高层建筑结构2高层建筑结构体系与结构布置.ppt
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1、第2章 高层建筑结构体系与结构布置,2.1 概述2.2 结构布置原则2.3 楼盖结构布置2.4 基础结构布置2.5 水平位移限值和舒适度要求2.6 结构布置实例,1,2.1 概述,2,2.1.1 框架结构体系,1.框架结构体系 框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构。2.分类 按照施工方法分 按承重体系分 现浇框架 横向承重 装配整体式 框架纵向承重 装配式框架 双向承重3.特点:结构布置灵活,有较大的室内空间,使用方便。4.缺点:抗震性能差,刚度较低,地震中填充墙损坏严重,修复费用高。5.适用范围:非抗震地区和层数较少的建筑,1520层以下较适宜。,3,2
2、.1.1 框架结构体系,4,2.1.1 框架结构体系,6.框架结构抗侧刚度较小,在水平力作用下将产生较大的侧向位移。其中一部分是结构弯曲变形;另一部分是剪切变形,当高宽比H/B4时,框架结构以剪切变形为主,弯曲变形较小而可忽略,其整体位移曲线呈剪切型,特点是结构层间位移随楼层增高而减小,如下图。,5,2.1.2 剪力墙结构体系,1.剪力墙结构体系 剪力墙结构体系一般用于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。根据施工分法的不同可以分为:(1)全部现浇的剪力墙;(2)全部用预制墙板装配而成的剪力墙;(3)内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。2.特点:结构刚度很大,空间整体性好,水平荷载
3、作用下侧向变形小,用钢量较省,抗震性能好,剪力墙的间距取决于楼板跨度,适于小开间建筑,例如住宅、旅馆建筑,房间不外露梁柱棱角,整体美观,可以适用于较高的高层建筑。3.缺点:自重大,基础处理要求较高,不利于布置大开间房间,不能满足公共建筑的使用要求。,6,2.1.2 剪力墙结构体系,7,2.1.3 框架-剪力墙结构体系,1.框架-剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。2.特点 剪力墙(核心筒)承担大部分水平作用(80 90),是主要的抗侧力构件,框架承担竖向荷载,提供较大的空间,既具有框架结构布置灵活、方便使用的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力,适用于公共建筑和
4、旅馆建筑。,8,2.1.3 框架-剪力墙结构体系,9,2.1.4 筒体结构体系,1.筒体结构体系 将剪力墙平面内围合成箱形,形成一个竖向布置的空间刚度很大的薄壁筒体;也可由密柱框架或壁式框架围合,形成空间整体受力的框筒等,从而形成具有很好的抗风和抗震性能的筒体结构体系。2.根据筒的布置、组成和数量等可分为:(1)框架-筒体结构体系(2)筒中筒结构体系(3)成束筒结构体系,10,2.1.4 筒体结构体系,11,筒体结构,2.1.5 巨型结构体系,由两级结构组成 一级为:跨越若干楼层的巨梁、巨柱(超级框架)或巨型桁架,提供较大的抗侧刚度和承载力承受水平作用和竖向荷载;二级:其他楼层梁柱,承受竖向荷
5、载并将荷载产生的内力传递到一级结构上。,12,巨型结构,2.2 结构布置原则,13,2.2.1 抗震设防结构布置原则,为了使高层建筑满足抗震设防要求,应考虑下述抗震设计基本原则:(1)选择有利的场地,避开不利的场地,采取措施保证地基的稳定性。(2)保证地基基础的承载力、刚度,以及足够的抗滑移、抗倾覆能力,使整个高层建筑形成稳定的结构体系,防止在外荷载作用下产生过大的不均匀沉降、倾覆和局部开裂等。(3)合理设置防震缝。(4)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。(5)多道抗震设防能力,避免因局部结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力。(6)合理选择结构体系。,14,2.2.1 抗震
6、设防结构布置原则,(7)结构应有足够的刚度,且具有均匀的刚度分布控制结构顶点总位移和层间位移。避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。(8)结构应有足够的结构承载力,具有较均匀的刚度和承载力分布。(9)节点的承载力应大于构件的承载力。(10)结构应有足够的变形能力及耗能能力,应防止构件脆性破坏,保证构件有足够的延性。(11)突出屋面的塔楼必须具有足够的承载力和延性,以承受鞭梢效应影响。(12)减轻结构自重,最大限度降低地震的作用,积极采用轻质高强材料。(13)应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失承载能力。,15,2.2.2 房屋适用的高度和高宽比,钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和
7、高宽比应分为A级和B级。,16,A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m),2.2.2 房屋适用的高度和高宽比,B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m),17,2.2.2 房屋适用的高度和高宽比,A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比,18,B级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比,2.2.3 结构平面布置原则,1.高层建筑结构平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,不应采用严重不规则的平面形状平面。不规则的类型如下表。,19,2.2.3 结构平面布置原则,2.为了保证楼板平面内刚度较大,使楼板平面内不产生大的振动变形,建筑平面的长宽比不宜过大。,20,2.2
8、.3 结构平面布置原则,3.楼板开大洞削弱后,宜采取以下构造措施予以加强:(1)加厚洞口附近楼板,提高楼板的配筋率;采用双层双向配筋,或加配斜向钢筋;(2)洞口边缘设置边梁、暗梁;(3)在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。,21,2.2.4 结构竖向布置,1.沿竖向刚度突变可能由于下述两个原因产生:(1)结构的竖向体型突变 建筑顶部内收形成塔楼。楼层外挑内收。(2)结构体系的变化 剪力墙结构或框筒结构的底部大空间需要,底层或底部若干层剪力墙不落地,可能产生刚度突变。中部楼层部分剪力墙中断。顶层设置空旷的大空间,取消部分剪力墙或内柱。,22,2.2.4 结构竖向布置,2.抗震设计时,当结构上部楼层收
9、进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时,上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的0.75倍;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B不宜小于上部楼层水平尺寸B1的0.9倍,且水平外挑尺寸a不宜大于4m。,23,2.2.4 结构竖向布置,3.高层建筑结构宜设地下室,设置地下室有如下的结构功能:(1)利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移、倾覆;(2)减小土的重量,降低地基的附加压应力;(3)提高地基土的承载能力;(4)减少地震作用对上部结构的影响。,24,2.2.5 设伸缩缝、沉降缝和防震缝的原则,1.伸缩缝也称为温度缝(1)作用:可以释放建筑
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- 高层建筑 结构 体系 布置
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