建筑系结构选型高层建筑 第八章建筑物的其他结构体系 83高层建筑结构体系 概述(电大录像第51讲) ●钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 JGJ50045-95 >=8层,属高层 ●高层民用建筑设计防火规范GB50045-95 >=10层,H》=24m,且2层以上 二、结构体系的选用及水平变形的限制 荷载特点 竖向 低层中起控制作用 多层中共同起控制作用 水平 高层中起控制作用 2.结构体系适用高度 《高规》表2.1.2 3.水平变形的限制 (1)原因 ●保证正常工作与生活 ●保证填充墙及建筑装饰不开裂、不脱落 ●保证不使主体结构开裂 (2)控制层间相对位移Au,△u/h《高规》表4.9.3 控制顶点的水平位移u,u/h《高规》表4.9.4 第1页共8页
建筑系 结构选型 高层建筑 第 1 页 共 8页 第八章 建筑物的其他结构体系 8.3 高层建筑结构体系 一、 概述（电大录像 第 51 讲） ⚫ 钢 筋 混 凝 土 高 层 建 筑 结 构 设 计 与 施 工 规 程 JGJ50045-95 >=8 层，属高层 ⚫ 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95 >=10 层，H>=24m，且 2 层以上 二、 结构体系的选用及水平变形的限制 1． 荷载特点 竖向 低层中起控制作用 多层中共同起控制作用 水平 高层中起控制作用 2.结构体系适用高度 《高规》 表 2.1.2 3.水平变形的限制 (1) 原因 ⚫ 保证正常工作与生活 ⚫ 保证填充墙及建筑装饰不开裂、不脱落 ⚫ 保证不使主体结构开裂 （2）控制层间相对位移u,u/h 《高规》表 4.9.3 控制顶点的水平位移 u,u/h 《高规》表 4.9.4
建筑系结构选型高层建筑 (2)建筑物的高宽比H/B,《高规》表213 ●是衡量建筑物刚度 限制侧移的一个重要指标 应在建筑方案阶段解决 三、结构的总体布置原则与变形缝的设置 1.总体布置原则 合理与否影响很大 建筑物的使用、坚固、经济、美观、施工 (1)选择对抵抗水平荷载最有效的结构体系 (2)平面力求均匀对称,减少扭转 (3)抗震建筑(各结构单元) 平面形状力求简单规则《高规》表2.2.3 要求e/L<=0.05 刚度中心 合力中心 第2页共8页
建筑系 结构选型 高层建筑 第 2 页 共 8页 (2) 建筑物的高宽比 H/B, 《高规》表 2.1.3 ⚫ 是衡量建筑物刚度 限制侧移的一个重要指标 ⚫ 应在建筑方案阶段解决 三、 结构的总体布置原则与变形缝的设置 1． 总体布置原则 合理与否 影响很大 建筑物的使用、坚固、经济、美观、施工 （1） 选择对抵抗水平荷载最有效的结构体系 （2） 平面力求均匀对称，减少扭转 （3） 抗震建筑（各结构单元） ⚫ 平面形状力求简单规则《高规》表 2.2.3 P 刚度中心 合力中心 L e 要求e/L<=0.05
建筑系结构选型高层建筑 ●尽端或拐角部位不宜设置楼梯间,否则应采取加强措施 立面不应有过大的伸出或收进《高规》表2.3.1 ●避免结构刚度沿房屋高度突变,尽量 减少屋顶的局部突出 同一结构单元的楼盖不宜错层布置 锥状塔 尽量降低结构的重心 2变形缝的设置《高规》第2.2.42.2.10条 伸缩缝:温度变化,材料收缩-—一不能太长 沉降缝:地基不均匀,荷载差异大-沉降差异 ●抗震缝:平面、立面不规则,体型复杂 -动力特性不同,变形不 四、高层建筑的造型 1.建筑体形 建筑艺术 结构合理 2.高层、超高层(H>100m)-基本均衡、对称 H>70m,大多采用塔式 各向刚度比较接近,有利于抵抗水平力 第3页共8页
建筑系 结构选型 高层建筑 第 3 页 共 8页 ⚫ 尽端或拐角部位不宜设置楼梯间,否则应采取加强措施 ⚫ 立面不应有过大的伸出或收进 《高规》表 2.3.1 ⚫ 避免结构刚度沿房屋高度突变,尽量 减少屋顶的局部突出 ⚫ 同一结构单元的楼盖不宜错层布置 ⚫ 尽量降低结构的重心 2.变形缝的设置 《高规》第 2.2.4~2.2.10 条 ⚫ 伸缩缝:温度变化,材料收缩-----不能太长 ⚫ 沉降缝:地基不均匀,荷载差异大----沉降差异 ⚫ 抗震缝:平面、立面不规则，体型复杂 ----动力特性不同，变形不一 四、 高层建筑的造型 1．建筑 体形 建筑艺术 结构合理 2． 高层、超高层（H>100m）----基本均衡、对称 H>70m，大多采用塔式 各向刚度比较接近，有利于抵抗水平力 锥状塔
建筑系结构选型高层建筑 方形 矩形 圆形 (L/B<=2) 风载小,比矩形、方形减少40% 比六、八角形减少20% 端庄 外墙面积最小,有效面积最大,经济 施工简便 外观轻巧活泼 适于办公楼、公寓类适用于旅馆等商业性建筑 角形 外墙面积较大 有效面积较小 施工较复杂 般只用在地形环境有特殊要求时 五、结构布置的一般要求 1.框架结构 ●柱网 柱距(开间)4~6m 跨度(进深)612m 等跨式(6+6+6)x6商场、娱乐厅 (7.5+7.5)x6 内廊式(6+2.4+6)x6教室、宾馆 (7.5+2.4+7.5)x6 第4页共8页
建筑系 结构选型 高层建筑 第 4 页 共 8页 五、 结构布置的一般要求 1． 框架结构 ⚫ 柱网 柱距（开间） 4~6m 跨度（进深） 6~12m 等跨式 （6+6+6）x6 商场、娱乐厅 (7.5+7.5)x6 内廊式 (6+2.4+6)x6 教室、宾馆 (7.5+2.4+7.5)x6 方形 矩形 (L/B<=2) 端庄 施工简便 适于办公楼、公寓类 圆形 风载小，比矩形、方形减少40% 比六、八角形减少20% 外墙面积最小，有效面积最大，经济 外观轻巧活泼 适用于旅馆等商业性建筑 方形 矩形 (L/B<=2) 端庄 施工简便 适于办公楼、公寓类 圆形 风载小，比矩形、方形减少40% 比六、八角形减少20% 外墙面积最小，有效面积最大，经济 外观轻巧活泼 适用于旅馆等商业性建筑 外墙面积较大 有效面积较小 施工较复杂 一般只用在地形环境有特殊要求时 三角形
建筑系结构选型高层建筑 ●层高,宜采用300m、600mm的倍数 3.3,3.6,…,4.2,4.8, ●梁h=(1/121/8)1,b=(1/31/2)hb 柱N/fbh=140mm) ●横墙承重 剪力墙间距S=3~8m S<4m,15层以下住宅,构造配筋 不需砌隔墙,楼板经济 S=6m,充分利用剪力墙刚度、承载力 需砌隔墙,楼板用钢量大 纵横墙承重(需布置梁)可形成较大房间 独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2 墙肢截面高度与厚度之比不宜小于3 (2)分类—据门窗洞口大小、位置对剪力墙受力性能影响 划分 ●整体墙、小开口整体墙 整体悬臂墙 开孔面积<=15%墙面面积 第5页共8页
建筑系 结构选型 高层建筑 第 5 页 共 8页 ⚫ 层高，宜采用 300mm、600mm 的倍数 3.3,3.6,……，4.2,4.8,…… ⚫ 梁 hb =(1/12~1/8)l，bb=(1/3~1/2)hb ⚫ 柱 N/fcbchc=140mm） ⚫ 横墙承重 剪力墙间距 S=3~8m S<4m，15 层以下住宅，构造配筋 不需砌隔墙，楼板经济 S=6m，充分利用剪力墙刚度、承载力 需砌隔墙，楼板用钢量大 ⚫ 纵横墙承重（需布置梁）可形成较大房间 ⚫ 独立墙段的总高度与长度之比不宜小于 2 墙肢截面高度与厚度之比不宜小于 3 （2） 分类---据门窗洞口大小、位置对剪力墙受力性能影响 划分 ⚫ 整体墙、小开口整体墙 ——整体悬臂墙 开孔面积<=15%墙面面积
建筑系结构选型高层建筑 孔洞净距、孔洞至墙边净距〉孔洞长边 ●双肢、多肢剪力墙(开洞宜上下对齐) 连系梁 墙肢 7的 S=68m T1横=0.054NT1被=0.06N T1纵=0.04N T1纵=0.05N (3)底层大空间剪力墙 ●落地剪力墙数量:非抗震>=30% 抗震>=50% ●上下层刚度比r:非抗震r<=3 抗震r<=2 (落地墙加厚,提高混凝土等级) ●落地剪力墙的洞口宜布置在中部 框支梁上的一层墙体内不宜设边门洞,不得在中柱上 方设门洞 不得 不宜
建筑系 结构选型 高层建筑 第 6 页 共 8页 孔洞净距、孔洞至墙边净距>孔洞长边 ⚫ 双肢、多肢剪力墙（开洞宜上下对齐） ⚫ S=3~6m S=6~8m T1 横=0.054N T1 横=0.06N T1 纵=0.04N T1 纵=0.05N （3） 底层大空间剪力墙 ⚫ 落地剪力墙数量：非抗震 >=30% 抗震>=50% ⚫ 上下层刚度比 r：非抗震 r<=3 抗震 r<=2 （落地墙加厚，提高混凝土等级） ⚫ 落地剪力墙的洞口宜布置在中部 ⚫ 框支梁上的一层墙体内不宜设边门洞，不得在中柱上 方设门洞 连系梁 墙肢 不得 不宜
建筑系结构选型高层建筑 落地剪力墙的间距S 非抗震 S=140mm且>=1/25h(h为层高) ●配筋双层双向,d>=8m (2)协同工作条件—楼盖在水平方向刚度足够大 ●楼盖自身刚度大一一现浇、迭合 剪力墙的最大间距L/B<=[]《高规》表2.4.3 (3)剪力墙布置——对称均匀 ●横向墙:建筑物端部附近 平面形状变化处 恒载较大处 ●纵向墙:建筑物两端附近 ●竖向宜贯通建筑全高,或沿竖向递减,避免刚度突变 ●每片墙尽可能联在一起,形成L、口形等,刚度大 ●楼、电梯井等洞口两侧增设墙 ●不宜在变形缝两侧同时设墙,否则施工不便 第7页共8页
建筑系 结构选型 高层建筑 第 7 页 共 8页 ⚫ 落地剪力墙的间距 S 非抗震 S=140mm 且>=1/25h（h 为层高） ⚫ 配筋 双层双向，d>=8mm （2） 协同工作条件——楼盖在水平方向刚度足够大 ⚫ 楼盖自身刚度大——现浇、迭合 ⚫ 剪力墙的最大间距 L/B<=[ ] 《高规》表 2.4.3 （3） 剪力墙布置——对称均匀 ⚫ 横向墙：建筑物端部附近 平面形状变化处 恒载较大处 ⚫ 纵向墙：建筑物两端附近 ⚫ 竖向宜贯通建筑全高，或沿竖向递减，避免刚度突变 ⚫ 每片墙尽可能联在一起，形成 L、口形等，刚度大 ⚫ 楼、电梯井等洞口两侧增设墙 ⚫ 不宜在变形缝两侧同时设墙，否则施工不便
建筑系结构选型高层建筑 3.筒体结构 ●30层以上采用(100m以上) ●框架一筒体 (电梯井、设备管道) 内筒边长为所在方向边长 的1/81/10 ●框筒——四周密排柱与高跨比很大的横梁(窗裙梁)组成 如同多孔的筒体 柱距1.2~3.0m(4.5m) 梁高0.61.2m 梁宽0.30.5m 建筑形式可以大胆地表达结构体系,发挥结构的美学表 现力,表现出建筑的真实风格,从而表明技术的合理性是建 筑艺术的组成部分。 这一效果必然是建筑师与结构工程师共同努力的结果。 第8页共8页
建筑系 结构选型 高层建筑 第 8 页 共 8页 3． 筒体结构 ⚫ 30 层以上采用（100m 以上） ⚫ 框架—筒体 （电梯井、设备管道） 内筒边长为所在方向边长 的 1/8~1/10 ⚫ 框筒——四周密排柱与高跨比很大的横梁（窗裙梁）组成 如同多孔的筒体 柱距 1.2~3.0m（4.5m） 梁高 0.6~1.2m 梁宽 0.3~0.5m 建筑形式可以大胆地表达结构体系，发挥结构的美学表 现力，表现出建筑的真实风格，从而表明技术的合理性是建 筑艺术的组成部分。 这一效果必然是建筑师与结构工程师共同努力的结果