桁架做架做成的巨梁连接成的巨梁连接,形成巨型框架形成巨型框架。即:即:利用筒体作为柱子,在各筒体之间利用筒体作为柱子,在各筒体之间每隔数层用巨型大梁相连,由筒体和巨型梁每隔数层用巨型大梁相连,由筒体和巨型梁形成巨型框架形成巨型框架。虽然仍是框架形式,由于梁。虽然仍是框架形式,由于梁和柱子的断面尺寸很大,巨型框架的抗侧移和柱子的断面尺寸很大,巨型框架的抗侧移刚度比一般框架要大的多,因而适宜建造的刚度比一般框架要大的多,因而适宜建造的建筑物高度比框架结构要大的多。建筑物高度比框架结构要大的多。巨型大梁巨型大梁的上下之间,一般设置的上下之间,一般设置4 41010层的次框架;次层的次框架;次框架仅承受竖向荷载,梁柱截面较小,次框框架仅承受竖向荷载,梁柱截面较小,次框架的支座是巨型大梁。竖向荷载由巨型框架传架的支座是巨型大梁。竖向荷载由巨型框架传至基础。水平荷载由巨型框架承担或巨型框架至基础。水平荷载由巨型框架承担或巨型框架和核心筒共同承担。和核心筒共同承担。巨型结构的优点巨型结构的优点是:在主体巨型结构的平是:在主体巨型结构的平面布置和沿高度布置均为规则的前提下,建筑面布置和沿高度布置均为规则的前提下,建筑布置和建筑空间在不同楼层可以有所变化,形布置和建筑空间在不同楼层可以有所变化,形成不同的建筑平面和空间,实现穿透结构的大成不同的建筑平面和空间,实现穿透结构的大洞口。洞口。图图2 21818为深圳亚洲大酒店巨型框架结为深圳亚洲大酒店巨型框架结构的平面图和次框架剖面图。位于三个翼构的平面图和次框架剖面图。位于三个翼缘的端部筒(楼、电梯间)和位于平面中缘的端部筒(楼、电梯间)和位于平面中心的剪力墙作为四根巨柱,每隔心的剪力墙作为四根巨柱,每隔6 6层用一层用一层高的层高的4 4根大梁和楼板组成箱形大梁。巨根大梁和楼板组成箱形大梁。巨梁之间的次框架为梁之间的次框架为5 5层,次框架顶上有一层,次框架顶上有一层没有柱子,形成大的空间。层没有柱子,形成大的空间。2 2、巨型空间、巨型空间桁桁架结构架结构 整幢结构用巨柱、巨梁和巨型支撑等巨整幢结构用巨柱、巨梁和巨型支撑等巨型杆件组成空间型杆件组成空间桁桁架,架,相邻立面的支撑交汇相邻立面的支撑交汇在角柱在角柱,形成巨型空间,形成巨型空间桁桁架结构。空间架结构。空间桁桁架架可以抵抗任何方向的水平力,可以抵抗任何方向的水平力,巨型巨型桁桁架是既架是既高效又经济的抗侧力结构。香港中国银行大高效又经济的抗侧力结构。香港中国银行大厦是最典型的巨型厦是最典型的巨型桁桁架结构(图架结构(图2 21919)。)。2.2.4 2.2.4 各种竖向承重结构的最大适用高度(即各种竖向承重结构的最大适用高度(即抗抗侧力结构体系的适用高度或结构的适用范围)侧力结构体系的适用高度或结构的适用范围)最大适用高度最大适用高度 根据房屋建筑的高度、是否需要抗震设防、抗根据房屋建筑的高度、是否需要抗震设防、抗震设防烈度等因素,确定一个与其匹配的、经济的结震设防烈度等因素,确定一个与其匹配的、经济的结构体系,使结构效能得到充分发挥,建筑材料得到充构体系,使结构效能得到充分发挥,建筑材料得到充分利用。每一种结构体系,有最佳的适用高度范围。分利用。每一种结构体系,有最佳的适用高度范围。我国规范规定了各种结构体系的最大适用高度,我国规范规定了各种结构体系的最大适用高度,表中所列的房屋高度是指与现行国家设计规范、表中所列的房屋高度是指与现行国家设计规范、规程各项设计规定和要求相规程各项设计规定和要求相适应的最大高度;房适应的最大高度;房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶(檐口)的屋高度指室外地面到主要屋面板板顶(檐口)的高度,不包括局部突出屋面的部分,如水箱、电高度,不包括局部突出屋面的部分,如水箱、电梯机房、构架等。当房屋高度超过规定的最大高梯机房、构架等。当房屋高度超过规定的最大高度时,结构设计应采取有效的加强措施,并且有度时,结构设计应采取有效的加强措施,并且有可靠依据,或进行专门的研究和论证。可靠依据,或进行专门的研究和论证。结构体系结构体系非抗震设非抗震设计计抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度框架框架70706060555545452525框架剪力墙框架剪力墙1401401301301201201001005050剪力剪力墙墙全部落地剪全部落地剪力墙力墙1501501401401201201001006060部分框支剪部分框支剪力墙力墙1301301201201001008080不应采用不应采用筒体筒体框架核心框架核心筒筒1601601501501301301001007070筒中筒筒中筒2002001801801501501201208080板柱剪力墙板柱剪力墙7070404035353030不应采用不应采用 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度(级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度(m)表表2 22 2 B B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度(级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度(m m)表表2 23 3结构体系结构体系非震设计非震设计抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度度7 7度度8 8度度框架剪力墙框架剪力墙170170160160140140120120剪力剪力墙墙全部落地全部落地剪力墙剪力墙180180170170150150130130部分框支部分框支剪力墙剪力墙150150140140120120100100筒体筒体框架核框架核心筒心筒220220210210180180140140筒中筒筒中筒300300280280230230170170高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3JGJ320022002(简称混凝土高规)规定,钢筋混凝土建(简称混凝土高规)规定,钢筋混凝土建筑抗侧力结构体系的最大适用高度见表筑抗侧力结构体系的最大适用高度见表2 22 2;当高度超过表当高度超过表2 22 2的规定时,为的规定时,为B B级高度高层级高度高层建筑,建筑,B B级高度钢筋混凝土高层建筑结构体系级高度钢筋混凝土高层建筑结构体系的最大适用高度见表的最大适用高度见表2 23 3。B B级高度高层建筑级高度高层建筑结构的设防烈度不超过结构的设防烈度不超过8 8度,其抗震措施等要度,其抗震措施等要求高于求高于A A级。级。钢结构房屋适用的最大高度(钢结构房屋适用的最大高度(m)表表24 结构体系结构体系抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度框架框架11011090905050框架支撑(抗震墙板)框架支撑(抗震墙板)220220200200140140筒体、(框筒、筒中筒、筒体、(框筒、筒中筒、桁桁架架筒、束筒)和巨型框架筒、束筒)和巨型框架300300260260180180 钢、混凝土结构房屋适用的最大高度(钢、混凝土结构房屋适用的最大高度(m m)表表2 25 5结构体系结构体系非抗震非抗震设计设计抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度钢框架钢筋混凝钢框架钢筋混凝土筒体土筒体2102102002001601601201207070钢骨混凝土框架钢骨混凝土框架钢筋混凝土筒体钢筋混凝土筒体2402402202201901901501507070 2.3 建筑体形和结构总体布置建筑体形和结构总体布置 高层建筑结构设计,除了要根据建筑高度、高层建筑结构设计,除了要根据建筑高度、抗震设防烈度等合理选择结构材料、抗侧力结构抗震设防烈度等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外,还要体系外,还要特别重视建筑体形和结构总体布置特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形:建筑平面和立面的空间构成;。建筑体形:建筑平面和立面的空间构成;结构结构总体布置:结构构件的平面布置和竖向布置。总体布置:结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。建筑师根据建筑的使用功能、决定性的作用。建筑师根据建筑的使用功能、建设场地、美学等确定建筑的平面和立面;结建设场地、美学等确定建筑的平面和立面;结构工程师根据结构抵抗竖向荷载、抗风、抗震构工程师根据结构抵抗竖向荷载、抗风、抗震的要求,布置结构构件。的要求,布置结构构件。2.3.12.3.1结构的总体布置内容结构的总体布置内容结构总体布置的主要内容有:结构总体布置的主要内容有:(1 1)选择合理的建筑体形;)选择合理的建筑体形;(2 2)选择合理的结构体系;)选择合理的结构体系;(3 3)合理进行结构构件的平面布置和竖向布)合理进行结构构件的平面布置和竖向布置(包括柱网、墙、楼盖的布置);置(包括柱网、墙、楼盖的布置);(4 4)正确进行场地选择;)正确进行场地选择;(5 5)合理选择基础形式;)合理选择基础形式;(6 6)妥善设置变形缝。)妥善设置变形缝。2.3.2 2.3.2 结构的高宽比限制结构的高宽比限制 若结构高宽比大,则倾覆力矩也大。若结构高宽比大,则倾覆力矩也大。混混凝土高规凝土高规和和高钢规高钢规规定了各种结构体系规定了各种结构体系的高宽比限制,分别列于表的高宽比限制,分别列于表2 26 6表表2 29 9。我。我国绝大部分高层建筑的高宽比没有超过表中的国绝大部分高层建筑的高宽比没有超过表中的限值。限值。A A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 表表2 26 6结构体系结构体系非抗震非抗震设计设计抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度框架、板柱框架、板柱剪力墙剪力墙5 54 43 32 2框架剪力墙框架剪力墙5 55 54 43 3剪力墙剪力墙6 66 65 54 4框架核心筒、框架核心筒、筒中筒筒中筒6 66 65 54 4 B级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 表表27非抗震设计非抗震设计抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度8 87 76 6 钢结构房屋适用的最大高宽比钢结构房屋适用的最大高宽比 表表2 28 8抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度最大高宽比最大高宽比6.56.56 65.55.5 钢混凝土混合结构房屋适用的最大高宽比钢混凝土混合结构房屋适用的最大高宽比 表表2 29 9结构体系结构体系非抗非抗震设震设计计抗震设防烈度抗震设防烈度6 6度、度、7 7度度8 8度度9 9度度钢框架钢筋混凝钢框架钢筋混凝土筒体土筒体7 77 76 64 4钢骨混凝土框架钢骨混凝土框架钢筋混凝土筒体钢筋混凝土筒体8 8 计算房屋建筑的高宽比时,计算房屋建筑的高宽比时,房屋高度房屋高度指室外地面到檐口的指室外地面到檐口的高度,高度,宽度宽度指房屋平面轮廓边缘的最小宽度尺寸。计算复杂体指房屋平面轮廓边缘的最小宽度尺寸。计算复杂体形房屋建筑的高宽比时根据具体情况确定其高度和宽度。形房屋建筑的高宽比时根据具体情况确定其高度和宽度。2.3.3 建筑平面和结构平面形状布置建筑平面和结构平面形状布置 (1)平面形状分类)平面形状分类 习惯上按建筑物的外形,把习惯上按建筑物的外形,把建筑物分为塔建筑物分为塔式和板式两大类式和板式两大类。塔式塔式:建筑物外轮廓的平面:建筑物外轮廓的平面长度和宽度比较接近的高层建筑;长度和宽度比较接近的高层建筑;板式板式:指建:指建筑物平面的长度和宽度比较大,平面呈筑物平面的长度和宽度比较大,平面呈“一一”字形的高层建筑;塔式建筑通常有圆形、字形的高层建筑;塔式建筑通常有圆形、“Y”形、形、“#”形、切角的三角形。形、切角的三角形。(2 2)从抗风的角度选择平面从抗风的角度选择平面 空气的流动形成风,风作用在建筑物上,使空气的流动形成风,风作用在建筑物上,使建筑物受到双重作用:一方面风力使建筑物受到建筑物受到双重作用:一方面风力使建筑物受到一个基本稳定的风压力;另一方面风又使建筑物一个基本稳定的风压力;另一方面风又使建筑物产生风力振动(风振)。由于这种双重作用,建产生风力振动(风振)。由于这种双重作用,建筑物既受到静力作用,又受到动力的筑物既受到静力作用,又受到动力的作用。作用。当建筑物长度较大时,在风力作用下,当风力当建筑物长度较大时,在风力作用下,当风力不均匀或风向紊乱变化时,容易引起结构扭转不均匀或风向紊乱变化时,容易引起结构扭转或使楼板在水平平面内出现挠曲等现象,因此或使楼板在水平平面内出现挠曲等现象,因此,在,在选择建筑平面时应尽量选择对抗风有利的选择建筑平面时应尽量选择对抗风有利的平面形式。平面形式。对抗风有利的建筑平面形状是对抗风有利的建筑平面形状是简单、规则简单、规则的凸平面的凸平面,如:圆形、正多边形、椭圆形等,如:圆形、正多边形、椭圆形等,可减小风压;有较多凹凸的复杂形状平面,如可减小风压;有较多凹凸的复杂形状平面,如:V形、形、Y形、形、H形等,对抗风不利。形等,对抗风不利。(3 3)从抗震角度选择建筑平面的原从抗震角度选择建筑平面的原则则 大多数结构的设计计算主要考虑水大多数结构的设计计算主要考虑水平地震作用平地震作用,并且要尽可能地选择对抗,并且要尽可能地选择对抗震有利的建筑平面和立面,以减小地震震有利的建筑平面和立面,以减小地震对房屋的破坏。对房屋的破坏。对抗震、抗风有利的建筑平面形状是对抗震、抗风有利的建筑平面形状是简单、简单、规则、均匀、对称、长宽比不大的平面规则、均匀、对称、长宽比不大的平面;平平面不宜过于狭长,突出部分的长度不宜采用角面不宜过于狭长,突出部分的长度不宜采用角部重叠的平面图形和细腰形平面图形;部重叠的平面图形和细腰形平面图形;承重承重结构双向布置,减小偏心,构件类型尽量少;结构双向布置,减小偏心,构件类型尽量少;方便施工,降低成本。方便施工,降低成本。设防烈度设防烈度L/BL/Bl l/B/Bmaxmaxl l/b/b6 6度、度、7 7度度6.06.00.350.352.02.08 8度、度、9 9度度5.05.00.300.301.51.5长宽比的限值和突出部分长度的限值长宽比的限值和突出部分长度的限值 表表2 21010图图1020 有突出部分的建筑平面有突出部分的建筑平面 角部重叠角部重叠 抗震结构的平面选择抗震结构的平面选择 表表2 21111平面平面说明说明好好不好不好规则、对称、形状简单的平面对抗震有利;规则、对称、形状简单的平面对抗震有利;不对称对抗震不利不对称对抗震不利L/BL/B宜小于宜小于4 4,不应大于,不应大于5 5(8 8、9 9度)或度)或6 6(6 6、7 7度);太大时,两端地震影响不同度);太大时,两端地震影响不同两部分重合处应大,突出部分应小,两部分重合处应大,突出部分应小,l/Bmaxl/Bmax宜大于宜大于1 1;否则对抗震不利;否则对抗震不利 两翼突出部分不宜太长,两翼突出部分不宜太长,l/b,l/Bmaxl/b,l/Bmax宜分别小于宜分别小于1.51.5、0.30.3(8 8、9 9度)或度)或2 2、0.350.35(6 6、7 7度);如两翼过长,则两翼地度);如两翼过长,则两翼地震影响将不同震影响将不同 l/b l/b宜小于宜小于1.51.5(8 8、9 9度),或度),或2 2(6 6、7 7度);太大对抗震不利度);太大对抗震不利 突 出 部 分 不 宜 太 长,突 出 部 分 不 宜 太 长,l/b,l/Bmaxl/b,l/Bmax宜分别小于宜分别小于1.51.5、0.30.3(8 8、9 9度)或度)或2 2、0.350.35(6 6、7 7度);突出度);突出过长,对抗震不利过长,对抗震不利突出部分不宜太长,突出部分不宜太长,l/b,l/Bmaxl/b,l/Bmax宜宜分别小于分别小于1.51.5、0.30.3(8 8、9 9度)或度)或2 2、0.350.35(6 6、7 7度);突出细长,对抗度);突出细长,对抗震不利震不利剪力墙、筒体等宜对称布置;不对剪力墙、筒体等宜对称布置;不对称则刚度偏心,对抗震不利称则刚度偏心,对抗震不利注:表中注:表中L/BmaxL/Bmax宜小于宜小于4 4(8 8、9 9度)或度)或5 5(6 6、7 7度)。度)。2.3.4 2.3.4 建筑立面和结构竖向布置建筑立面和结构竖向布置 建筑的立面和结构的竖向布置,对结构抗震有较大建筑的立面和结构的竖向布置,对结构抗震有较大影响,设计时需满足抗震要求。对抗震有利的建筑立面影响,设计时需满足抗震要求。对抗震有利的建筑立面应规则、均匀,从上到下外形不变化或变化不大,没有应规则、均匀,从上到下外形不变化或变化不大,没有过大的外挑或内收。当结构上部楼层部位到室外地面的过大的外挑或内收。当结构上部楼层部位到室外地面的高度高度H H1 1与房屋高度与房屋高度H H之比大于之比大于0.20.2时,上部楼层收进后的时,上部楼层收进后的水平尺寸水平尺寸B B1 1不宜小于下部楼层水平尺寸不宜小于下部楼层水平尺寸B B的的0.750.75(图(图2 222a22a、b b);当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,下);当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,下部楼层的水平尺寸不宜小于上部楼层水平尺寸的部楼层的水平尺寸不宜小于上部楼层水平尺寸的0.90.9倍,倍,且水平外挑尺寸且水平外挑尺寸a a不宜大于不宜大于4m4m(图(图2 222c.d22c.d)。)。图图2 222 2
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