高层结构体系与布置ppt课件

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1、结构体系与布置要点结构体系与布置要点 1;.第一部分：结构体系与结构布置第一部分：结构体系与结构布置第一部分：结构体系与结构布置第一部分：结构体系与结构布置 一、结构概念、荷载和作用一、结构概念、荷载和作用 二、结构体系与布置二、结构体系与布置 （一）钢筋混凝土结构体系（一）钢筋混凝土结构体系 （二）全钢结构体系（二）全钢结构体系 （三）钢（三）钢- -混凝土混合结构体系混凝土混合结构体系 2;.一、结构概念、荷载和作用一、结构概念、荷载和作用3;. 结结 构构 在房屋建筑中，由构件组成的能承 受各种荷载和“作用”的体系，是房 屋建筑的骨架。 1、结构组成-构件： 楼板、屋盖、梁、柱、墙楼板、

2、屋盖、梁、柱、墙(竖向支撑竖向支撑)、基础等。、基础等。4;.2、荷载或“作用”： 按随时间变异：永久荷载、可变荷载、偶然荷载按随时间变异：永久荷载、可变荷载、偶然荷载 按结构的反应：静态荷载、动态荷载按结构的反应：静态荷载、动态荷载 间间 接接 作作 用：用： 地基变形、材料收缩、温度变化、地基变形、材料收缩、温度变化、 地震等地震等5;.竖向荷载包括：竖向荷载包括： 1 1、自重荷载：梁、柱、板、自重荷载：梁、柱、板、 粉砂面层、粉砂面层、 填充墙、门窗填充墙、门窗 幕墙，等等幕墙，等等 2 2、楼面活荷载、楼面活荷载 3 3、屋面活载、积灰荷载、屋面活载、积灰荷载、 雪荷载等雪荷载等 4

3、 4、吊车荷载（厂房）、吊车荷载（厂房） 5 5、施工荷载（临时）、施工荷载（临时）水平荷载：水平荷载： 1 1、风荷载、风振效应、风荷载、风振效应 2 2、地震荷载（作用）、地震荷载（作用）其它荷载（作用）：其它荷载（作用）： 1 1、混凝土收缩、钢材焊接、混凝土收缩、钢材焊接 2 2、温度变化、温度变化 3 3、地基变形、地基变形 6;. 人防地下室人防地下室人防荷载人防荷载其它荷载（作用）：其它荷载（作用）： 1 1、混凝土收缩、混凝土收缩 2 2、温度变化、温度变化 3 3、地基变形（桩基沉降）、地基变形（桩基沉降）静止土压力静止土压力静止土压力静止土压力7;.8;.作用于支护结构的外

4、荷载：作用于支护结构的外荷载：1 1、土压力（变化）、土压力（变化） 引起变化的因素：引起变化的因素： 地面荷载的变化地面荷载的变化 不同开挖阶段不同开挖阶段 侧向变形大小（中间土压力）侧向变形大小（中间土压力） 主动土压力（主动、静止之间）主动土压力（主动、静止之间） 被动土压力（静止、被动之间）被动土压力（静止、被动之间）2 2、水压力，也是变化的、水压力，也是变化的 不同降深、渗流影响不同降深、渗流影响3 3、支护结构自重、支护结构自重4 4、施工荷载：行人、少量堆载、挖土机、施工荷载：行人、少量堆载、挖土机5 5、其它荷载：收缩、温度、其它荷载：收缩、温度主动土压力主动土压力被动土压力

5、被动土压力9;.荷载分类：1、永久荷载（恒荷载）：在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。 2、可变荷载（活荷载）：在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。 3、偶然荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。10;.永久荷载（恒荷载）举例： 结构自重 土压力（地下室侧壁、永久挡土墙等） 水压力（水位不变） 混凝土收缩（2个月后） 钢结构焊接 地基变形（非常缓慢，某一时间段内变化很小）11;.可变荷载（活荷载）举例： 建筑物楼面活荷载 风荷载 雪荷载 屋面积灰荷载 吊车

6、荷载（厂房） 施工荷载（临时） 土压力（基坑开挖） 水压力、水浮力（水位变化） 车辆荷载（道桥） 波浪、涌潮荷载 温度荷载 12;.楼面活荷载的取值：楼面活荷载的取值： 荷载规范 ：民用建筑楼面均布活荷载标准值13;.偶然荷载特点： 结构使用期内不一定出现； 一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。举 例： 地震荷载（作用） 爆炸 撞击 火灾荷载 龙卷风 14;.二、结构体系与结构布置二、结构体系与结构布置15;. 结构分类结构分类结构分类结构分类 按材料分按材料分： 钢筋混凝土结构 全钢结构 钢混凝土混合结构、型钢混凝土组合结构 砌体结构 木结构16;.按抗侧力体系分：按抗侧力体系分： 抗侧

7、力单元： 框架（钢砼、钢、型钢砼，含巨型框架）框架（钢砼、钢、型钢砼，含巨型框架） 剪力墙（钢砼、钢板剪力墙）剪力墙（钢砼、钢板剪力墙） 竖向支撑（钢）竖向支撑（钢） 核心筒（钢砼实腹筒）核心筒（钢砼实腹筒） 框筒（深梁密柱，钢砼、钢、型钢砼）框筒（深梁密柱，钢砼、钢、型钢砼） 支撑筒（桁架筒）：框架支撑筒（桁架筒）：框架+支撑，钢、型钢砼支撑，钢、型钢砼 结构体系：框架、剪力墙、框架框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架剪力墙、框架-支撑支撑 框架框架-核芯筒、框架核芯筒、框架-核芯筒核芯筒-伸臂、伸臂、 筒中筒、框筒、束筒、巨型框架等。筒中筒、框筒、束筒、巨型框架等。17;.框架单元框架单元一榀

8、框架单元一榀框架单元一榀框架单元一榀框架单元18;.19;.剪力墙单元剪力墙单元20;.框架框架-剪力墙体系剪力墙体系一榀框架单元一榀框架单元剪力墙单元剪力墙单元21;.钢框架钢框架-支撑体系支撑体系钢框架单元钢框架单元钢框架单元钢框架单元22;.23;.钢板剪力墙单元 24;.框架-核心筒体系核心筒核心筒单元核心筒单元25;.外框筒+核心筒体系（筒中筒）外框筒核心筒26;.框筒结构体系（无内筒）27;.28;.29;.（一）钢筋混凝土结构（一）钢筋混凝土结构30;.1 1、 框架结构：框架结构： 抗侧力结构：框架（一种单元） 竖向传力途径：楼、屋盖次梁框架梁 框架柱基础 水平（风、地震）：框

9、架 适用高度： H60m，55m，45m （无B级） 适用高宽比：H/B4，4，331;. 框架结构设计的几点注意：框架结构设计的几点注意： 1 避免采用单跨框架：避免采用单跨框架： 高层：不应；多层：不宜。 2 布置少量墙体时，即布置少量墙体时，即“少墙框架少墙框架”： 结构刚度：位移角可按框架-剪力墙控制； 承载力：配筋宜按框架、框-剪两种模型的较大值； 抗震等级：框架部分可按纯框架； 剪力墙按框-剪确定。 3 位移角满足时，局部电梯井道不宜布置剪力墙：位移角满足时，局部电梯井道不宜布置剪力墙： 避免应力集中而超筋；避免造成扭转。 4 应关注填充墙刚度和布置（避免形成薄弱层）应关注填充墙刚

10、度和布置（避免形成薄弱层）；32;.5 避免错层，短柱加强。避免错层，短柱加强。 6 强柱弱梁、强节点弱构件原则。强柱弱梁、强节点弱构件原则。 考虑板钢筋的作用33;. 7 异形柱框架：一般仅适用于多层。异形柱框架：一般仅适用于多层。 6度、非抗震： 24m 7度（0.1g）： 21m 7度（0.15g）： 18m 8度（0.20g）： 12m 8度（0.30g）、9度： 不宜采用 2001年的浙江省异形柱暂行措施： 6度、非抗震： 35m（28m) 7度（0.1g）： 30m (24m) 现应按国家异形柱规程进行设计。34;.35;. 2 剪力墙结构（一种单元）： 全部落地剪力墙体系：H14

11、0m，120m，100m （B级：170m，150m，130m） 部分框支剪力墙结构：H120m，100m，80m （B级：140m，120m，100m） 适用高宽比：H/B6，6，5 （B级：7，7，6 ） 36;.37;.38;.3 框架-剪力墙： 抗侧力结构：框架+剪力墙（二种单元） 竖向传力途径：楼、屋盖次梁框架 梁框架柱（剪力墙） 基础 水平（风、地震）：框架+剪力墙（为主） 适用高度： H130m，120m，100m （B级：160m，140m，120m） 适用高宽比：H/B5，4，3 （B级：7，7，6 ）39;. 几点注意： 1 双向均应布置剪力墙（强条）；双向均应布置剪力墙（

12、强条）； 2 保证剪力墙的数量，保证剪力墙的数量，Mc50； 3 墙体应均匀布置，刚心、质心应尽可能重合。墙体应均匀布置，刚心、质心应尽可能重合。 40;.剪力墙单向布置，违反强条剪力墙单向布置，违反强条41;.剪力墙数量过少剪力墙数量过少42;.剪力墙偏心布置剪力墙偏心布置43;.4 框架-核心筒： 抗侧力结构：框架+内筒（两种单元） 水平剪力： 内筒为主 倾覆力矩： 内筒为主 适用高度： H150m，130m，100m （B级：210m，180m，140m ） 适用高宽比：H/B6，6，5 （B级：7，7，6 ）44;. 几点注意：几点注意： 1 内筒宜居中，满足扭转位移比要求。 2 内筒

13、尺寸宜1/12。满足周期比；满足M50。 3 抗震等级可否按框-剪确定？ 二个核心筒；周边布置剪力墙且满足规范要求； 征求稿：60m以上的框架-核心筒。 4 0.2Qo调整（确保二道防线）。 5 内筒四角暗柱加强：按约束边缘构件加强至屋顶 （见高规第9.1.8条）。45;.核心筒宜居中46;.核心筒偏置47;.核心筒过小周边设墙48;.5 筒中筒结构体系： 内筒：钢筋砼实腹筒 外筒：框筒（深梁密柱框架） 抗侧力结构：外筒+内筒（两种单元） 适用高度： H180m，150m，120m （B级：280m，230m，170m ） 适用高宽比：H/B6，6，5 （B级：7，7，6 ）49;.核心筒（实

14、腹筒）：弯曲变形为主，符合平截面假定核心筒（实腹筒）：弯曲变形为主，符合平截面假定核心筒（实腹筒）：弯曲变形为主，符合平截面假定核心筒（实腹筒）：弯曲变形为主，符合平截面假定外框筒（密柱深梁）：空间作用大，呈弯剪型变形。外框筒（密柱深梁）：空间作用大，呈弯剪型变形。外框筒（密柱深梁）：空间作用大，呈弯剪型变形。外框筒（密柱深梁）：空间作用大，呈弯剪型变形。 规范要求：柱距宜规范要求：柱距宜规范要求：柱距宜规范要求：柱距宜44mm，开洞宜开洞宜开洞宜开洞宜6060 外筒裙梁：可取外筒裙梁：可取外筒裙梁：可取外筒裙梁：可取1/41/4柱净距框筒柱净距框筒柱净距框筒柱净距框筒 外框筒除腹板框架承担外

15、框筒除腹板框架承担外框筒除腹板框架承担外框筒除腹板框架承担MM外，翼缘框架柱轴力较大，形成较大的抵抗水平荷载的倾外，翼缘框架柱轴力较大，形成较大的抵抗水平荷载的倾外，翼缘框架柱轴力较大，形成较大的抵抗水平荷载的倾外，翼缘框架柱轴力较大，形成较大的抵抗水平荷载的倾覆力矩。覆力矩。覆力矩。覆力矩。 一般情况，框筒承担基底剪力一般情况，框筒承担基底剪力一般情况，框筒承担基底剪力一般情况，框筒承担基底剪力V V3030，倾覆力矩，倾覆力矩，倾覆力矩，倾覆力矩MM5050。（规范不要求作。（规范不要求作。（规范不要求作。（规范不要求作0.2Qo0.2Qo的剪力调整）。的剪力调整）。的剪力调整）。的剪力调

16、整）。 当框筒分担的地震倾覆力矩当框筒分担的地震倾覆力矩当框筒分担的地震倾覆力矩当框筒分担的地震倾覆力矩MM5050时，柱距、开洞率等可不受规范限制。时，柱距、开洞率等可不受规范限制。时，柱距、开洞率等可不受规范限制。时，柱距、开洞率等可不受规范限制。50;.51;.核心筒核心筒: 21m21m墙厚墙厚: 800400中柱中柱:1.8(10.6)柱距柱距: 4.2 m标准层结构平面标准层结构平面52;.6 钢砼巨型框架结构体系： 巨型框架巨型框架=巨型柱巨型柱 + 巨型梁巨型梁 巨型柱：实腹筒或桁架筒巨型柱：实腹筒或桁架筒 巨型梁：箱形截面或桁架梁（一数层高）巨型梁：箱形截面或桁架梁（一数层高

17、） 次框架：仅承担数个楼层的竖向荷载次框架：仅承担数个楼层的竖向荷载 抗侧力结构：巨型框架抗侧力结构：巨型框架 +剪力墙（核心筒）剪力墙（核心筒） 适用高度：适用高度： H180m，150m，120m 适用高宽比：适用高宽比：H/B6，5，4 抗震等级：可参照框架抗震等级：可参照框架-核心筒核心筒53;.54;.55;.三、全钢结构三、全钢结构三、全钢结构三、全钢结构 1、全钢结构框架（H110m，110m，90m） 2、钢框架-支撑（H220m，220m，200m） 3、筒体（框筒、筒中筒、束筒）： （H300m，300m，260m） 4、巨型框架、巨型框架-核心筒 （ H300m，300m

18、，260m ）56;.杭州雷峰塔杭州雷峰塔建筑高度建筑高度70m结构结构7层层, H=45m设计：清华设计：清华制作：精工制作：精工安装：中建三局安装：中建三局57;.钢框架柱钢框架柱:120080036H型钢梁型钢梁: 梁高梁高120058;.59;.60;.61;.天津国贸大厦天津国贸大厦结构体系：结构体系：框架框架- -支撑内筒支撑内筒 （桁架筒）（桁架筒）62;.用钢量：用钢量：1690016900吨吨153 kg/m153 kg/m2 263;.64;.四、钢四、钢四、钢四、钢- - - -混凝土混合高层结构混凝土混合高层结构混凝土混合高层结构混凝土混合高层结构1、钢框架-钢筋混凝土

19、核心筒： 适用高度：H200m，160m，120m2、型钢砼框架-钢筋混凝土核心筒 适用高度：H220m，190m，150m3、框架-砼核心筒-伸臂、巨型框架-核心筒、 桁架筒体系 65;.钢框架钢框架-钢筋混凝土核心筒钢筋混凝土核心筒 1 武林门旅游客运中心改建工程武林门旅游客运中心改建工程 2 杭州华成国际大厦杭州华成国际大厦 3 大连远洋大厦大连远洋大厦框架框架-核心筒核心筒-伸臂伸臂 4 上海金茂大厦上海金茂大厦 5 深圳地王大厦深圳地王大厦 6 苏州东方之门苏州东方之门66;.巨型框架巨型框架-核心筒核心筒 7 上海环球金融中心上海环球金融中心(巨型框架支撑筒巨型框架支撑筒-核心筒核

20、心筒-伸臂伸臂) 桁架桁架筒体系筒体系 8 香港中银大厦香港中银大厦 9 中央电视台新址中央电视台新址67;.68;.69;.70;.框架框架-核心筒核心筒-伸臂伸臂 4 上海金茂大厦上海金茂大厦 5 深圳地王大厦深圳地王大厦 6 苏州东方之门苏州东方之门71;.巨型框架巨型框架-核心筒核心筒 7 上海环球金融中心上海环球金融中心 (巨型框架支撑筒巨型框架支撑筒-核心筒核心筒-伸臂伸臂) 72;.桁架桁架筒体系筒体系 9 香港中银大厦香港中银大厦 10 中央电视台新址中央电视台新址73;.香港中银大厦：香港中银大厦：香港中银大厦：香港中银大厦：地上地上地上地上7070层层层层,H=315m,H=315m桅杆顶桅杆顶桅杆顶桅杆顶368m368m结构体系：结构体系：结构体系：结构体系：支撑筒体系支撑筒体系支撑筒体系支撑筒体系( (桁架筒桁架筒桁架筒桁架筒) )每每每每1212层设转换钢桁架层设转换钢桁架层设转换钢桁架层设转换钢桁架, ,钢支撑跨越钢支撑跨越钢支撑跨越钢支撑跨越1212层层层层4 4根角柱根角柱根角柱根角柱:48004100:48004100 钢砼钢砼钢砼钢砼, ,内设内设内设内设3 3根钢柱根钢柱根钢柱根钢柱74;. 汇汇 报报 结结 束束 敬请批评指正敬请批评指正THANK YOU75;.