高层建筑第二章

第二章 抗侧力结构与布置,一、高层建筑结构类型,二、高层建筑结构体系分类,三、高层建筑结构体系介绍,第一部分 抗侧力结构体系,一、高层建筑结构类型,按材料分类,钢结构、钢筋混凝土结构,二、高层建筑结构体系分类,典型的结构体系,框架结构,剪力墙结构,框架剪力墙结构,筒体结构,第一部分 抗侧力结构体系,三、框架结构,1,结构特征,第一部分 抗侧力结构体系,框架结构特点,优：平面灵活，内部空间大,缺：抗侧力差，侧移大,第一部分 抗侧力结构体系,2,柱网布置,依据使用功能,第一部分 抗侧力结构体系,依据受力特点,第一部分 抗侧力结构体系,框架结构典型平面,第一部分 抗侧力结构体系,3,受力特征和变形特点,构件内力,结构位移,结构侧移弯曲变形剪切变形,第一部分 抗侧力结构体系,四、剪力墙结构,1,结构特征,嵌固于地面的,悬臂深梁,第一部分 抗侧力结构体系,2,墙体受力状态,保证空间的整体性和稳定,第一部分 抗侧力结构体系,水平力的传递,水平力楼板剪力墙,第一部分 抗侧力结构体系,剪力墙的变形,竖向力的传递,H/B,1,，剪切变形为主,H/B,4,，弯曲变形为主,1 H/B 4,，剪切变形、弯曲变形各占一定比例,第一部分 抗侧力结构体系,剪力墙开洞,3,抗震能力好,第一部分 抗侧力结构体系,4,墙体布置方案,第一部分 抗侧力结构体系,剪力墙的缺点,剪力墙衍生类结构,底部大空间剪力墙结构,跳层剪力墙结构,第一部分 抗侧力结构体系,五、框架剪力墙结构（筒体）,1,组成特点,框架剪力墙（筒体）,2,变形、受力特点,变形特点,:,弯曲剪切反,S,曲线，层间位移均匀,受力特点,:,第一部分 抗侧力结构体系,3,结构布置,剪力墙数量,布置原则,均匀，对称，分散,4,剪力墙间距,结构构件与楼面面积之比,第一部分 抗侧力结构体系,六、筒体结构,1,分类,第一部分 抗侧力结构体系,密柱深梁,2,框筒,腹板框架、翼缘框架,第一部分 抗侧力结构体系,剪力滞后,影响因素：,（,1,）梁柱刚度比（,2,）平面形状（,3,）高宽比（,4,）角柱截面,梁剪切变形使柱间轴力传递减弱，柱应力分布呈抛物线状,思考：剪力滞后对不同位置结构柱的受力安全的影响？,第一部分 抗侧力结构体系,3,桁架筒,特点：由斜撑代替窗裙梁承担剪力,斜撑既在轴向承受水平侧向力，也作为斜柱支承竖向力。,第一部分 抗侧力结构体系,4,筒中筒,5,束 筒,50,层,以上结构须考虑筒中筒结构方案,第一部分 抗侧力结构体系,七、钢混凝土组合结构,1,钢筋混凝土外框筒钢框架,水平力钢筋混凝土外框筒,竖向力钢框架,第一部分 抗侧力结构体系,2,钢筋混凝土核心筒钢框架,水平力钢筋混凝土核心筒,第一部分 抗侧力结构体系,八、巨型结构,巨型框架的三个基本形式,第一部分 抗侧力结构体系,九、应力蒙皮结构,将一层薄金属板蒙在纵横肋上，,形成共同工作体系。,定义：,钢板在平面内有抗拉、压和剪,的强度大；,结构有很好的承载力和刚度；,重量很轻。,特点：,第一部分 抗侧力结构体系,十、悬挂结构,第一部分 抗侧力结构体系,十一、高层建筑结构适用高度结构,高层,钢筋混凝土,结构体系可能达到的楼层高度,第一部分 抗侧力结构体系,高层,钢,结构体系可能达到的楼层高度,第一部分 抗侧力结构体系,第二部分 高层结构布置原则,一、,结构总体布置原则,二、,水平布置原则,三、,竖向布置原则,四、,楼板,五、,变形缝,六、,基础,第二部分 高层结构布置原则,一、,结构总体布置原则,满足功能：,使用要求，方便施工；,抗震好；,抗侧刚度大；,变形缝,学会,概念设计,结构布置关键：受力明确，传力途径简捷,两大忌：上刚下柔和平面刚度不均匀；,尽量避免不规则平面及立面建筑形态,不规则平面及立面的建筑形态,第二部分 高层结构布置原则,抗侧力结构布置不当,侧向刚度变化,第二部分 高层结构布置原则,抗震原则：,小震不坏，中震可修，大震不倒。,设计成,抗风时,建筑物刚，,抗震时,建筑物柔。,结构的承载力、变形能力和刚度要,均匀连续分布,。,突出屋面塔楼具有足够的承载力和延性，避免,“鞭梢效应”,。,设计、,规划,结构的塑性铰。,多道设防，通过空间整体性形成,高次,超静定。,选择有利场地，保证地基稳定性。,减轻结构,自重,，减轻地震力,第二部分 高层结构布置原则,限制建筑物的,总高度,和,高宽比,结 构 体 系,非抗震设计,抗 震 设 防 烈 度,6,度,7,度,8,度,9,度,框 架,70,60,55,45,25,框架,剪力墙,140,130,120,100,50,剪力墙,全部落地,150,140,120,100,60,部分框支,130,120,100,80,不应采用,筒 体,框架,核心筒,160,150,130,100,70,筒中筒,200,180,150,120,80,板柱,剪力墙,70,40,35,30,不应采用,A,级高度,的最大适用高度（,m,）,第二部分 高层结构布置原则,结 构 体 系,非抗震设计,抗 震 设 防 烈 度,6,度、,7,度,8,度,9,度,框架、板柱,剪力墙,5,4,3,2,框架,剪力墙,5,5,4,3,剪 力 墙,6,6,5,4,筒中筒、框架,核心筒,6,6,5,4,A,级高度,适用的最大高宽比,第二部分 高层结构布置原则,二、结构平面布置,高规,1.,平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀,2.,选用风载效应小的平面规则的凸平面,3.,抗震建筑有平面尺寸限值,第二部分 高层结构布置原则,5.,控制楼板被削弱的程度,4.,抗扭措施,设防烈度,L,/,B,l,/,B,max,l,/,b,6,、,7,度,6.0,0.35,2.0,8,、,9,度,5.0,0.30,1.5,建 筑 平 面 尺 寸 限 值,6.,防震缝,第二部分 高层结构布置原则,三、结构竖向布置,高规,1.,原则,：沿竖向刚度均匀变化；尽量降低重心,两种,特殊,情况：,抗侧力结构突变,上、中、下部刚度骤降,竖向体型改变,外形有收或放,第二部分 高层结构布置原则,2.,高规,竖向规则限值,上部楼层,收进,时，且,H,1,/,H,0.2,时，应有,B,1,/,B, 0.75,；,上部楼层,外挑,时，应有,B,/,B,1,0.9,且,a, 4,m,。,3,设地下室,抗倾覆、减小土重、提高承载力、降震,四、楼板,作用,：提高刚度，保证空间整体性及有效传递水平力,措施,：现浇楼盖、现浇层、楼板厚度,五、变形缝,1.,分类：,“,三缝” 定义,设缝原则,2.,伸缩缝,温度伸缩缝、沉降缝、防震缝,构造措施：设缝、局部加强配筋、屋面保温隔热、,后浇带、施工缝及控制缝,第二部分 高层结构布置原则,42,五、变形缝,3.,沉降缝,4.,防震缝,（,1,）在建筑高度或荷载差异较大处。（,2,）地基土的压缩性有显著差异处。,（,3,）上部结构类型和体系不同处。 （,4,）基础类型或基础处理不一致处。,（,1,）,框架结构,房屋，高度不超过,15,m,的部分，可取,70,mm,；超过,15,m,的部分，,6,度、,7,度、,8,度和,9,度相应每增加高度,5,m,、,4,m,、,3,m,和,2,m,，宜加宽,20,mm,。,（,2,）,框架,剪力墙,结构房屋可按第一项规定数值的,70%,采用，,剪力墙,结构,房屋可按第一项规定数值的,50%,采用，但两者均不宜小于,70,mm,。,（,3,）防震缝,两侧结构体系,不同时，防震缝宽度应按不利的结构类型确定；,防震缝,两侧房屋高度,不同时，防震缝宽度应按较低的房屋高度确定。,第二部分 高层结构布置原则,六、基础设计原则、埋置深度及基础形式,基础和地基,设计要求,（,1,）地基,承载力大、沉降小,（,2,）基础,刚度大、稳定,（,3,）抗倾覆和滑移,2.,基础形式,选择因素,上部荷载、上部结构形式、地基土条件,基础形式,条形基础和十字交叉基础、片筏基础、箱基、桩基,第二部分 高层结构布置原则,条形基础和十字交叉基础,片筏基础,箱形基础,桩基,3.,基础埋置深度,影响因素,地基承载力，造价，施工难度,高规,：,天然地基埋深：,1/15,总高,桩基埋深：承台埋深,1/18,总高,高层建筑偏心问题,危害：重心高、荷载大、易倾覆,竖向承载力；嵌固抗水平剪力作用；减少地震反应,埋深较大的原因,第二部分 高层结构布置原则,措施：,控制,偏心距,e, 0.1,W,/,A,控制,零应力区,面积：,H,/,B,4,，零应力区,0,H,/,B,4,，零应力区面积,15,第二部分 高层结构布置原则,