結(jié)構(gòu)體系課件

第二章的主要問題——主要思考1、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)體系有哪幾類？2、結(jié)構(gòu)選型的依據(jù)主要有哪些？3、什么是框架結(jié)構(gòu)？其主要特點是什么？框架結(jié)構(gòu)與框架梁、框架柱的概念有區(qū)別嗎？4、什么是異形柱？異形柱結(jié)構(gòu)的抗震性好嗎？為什么？5、什么是板柱結(jié)構(gòu)(含板柱—剪力墻結(jié)構(gòu))？其抗震性好嗎？為什么？6、什么是剪力墻？什么是剪力墻結(jié)構(gòu)？其主要特點是什么？7、什么是短肢剪力墻？短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性好嗎？為什么？8、什么是框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性好嗎？為什么？9、什么是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)？框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的主要特點是什么？10、什么是鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，分幾類？什么是框架—核心筒結(jié)構(gòu)？什么是筒中筒結(jié)構(gòu)？第1頁/共57頁第二章的主要問題——主要思考1、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)1§2.1框架結(jié)構(gòu)§2.2剪力結(jié)構(gòu)體系§2.3框架－剪力墻結(jié)構(gòu)§2.4板－柱剪力墻結(jié)構(gòu)§2.5框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)§2.6筒體結(jié)構(gòu)§2.7框架—核心筒結(jié)構(gòu)§2.8巨型結(jié)構(gòu)§2.9帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)§2.10房屋最大高度及適用的高寬比§2.11變形縫設(shè)置§2.12基礎(chǔ)形式第2章結(jié)構(gòu)體系第2頁/共57頁§2.1框架結(jié)構(gòu)第2章結(jié)構(gòu)體系第2頁/共57頁21)框架結(jié)構(gòu)；

2)剪力墻結(jié)構(gòu)(含部分框支—剪力墻結(jié)構(gòu))；

3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)；

4)筒體結(jié)構(gòu)(含框架—核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)）；

5)復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)(含帶加強(qiáng)層或剛臂結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔樓結(jié)構(gòu)等)；

6)混合結(jié)構(gòu)(由多種材料的構(gòu)件混在一起的結(jié)構(gòu)，如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu))。高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋的高度(H)、高寬比(H/B)、抗震設(shè)防烈度、場地類別、建筑的重要性、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素，選用適宜的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系按其抗側(cè)力主要構(gòu)件的種類：第3頁/共57頁1)框架結(jié)構(gòu)；高層建筑的結(jié)構(gòu)體系按其抗側(cè)力主32.1框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連接組成的，共同承受豎向和水平（縱+橫）向荷載的整體結(jié)構(gòu)，優(yōu)點：柱網(wǎng)布置靈活，延性較好。缺點：結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度較小，側(cè)移較大；結(jié)構(gòu)變形曲線以剪切型為主；適用于空間大、層數(shù)不太多、房屋高度不太高的建筑?？蚣軕?yīng)當(dāng)縱橫雙向布置，形成雙向抗側(cè)力體系。框架結(jié)構(gòu)中的填充墻有一定的抗側(cè)力作用，合理設(shè)計填充墻，有效抗震。適宜柱距：4~10米。第4頁/共57頁2.1框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連接組4第5頁/共57頁第5頁/共57頁5縱梁、柱彎曲變形構(gòu)成剪切型變形縱梁、柱的結(jié)點角變形導(dǎo)致側(cè)移第6頁/共57頁縱梁、柱彎曲變形構(gòu)成剪切型變形縱梁、柱的結(jié)點角變形導(dǎo)致側(cè)移第6

剪切變形＋彎曲變形＝總變形當(dāng)H/B4,框架側(cè)移以剪切變形為主第7頁/共57頁剪切變形＋彎曲變形＝總變形當(dāng)7高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，基本要求是

1)具有必要的承載力、剛度、變形能力（延性）；

2)避免結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)，避免質(zhì)量與剛度在水平、豎向的局部突變；

3)多道設(shè)防，多層次保障結(jié)構(gòu)安全。

以上要求均應(yīng)運用概念設(shè)計理念指導(dǎo)結(jié)構(gòu)選型與布置；

4)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析，對可能出現(xiàn)的薄弱部位做出合理判斷與設(shè)計；

5)避免局部破壞導(dǎo)致整體破壞；這兩點應(yīng)在結(jié)構(gòu)整體計算后，通過對可能出現(xiàn)的薄弱部位，進(jìn)行局部附加計算，并在結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計中有落實措施；

完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟：

結(jié)構(gòu)選型;結(jié)構(gòu)計算；結(jié)構(gòu)整體及構(gòu)件的設(shè)計。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則是：合理選址，注重概念設(shè)計，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，優(yōu)選有利于抗風(fēng)、抗震的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計。第8頁/共57頁高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的8

抗震概念設(shè)計

——建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計師們用抗震設(shè)計原則和思想，總體控制建筑結(jié)構(gòu)的總體和局部設(shè)計。做到：前期合理選型，并確定計算模型和構(gòu)造方案；中期合理計算；后期構(gòu)造處理力求完善模型的缺陷以及目前人所未能知的可能缺陷。

抗震概念設(shè)計的目標(biāo)是：控制結(jié)構(gòu)的延性，以結(jié)構(gòu)的變形耗能盡量消化地震能，避免地震能對結(jié)構(gòu)局部的首先擊潰。隨建造層數(shù)加多，結(jié)構(gòu)材料用量也將有很大增加，但只要結(jié)構(gòu)工程師和建筑師合作恰當(dāng)，優(yōu)化總體設(shè)計方案，那么結(jié)構(gòu)的合理性、、材料用量、造價是完全可以合理控制的?？拐鹪O(shè)計，尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，應(yīng)選擇有利地段，避免不利地段（表4-1），尤其是避免在發(fā)震帶上建設(shè)。選址錯誤會導(dǎo)致所有相關(guān)建設(shè)成果變負(fù)！2010《高規(guī)》指出：“本規(guī)程不適用于建造在發(fā)震斷裂最小避讓距離內(nèi)的高層建筑結(jié)構(gòu)?！钡?頁/共57頁抗震概念設(shè)計抗震概念設(shè)計的目標(biāo)是：控制結(jié)構(gòu)的延性9表2.1（地段劃分）有利、一般、不利和危險地段地段類別

地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等一般地段不屬于有利、不利和危險地段不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（含故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位第10頁/共57頁表2.1（地段劃分）有利、一般、不利和危險地段地段類別10概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計時的具體原則1、平面：宜簡單、規(guī)則、盡量對稱——避免過度凹凸；3、力求剛度中心和荷載中心重合——避免不規(guī)則引起的扭轉(zhuǎn)；4、加強(qiáng)結(jié)點設(shè)計——避免因點及面的破壞；5、合理設(shè)置變形縫——避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)間的碰撞等次應(yīng)力6、力求上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的協(xié)同工作——避免不均勻沉降及地基的過度變形。7、盡量降低結(jié)構(gòu)中心——有利于減小水平地震作用的影響，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自穩(wěn)定能力。2、豎向：宜剛度和承載力分布均勻——避免結(jié)構(gòu)剛度突變；

高層建筑在立項時，就應(yīng)根據(jù)既有資料合理選址，并對場地進(jìn)行初勘或在城市規(guī)劃部門調(diào)閱，在可建設(shè)條件下，應(yīng)遵循以下設(shè)計原則。第11頁/共57頁概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計時的具體原則1、平面：宜簡單、規(guī)則、盡112.2高層建筑的結(jié)構(gòu)選型2.2.1高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要內(nèi)容主要內(nèi)容

1）選擇合適的豎向承重結(jié)構(gòu)（墻、柱及其組合）；

2）選擇合適的水平承重結(jié)構(gòu)（梁、板及其構(gòu)成）；

3）選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（最具設(shè)計藝術(shù)的問題）。

結(jié)構(gòu)選型的主要依據(jù)：

1)房屋高度；2)總高寬比；3)地區(qū)抗震設(shè)防烈度；

4)房屋的抗震設(shè)防類別；5)場地類別；

6）結(jié)構(gòu)體系形式；7)結(jié)構(gòu)主體的施工方式；

結(jié)構(gòu)選型的主要要求

1）滿足使用要求；2）盡可能實現(xiàn)建筑意圖；

3）平、立面形式宜規(guī)則，滿足承載、剛度、延性要求；

4）施工可行便捷；5）經(jīng)濟(jì)合理。第12頁/共57頁2.2高層建筑的結(jié)構(gòu)選型2.2.1高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主122.2.2高層建筑豎向承重結(jié)構(gòu)的選型1.高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分類：1)框架結(jié)構(gòu)(含板柱結(jié)構(gòu))；

2)剪力墻結(jié)構(gòu)(含部分框支—剪力墻結(jié)構(gòu))；

3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)；

4)筒體結(jié)構(gòu)(含框架—核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)）；

5)復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)(含帶加強(qiáng)層或剛臂結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔樓結(jié)構(gòu)等)；

6)混合結(jié)構(gòu)(由多種材料的構(gòu)件混在一起的結(jié)構(gòu)，如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu))。第13頁/共57頁2.2.2高層建筑豎向承重結(jié)構(gòu)的選型1.高層建筑的結(jié)構(gòu)體131）框架結(jié)構(gòu)(含板柱結(jié)構(gòu))框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連接組成的，共同承受豎向和水平作用的整體結(jié)構(gòu)；優(yōu)點：柱網(wǎng)布置靈活，延性較好。缺點：結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度較小，側(cè)移較大；結(jié)構(gòu)變形曲線以剪切型為主；適用于空間大、層數(shù)不太多、房屋高度不太高的建筑，如商場、車站、展覽館、停車庫、賓館的門廳、餐廳等。框架應(yīng)當(dāng)縱橫雙向布置，形成雙向抗側(cè)力體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的填充墻有一定的抗側(cè)力作用，合理設(shè)計填充墻，有效抗震。第14頁/共57頁1）框架結(jié)構(gòu)(含板柱結(jié)構(gòu))框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連14板柱框架結(jié)構(gòu)（板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)）板柱框架（－剪力墻）結(jié)構(gòu)——由樓板直接與框架柱（剪力墻）形成的結(jié)構(gòu)體系，樓板為無梁樓板。該結(jié)構(gòu)體系便于使用滑摸施工法施工，施工方便，工期短，層高較??；抗側(cè)力能力差，抗震性能較差。第15頁/共57頁板柱框架結(jié)構(gòu)（板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)）板柱框架（－剪力墻）結(jié)構(gòu)15異形柱、異形柱框架結(jié)構(gòu)異形柱——由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)柱，其截面厚度基本同填充的墻厚，其截面形式與剪力墻截面形似，但截面各肢的肢高厚比不大于4，不足以構(gòu)成剪力墻。異形柱框架結(jié)構(gòu)的特點：優(yōu)點：框架柱基本不占非墻面積，使用空間大，經(jīng)濟(jì)；缺點：框架柱的整體性、穩(wěn)定性弱，柱與樓蓋的連接節(jié)點復(fù)雜，施工難度大；抗震性能不足；適用性：適用于墻多層，跨度不大的框架體系住宅，不適用于高烈度設(shè)防。異形柱框架結(jié)構(gòu)——由異形柱作為框架柱形成的結(jié)構(gòu)體系。第16頁/共57頁異形柱、異形柱框架結(jié)構(gòu)異形柱——由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形162）剪力結(jié)構(gòu)體系剪力墻:鋼筋混凝土墻抵抗自身平面內(nèi)的水平剪力、彎矩的能力突出，是高層建筑中的主要抗測力結(jié)構(gòu)。墻肢截面形式主要有T形、+形，『

形。

剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點：空間布置受限，結(jié)構(gòu)重，延性較差，剛度大，適用于空間較小、層數(shù)較高、房屋的高度較高高的建筑，如住宅、賓館、單身宿舍。

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：整體性好，水平抗側(cè)剛度大，適合建造高度較高、層數(shù)較多的建筑。

剪力墻結(jié)構(gòu):以剪力墻為主要承受豎向和水平作用于結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中墻應(yīng)縱橫雙向均衡設(shè)置，形成穩(wěn)定的平面。結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主。第17頁/共57頁2）剪力結(jié)構(gòu)體系剪力墻:鋼筋混凝土墻抵抗自身平17短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，一般是在小高層的電梯、樓梯部位布置剪力墻形成筒體，其他部位則根據(jù)需要，在縱橫墻交接處設(shè)置Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁連接。短肢剪力墻：按墻肢的水平截面高厚比hw/bw劃分：1）hw/bw≤4時，構(gòu)件剛度較小，稱柱；

2）hw/bw>8時,構(gòu)件剛度較大，稱普通剪力墻；3）4<hw/bw≤8時，構(gòu)件剛度偏強(qiáng)但還弱，稱短肢剪力墻；短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的延性較差，不易在大震條件下進(jìn)行內(nèi)力重分布，抗震性能差，高層建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)。第18頁/共57頁短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，一般是在小高層的電梯、樓梯部位布置剪力墻18第19頁/共57頁第19頁/共57頁19剪力墻結(jié)構(gòu)的平面及側(cè)移

結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主；第20頁/共57頁剪力墻結(jié)構(gòu)的平面及側(cè)移結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主；第20頁/20第21頁/共57頁第21頁/共57頁21第22頁/共57頁第22頁/共57頁22第23頁/共57頁第23頁/共57頁231)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，直接支撐剪力墻的樓層稱為框支層。

2)框支層中，結(jié)構(gòu)易于發(fā)生剛度突變，從而形成薄弱層(柱鉸導(dǎo)致)，所以框支層樓面應(yīng)有較大剛度。

3)框支層樓面剛度很大時，可以完成荷載的有效傳遞，結(jié)構(gòu)型式的有效轉(zhuǎn)換，有時稱該層為轉(zhuǎn)換層。4)有時，為完成上下部結(jié)構(gòu)型式的轉(zhuǎn)變、荷載的傳遞，特別設(shè)置一些剛度很大的構(gòu)件，也稱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架、轉(zhuǎn)換板等.

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

框支剪力墻結(jié)構(gòu)

——底部一層或兩三層為框架結(jié)構(gòu)，上部為剪力墻的結(jié)構(gòu)。

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

——有目的地在框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部，一定間距范圍內(nèi)，增設(shè)剛度較大的落地剪力墻，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)底部以及結(jié)構(gòu)的整體剛度。第24頁/共57頁1)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，直接支撐剪力墻的樓層稱為框支層。24第25頁/共57頁第25頁/共57頁25落地剪力墻轉(zhuǎn)換層框支層部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)薄弱層第26頁/共57頁落地剪力墻轉(zhuǎn)換層框支層部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)薄26第27頁/共57頁第27頁/共57頁273）框架－剪力墻結(jié)構(gòu)

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)——由框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。

變形曲線為彎剪型。地震區(qū)建筑，宜設(shè)兩道及以上的抗震防線，即多重設(shè)防。

優(yōu)點：既能布置大空間房屋，又具有較大的側(cè)向剛度，以適應(yīng)較復(fù)雜的建筑功能要求；缺點：剪力墻布置往往受限，剛心與質(zhì)心難以重合或接近；側(cè)向剛度依然偏小，房屋建造高度受限。

框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的特點：第28頁/共57頁3）框架－剪力墻結(jié)構(gòu)框架－剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)點：既28第29頁/共57頁第29頁/共57頁29第30頁/共57頁第30頁/共57頁30典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：非典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：

剪力墻(或核心筒)通常承擔(dān)大部分水平力(80％～90％)，是主要的抗側(cè)力構(gòu)件；框架主要承擔(dān)豎向荷載，提供較大的靈活布置空間。這類結(jié)構(gòu)適用于公共建筑和旅館建筑。

剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩低于50%，主要在框架中起提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的作用。這類結(jié)構(gòu)中，框架的設(shè)計應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)設(shè)計。第31頁/共57頁典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：非典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻31第32頁/共57頁第32頁/共57頁32變形曲線為彎剪型第33頁/共57頁變形曲線為彎剪型第33頁/共57頁334）筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu):豎向受力結(jié)構(gòu)封閉圍合形成的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。分由剪力墻圍成的實腹薄壁筒、由密柱深梁圍成的框筒兩大類。框架—核心筒結(jié)構(gòu)：由剛性樓面梁或厚板將內(nèi)側(cè)實腹核心筒和筒外框架連成完整的結(jié)構(gòu)。桁架筒結(jié)構(gòu)：稀柱、淺梁、支撐斜桿組成桁架，布置于建筑物外邊，形成桁架筒結(jié)構(gòu)。(外)框筒結(jié)構(gòu):由密排柱及深梁形成封閉的外筒。筒中筒結(jié)構(gòu)：由實體的內(nèi)筒與空腹的外框筒組成。筒中筒結(jié)構(gòu)體系具有更大的整體性與側(cè)向剛度，因此適用于高度很大的建筑。束筒結(jié)構(gòu)：筒體組合成成組筒結(jié)構(gòu)體系，則側(cè)向剛度更大，可適用于特別高的超高層建筑。第34頁/共57頁4）筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu):豎向受力結(jié)構(gòu)封閉圍合形成的高層建筑結(jié)34

框架—核心筒結(jié)構(gòu)

由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu)稱框架—核心筒結(jié)構(gòu)。

樓電梯間及一些服務(wù)用房做內(nèi)核心筒；大空間房布置在外，做外框架。核心筒的整體性好，抗側(cè)剛度很大，故框架—核心筒結(jié)構(gòu)體系適用于高度較高，功能較多的建筑。第35頁/共57頁框架—核心筒結(jié)構(gòu)由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層35

芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.45kN/m2

香港中國銀行，鋼斜撐、鋼梁、鋼骨組合混凝土柱的空間桁架體系.桁架筒結(jié)構(gòu)第36頁/共57頁芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.436桁架筒結(jié)構(gòu)上海金貿(mào)大廈——內(nèi)筒為八角形鋼筋混凝土核心筒，外筒由八根復(fù)合巨型柱、8根鋼柱，用鋼量0.7kN/m2。（芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.45kN/m2

）第37頁/共57頁桁架筒結(jié)構(gòu)上海金貿(mào)大廈——內(nèi)筒為八角形鋼筋混凝土核心筒，外筒37第38頁/共57頁第38頁/共57頁38筒中筒結(jié)構(gòu)

廣東國際大廈，63層，200m，鋼筋混凝土內(nèi)筒體，外筒由鋼骨混凝土和鋼柱組成.

薄壁內(nèi)筒和密柱外框筒（桁架筒）組成，抗風(fēng)、抗震能力好.第39頁/共57頁筒中筒結(jié)構(gòu)廣東國際大廈，63層，200m，鋼筋混凝39筒體結(jié)構(gòu)(空間受力體系)（1）框筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒承受豎向荷載，外筒承受水平荷載，柱距一般在3m以內(nèi)，框筒梁比較高，開洞面積在60%以下1931年102層帝國大廈：鋼框架－剪力墻體系，用鋼量2.06kN/m21972年110層世界貿(mào)易中心：筒中筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.81kN/m21974年110層西爾斯大樓：鋼成束筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.61kN/m2第40頁/共57頁筒體結(jié)構(gòu)(空間受力體系)（1）框筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒承受豎向荷載，40第41頁/共57頁第41頁/共57頁41第42頁/共57頁第42頁/共57頁422.2.3高層建筑水平承重結(jié)構(gòu)的選型2.2.4高層建筑下部結(jié)構(gòu)的選型

第43頁/共57頁2.2.3高層建筑水平承重結(jié)構(gòu)的選型第43頁/共57頁43第44頁/共57頁第44頁/共57頁44混合結(jié)構(gòu)：由鋼框架或型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土筒體(或剪力墻)所組成的共同承受豎向和水平作用的高層建筑結(jié)構(gòu).帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)；錯層結(jié)構(gòu)：樓板高度使樓層產(chǎn)生錯層。錯層結(jié)構(gòu)對抗震設(shè)計不利，錯層兩側(cè)宜采用結(jié)構(gòu)布置和側(cè)向剛度相近的結(jié)構(gòu)體系，不歸并為一層計算。多塔樓結(jié)構(gòu)：兩個或兩個以上塔樓用裙房(底盤)相連組成多塔樓結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，計算難，應(yīng)重視其平面及豎向布置，應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。帶加強(qiáng)層高層建筑結(jié)構(gòu)：利用建筑避難層、設(shè)備層空間，設(shè)置適宜剛度的水平伸臂構(gòu)件（斜腹桿桁架、實體梁、整層或跨若干個層高的箱形梁、空腹桁架），構(gòu)成帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)。巨型框架結(jié)構(gòu)：體系由兩級結(jié)構(gòu)組成，一級巨梁、巨柱或巨型桁架框架；二級小框架或支撐或懸掛在一級矩形框架梁上?？蚣?支撐(抗震墻板)結(jié)構(gòu)：框架中含支撐桿件。多為綱結(jié)構(gòu)用。5）其他結(jié)構(gòu)

第45頁/共57頁混合結(jié)構(gòu)：由鋼框架或型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土筒體(或剪力墻45加強(qiáng)層——設(shè)置連接內(nèi)筒與外圍結(jié)構(gòu)的水平外伸臂(梁或桁架)結(jié)構(gòu)的樓層(1~3層),水平外伸臂構(gòu)件必須貫通核心筒并在核心筒轉(zhuǎn)角處布置，形成井字形。必要時還可沿該樓層外圍結(jié)構(gòu)周邊設(shè)置帶狀水平或桁梁.

加強(qiáng)層的合理位置和數(shù)量：1個加強(qiáng)層時，可設(shè)在0.6H附近；兩個加強(qiáng)層時，可在頂層和0.5H附近分別設(shè)置；多個加強(qiáng)層時，宜沿豎向從頂層向下均勻布置。第46頁/共57頁加強(qiáng)層——設(shè)置連接內(nèi)筒與外圍結(jié)構(gòu)的水平外伸臂(梁或桁架)46第47頁/共57頁第47頁/共57頁47體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：一級為：跨越若干樓層的巨型梁（或巨型桁架梁）、巨型桁架柱（或?qū)嵏雇搀w柱），提供很大的抗側(cè)剛度和抗彎承載力；二級：位于巨型框架單元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也將荷載產(chǎn)生的內(nèi)力傳遞到一級結(jié)構(gòu)上。這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁48上海證券交易所第49頁/共57頁上海證券交易所第49頁/共57頁49第50頁/共57頁第50頁/共57頁50

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果：改每6層辦公樓加插一個3層樓凈高空中花園每8層辦公樓加插一個4層樓凈高的空中花園第51頁/共57頁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果：第51頁/共57頁51鋼骨鋼筋混凝土框架第52頁/共57頁鋼骨鋼筋混凝土框架第52頁/共57頁52第53頁/共57頁第53頁/共57頁53框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)：鋼框架中設(shè)置支撐的帶支撐框架結(jié)構(gòu)。

第54頁/共57頁框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)：鋼54第55頁/共57頁第55頁/共57頁55帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)：將上部樓層的部分豎向構(gòu)件，通過大剛度結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層傳遞到底層或基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層常采用鋼筋砼大梁、桁架、空腹桁架、箱形結(jié)構(gòu)、斜撐等構(gòu)件構(gòu)成；非抗震設(shè)計和6度抗震設(shè)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，7、8度抗震設(shè)計時地下室的轉(zhuǎn)換構(gòu)件可采用厚板。第56頁/共57頁帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)：將上部樓層的部分豎向構(gòu)件，通過大剛度56鋼巨型桁架結(jié)構(gòu)

國家體育場鋼巨型桁架結(jié)構(gòu)

第57頁/共57頁鋼巨型桁架結(jié)構(gòu)國家體育場鋼巨型桁架結(jié)構(gòu)第57頁/共57頁57概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計時的具體原則1、平面：宜簡單、規(guī)則、盡量對稱——避免過度凹凸；3、力求剛度中心和荷載中心重合——避免不規(guī)則引起的扭轉(zhuǎn)；4、加強(qiáng)結(jié)點設(shè)計——避免因點及面的破壞；5、合理設(shè)置變形縫——避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)間的碰撞等次應(yīng)力6、力求上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的協(xié)同工作——避免不均勻沉降及地基的過度變形。7、盡量降低結(jié)構(gòu)中心——有利于減小水平地震作用的影響，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自穩(wěn)定能力。2、豎向：宜剛度和承載力分布均勻——避免結(jié)構(gòu)剛度突變；

高層建筑在立項時，就應(yīng)根據(jù)既有資料合理選址，并對場地進(jìn)行初勘或在城市規(guī)劃部門調(diào)閱，在可建設(shè)條件下，應(yīng)遵循以下設(shè)計原則。第11頁/共57頁概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計時的具體原則1、平面：宜簡單、規(guī)則、盡582）剪力結(jié)構(gòu)體系剪力墻:鋼筋混凝土墻抵抗自身平面內(nèi)的水平剪力、彎矩的能力突出，是高層建筑中的主要抗測力結(jié)構(gòu)。墻肢截面形式主要有T形、+形，『

形。

剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點：空間布置受限，結(jié)構(gòu)重，延性較差，剛度大，適用于空間較小、層數(shù)較高、房屋的高度較高高的建筑，如住宅、賓館、單身宿舍。

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：整體性好，水平抗側(cè)剛度大，適合建造高度較高、層數(shù)較多的建筑。

剪力墻結(jié)構(gòu):以剪力墻為主要承受豎向和水平作用于結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中墻應(yīng)縱橫雙向均衡設(shè)置，形成穩(wěn)定的平面。結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主。第17頁/共57頁2）剪力結(jié)構(gòu)體系剪力墻:鋼筋混凝土墻抵抗自身平59典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：非典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：

剪力墻(或核心筒)通常承擔(dān)大部分水平力(80％～90％)，是主要的抗側(cè)力構(gòu)件；框架主要承擔(dān)豎向荷載，提供較大的靈活布置空間。這類結(jié)構(gòu)適用于公共建筑和旅館建筑。

剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩低于50%，主要在框架中起提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的作用。這類結(jié)構(gòu)中，框架的設(shè)計應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)設(shè)計。第31頁/共57頁典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：非典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻60筒體結(jié)構(gòu)(空間受力體系)（1）框筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒承受豎向荷載，外筒承受水平荷載，柱距一般在3m以內(nèi)，框筒梁比較高，開洞面積在60%以下1931年102層帝國大廈：鋼框架－剪力墻體系，用鋼量2.06kN/m21972年110層世界貿(mào)易中心：筒中筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.81kN/m21974年110層西爾斯大樓：鋼成束筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.61kN/m2第40頁/共57頁筒體結(jié)構(gòu)(空間受力體系)（1）框筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒承受豎向荷載，61第44頁/共57頁第44頁/共57頁62體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：一級為：跨越若干樓層的巨型梁（或巨型桁架梁）、巨型桁架柱（或?qū)嵏雇搀w柱），提供很大的抗側(cè)剛度和抗彎承載力；二級：位于巨型框架單元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也將荷載產(chǎn)生的內(nèi)力傳遞到一級結(jié)構(gòu)上。這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁63體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：一級為：跨越若干樓層的巨型梁（或巨型桁架梁）、巨型桁架柱（或?qū)嵏雇搀w柱），提供很大的抗側(cè)剛度和抗彎承載力；二級：位于巨型框架單元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也將荷載產(chǎn)生的內(nèi)力傳遞到一級結(jié)構(gòu)上。這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁64帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)：將上部樓層的部分豎向構(gòu)件，通過大剛度結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層傳遞到底層或基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層常采用鋼筋砼大梁、桁架、空腹桁架、箱形結(jié)構(gòu)、斜撐等構(gòu)件構(gòu)成；非抗震設(shè)計和6度抗震設(shè)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，7、8度抗震設(shè)計時地下室的轉(zhuǎn)換構(gòu)件可采用厚板。第56頁/共57頁帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)：將上部樓層的部分豎向構(gòu)件，通過大剛度65第二章的主要問題——主要思考1、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)體系有哪幾類？2、結(jié)構(gòu)選型的依據(jù)主要有哪些？3、什么是框架結(jié)構(gòu)？其主要特點是什么？框架結(jié)構(gòu)與框架梁、框架柱的概念有區(qū)別嗎？4、什么是異形柱？異形柱結(jié)構(gòu)的抗震性好嗎？為什么？5、什么是板柱結(jié)構(gòu)(含板柱—剪力墻結(jié)構(gòu))？其抗震性好嗎？為什么？6、什么是剪力墻？什么是剪力墻結(jié)構(gòu)？其主要特點是什么？7、什么是短肢剪力墻？短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性好嗎？為什么？8、什么是框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性好嗎？為什么？9、什么是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)？框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的主要特點是什么？10、什么是鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，分幾類？什么是框架—核心筒結(jié)構(gòu)？什么是筒中筒結(jié)構(gòu)？第1頁/共57頁第二章的主要問題——主要思考1、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)66§2.1框架結(jié)構(gòu)§2.2剪力結(jié)構(gòu)體系§2.3框架－剪力墻結(jié)構(gòu)§2.4板－柱剪力墻結(jié)構(gòu)§2.5框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)§2.6筒體結(jié)構(gòu)§2.7框架—核心筒結(jié)構(gòu)§2.8巨型結(jié)構(gòu)§2.9帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)§2.10房屋最大高度及適用的高寬比§2.11變形縫設(shè)置§2.12基礎(chǔ)形式第2章結(jié)構(gòu)體系第2頁/共57頁§2.1框架結(jié)構(gòu)第2章結(jié)構(gòu)體系第2頁/共57頁671)框架結(jié)構(gòu)；

2)剪力墻結(jié)構(gòu)(含部分框支—剪力墻結(jié)構(gòu))；

3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)；

4)筒體結(jié)構(gòu)(含框架—核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)）；

5)復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)(含帶加強(qiáng)層或剛臂結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔樓結(jié)構(gòu)等)；

6)混合結(jié)構(gòu)(由多種材料的構(gòu)件混在一起的結(jié)構(gòu)，如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu))。高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋的高度(H)、高寬比(H/B)、抗震設(shè)防烈度、場地類別、建筑的重要性、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素，選用適宜的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系按其抗側(cè)力主要構(gòu)件的種類：第3頁/共57頁1)框架結(jié)構(gòu)；高層建筑的結(jié)構(gòu)體系按其抗側(cè)力主682.1框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連接組成的，共同承受豎向和水平（縱+橫）向荷載的整體結(jié)構(gòu)，優(yōu)點：柱網(wǎng)布置靈活，延性較好。缺點：結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度較小，側(cè)移較大；結(jié)構(gòu)變形曲線以剪切型為主；適用于空間大、層數(shù)不太多、房屋高度不太高的建筑?？蚣軕?yīng)當(dāng)縱橫雙向布置，形成雙向抗側(cè)力體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的填充墻有一定的抗側(cè)力作用，合理設(shè)計填充墻，有效抗震。適宜柱距：4~10米。第4頁/共57頁2.1框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連接組69第5頁/共57頁第5頁/共57頁70縱梁、柱彎曲變形構(gòu)成剪切型變形縱梁、柱的結(jié)點角變形導(dǎo)致側(cè)移第6頁/共57頁縱梁、柱彎曲變形構(gòu)成剪切型變形縱梁、柱的結(jié)點角變形導(dǎo)致側(cè)移第71

剪切變形＋彎曲變形＝總變形當(dāng)H/B4,框架側(cè)移以剪切變形為主第7頁/共57頁剪切變形＋彎曲變形＝總變形當(dāng)72高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，基本要求是

1)具有必要的承載力、剛度、變形能力（延性）；

2)避免結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)，避免質(zhì)量與剛度在水平、豎向的局部突變；

3)多道設(shè)防，多層次保障結(jié)構(gòu)安全。

以上要求均應(yīng)運用概念設(shè)計理念指導(dǎo)結(jié)構(gòu)選型與布置；

4)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析，對可能出現(xiàn)的薄弱部位做出合理判斷與設(shè)計；

5)避免局部破壞導(dǎo)致整體破壞；這兩點應(yīng)在結(jié)構(gòu)整體計算后，通過對可能出現(xiàn)的薄弱部位，進(jìn)行局部附加計算，并在結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計中有落實措施；

完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟：

結(jié)構(gòu)選型;結(jié)構(gòu)計算；結(jié)構(gòu)整體及構(gòu)件的設(shè)計。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則是：合理選址，注重概念設(shè)計，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，優(yōu)選有利于抗風(fēng)、抗震的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計。第8頁/共57頁高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的73

抗震概念設(shè)計

——建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計師們用抗震設(shè)計原則和思想，總體控制建筑結(jié)構(gòu)的總體和局部設(shè)計。做到：前期合理選型，并確定計算模型和構(gòu)造方案；中期合理計算；后期構(gòu)造處理力求完善模型的缺陷以及目前人所未能知的可能缺陷。

抗震概念設(shè)計的目標(biāo)是：控制結(jié)構(gòu)的延性，以結(jié)構(gòu)的變形耗能盡量消化地震能，避免地震能對結(jié)構(gòu)局部的首先擊潰。隨建造層數(shù)加多，結(jié)構(gòu)材料用量也將有很大增加，但只要結(jié)構(gòu)工程師和建筑師合作恰當(dāng)，優(yōu)化總體設(shè)計方案，那么結(jié)構(gòu)的合理性、、材料用量、造價是完全可以合理控制的?？拐鹪O(shè)計，尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，應(yīng)選擇有利地段，避免不利地段（表4-1），尤其是避免在發(fā)震帶上建設(shè)。選址錯誤會導(dǎo)致所有相關(guān)建設(shè)成果變負(fù)！2010《高規(guī)》指出：“本規(guī)程不適用于建造在發(fā)震斷裂最小避讓距離內(nèi)的高層建筑結(jié)構(gòu)?！钡?頁/共57頁抗震概念設(shè)計抗震概念設(shè)計的目標(biāo)是：控制結(jié)構(gòu)的延性74表2.1（地段劃分）有利、一般、不利和危險地段地段類別

地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等一般地段不屬于有利、不利和危險地段不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（含故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位第10頁/共57頁表2.1（地段劃分）有利、一般、不利和危險地段地段類別75概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計時的具體原則1、平面：宜簡單、規(guī)則、盡量對稱——避免過度凹凸；3、力求剛度中心和荷載中心重合——避免不規(guī)則引起的扭轉(zhuǎn)；4、加強(qiáng)結(jié)點設(shè)計——避免因點及面的破壞；5、合理設(shè)置變形縫——避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)間的碰撞等次應(yīng)力6、力求上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的協(xié)同工作——避免不均勻沉降及地基的過度變形。7、盡量降低結(jié)構(gòu)中心——有利于減小水平地震作用的影響，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自穩(wěn)定能力。2、豎向：宜剛度和承載力分布均勻——避免結(jié)構(gòu)剛度突變；

高層建筑在立項時，就應(yīng)根據(jù)既有資料合理選址，并對場地進(jìn)行初勘或在城市規(guī)劃部門調(diào)閱，在可建設(shè)條件下，應(yīng)遵循以下設(shè)計原則。第11頁/共57頁概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計時的具體原則1、平面：宜簡單、規(guī)則、盡762.2高層建筑的結(jié)構(gòu)選型2.2.1高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要內(nèi)容主要內(nèi)容

1）選擇合適的豎向承重結(jié)構(gòu)（墻、柱及其組合）；

2）選擇合適的水平承重結(jié)構(gòu)（梁、板及其構(gòu)成）；

3）選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（最具設(shè)計藝術(shù)的問題）。

結(jié)構(gòu)選型的主要依據(jù)：

1)房屋高度；2)總高寬比；3)地區(qū)抗震設(shè)防烈度；

4)房屋的抗震設(shè)防類別；5)場地類別；

6）結(jié)構(gòu)體系形式；7)結(jié)構(gòu)主體的施工方式；

結(jié)構(gòu)選型的主要要求

1）滿足使用要求；2）盡可能實現(xiàn)建筑意圖；

3）平、立面形式宜規(guī)則，滿足承載、剛度、延性要求；

4）施工可行便捷；5）經(jīng)濟(jì)合理。第12頁/共57頁2.2高層建筑的結(jié)構(gòu)選型2.2.1高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主772.2.2高層建筑豎向承重結(jié)構(gòu)的選型1.高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分類：1)框架結(jié)構(gòu)(含板柱結(jié)構(gòu))；

2)剪力墻結(jié)構(gòu)(含部分框支—剪力墻結(jié)構(gòu))；

3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)；

4)筒體結(jié)構(gòu)(含框架—核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)）；

5)復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)(含帶加強(qiáng)層或剛臂結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔樓結(jié)構(gòu)等)；

6)混合結(jié)構(gòu)(由多種材料的構(gòu)件混在一起的結(jié)構(gòu)，如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu))。第13頁/共57頁2.2.2高層建筑豎向承重結(jié)構(gòu)的選型1.高層建筑的結(jié)構(gòu)體781）框架結(jié)構(gòu)(含板柱結(jié)構(gòu))框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連接組成的，共同承受豎向和水平作用的整體結(jié)構(gòu)；優(yōu)點：柱網(wǎng)布置靈活，延性較好。缺點：結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度較小，側(cè)移較大；結(jié)構(gòu)變形曲線以剪切型為主；適用于空間大、層數(shù)不太多、房屋高度不太高的建筑，如商場、車站、展覽館、停車庫、賓館的門廳、餐廳等。框架應(yīng)當(dāng)縱橫雙向布置，形成雙向抗側(cè)力體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的填充墻有一定的抗側(cè)力作用，合理設(shè)計填充墻，有效抗震。第14頁/共57頁1）框架結(jié)構(gòu)(含板柱結(jié)構(gòu))框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過結(jié)點的剛性連79板柱框架結(jié)構(gòu)（板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)）板柱框架（－剪力墻）結(jié)構(gòu)——由樓板直接與框架柱（剪力墻）形成的結(jié)構(gòu)體系，樓板為無梁樓板。該結(jié)構(gòu)體系便于使用滑摸施工法施工，施工方便，工期短，層高較??；抗側(cè)力能力差，抗震性能較差。第15頁/共57頁板柱框架結(jié)構(gòu)（板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)）板柱框架（－剪力墻）結(jié)構(gòu)80異形柱、異形柱框架結(jié)構(gòu)異形柱——由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)柱，其截面厚度基本同填充的墻厚，其截面形式與剪力墻截面形似，但截面各肢的肢高厚比不大于4，不足以構(gòu)成剪力墻。異形柱框架結(jié)構(gòu)的特點：優(yōu)點：框架柱基本不占非墻面積，使用空間大，經(jīng)濟(jì)；缺點：框架柱的整體性、穩(wěn)定性弱，柱與樓蓋的連接節(jié)點復(fù)雜，施工難度大；抗震性能不足；適用性：適用于墻多層，跨度不大的框架體系住宅，不適用于高烈度設(shè)防。異形柱框架結(jié)構(gòu)——由異形柱作為框架柱形成的結(jié)構(gòu)體系。第16頁/共57頁異形柱、異形柱框架結(jié)構(gòu)異形柱——由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形812）剪力結(jié)構(gòu)體系剪力墻:鋼筋混凝土墻抵抗自身平面內(nèi)的水平剪力、彎矩的能力突出，是高層建筑中的主要抗測力結(jié)構(gòu)。墻肢截面形式主要有T形、+形，『

形。

剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點：空間布置受限，結(jié)構(gòu)重，延性較差，剛度大，適用于空間較小、層數(shù)較高、房屋的高度較高高的建筑，如住宅、賓館、單身宿舍。

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：整體性好，水平抗側(cè)剛度大，適合建造高度較高、層數(shù)較多的建筑。

剪力墻結(jié)構(gòu):以剪力墻為主要承受豎向和水平作用于結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中墻應(yīng)縱橫雙向均衡設(shè)置，形成穩(wěn)定的平面。結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主。第17頁/共57頁2）剪力結(jié)構(gòu)體系剪力墻:鋼筋混凝土墻抵抗自身平82短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，一般是在小高層的電梯、樓梯部位布置剪力墻形成筒體，其他部位則根據(jù)需要，在縱橫墻交接處設(shè)置Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁連接。短肢剪力墻：按墻肢的水平截面高厚比hw/bw劃分：1）hw/bw≤4時，構(gòu)件剛度較小，稱柱；

2）hw/bw>8時,構(gòu)件剛度較大，稱普通剪力墻；3）4<hw/bw≤8時，構(gòu)件剛度偏強(qiáng)但還弱，稱短肢剪力墻；短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的延性較差，不易在大震條件下進(jìn)行內(nèi)力重分布，抗震性能差，高層建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)。第18頁/共57頁短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，一般是在小高層的電梯、樓梯部位布置剪力墻83第19頁/共57頁第19頁/共57頁84剪力墻結(jié)構(gòu)的平面及側(cè)移

結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主；第20頁/共57頁剪力墻結(jié)構(gòu)的平面及側(cè)移結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主；第20頁/85第21頁/共57頁第21頁/共57頁86第22頁/共57頁第22頁/共57頁87第23頁/共57頁第23頁/共57頁881)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，直接支撐剪力墻的樓層稱為框支層。

2)框支層中，結(jié)構(gòu)易于發(fā)生剛度突變，從而形成薄弱層(柱鉸導(dǎo)致)，所以框支層樓面應(yīng)有較大剛度。

3)框支層樓面剛度很大時，可以完成荷載的有效傳遞，結(jié)構(gòu)型式的有效轉(zhuǎn)換，有時稱該層為轉(zhuǎn)換層。4)有時，為完成上下部結(jié)構(gòu)型式的轉(zhuǎn)變、荷載的傳遞，特別設(shè)置一些剛度很大的構(gòu)件，也稱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架、轉(zhuǎn)換板等.

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

框支剪力墻結(jié)構(gòu)

——底部一層或兩三層為框架結(jié)構(gòu)，上部為剪力墻的結(jié)構(gòu)。

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

——有目的地在框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部，一定間距范圍內(nèi)，增設(shè)剛度較大的落地剪力墻，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)底部以及結(jié)構(gòu)的整體剛度。第24頁/共57頁1)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，直接支撐剪力墻的樓層稱為框支層。89第25頁/共57頁第25頁/共57頁90落地剪力墻轉(zhuǎn)換層框支層部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)薄弱層第26頁/共57頁落地剪力墻轉(zhuǎn)換層框支層部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)薄91第27頁/共57頁第27頁/共57頁923）框架－剪力墻結(jié)構(gòu)

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)——由框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。

變形曲線為彎剪型。地震區(qū)建筑，宜設(shè)兩道及以上的抗震防線，即多重設(shè)防。

優(yōu)點：既能布置大空間房屋，又具有較大的側(cè)向剛度，以適應(yīng)較復(fù)雜的建筑功能要求；缺點：剪力墻布置往往受限，剛心與質(zhì)心難以重合或接近；側(cè)向剛度依然偏小，房屋建造高度受限。

框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的特點：第28頁/共57頁3）框架－剪力墻結(jié)構(gòu)框架－剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)點：既93第29頁/共57頁第29頁/共57頁94第30頁/共57頁第30頁/共57頁95典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：非典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：

剪力墻(或核心筒)通常承擔(dān)大部分水平力(80％～90％)，是主要的抗側(cè)力構(gòu)件；框架主要承擔(dān)豎向荷載，提供較大的靈活布置空間。這類結(jié)構(gòu)適用于公共建筑和旅館建筑。

剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩低于50%，主要在框架中起提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的作用。這類結(jié)構(gòu)中，框架的設(shè)計應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)設(shè)計。第31頁/共57頁典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：非典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻96第32頁/共57頁第32頁/共57頁97變形曲線為彎剪型第33頁/共57頁變形曲線為彎剪型第33頁/共57頁984）筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu):豎向受力結(jié)構(gòu)封閉圍合形成的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。分由剪力墻圍成的實腹薄壁筒、由密柱深梁圍成的框筒兩大類?？蚣堋诵耐步Y(jié)構(gòu)：由剛性樓面梁或厚板將內(nèi)側(cè)實腹核心筒和筒外框架連成完整的結(jié)構(gòu)。桁架筒結(jié)構(gòu)：稀柱、淺梁、支撐斜桿組成桁架，布置于建筑物外邊，形成桁架筒結(jié)構(gòu)。(外)框筒結(jié)構(gòu):由密排柱及深梁形成封閉的外筒。筒中筒結(jié)構(gòu)：由實體的內(nèi)筒與空腹的外框筒組成。筒中筒結(jié)構(gòu)體系具有更大的整體性與側(cè)向剛度，因此適用于高度很大的建筑。束筒結(jié)構(gòu)：筒體組合成成組筒結(jié)構(gòu)體系，則側(cè)向剛度更大，可適用于特別高的超高層建筑。第34頁/共57頁4）筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu):豎向受力結(jié)構(gòu)封閉圍合形成的高層建筑結(jié)99

框架—核心筒結(jié)構(gòu)

由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu)稱框架—核心筒結(jié)構(gòu)。

樓電梯間及一些服務(wù)用房做內(nèi)核心筒；大空間房布置在外，做外框架。核心筒的整體性好，抗側(cè)剛度很大，故框架—核心筒結(jié)構(gòu)體系適用于高度較高，功能較多的建筑。第35頁/共57頁框架—核心筒結(jié)構(gòu)由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層100

芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.45kN/m2

香港中國銀行，鋼斜撐、鋼梁、鋼骨組合混凝土柱的空間桁架體系.桁架筒結(jié)構(gòu)第36頁/共57頁芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.4101桁架筒結(jié)構(gòu)上海金貿(mào)大廈——內(nèi)筒為八角形鋼筋混凝土核心筒，外筒由八根復(fù)合巨型柱、8根鋼柱，用鋼量0.7kN/m2。（芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.45kN/m2

）第37頁/共57頁桁架筒結(jié)構(gòu)上海金貿(mào)大廈——內(nèi)筒為八角形鋼筋混凝土核心筒，外筒102第38頁/共57頁第38頁/共57頁103筒中筒結(jié)構(gòu)

廣東國際大廈，63層，200m，鋼筋混凝土內(nèi)筒體，外筒由鋼骨混凝土和鋼柱組成.

薄壁內(nèi)筒和密柱外框筒（桁架筒）組成，抗風(fēng)、抗震能力好.第39頁/共57頁筒中筒結(jié)構(gòu)廣東國際大廈，63層，200m，鋼筋混凝104筒體結(jié)構(gòu)(空間受力體系)（1）框筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒承受豎向荷載，外筒承受水平荷載，柱距一般在3m以內(nèi)，框筒梁比較高，開洞面積在60%以下1931年102層帝國大廈：鋼框架－剪力墻體系，用鋼量2.06kN/m21972年110層世界貿(mào)易中心：筒中筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.81kN/m21974年110層西爾斯大樓：鋼成束筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.61kN/m2第40頁/共57頁筒體結(jié)構(gòu)(空間受力體系)（1）框筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒承受豎向荷載，105第41頁/共57頁第41頁/共57頁106第42頁/共57頁第42頁/共57頁1072.2.3高層建筑水平承重結(jié)構(gòu)的選型2.2.4高層建筑下部結(jié)構(gòu)的選型

第43頁/共57頁2.2.3高層建筑水平承重結(jié)構(gòu)的選型第43頁/共57頁108第44頁/共57頁第44頁/共57頁109混合結(jié)構(gòu)：由鋼框架或型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土筒體(或剪力墻)所組成的共同承受豎向和水平作用的高層建筑結(jié)構(gòu).帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)；錯層結(jié)構(gòu)：樓板高度使樓層產(chǎn)生錯層。錯層結(jié)構(gòu)對抗震設(shè)計不利，錯層兩側(cè)宜采用結(jié)構(gòu)布置和側(cè)向剛度相近的結(jié)構(gòu)體系，不歸并為一層計算。多塔樓結(jié)構(gòu)：兩個或兩個以上塔樓用裙房(底盤)相連組成多塔樓結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，計算難，應(yīng)重視其平面及豎向布置，應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。帶加強(qiáng)層高層建筑結(jié)構(gòu)：利用建筑避難層、設(shè)備層空間，設(shè)置適宜剛度的水平伸臂構(gòu)件（斜腹桿桁架、實體梁、整層或跨若干個層高的箱形梁、空腹桁架），構(gòu)成帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)。巨型框架結(jié)構(gòu)：體系由兩級結(jié)構(gòu)組成，一級巨梁、巨柱或巨型桁架框架；二級小框架或支撐或懸掛在一級矩形框架梁上?？蚣?支撐(抗震墻板)結(jié)構(gòu)：框架中含支撐桿件。多為綱結(jié)構(gòu)用。5）其他結(jié)構(gòu)

第45頁/共57頁混合結(jié)構(gòu)：由鋼框架或型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土筒體(或剪力墻110加強(qiáng)層——設(shè)置連接內(nèi)筒與外圍結(jié)構(gòu)的水平外伸臂(梁或桁架)結(jié)構(gòu)的樓層(1~3層),水平外伸臂構(gòu)件必須貫通核心筒并在核心筒轉(zhuǎn)角處布置，形成井字形。必要時還可沿該樓層外圍結(jié)構(gòu)周邊設(shè)置帶狀水平或桁梁.

加強(qiáng)層的合理位置和數(shù)量：1個加強(qiáng)層時，可設(shè)在0.6H附近；兩個加強(qiáng)層時，可在頂層和0.5H附近分別設(shè)置；多個加強(qiáng)層時，宜沿豎向從頂層向下均勻布置。第46頁/共57頁加強(qiáng)層——設(shè)置連接內(nèi)筒與外圍結(jié)構(gòu)的水平外伸臂(梁或桁架)111第47頁/共57頁第47頁/共57頁112體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：一級為：跨越若干樓層的巨型梁（或巨型桁架梁）、巨型桁架柱（或?qū)嵏雇搀w柱），提供很大的抗側(cè)剛度和抗彎承載力；二級：位于巨型框架單元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也將荷載產(chǎn)生的內(nèi)力傳遞到一級結(jié)構(gòu)上。這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁體系由兩級結(jié)構(gòu)組成：巨型框架結(jié)構(gòu)第48頁/共57頁113上海證券交易所第49頁/共57頁上海證券交易所第49頁/共57頁114第50頁/共57頁第50頁/共57頁115

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果：改每6層辦公樓加插一個3層樓凈高空中花園每8層辦公樓加插一個4層樓凈高的空中花園第51頁/共57頁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果：第51頁/共57頁116鋼骨鋼筋混凝