T高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計課件4

第一章高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的布置§1—2高層建筑結(jié)構(gòu)體系

常用的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)，框架——剪力墻和筒體。梁、柱通過節(jié)點連接成框架。剪力墻是一片高大的鋼筋砼墻體，高達數(shù)十米，寬達十幾米，厚度比較薄。（承受水平荷載）。

剪力墻既承受豎向荷載又承受水平荷載，其內(nèi)力有M、N、V因為它能承受較大的水平荷載——剪力故稱為剪力墻，又稱抗震墻、結(jié)構(gòu)墻。

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是全部由剪力墻組成的房屋結(jié)構(gòu)體系，在其自身平面內(nèi)有很大的側(cè)向剛度，在平面方向有剛性樓蓋的支承。

框架——剪力墻：在框架結(jié)構(gòu)中布置部分剪力墻。

筒體：剪力墻圍成封閉或非封閉的筒體，使其具有更大的空間抗側(cè)力剛度。筒體可分為實腹筒、框筒及桁架筒等。筒體與其它類型單元可組成框架——筒體體系、多筒體系、筒中筒體系等。一、框架結(jié)構(gòu)體系：

優(yōu)點：平面布置靈活，可做成較大空間的會議室，營業(yè)室，教室、展覽廳、餐廳等，也可隔成小房間，宜采用輕質(zhì)隔墻以減少自重。

缺點：抗側(cè)剛度小，側(cè)向變形大，高度受限制，高度過大將導(dǎo)致梁、柱截面尺寸太大，影響使用面積，框架修建高度通常為15~20層（45m~60m以內(nèi)）8度地區(qū)不超過45m，通常采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，9度地區(qū)不宜采用。

結(jié)構(gòu)布置：包括內(nèi)容：梁、柱位置，柱網(wǎng)尺寸等。梁柱布置要整齊、規(guī)則、平面形狀可為矩形、圓形、弧形、十字形等。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)體系隨著建筑物高度的增加，框架結(jié)構(gòu)柱子的合理截面已難以承擔(dān)由于豎向荷載、特別是水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，為了抵抗外荷載需要，不斷增大柱的截面，造成不合理的設(shè)計，用鋼筋砼墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁、柱、則能承擔(dān)各種荷載的內(nèi)力，由于墻板截面其慣性矩大，因此其側(cè)向剛度很大，并能有效地控制結(jié)構(gòu)的水平變形。剪力墻亦稱抗震墻。

優(yōu)點：現(xiàn)澆剪力墻體系整體性好、剛度大、側(cè)向變形與框架結(jié)構(gòu)體系比，可以建造更高的高層建筑。缺點：剪力墻的間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求

剪力墻的間距（樓板跨度）一般為3~8m，用于住宅旅館及辦公樓中，適宜高度，8度地震區(qū)宜在100米以下。

1．改進樓板做法，加大剪力墻間距。2．底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)。框支剪力墻的底部為框支柱，但這種結(jié)構(gòu)，底部與上部墻體剛度相差懸殊，在地震作用下將產(chǎn)生很大的側(cè)向變形，在地震區(qū)不允許采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系：但可采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，部分采用框支，其余剪力墻落地。三、框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置部分剪力墻，成為框——剪結(jié)構(gòu)體系前已介紹：框架：抗側(cè)剛度差，平面布置靈活。剪力墻：抗側(cè)剛度大，使用空間受限制。二者結(jié)合取長補短，共同抵抗豎向及水平荷載。二者共同承受水平荷載（通過樓板協(xié)調(diào)工作）。

剪力墻抗側(cè)剛度大，故承受大部分水平（荷載）力，框架承受少部分水平力，提供較大空間，這種結(jié)構(gòu)已得到廣泛的應(yīng)用。例1：教六樓例2：蘭州工貿(mào)大廈

框——剪結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)注意如下問題：1．剪力墻的數(shù)量：為了滿足變形要求（例如δ/h≤1/800）要求增加∑EI，但∑EI不宜過大，滿足位移要求即可，因為增大∑EI后地震力也隨之增大。按頂點位移法，基本周期T=1.7△——假想頂點位移地震作用FEK=G

EI↑△↓T↓α↑↑

根據(jù)計算∑EI增大一倍時，地震力將增大20%，故過多增加剪力墻是不經(jīng)濟的。2．剪力墻的布置及間距（1）宜分散布置，不宜只布置一道，每道不宜承受超過總水平力40%。（2）剪力墻布置應(yīng)與建筑使用要求相結(jié)合：既不影響使用，又要滿足結(jié)構(gòu)的受力要求?？梢圆捎脝纹问交騆、I形，或布置成筒形。（3）剪力墻布置要對稱，以減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。質(zhì)量中心（地震合力中心）剛度中心，確定方向，算出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，將剛度當(dāng)成面積，求其形心——剛度中心。

剛度中心與質(zhì)量中心宜盡量接近。（4）地震區(qū)（縱、橫方向都應(yīng)布置，且接近相等（因二方向）地震力大小接近）剪力墻在平面內(nèi)剛度大。（5）剪力墻應(yīng)貫通全高，門窗洞口盡量做到上下對齊，大小相等使結(jié)構(gòu)上下剛度連貫且均勻。（6）剪力墻靠近結(jié)構(gòu)外圍布置，可以加強結(jié)構(gòu)的抗扭作用。但要考慮會約束溫度縮脹及砼收縮，應(yīng)采取適當(dāng)消除溫度應(yīng)力措施，（施工后澆帶）。（7）樓板在自身平面要有足夠剛度，以發(fā)揮剪力墻為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的作用。如果樓蓋在平面內(nèi)剛度不大，在水平力作用下將產(chǎn)如下圖彎曲變形，導(dǎo)致框架側(cè)移增大，框架水平剪力也將成倍增大。通?？肯拗芁/B比值作為保證樓蓋剛度的主要措施。

樓蓋類型地震烈度現(xiàn)澆樓蓋≤4非震區(qū)放寬裝配式樓蓋≤38度，9度設(shè)防時限制嚴(yán)格一些。L/B四、筒體及其組合

筒體有實腹筒、框筒、桁架筒等。組成筒形實腹筒——用剪力墻圍成的。由翼緣框筒——密柱、深梁框架圍成。腹板、在其平面桁架筒——豎桿和斜桿組成的桁架（四壁）。內(nèi)有很大的剛度

筒體有很很好的抗抗側(cè)剛度度及抗扭扭剛度（（固定于于基礎(chǔ)上上的箱形形懸臂構(gòu)構(gòu)件筒體體與其它它單元構(gòu)構(gòu)件可組組成各種種結(jié)構(gòu)體體系）。。（1）筒中筒筒（2）框架——筒體上上海聯(lián)誼誼大廈29層106.5米（3）成束筒筒西西爾爾斯大廈廈基本單元元梁、柱、、墻、樓樓板五、各種種結(jié)構(gòu)體體系的適適用范圍圍我國高層層規(guī)程規(guī)規(guī)定對于于鋼筋砼砼結(jié)構(gòu)適用用范圍的的建筑物物最大高高度如下表表所示：：建筑物最最大高度度(m)

結(jié)構(gòu)體系

非抗震設(shè)計抗震設(shè)計框架6度7度8度9度框架——剪力墻（筒體）706055452514013012010050剪力墻部分框支無框15014012010060筒中筒及成束筒18018015012070超過上述述規(guī)定時時