2.高层建筑结构体系与结构布置

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1、2.高层建筑结构体系与结构布置高层建筑结构体系与结构布置2.1概述概述2.2结构布置原则结构布置原则2.3结构布置实例结构布置实例2.4楼盖结构布置楼盖结构布置2.5基础结构布置基础结构布置2.6水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求2.1概述概述高高层层建建筑筑常常用用的的结结构构体体系系有有框框架架结结构构体体系系、剪剪力力墙墙结结构构体体系系、框架框架剪力墙结构体系和筒体体结构体系等。剪力墙结构体系和筒体体结构体系等。随随着着层层数数和和高高度度的的增增加加,水水平平作作用用对对高高层层建建筑筑结结构构安安全全的的控控制作用更加显著。制作用更加显著。 2.1.12.1.1框架结

2、构体系框架结构体系框架结构体系框架结构体系框架形成可灵活布置的建筑空间,使用较方便。框架形成可灵活布置的建筑空间,使用较方便。 2.1概述概述按施工方法的不同可分为:按施工方法的不同可分为:全现浇框架;全现浇框架;楼板预制,梁、柱现场浇筑的现浇框架;楼板预制,梁、柱现场浇筑的现浇框架;梁、板预制,柱现场浇筑的半装配式框架;梁、板预制,柱现场浇筑的半装配式框架;全部预制的装配式框架等。全部预制的装配式框架等。框架结构的框架结构的变形特点变形特点变形特点变形特点:1 1)弯曲变形)弯曲变形)弯曲变形)弯曲变形:柱的弯曲和轴向拉伸或压缩产生;:柱的弯曲和轴向拉伸或压缩产生;2 2)剪切变形)剪切变形

3、)剪切变形)剪切变形:梁柱杆件发生弯曲而引起的水平位移。:梁柱杆件发生弯曲而引起的水平位移。当框架的当框架的高宽比高宽比H/B4时,框架结构以剪切变形为主,时,框架结构以剪切变形为主,弯曲变形较小而可忽赂,其整体位移曲线呈剪切型,特点是结弯曲变形较小而可忽赂,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。构层间位移随楼层增高而减小。2.1概述概述框架结构的地震特点:框架结构的地震特点:框架结构的地震特点:框架结构的地震特点:1)框架节点易产生内力集中,常常是结构破坏薄弱环节;)框架节点易产生内力集中,常常是结构破坏薄弱环节;2)构构件件截截面面较较小小,抗抗侧侧刚刚度度小小,在在

4、地地震震作作用用下下易易产产生生较较大大整整体位移和层间位移,震害显著;体位移和层间位移,震害显著;3)非结构构件:填充墙、建筑装饰和设备管道等破坏严重。)非结构构件:填充墙、建筑装饰和设备管道等破坏严重。2.1概述概述2.1.2剪力墙结构剪力墙结构剪剪力力墙墙结结构构体体系系一一般般用用于于钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构中中,由由墙墙体体承承受全部水平作用和竖向荷载。受全部水平作用和竖向荷载。2.1概述概述水水平平力力作作用用时时,剪剪力力墙墙相相当当于于一一根根下下部部嵌嵌固固悬悬臂臂深深梁梁。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高

5、高层层建建筑筑剪剪力力墙墙结结构构,以以弯弯曲曲变变形形为为主主,其其位位移移曲曲线线呈呈弯曲形,特点是结构层间位移随楼层增高而增加。弯曲形,特点是结构层间位移随楼层增高而增加。剪剪力力墙墙结结构构比比较较适适用用于于住住宅宅和和旅旅馆馆,但但由由于于墙墙体体较较多多,房房屋屋开开间间较较小小,使使建建筑筑平平面面布布置置和和使使用用要要求求受受到到限限制制,不不容易形成大空间。容易形成大空间。剪剪力力墙墙结结构构比比框框架架结结构构刚刚度度大大、空空间间整整体体性性好好,用用钢钢量量较省,结构顶点水平位移和层间位移较小,震害较轻。较省,结构顶点水平位移和层间位移较小,震害较轻。2.1概述概述

6、2.1.32.1.3框架框架框架框架剪力墙结构剪力墙结构剪力墙结构剪力墙结构框架框架剪力墙结构是由框架和剪力墙组成的结构体系。剪力墙结构是由框架和剪力墙组成的结构体系。剪剪力力墙墙:使使结结构构具具有有较较强强的的抗抗震震抗抗风风能能力力,并并大大大大减减少少了了结结构构的的侧侧移移;在在大大地地震震时时还还可可以以防防止止砌砌体体填填充充墙墙、门门窗窗、吊吊顶顶等等非结构构件的严重破坏和倒塌。非结构构件的严重破坏和倒塌。框架:构成自由灵活的大空间,以满足不同建筑功能要求。框架:构成自由灵活的大空间,以满足不同建筑功能要求。因因此此,框框架架剪剪力力墙墙结结构构适适用用于于需需要要灵灵活活大大

7、空空间间的的多多层层和和高高层层建建筑筑,如如办办公公楼楼、商商业业大大厦厦、饭饭店店、旅旅馆馆、教教学学楼楼、试试验验楼楼、电讯大楼、图书馆、多层工业厂房及仓库、车库等建筑。电讯大楼、图书馆、多层工业厂房及仓库、车库等建筑。板柱板柱-剪力墙结构剪力墙结构是由是由板柱板柱框架(无梁楼盖)和剪力墙组成框架(无梁楼盖)和剪力墙组成的结构体系,其的结构体系,其受力特点与框架受力特点与框架-剪力墙结构类似剪力墙结构类似。2.1概述概述剪力墙承担大部分剪力,框架受力状况和内力分布因此得到改善。剪力墙承担大部分剪力,框架受力状况和内力分布因此得到改善。主要表现:主要表现:主要表现:主要表现:1)框架所承受

8、水平剪力减少且沿高度分布比较均匀;)框架所承受水平剪力减少且沿高度分布比较均匀;2)剪力墙所承受剪力愈接近结构底部愈大,有利于控制框架变形;剪力墙所承受剪力愈接近结构底部愈大,有利于控制框架变形;3)在结构上部,框架的水平位移有比剪力墙位移小的趋势,剪力墙在结构上部,框架的水平位移有比剪力墙位移小的趋势,剪力墙承受框架约束的负剪力。承受框架约束的负剪力。2.1概述概述2.1.42.1.4筒体结构筒体结构筒体结构筒体结构随随着着层层数数、高高度度增增大大,框框架架、剪剪力力墙墙以以及及框框架架剪剪力力墙墙等等结结构构体系往往不能满足要求,这时可采用。体系往往不能满足要求,这时可采用。筒体结构具有

9、很好的抗风和抗震性能的简体结构体系。筒体结构具有很好的抗风和抗震性能的简体结构体系。框架框架筒体结构体系、筒中筒结构体系、成束筒结构体系筒体结构体系、筒中筒结构体系、成束筒结构体系2.1概述概述2.1.5巨型结构巨型结构巨型桁架和巨型框架巨型桁架和巨型框架2.2结构布置原则结构布置原则2.2.12.2.1抗震设防布置原则抗震设防布置原则抗震设防布置原则抗震设防布置原则1)选择有利场地,避开不利场地,采取措施保证地基稳定性。选择有利场地,避开不利场地,采取措施保证地基稳定性。2)保保证证地地基基基基础础的的承承载载力力、刚刚度度,以以及及足足够够的的抗抗滑滑移移、抗抗倾倾覆覆能能力力,使使整整个

10、个高高层层建建筑筑形形成成稳稳定定的的结结构构体体系系,防防止止在在外外荷荷载载作作用下产生过大的不均匀沉降、倾覆和局部开裂等。用下产生过大的不均匀沉降、倾覆和局部开裂等。3)合合理理设设置置防防震震缝缝:一一般般情情况况下下宜宜采采取取调调整整平平面面形形状状与与尺尺寸寸,加加强强构构造造措措施施,设设置置后后浇浇带带等等方方法法,尽尽量量不不设设缝缝、少少设设缝缝。设设缝时必须保证有足够的缝宽。缝时必须保证有足够的缝宽。4)应应具具有有明明确确的的计计算算简简图图和和合合理理的的地地震震作作用用传传递递途途径径,结结构构平平面面布布置置力力求求简简单单、规规则则、对对称称,避避免免凹凹角角

11、和和狭狭长长的的缩缩颈颈部部位位;避免在凹角和端部设置楼电梯间;避免楼电梯间偏置。避免在凹角和端部设置楼电梯间;避免楼电梯间偏置。结构竖向体形尽量避免外挑、内收,力求刚度均匀渐变。结构竖向体形尽量避免外挑、内收,力求刚度均匀渐变。2.2结构布置原则结构布置原则5)多多道道设设防防能能力力,避避免免因因局局部部结结构构或或构构件件破破坏坏面面导导致致整整个个结结构构体系丧失抗震能力。体系丧失抗震能力。如:框架为强柱弱梁,梁屈服后柱仍能保持稳定;如:框架为强柱弱梁,梁屈服后柱仍能保持稳定;剪力墙结构的连梁先屈服;剪力墙结构的连梁先屈服;框剪结构连梁首先屈服,然后才是墙肢、框架破坏等。框剪结构连梁首

12、先屈服,然后才是墙肢、框架破坏等。6)合合理理选选择择结结构构体体系系:对对于于钢钢筋筋棍棍凝凝土土结结构构,一一般般来来说说纯纯框框架架结结构构抗抗震震能能力力有有限限;框框架架剪剪力力墙墙性性能能较较好好;剪剪力力墙墙结结构构和和简简体结构具有良好的空间整体性,刚度也较大。体结构具有良好的空间整体性,刚度也较大。7)结构应有足够的刚度,控制结构顶点总位移和层间位移。结构应有足够的刚度,控制结构顶点总位移和层间位移。8)结结构构应应有有足足够够的的结结构构承承载载力力、变变形形能能力力以以及及耗耗能能能能力力,具具有有较均匀的刚度和承载力分布。较均匀的刚度和承载力分布。局部强度、刚度太大会使

13、其他部位形成相对薄弱的环节。局部强度、刚度太大会使其他部位形成相对薄弱的环节。2.2结构布置原则结构布置原则8)结结构构应应有有足足够够的的结结构构承承载载力力、变变形形能能力力以以及及耗耗能能能能力力,具具有有较均匀的刚度和承载力分布。较均匀的刚度和承载力分布。局部强度、刚度太大会使其他部位形成相对薄弱的环节。局部强度、刚度太大会使其他部位形成相对薄弱的环节。9)节节点点的的承承载载力力应应大大于于构构件件的的承承载载力力。要要从从构构造造上上采采取取措措施施防防止地层作用下节点的承载力和刚度过早退化。止地层作用下节点的承载力和刚度过早退化。10)应应防防止止构构件件脆脆性性破破坏坏,保保证

14、证构构件件有有足足够够的的延延性性。如如采采取取提提高高抗剪能力、加强约束箍筋等措施。抗剪能力、加强约束箍筋等措施。11)突突出出屋屋面面的的塔塔楼楼必必须须具具有有足足够够的的承承载载力力和和延延性性,以以承承受受鞭鞭梢梢效应影响。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。高强材料。2.2结构布置原则结构布置原则2.2.2房屋适用高度和高宽比房屋适用高度和高宽比A级级高高度度钢钢筋筋混混凝凝土土高高层层建建筑筑指指符符合合表表4.2.2-1高高度度限限值值的建筑,也是目前数量最多,应用最广泛的建筑。的建筑,也

15、是目前数量最多,应用最广泛的建筑。当当框框架架-剪剪力力墙墙、剪剪力力墙墙及及筒筒体体结结构构超超出出表表4.2.2-1的的高高度度时,列入时,列入B级高度高层建筑。级高度高层建筑。高规高规4.2.1钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比应分为和高宽比应分为A级和级和B级。级。B级高度高层建筑结构的最大级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较适用高度和高宽比可较A级适当放宽,其结构抗震等级、级适当放宽,其结构抗震等级、有关的计算和构造措施应相应加严,并应符合本规程有关有关的计算和构造措施应相应加严,并应符合本规程有关条文的规定。条文的规定。2.2结

16、构布置原则结构布置原则2.2结构布置原则结构布置原则2.2结构布置原则结构布置原则2.2.3结构平面布置原则结构平面布置原则高高层层建建筑筑宜宜使使结结构构平平面面形形状状简简单单、规规则则,刚刚度度和和承承载载力力分分布布均均匀匀。不不应应采采用用严严重重不不规规则则的的平平面面。宜宜选选用用风风作作用用效效应较小的平面形状。应较小的平面形状。高高规规:3.4.3抗抗震震设设计计的的A级级高高度度钢钢筋筋混混凝凝土土高高层层建建筑筑,其平面布置宜符合下列要求:其平面布置宜符合下列要求:1平面宜简单、规则、对称,减少偏心;平面宜简单、规则、对称,减少偏心;2平平面面长长度度不不宜宜过过长长,突

17、突出出部部分分长长度度l不不宜宜过过大大;L、l等等值宜满足表值宜满足表3.4.3的要求;的要求;3不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。2.2结构布置原则结构布置原则2.2结构布置原则结构布置原则2.2.42.2.4结构竖向布置原则结构竖向布置原则结构竖向布置原则结构竖向布置原则高层结构竖向刚度改变原因:高层结构竖向刚度改变原因:(1 1)建筑的立面突变:)建筑的立面突变:)建筑的立面突变:)建筑的立面突变:建筑顶部内收形成塔楼;建筑顶部内收形成塔楼;楼层外挑或内收。楼层外挑或内收。(2 2)结构形式改变:)结构形式改变:)结构形式改变:)结

18、构形式改变:底部为框架结构,上部为底部为框架结构,上部为剪力墙结构;剪力墙结构;由于建筑使用原因,需要由于建筑使用原因,需要抽柱或取消部分剪力墙的。抽柱或取消部分剪力墙的。2.2结构布置原则结构布置原则1)竖向体型:宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。)竖向体型:宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。2)侧侧向向刚刚度度:宜宜下下大大上上小小,逐逐渐渐均均匀匀变变化化,不不应应采采用用竖竖向向布置严重不规则的结构。布置严重不规则的结构。3)楼楼层层侧侧向向刚刚度度:不不宜宜小小于于相相邻邻上上部部楼楼层层侧侧向向刚刚度度的的70或其上相邻三层侧向刚度平均值的或其上相邻三层侧向刚度平均值的80

19、。4)抗抗侧侧力力结结构构的的受受剪剪承承载载力力:A级级高高层层建建筑筑高高度度不不宜宜小小于于其其上上一一层层受受剪剪承承载载力力的的80,不不应应小小于于其其上上一一层层受受剪剪承承载载力力的的65;B级高度的不应小于其上一层受剪承载力的级高度的不应小于其上一层受剪承载力的75。 注注注注:楼楼层层层层间间抗抗侧侧力力结结构构受受剪剪承承载载力力是是指指在在所所考考虑虑的的水水平平地地震震作作用用方方向向上,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。上,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。5)结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。)结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。2.2结构布置原则结构布置原则6

20、6)立面尺寸要求:)立面尺寸要求:)立面尺寸要求:)立面尺寸要求:图图、b:H1/H0.2,B1/B0.75;c、d:B/B10.9,且,且a4m。 7 7) 高层建筑宜设地下室高层建筑宜设地下室高层建筑宜设地下室高层建筑宜设地下室设置地下室的结构功能:设置地下室的结构功能:a.利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移、倾覆;利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移、倾覆;b.减小土的重量,降低地基的附加压应力;减小土的重量,降低地基的附加压应力;c.提高地基土的承载能力;提高地基土的承载能力;d.减少地震作用对上部结构的影响。减少地震作用对上部结构的影响。2.2结构布置原则结构布置原则高

21、高层层箱箱筏筏规规范范:5.1.3.3对对于于上上部部结结构构为为框框筒筒或或筒筒中中筒筒结结构构的的地地下下室室,当当地地下下一一层层结结构构顶顶板板整整体体性性较较好好,平平面面刚刚度度较较大大且且无无大大洞洞口口,地地下下室室的的外外墙墙能能承承受受上上部部结结构构通通过过地地下下一一层层顶顶板板传传来来的的水水平平力力或或地地震震作用时,作用时,地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位。2.2结构布置原则结构布置原则 3.4.2 建筑及其抗侧力结构平面布置宜规则、对称

22、,并应具建筑及其抗侧力结构平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 当存在表当存在表3.4.2-所列举的平面不规则类型或表所列举的平面不规则类型或表3.4.2-2 所列举所列举的竖向不规则类型时,应符合本章第的竖向不规则类型时,应符合本章第3.4.3 条的有关规定。条的有关规定。2.2结

23、构布置原则结构布置原则3.4.3不规则的建筑结构,应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整,不规则的建筑结构,应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施:并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施:1平面不规则而竖向规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,并应平面不规则而竖向规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,并应符合下列要求:符合下列要求:1)扭转不规则时,应计扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹扭转不规则时,应计扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平

24、位移和层间位移平均值的值的1.5倍;倍;2)凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响。刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响。2平面规则而竖向不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,其薄平面规则而竖向不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,其薄弱层的地震剪力应乘以弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数,应按本规范有关规定进行弹塑性变的增大系数,应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应符合下列要求:形分析,并应符合下列要求:1)竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递

25、给水竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以平转换构件的地震内力应乘以1.252.0的增大系数;的增大系数;2)楼层承载力突变时,楼层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。2.2结构布置原则结构布置原则2.2.52.2.5设置温度缝、沉降缝和防震缝的原则设置温度缝、沉降缝和防震缝的原则设置温度缝、沉降缝和防震缝的原则设置温度缝、沉降缝和防震缝的原则高层建筑设缝的高层建筑设缝的优点优点优点优点:1)防止结构因温度变化和混凝土收缩变形而产生裂缝;防止结构因温度变化和混凝土收缩变形而产生裂缝;

26、2)降低结构因不均匀沉降带来的影响;)降低结构因不均匀沉降带来的影响;3)防止结构因地震作用而产生裂缝)防止结构因地震作用而产生裂缝高层建筑设缝的高层建筑设缝的缺点缺点缺点缺点:1)缝两侧均需布置剪力墙或框架而使使用不便、立面处理困难;)缝两侧均需布置剪力墙或框架而使使用不便、立面处理困难;2)地下部分容易渗漏,防水困难等等;)地下部分容易渗漏,防水困难等等;3)地地震震中中防防震震缝缝两两侧侧结结构构产产生生弹弹塑塑性性变变形形,可可能能因因楼楼层层位位移移增增大而发生相互碰撞,震害加重。大而发生相互碰撞,震害加重。高高层层建建筑筑设设设设缝缝缝缝基基基基本本本本原原原原则则则则:1)结结构

27、构宜宜调调整整平平面面形形状状、尺尺寸寸和和结结构构布布置,采取构造和施工措施,尽量不设变形缝;置,采取构造和施工措施,尽量不设变形缝;2)当当需需要要设设缝缝时时,则则应应将将高高层层建建筑筑结结构构划划分分为为独独立立的的结结构构单单元元,并设置必要的缝宽,以防止震害并设置必要的缝宽,以防止震害。2.2结构布置原则结构布置原则2.2结构布置原则结构布置原则(1)温度伸缩缝)温度伸缩缝当当厂厂房房平平面面尺尺寸寸较较大大时时,为为避避免免过过大大的的温温度度变变形形和和应应力,应在厂房的横向和纵向设置温度伸缩缝。力,应在厂房的横向和纵向设置温度伸缩缝。伸伸缩缩缝缝的的做做法法:从从基基础础顶

28、顶面面或或地地面面开开始始,将将相相邻邻区区段段上上部部结结构构的的构构件件完完全全分分开开。根根据据温温差差和和结结构构的的具具体体情情况况设设置置,可取,可取50mm。措施:(措施:(1)双柱方案(砌体中为双墙方案);)双柱方案(砌体中为双墙方案);(2)调整柱距,出挑檩条。)调整柱距,出挑檩条。注意:尽可能地避免设置纵向伸缩缝。注意:尽可能地避免设置纵向伸缩缝。2.2结构布置原则结构布置原则(2)防震缝)防震缝目的:保证缝两侧构件在地震振动时目的:保证缝两侧构件在地震振动时不会相互碰撞不会相互碰撞不会相互碰撞不会相互碰撞。因因此此,防防震震缝缝地地宽宽度度按按建建筑筑高高度度和和地地震震

29、设设计计烈烈度度等等情情况设定。况设定。做法:同温度伸缩缝做法:同温度伸缩缝注意注意注意注意:高层钢结构建筑中不宜设置防震缝?:高层钢结构建筑中不宜设置防震缝?2.2结构布置原则结构布置原则(3)沉降缝)沉降缝目目的的:使使承承载载相相差差较较大大的的两两部部份份建建筑筑能能各各自自发发生生沉沉降。降。做法:把缝两侧的结构;连同基础一起分开。做法:把缝两侧的结构;连同基础一起分开。(4)综合考虑)综合考虑对三缝应综合考虑,用一缝代替三缝对三缝应综合考虑,用一缝代替三缝2.2结构布置原则结构布置原则2.2.6结构截面尺寸估算结构截面尺寸估算柱:轴压比控制柱:轴压比控制梁、板:刚度控制梁、板:刚度

30、控制见书见书2.3结构布置实例结构布置实例略略2.4楼盖结构布置楼盖结构布置楼盖是建筑结构的楼盖是建筑结构的重要组成部分重要组成部分主要功能主要功能:(1)传力:竖向荷载)传力:竖向荷载墙、柱;墙、柱;水平荷载水平荷载分配给墙、柱;分配给墙、柱;(2)作作为为竖竖向向结结构构的的水水平平支支撑撑和和联联系系构构件件,保保证证建建筑承载力、刚度、耐久性及抗风、抗震具有重要作用。筑承载力、刚度、耐久性及抗风、抗震具有重要作用。(3)其它:建筑效果、隔声、隔热等。)其它:建筑效果、隔声、隔热等。造价造价:土建总造价:土建总造价2030,高层,高层5060。结结构构形形式式分分:单单向向板板肋肋梁梁楼

31、楼盖盖、双双向向板板肋肋梁梁楼楼盖盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖。井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖。2.4楼盖结构布置楼盖结构布置(1)单向板肋形楼盖)单向板肋形楼盖整体式单向板交梁楼盖整体式单向板交梁楼盖由板、次梁和主梁所组成由板、次梁和主梁所组成, 楼面荷载楼面荷载:板:板次梁、主梁次梁、主梁柱或墙柱或墙基础基础整体式单向板交梁楼盖的特点是整体式单向板交梁楼盖的特点是结构布置灵活结构布置灵活,可以适,可以适应不规则的柱网布置及复杂的工艺及建筑平面要求。应不规则的柱网布置及复杂的工艺及建筑平面要求。优点:优点:用钢量较低用钢量较低缺点:缺点:支模比较复杂。支模比较复杂。2.4楼盖结构布置楼盖结

32、构布置(2)井式楼盖)井式楼盖当柱网接近于方形,两个方向的梁可采用相同的当柱网接近于方形,两个方向的梁可采用相同的截面,形成截面,形成交叉梁系交叉梁系。这种楼盖的结构高度比主次梁。这种楼盖的结构高度比主次梁整体式单向板交梁楼盖要小,且整体式单向板交梁楼盖要小,且具有较好的建筑效果具有较好的建筑效果。因此,因此,常用于公共建筑的厅、堂常用于公共建筑的厅、堂。2.4楼盖结构布置楼盖结构布置(3)密肋楼盖)密肋楼盖将将井井式式楼楼盖盖中中两两个个方方向向梁梁的的间间距距减减小小,板板的的厚厚度度也也减减小小,即即形形成成双双向向密密肋肋楼楼盖盖。近近来来年年采采用用预预制制塑塑料料模模壳壳克克服服了

33、了双双向向密密肋肋楼楼盖盖支支模模复复杂杂的的缺缺点点,使使这这种种楼楼盖盖的的应应用用逐逐渐渐增增多多。这这种种楼楼盖盖的的优优点点是是省省混混凝凝土土、自自重重轻轻,有有良好的建筑效果。良好的建筑效果。2.4楼盖结构布置楼盖结构布置(4)无梁楼盖)无梁楼盖 当柱网接近方形,可不设置梁,当柱网接近方形,可不设置梁,将板直接支承将板直接支承于柱上于柱上,做成无梁楼盖。无梁楼盖的,做成无梁楼盖。无梁楼盖的特点特点是结构高度是结构高度小,净空大,支模简单,但自重大、用钢量大。常用小,净空大,支模简单,但自重大、用钢量大。常用于仓库、商店等建筑,当柱网较大于仓库、商店等建筑,当柱网较大(68m),且

34、荷载,且荷载较大时,需较大时,需设置柱帽设置柱帽,以提高板的抗冲切能力。,以提高板的抗冲切能力。联系:独立柱基础联系:独立柱基础2.4楼盖结构布置楼盖结构布置预应力情况分:预应力情况分:钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖施工方法分:施工方法分:(1)现浇式楼盖)现浇式楼盖 优优点点:刚刚度度大大、整整体体性性好好、抗抗震震和和抗抗冲冲击击性性能能好好,适应性强,开洞方便;适应性强,开洞方便; 缺点:缺点:模板消耗量大,工期长。模板消耗量大,工期长。高层建筑中多采用现浇式楼盖高层建筑中多采用现浇式楼盖(2)装配式楼盖:装配式楼盖:主要用于多层结构房屋。主要用于多层结

35、构房屋。(3)装装配配整整体体式式楼楼盖盖:集集现现浇浇楼楼盖盖和和装装配配式式楼楼盖盖的优点于一身。的优点于一身。2.5基础结构布置基础结构布置2.5.12.5.1基础类型基础类型基础类型基础类型高层建筑的基础类型有筏基、箱基和桩基等。高层建筑的基础类型有筏基、箱基和桩基等。 (1)(1)钢筋混凝土筏形基础钢筋混凝土筏形基础钢筋混凝土筏形基础钢筋混凝土筏形基础当当高高层层建建筑筑层层数数不不多多、地地基基土土质质较较好好、上上部部结结构构轴轴线线间间距距较较小且荷载不大时采用。小且荷载不大时采用。 (2)(2)箱形基础箱形基础箱形基础箱形基础箱箱形形基基础础具具有有较较大大的的结结构构刚刚度

36、度和和整整体体性性,适适用用于于上上部部结结构构荷荷载较大而地基土较软弱的情况。载较大而地基土较软弱的情况。既既能能够够抵抵抗抗和和协协调调地地基基的的不不均均匀匀变变形形,又又能能扩扩大大基基底底面面积积,同时又使得部分土体重量得到置换,降低了土压力。同时又使得部分土体重量得到置换,降低了土压力。(3)(3)桩基桩基桩基桩基桩桩基基具具有有承承载载力力可可靠靠、沉沉降降小小的的优优点点,适适用用于于软软弱弱地地基基土土和和可能液化地基条件。有端承桩、摩擦桩。可能液化地基条件。有端承桩、摩擦桩。2.5基础结构布置基础结构布置2.5.2基础选型原则基础选型原则(1)当当地地基基土土质质均均匀匀、

37、承承载载力力高高而而沉沉降降量量小小时时,可可以以采采用用天天然然地地基基和和竖竖向向刚刚度度较较小小的的基基础础;反反之之,则则应应采采用用人人工工地地基基或竖向刚度较大的整体式基础;或竖向刚度较大的整体式基础;(2)当当高高层层建建筑筑基基础础直直接接搁搁置置于于末末风风化化或或微微风风化化的的岩岩层层上上,或或者者层层数数较较少少的的独独立立裙裙房房,可可采采用用单单独独基基础础和和条条形形基基础础;采用独立基础时应设置纵横向的拉梁;采用独立基础时应设置纵横向的拉梁;(3)当当采采用用桩桩基基时时,应应尽尽可可能能采采用用单单根根、单单排排大大直直径径桩桩或或扩扩底底墩墩,使使上上部部结

38、结构构的的荷荷载载直直接接由由柱柱或或墙墙体体传传至至桩桩顶顶,基基础础底板因此可以做得较薄。底板因此可以做得较薄。2.5基础结构布置基础结构布置2.5.3基础埋深基础埋深原因:原因:原因:原因:1)防防止止在在水水平平风风力力和和水水平平地地震震作作用用下下基基础础发发生生滑滑移移和和倾斜,提高基础的稳定性。倾斜,提高基础的稳定性。2)增大埋深,可以提高地基承载力,减少基础沉降量。)增大埋深,可以提高地基承载力,减少基础沉降量。3)增增大大埋埋深深后后,由由于于箱箱基基外外侧侧墒墒的的土土压压力力、摩摩接接力力,限限制制了了基基础础的的倾倾斜斜,基基底底下下土土反反力力的的分分布布能能趋趋于

39、于乎乎缓缓,减减少集中程度。少集中程度。4)增增大大埋埋深深后后,地地面面运运动动时时,阻阻尼尼增增大大,输输入入加加速速度度减小,震害可以减轻。减小,震害可以减轻。2.5基础结构布置基础结构布置基础的埋置深度,应按下列条件确定:基础的埋置深度,应按下列条件确定:1)建建筑筑物物的的用用途途,有有无无地地下下室室、设设备备基基础础和和地地下下设设施施,基础的形式和构造;基础的形式和构造;2)作用在地基上的荷载大小和性质;作用在地基上的荷载大小和性质;3)工程地质和水文地质条件;工程地质和水文地质条件;4)相邻建筑物的基础埋深;相邻建筑物的基础埋深;5)地基土冻胀和融陷的影响。地基土冻胀和融陷的

40、影响。最浅要求:最浅要求:在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,当上层地基的承载力大于下层土时,宜利用上层土作持力当上层地基的承载力大于下层土时,宜利用上层土作持力层。除岩石地基外,基础埋深不宜小于层。除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5m。2.5基础结构布置基础结构布置与相邻建筑的关系:与相邻建筑的关系:与相邻建筑的关系:与相邻建筑的关系:当当存存在在相相邻邻建建筑筑物物时时,新新建建建建筑筑物物的的基基础础埋埋深深不不宜宜大大于于原原有有建建筑筑基基础础。当当埋埋深深大大于于原原有有建建筑筑基基础础时时,两两基基础础间间应应保保持持一一

41、定定净净距距,其其数数值值应根据原有建筑荷载大小,基础形式和土质情况确定。应根据原有建筑荷载大小,基础形式和土质情况确定。基础埋深指基础埋深指有效埋深有效埋深有效埋深有效埋深:1)一般自室外地坪起算,一般自室外地坪起算,天然地基算至箱形基础、筏形基础的底板下皮标高;天然地基算至箱形基础、筏形基础的底板下皮标高;2)桩基算全承台的下皮标高;桩基算全承台的下皮标高;室外地坪不等高时,应按较低的一侧起计。室外地坪不等高时,应按较低的一侧起计。2.5基础结构布置基础结构布置2.5.4基础底板厚度基础底板厚度由由冲切承载力冲切承载力冲切承载力冲切承载力计算得。计算得。见书见书2.6水平位移限值和舒适度要

42、求水平位移限值和舒适度要求2.6.1水平位移限制水平位移限制在在正正常常使使用用条条件件下下,高高层层建建筑筑结结构构应应具具有有足足够够的的刚刚度度,避避免免产产生生过过大大的的位位移移而而影影响响结结构构的的承承载载力力、稳稳定定性性和和使使用用要要求求。因因此必须对高层建筑的水平位移进行限制。此必须对高层建筑的水平位移进行限制。(1)弹性位移)弹性位移按按弹弹性性方方法法计计算算的的楼楼层层层层间间最最大大位位移移与与层层高高之之比比uh宜宜符符合以下规定:合以下规定:1)高度不大于)高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与的高层建筑,其楼层层间最大位移与层高之比层高之比uh从

43、不宜大于表从不宜大于表4.6.3的限值;的限值;2)高度等于或大于)高度等于或大于250m的高层建筑,其楼层层间最的高层建筑,其楼层层间最大位移与层高之比大位移与层高之比uh不宜大于不宜大于1500;2.6水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求3)高高度度在在150250m之之间间的的高高层层建建筑筑,其其楼楼层层层层间间最最大大位位移移与与层层高高之之比比uh的的限限值值按按本本条条第第1款款和和第第2款款的的限限值值线线性性插插入取用。入取用。注:注:注:注:楼层层间最大位移楼层层间最大位移u以楼层最大的水平位移差计算,不扣以楼层最大的水平位移差计算,不扣除整体弯曲变形。抗震设计

44、时,本条规定的楼层位移计算不考虑偶然除整体弯曲变形。抗震设计时,本条规定的楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。偏心的影响。表表4.6.3楼层层间最大位移与层高之比的限值楼层层间最大位移与层高之比的限值结构类型结构类型uh限值限值框架框架1/550框架框架-剪力墙、框架剪力墙、框架-核心筒、板柱、剪力墙核心筒、板柱、剪力墙1/800筒中筒、剪力墙筒中筒、剪力墙1/1000框支层框支层1/10002.6水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求(2)弹塑性位移)弹塑性位移下下列列高高层层建建筑筑结结构构在在罕罕遇遇地地震震作作用用下下需需进进行行薄薄弱弱层层弹弹塑塑性变形验算:性变形验算:1)

45、79度时楼层屈服强度系数小于度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构;的框架结构;2)甲类建筑和)甲类建筑和9度抗震设防的乙类建筑结构;度抗震设防的乙类建筑结构;3)采用隔震和消能减震技术的建筑结构。)采用隔震和消能减震技术的建筑结构。4)板柱)板柱-剪力墙结构。剪力墙结构。2.6水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求4.6.54.6.5结构薄弱层层间弹塑性位移应符合下式要求:结构薄弱层层间弹塑性位移应符合下式要求:结构薄弱层层间弹塑性位移应符合下式要求:结构薄弱层层间弹塑性位移应符合下式要求:u up p pph h 式中式中up层间弹塑性位移;层间弹塑性位移;h层高;层高;p层间

46、弹塑性位移角限值,可按表层间弹塑性位移角限值,可按表4.6.5采用;采用;对框架结构,当轴压比小于对框架结构,当轴压比小于0.40时,可提高时,可提高10;当当柱柱子子全全高高的的箍箍筋筋构构造造采采用用比比本本规规程程中中框框架架柱柱箍箍筋筋最最小小含含箍箍特征值大特征值大30时,可提高时,可提高20,但累计不超过,但累计不超过25。表表4.6.5层间弹塑性位移角限值层间弹塑性位移角限值结构类型结构类型p框架框架1/50框架框架-剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架-核心筒结构、板柱、剪力墙结构核心筒结构、板柱、剪力墙结构1/100剪力墙结构和筒中筒结构剪力墙结构和筒中筒结构1/120框支层框支

47、层1/1202.6水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求2.6.22.6.2舒适度要求舒适度要求舒适度要求舒适度要求高高度度超超过过150m的的高高层层建建筑筑结结构构应应具具有有良良好好的的使使用用条条件件,满满足足舒适度要求。舒适度要求。按按现现行行国国家家标标准准建建筑筑结结构构荷荷载载规规范范GB50009规规定定的的100年年一一遇遇的的风风荷荷载载取取值值计计算算的的顺顺风风向向与与横横风风向向结结构构顶顶点点最最大大加加速速度度max不应超过表不应超过表4.6.6的限值。的限值。必必要要时时,可可通通过过专专门门风风洞洞试试验验结结果果计计算算确确定定顺顺风风向向与与横横风风向向结构顶点最大加速度结构顶点最大加速度max,且不应超过表,且不应超过表4.6.6的限值。的限值。表表4.6.6结构顶点最大加速度限值结构顶点最大加速度限值max使用功能使用功能max(m/s2)住宅、公寓住宅、公寓0.15办公、旅馆办公、旅馆0.25

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