高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三

高層結(jié)構(gòu)的選型與布置高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般原則高層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法高層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法高層框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算構(gòu)造設(shè)計(jì)一、高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)水平荷載是主要的作用因素。側(cè)移驗(yàn)算不可忽視。豎向荷載中恒載所占的比重較大。結(jié)構(gòu)選型與布置是否合理，對(duì)建筑物的安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理取決定性作用。高層結(jié)構(gòu)的選型與布置HNM△二、高層結(jié)構(gòu)的選型結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)抵抗豎向荷載和水平荷載的傳力途徑及構(gòu)建組成方式?；舅襟w系：在豎向，承受豎向荷載，并傳給豎向體系；在水平向，起隔板和支撐豎向構(gòu)件的作用。基本豎向體系：在豎向，承受水平體系傳來的荷載，并傳給基礎(chǔ)；在水平向，抵抗水平作用，并傳給基礎(chǔ)?；A(chǔ)體系：將豎向荷載傳給地基；承受水平作用力，并傳給基礎(chǔ)；限制整個(gè)結(jié)構(gòu)的沉降。（一）高層結(jié)構(gòu)的選型原則滿足使用要求盡可能地與建筑型式相一致保證建筑物有足夠的安全和可靠性。施工簡(jiǎn)便。經(jīng)濟(jì)合理。（二）豎向承重結(jié)構(gòu)的型式及使用由梁、柱構(gòu)件通過結(jié)點(diǎn)連接組成的結(jié)構(gòu)稱為框架框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系剪切型特點(diǎn)：布置靈活；可形成大的使用空間；施工簡(jiǎn)便;較經(jīng)濟(jì)；抗側(cè)剛度小，側(cè)移大；對(duì)支座不均勻沉降較敏感。適用：60m及以下建筑。變形呈現(xiàn)剪切型特點(diǎn)：相對(duì)位移下部大，上部小。凸向與水平荷載指向一致剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻：能有效抵抗水平荷載的墻體。特點(diǎn)：抗側(cè)剛度大，側(cè)移?。皇覂?nèi)墻面平整；平面布置不靈活;

結(jié)構(gòu)自重大，吸收地震能量大；施工較麻煩，造價(jià)較高。適用：140m以內(nèi)的高層住宅和高層旅館變形呈現(xiàn)彎曲型特點(diǎn)：相對(duì)位移下部小，上部大。凸向與水平荷載指向相反。彎曲型框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)（框筒、實(shí)腹筒、桁架筒）

筒中筒結(jié)構(gòu)、成束筒、框架－核心筒－伸臂結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：空間結(jié)構(gòu)，剛度很大，受力好。

適用：超高層建筑。巨型結(jié)構(gòu)體系巨形框架結(jié)構(gòu)巨型框架、巨型桁桁架、懸掛結(jié)構(gòu)、、脊骨結(jié)構(gòu)等。巨型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分分兩級(jí)，第二級(jí)為為一般框架，只承承受受豎向荷載，并并將其傳遞給第一一級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)。第一級(jí)級(jí)結(jié)構(gòu)承受全部水水平荷載載和豎向荷荷載。巨型結(jié)構(gòu)適用：超超高層建筑。（三）水平承重結(jié)結(jié)構(gòu)型式及選擇1、普通肋形樓蓋特點(diǎn)：板薄，砼用用量少，自重輕，，施工方便，較較經(jīng)濟(jì)。但板底不不平，可能影響美美觀和使用。類型：?jiǎn)蜗虬謇咝涡螛巧w雙向板肋形樓蓋井式樓蓋單向板比雙向板經(jīng)經(jīng)濟(jì)，但梁多。2、密肋樓蓋用于跨度大而層高高受限制的情況。。肋距1.0-1.5m，一般用1.2m較經(jīng)濟(jì)。非預(yù)應(yīng)力的跨度一一般不大于9m。預(yù)應(yīng)力的跨度一般般不大于12m。3、無梁樓蓋（框架架結(jié)構(gòu)中）用于荷載較大而層層高受限制的情況況。非預(yù)應(yīng)力的跨度不不大于6m。預(yù)應(yīng)力的跨度不大大于9m。4、非預(yù)應(yīng)力平板（（剪力墻、筒體結(jié)結(jié)構(gòu)中）優(yōu)點(diǎn)：降低建筑層層高，板底平整，，分為實(shí)心和空心心板。。跨度一般不超過7m?？招钠桨澹喊搴?0cm至40cm，內(nèi)埋大孔空心管管。高跨比二十分之之一至三十分之一一。5、預(yù)應(yīng)力平板（1）預(yù)應(yīng)力空心板（2）預(yù)應(yīng)力大樓板（3）預(yù)應(yīng)力疊合板（4）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)現(xiàn)澆平板6、組合式樓蓋（1）壓型鋼板—砼樓板（2）鋼梁—砼板組合樓蓋（3）網(wǎng)架樓蓋（四）基礎(chǔ)型型式及選擇高層建筑宜設(shè)地下下室，且基礎(chǔ)埋深深符合H/12（天然地基）、H/15（樁基礎(chǔ)）1、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)礎(chǔ)適用：層數(shù)不多、、土質(zhì)較好的框架架結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石時(shí)，，可采用地錨將基基礎(chǔ)錨固在巖石上上，錨入長(zhǎng)度≥40d。2、交叉梁基礎(chǔ)雙向?yàn)闂l形基礎(chǔ)。。適用：層數(shù)不多，，土質(zhì)一般的框架架、剪力墻、框架架—剪力墻結(jié)構(gòu)。3、片筏基礎(chǔ)適用：層數(shù)不多土土質(zhì)較弱或?qū)訑?shù)較較多土質(zhì)較好時(shí)用用。4、箱形基礎(chǔ)適用；層數(shù)較多、、土質(zhì)較弱的高層層建筑。5。樁基礎(chǔ)適用：地基持力層層較深時(shí)采用。6。復(fù)合基礎(chǔ)適用：層數(shù)較多或或土質(zhì)較弱時(shí)采用用。三、高層結(jié)構(gòu)的布布置（一）結(jié)構(gòu)布置原原則滿足使用要求，并并盡可能地與建筑筑的平、立、剖面面劃分相一致。滿足人防、消防要要求，使水、暖、、電各專業(yè)的工作作能有效進(jìn)行。結(jié)構(gòu)上受力可靠，，變形小。妥善處理溫度、地地基不均勻沉降以以及地震影響。施工簡(jiǎn)便。經(jīng)濟(jì)合理（二）平面布置要要點(diǎn)簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻勻、對(duì)稱。承重結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布布置，偏心小，構(gòu)構(gòu)件類型少。平面長(zhǎng)度和突出部部分應(yīng)滿足要求，，凹角宜采用加強(qiáng)強(qiáng)措施。受力好，施工簡(jiǎn)便便，造價(jià)省。平面尺寸限值參書書上P249表8－2扭轉(zhuǎn)不規(guī)則平面不規(guī)則凹凹凸不規(guī)則則樓板局部不連續(xù)注意：剪力墻的布布置、填充墻的布布置、樓電梯間的的布置。（三）豎向結(jié)構(gòu)布布置要點(diǎn)1高寬比的控制。豎向體型應(yīng)力求規(guī)規(guī)則、均勻，避免免有過大的外挑和和內(nèi)收。側(cè)向剛度不規(guī)則豎向不規(guī)則豎向向抗側(cè)力構(gòu)件不連連續(xù)樓層承載力突變書上p252圖8-33豎向結(jié)構(gòu)截面尺寸寸改變不超過4段，每次尺寸減少少不宜太大，且強(qiáng)強(qiáng)度改變與尺寸改改變錯(cuò)開樓層布置置。4基礎(chǔ)有一定的埋置置深度。5宜設(shè)地下室。（四）變形縫設(shè)設(shè)置變形縫：伸縮縫、、沉降縫、抗震縫縫。1、伸縮縫為防止溫度變化和和砼收縮導(dǎo)致房屋屋開裂而設(shè)。伸縮縫只設(shè)在上部部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不設(shè)。。伸縮縫處宜做雙柱柱或雙墻，伸縮縫縫最小寬度為50mm。伸縮縫的最大間距距參書上P16表2.8不設(shè)或增加伸縮縫縫間距的措施：提高縱向構(gòu)件配筋筋率。頂部采取保溫、隔隔熱和通風(fēng)措施。。降低頂部結(jié)構(gòu)剛度度。摻膨脹劑。留后澆帶。30m~40m設(shè)一道寬800~1000mm鋼筋混凝土后澆帶帶，一個(gè)月以后澆澆。設(shè)在受力小的的部位。2、沉降縫為防止地基不均勻勻或房屋層數(shù)和高高度相差很大引起起房屋開裂而設(shè)。。沉降縫不但上部結(jié)結(jié)構(gòu)要斷開，基礎(chǔ)礎(chǔ)也要斷開。不設(shè)沉降縫的措施施：采用端承樁等剛度度很大的基礎(chǔ)。主樓與裙房用不同同形式的基礎(chǔ)。先施工主樓，后施施工裙房。預(yù)留沉降差。3、防震縫地震區(qū)為防止房屋屋與房屋或結(jié)構(gòu)單單元與結(jié)構(gòu)單元地地震時(shí)相互碰撞而而設(shè)。基礎(chǔ)可不設(shè)防震縫縫，但應(yīng)在相應(yīng)位位置處加強(qiáng)構(gòu)造和和連接。防震縫應(yīng)盡可能與與溫度縫、沉降縫縫重合。特別注意保證防震震縫的寬度。最小小寬度為70mm。當(dāng)前的趨勢(shì)是：采采取有效措施，盡盡量不設(shè)或少設(shè)縫縫。高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)一、結(jié)構(gòu)布置應(yīng)雙向布置。柱網(wǎng)尺寸不宜大于于10m×10m；墻下應(yīng)設(shè)梁支承承；梁柱軸線宜重重合在一個(gè)平面面內(nèi)。當(dāng)梁柱軸線不在一一個(gè)平面內(nèi)時(shí)，偏偏心距不宜大于柱柱截面在該方向向邊長(zhǎng)的1/4。二、截面尺寸估算算（一）梁一般梁：最最小尺寸：250㎜×400㎜。扁梁：現(xiàn)澆樓面每一側(cè)翼翼緣的有效寬度可可取至板厚度的6倍。梁截面慣性距可近近似按下表取用樓板類型邊框類型中間框架梁現(xiàn)澆樓板I=1.5I=2.0裝配整體式樓板I=1.2I=1.5裝配式樓板I=I0I=I0房屋高度不超過50m時(shí)，可采用裝配整整體式樓蓋。梁的線剛度（二）柱當(dāng)按抗震設(shè)計(jì)時(shí)，，宜宜大于4，且軸壓比滿足；；式中N—柱軸力，N=（1.1~1.2）N，N---負(fù)荷載面積×（12~14）kN/m2fc—混凝土軸心抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；b、h—柱截面寬度和高度度。（柱的截面尺尺寸不宜小于350mm×400mm）四、荷載及地震作作用五、內(nèi)力計(jì)算（一）豎向荷載的內(nèi)力計(jì)計(jì)算1.樓面荷載分配原則則簡(jiǎn)支板：朝兩支座座分配。單向板：朝兩長(zhǎng)邊邊分配。雙向板：朝朝四邊分配配。三角形荷載載和梯形荷荷載可折算算成等效均均布荷載：：墻體的重量量直接傳遞遞給它的支支承梁。2.活載布置滿布。3.豎向荷載下下的內(nèi)力計(jì)計(jì)算方法⑴分層法①基本假定；；l忽略框架的的側(cè)移；l每層梁上的的荷載只在在該層梁和和與之相連連的柱上傳傳遞。②計(jì)算簡(jiǎn)圖③注意事項(xiàng)除底層外，，各層柱的的線剛度應(yīng)應(yīng)乘0.9，且其傳遞遞系數(shù)由1/2改為1/3，其它桿的的線剛度和和傳遞系數(shù)數(shù)不變。梁的彎矩為為最終彎矩矩，柱的彎彎矩為與之之相連兩層層計(jì)算彎矩矩迭加。若若節(jié)點(diǎn)彎矩矩不平衡，，可將不平平衡彎矩再再分配一次次?？蚣茉谪Q向向荷載作用用下的內(nèi)力力調(diào)幅完成成后,再與風(fēng)載及及地震作用用效應(yīng)組合合。（2）迭代法（二）水平作用下下的內(nèi)力計(jì)計(jì)算1.反彎點(diǎn)法適用范圍：：橫梁線剛剛度與柱線線剛度之比比不小于3。⑴反反彎點(diǎn)位置置（反彎點(diǎn)點(diǎn)處彎矩為為零，剪力力不為零。。）底層柱離柱柱底2/3層高處，其其余各層位位于柱中點(diǎn)點(diǎn)。c.可調(diào)幅。支支座彎矩調(diào)調(diào)幅系數(shù)如如下：現(xiàn)澆框架0.8~0.9裝配式框架架.07~0.8支座調(diào)幅后后,跨中彎矩應(yīng)應(yīng)相應(yīng)調(diào)整整，且大于于按簡(jiǎn)支計(jì)計(jì)算梁跨中中彎矩的一半半⑵反彎點(diǎn)處剪剪力計(jì)算自上而下依依次沿每層層反彎點(diǎn)處處取脫離體體。式中仿照上述方方法得：⑶各柱彎矩柱端彎矩=反彎點(diǎn)處剪剪力×反彎點(diǎn)至柱柱端距離（4）梁端彎矩矩中間節(jié)點(diǎn)：：2。D值法⑴框架柱的抗抗側(cè)剛度式中—柱抗側(cè)剛度度修正系數(shù)數(shù)，按下表表計(jì)算。(2)框架柱的反反彎點(diǎn)位置置每一根桿的的反彎點(diǎn)位位置都不同同，反彎點(diǎn)高度度系數(shù)按下下式計(jì)算：：式中見表5-4~5-6。（3）框架彎矩矩圖反彎點(diǎn)位置置確定以后后，柱剪力力、柱彎矩矩以及梁端端彎矩的計(jì)算與反反彎點(diǎn)法相相同。反彎點(diǎn)總是是向剛度減減小的方向向移動(dòng)剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)一、結(jié)構(gòu)布布置1剪力墻應(yīng)雙向布布置或多向向布置。2每個(gè)墻段的的長(zhǎng)度不宜大于8，高寬比不不應(yīng)小于2。較長(zhǎng)的剪剪力墻可用用樓板（無無連梁）或或弱的連梁梁分為若干干獨(dú)立墻段段。3剪力墻宜自自下到上連連續(xù)布置，，避免剛度度突變。4剪力墻的門門窗洞口宜宜上下對(duì)齊齊，成列布布置，形成成明確的墻墻肢和連梁梁。二、剪力墻墻的分類、、受力特點(diǎn)點(diǎn)及分類界界限（一）剪力力墻的分類類及受力特特點(diǎn)1無洞口剪力力墻2整截面剪力力墻：開洞洞面積不大大于16％且洞口與與洞口之間間凈距以及及洞口至墻墻邊的距離離大于洞口口長(zhǎng)邊尺寸寸。受力特點(diǎn)：：如同一個(gè)個(gè)整體的懸懸臂墻。在在墻肢的整整個(gè)高度上上，彎矩圖圖既不突變變，也無反反彎點(diǎn)。變變形以彎曲曲型為主。。3整體小開口口墻：開洞洞面積大于于16％但墻肢中中的局部彎彎矩不超過過墻體整體體彎矩的15％為整體小小開口墻。。受力特點(diǎn)：：彎矩圖在在連梁處發(fā)發(fā)生突變，，但在整個(gè)個(gè)墻肢高度度上沒有或或僅僅在個(gè)個(gè)別樓層中中才出現(xiàn)反反彎點(diǎn)。整整個(gè)剪力墻墻的變形仍仍以彎曲型型為主。4雙肢及多肢肢剪力墻：：開洞較大大、洞口成成列布置的的墻。受力特點(diǎn)：：與整體小小開口墻相相似。5壁式框架：：洞口尺寸寸大、連梁梁線剛度大大于或接近近墻肢線剛剛度的墻。。受力特點(diǎn)：：柱的彎矩矩圖在樓層層處有突變變，且在大大多數(shù)樓層層中都出現(xiàn)現(xiàn)反彎點(diǎn)。。整個(gè)剪力力墻的變形形以剪切型型為主，與與框架的受受力相似。。（二）各類類剪力墻的的分類標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)