高层建筑结构体系与结构布置

1、整理ppt高层建筑结构设计高层建筑结构设计电电 话：话：办办 公公 室：明志楼室：明志楼A411A411 整理ppt第第2章章 高层建筑结构体系高层建筑结构体系 与结构布置与结构布置 2.1 概述概述 2.2 结构布置原则结构布置原则 2.3 楼盖结构布置楼盖结构布置 2.4 基础结构布置基础结构布置 2.5 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 结构布置实例结构布置实例整理ppt2.1 2.1 概述概述一、高层建筑的结构形式一、高层建筑的结构形式 结构方案选择：结构方案选择： 在满足建筑使用建筑使用要求的前提下，选择结构结构形式、结构体系形式、结构体系和结构布置结构布置

2、整理ppt 1、砖石结构u优点：优点：取材容易、施工简便、造价低廉；取材容易、施工简便、造价低廉；u缺点缺点: 自重大，强度低，抗震性能差，施工难以机械自重大，强度低，抗震性能差，施工难以机械 化，工人劳动强度高，工期长和结构面积大，难化，工人劳动强度高，工期长和结构面积大，难 以用于高层房屋，国内目前砖石结构房屋只建到以用于高层房屋，国内目前砖石结构房屋只建到 1919层左右层左右u新型砌体结构新型砌体结构配筋砌体，配筋砌体，1010层以上采用，北京拟建层以上采用，北京拟建3030层层公元公元524年的河南嵩岳寺塔年的河南嵩岳寺塔(15层简筒结构，高层简筒结构，高50m)公元公元704年的西

3、安大雁塔年的西安大雁塔(7层砖木结构，总高层砖木结构，总高64m)公元公元1055年的河北定县料敌塔年的河北定县料敌塔(11层筒体结构，高层筒体结构，高82m)整理pptu2、钢筋混凝土结构u优点：优点：结构强度较高，抗震性能较好，并具有良好的可结构强度较高，抗震性能较好，并具有良好的可 塑性，造价低、耐火性能好、侧向刚度大、截面塑性，造价低、耐火性能好、侧向刚度大、截面 形式多样形式多样u缺点：缺点：构件截面较大、自重大、使用空间受限，施工构件截面较大、自重大、使用空间受限，施工 工序复杂、建造周期较长且受季节的影响。工序复杂、建造周期较长且受季节的影响。u应用情况：应用情况：我国绝大多数高

4、层建筑都是采我国绝大多数高层建筑都是采 用混凝土结构，今后仍将是高用混凝土结构，今后仍将是高 层建筑发展的主流。层建筑发展的主流。u 最早混凝土框架结构高层建筑是最早混凝土框架结构高层建筑是19031903年在美年在美国辛辛那提建造的因格尔斯大楼，国辛辛那提建造的因格尔斯大楼，1616层，高层，高64m64m。目前世界上最高的混凝土建筑为香港中环广场达目前世界上最高的混凝土建筑为香港中环广场达7878层层374m374m、其次是平壤柳京饭店达、其次是平壤柳京饭店达105105层层305m 305m 。广州广东国际大厦广州广东国际大厦(63(63层，层，200.18m),200.18m),底层柱

5、尺底层柱尺寸已达寸已达1.81.8* *2.2.2m整理ppt 3、钢结构u优点：优点： 钢结构强度高、自重轻，具有良好的延性和抗震性能，能钢结构强度高、自重轻，具有良好的延性和抗震性能，能够满足建筑上对大跨度、大空间的要求够满足建筑上对大跨度、大空间的要求 抗震性能优于钢筋混凝土结构抗震性能优于钢筋混凝土结构 减轻结构自重，降低基础工程造价减轻结构自重，降低基础工程造价 减少建筑中结构所占的面积减少建筑中结构所占的面积 施工周期短：工厂制作，现场安装，无须大量脚手架，压施工周期短：工厂制作，现场安装，无须大量脚手架，压型钢板可以作为混凝土楼板的永久模板，可节约型钢板可以作为混凝土楼板的永久模

6、板，可节约20%-3020%-30的的施工时间施工时间 u缺点：缺点：造价高、耐火性能差，大量防火涂料的使用也影造价高、耐火性能差，大量防火涂料的使用也影响工期与造价。响工期与造价。整理ppt钢结构高强度螺栓连接法高强度螺栓连接法整理ppt整理ppt 4、组合结构u钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体所组成的混合钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体所组成的混合结构体系。框架柱多采用钢管混凝土柱或型钢混凝土柱，结构体系。框架柱多采用钢管混凝土柱或型钢混凝土柱，框架梁多采用型钢混凝土梁或钢梁。框架梁多采用型钢混凝土梁或钢梁。u侧向刚度大于钢结构侧向刚度大于钢结构u结构造价介于钢结构和钢筋混凝土

7、结构之间结构造价介于钢结构和钢筋混凝土结构之间u施工速度比钢筋混凝土结构快施工速度比钢筋混凝土结构快u结构面积小于钢筋混凝土结构结构面积小于钢筋混凝土结构u发挥钢管混凝土柱的强度和刚度作用发挥钢管混凝土柱的强度和刚度作用 整理ppt钢骨混凝土柱整理ppt整理ppt美国西雅图美国西雅图双联广场大厦双联广场大厦58层层四根大钢管混凝土柱四根大钢管混凝土柱混凝土抗压强度混凝土抗压强度133Mpa直径直径3.05m管壁厚管壁厚30mm承受承受60%竖向荷载竖向荷载整理pptRC核心筒核心筒+外框型钢混凝土柱及钢柱，外框型钢混凝土柱及钢柱，88层，高层，高420m， 7度抗震设防度抗震设防上海金茂大厦办

8、公层平面客房平面第88层平面剖面整理ppt上海环球金融中心 RC核心筒核心筒+外伸桁架和巨型（型钢）柱外伸桁架和巨型（型钢）柱(三重结构体系三重结构体系)， 101层，高层，高492m，7度抗震设防度抗震设防核芯筒底部剪力墙整理ppt台北台北101101金融大楼金融大楼 高高508508米，采用米，采用方钢管混凝土柱，混凝土核心筒混方钢管混凝土柱，混凝土核心筒混合结构。合结构。大楼历时大楼历时5 5年多，耗资年多，耗资600600亿币。总面亿币。总面积积7 7万多平方米，共容纳了万多平方米，共容纳了160160多家商多家商店。店。( (包括地下包括地下5 5层、其中层、其中B2B2到到B5B5

9、为地为地下停车场、地上下停车场、地上101101层，其中有层，其中有7878层层是办公大楼是办公大楼 ，裙楼部分则是购物中，裙楼部分则是购物中心。心。整理ppt1998年在马来西亚吉隆坡建成的彼年在马来西亚吉隆坡建成的彼得罗纳斯大厦（得罗纳斯大厦（Petronas Tower），），88层，高层，高452m，为当时世界最高，为当时世界最高的建筑。在第的建筑。在第40与与41层之间有一座层之间有一座连接双子塔的空中走廊，是目前世连接双子塔的空中走廊，是目前世界上最高的过街天桥。双塔平面是界上最高的过街天桥。双塔平面是两个扭转并重叠的正方形，用较小两个扭转并重叠的正方形，用较小的圆形填补空缺。双塔

10、的外檐为的圆形填补空缺。双塔的外檐为46.36m直径的混凝土外筒，中心部直径的混凝土外筒，中心部位是位是74.8英尺英尺75.4英尺高强钢筋英尺高强钢筋混凝土内筒，混凝土内筒，18英寸高轧制钢梁支英寸高轧制钢梁支托的金属板与混凝土复合楼板将内托的金属板与混凝土复合楼板将内外筒连系在一起。外筒连系在一起。4架钢筋混凝土架钢筋混凝土空腹格梁在第空腹格梁在第38层内筒四角处与外层内筒四角处与外筒结合。塔楼由一个筏式基础和长筒结合。塔楼由一个筏式基础和长达达340英尺但达不到基岩层之英尺但达不到基岩层之4英尺英尺9英尺截面长方形摩擦桩。英尺截面长方形摩擦桩。 位于位于圆形与正方形重送交接点位置处的圆形

11、与正方形重送交接点位置处的16根混凝土柱子支承上部结构荷载。根混凝土柱子支承上部结构荷载。整理ppt结构形式选择的基本要求 经济性（必要时考虑综合经济效果）经济性（必要时考虑综合经济效果） 技术条件（包括设计技术、施工技术等）技术条件（包括设计技术、施工技术等） 材料供应情况材料供应情况 受力特点受力特点 整理ppt二、高层建筑的结构体系二、高层建筑的结构体系 现代高层建筑现代高层建筑 结构体系分类结构体系分类框架体系（含板柱体系）框架剪力墙体系（含板柱剪力墙体系）剪力墙体系全落地剪力墙体系部分框支剪力墙体系筒体体系框筒体系筒中筒体系多筒体系整理ppt1 1、框架结构、框架结构frame st

12、ructureframe structure由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构整理pptu优点：优点：建筑平面布置灵活，能提供较大的室内空间，易建筑平面布置灵活，能提供较大的室内空间，易于满足多功能的使用要求。自振周期长，地震反应小，经于满足多功能的使用要求。自振周期长，地震反应小，经合理设计后可具有良好的延性。计算理论比较成熟；在一合理设计后可具有良好的延性。计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低。定高度范围内造价较低。u缺点：缺点：抗侧移刚度小，抗震性能差，侧向位移较大，易抗侧移刚度小，抗震性能差，侧向位移较大，易使填充墙开

13、裂，并引起非结构构件的破坏，修复费用高。使填充墙开裂，并引起非结构构件的破坏，修复费用高。u适用范围：适用范围：非抗震地区和层数较少的多、高层住宅、饭非抗震地区和层数较少的多、高层住宅、饭店、办公楼及其它公共建筑，店、办公楼及其它公共建筑，1515以下较适宜。以下较适宜。u分类：分类：（按照施工方法） 现浇框架现浇框架 装配整体式框架装配整体式框架 装配式框架装配式框架整理ppt整理ppt 框架结构体系框架结构体系典型的框架体系平面图整理ppt平面形状复杂的框架平面图 框架结构体系框架结构体系整理ppt整理ppt板柱结构体系优点：施工方便，使用空间大，布置灵活；传力途径更简捷，可有效施工方便，

14、使用空间大，布置灵活；传力途径更简捷，可有效增加净空高度增加净空高度缺陷：节点处受到柱集中力作用，对板抗剪不利。节点抗震性能差，节点处受到柱集中力作用，对板抗剪不利。节点抗震性能差，整体刚度小。整体刚度小。板柱节点适用范围：仓库，停车场，层高受到限制的场合。无梁楼盖结构体系 整理ppt 注：由形、形、形或十字形截面柱构成的注：由形、形、形或十字形截面柱构成的异形柱框架结构异形柱框架结构。整理ppt框架结构受力及设计要点1.1.全部荷载由梁柱承担；全部荷载由梁柱承担；2.2.框架侧向变形由梁柱弯曲变形与柱轴向变形两部分组成；框架侧向变形由梁柱弯曲变形与柱轴向变形两部分组成；3.3.整体侧向变形呈

15、剪切型变形；整体侧向变形呈剪切型变形；4.4.应设计为双向框架结构；应设计为双向框架结构；5.5.隔墙应采用轻质隔墙或轻质填充材料；隔墙应采用轻质隔墙或轻质填充材料；6.6.宜采用现浇混凝土楼盖。宜采用现浇混凝土楼盖。整理ppt2 2、剪力墙结构、剪力墙结构shearwall structureshearwall structure 由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构剪力墙结构平面图整理ppt2 2、剪力墙结构、剪力墙结构shearwall structureshearwall structure 由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构由剪力墙组成的承

16、受竖向和水平作用的结构整理pptu优点：优点：结构刚度很大，空间整体性好，水平荷载作用下结构刚度很大，空间整体性好，水平荷载作用下侧向变形小，用钢量较省，抗震性能好侧向变形小，用钢量较省，抗震性能好, ,房间墙面及天花房间墙面及天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。u缺点：缺点：自重大，基础处理要求较高，墙体间距小，平面自重大，基础处理要求较高，墙体间距小，平面布置不灵活，不利于布置大开间房间，不能满足公共建筑布置不灵活，不利于布置大开间房间，不能满足公共建筑的使用要求（一般剪力墙间距的使用要求（一般剪力墙间距3 38m8m）。）。 u

17、适用范围：适用范围：适于适于10103030层高层高小开间建筑小开间建筑整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt解决方法：解决方法： 底部大空间剪力墙结构底部大空间剪力墙结构（框支剪力墙（框支剪力墙, ,带转换层高层建筑结构）带转换层高层建筑结构） 底部若干层部分剪力墙取消底部若干层部分剪力墙取消刚度差异刚度差异（限制落地剪力墙的比例和剪力墙之间的间距）（限制落地剪力墙的比例和剪力墙之间的间距）转换层转换层（板式转换和梁式转换）（板式转换和梁式转换）为满足公共建筑的使用要求为满足公共建筑的使用要求, ,需布置大开间房间？需布置大开间房间？整理ppt整理p

18、pt底部大空间剪力墙底部大空间剪力墙(部分框支剪力墙部分框支剪力墙)结构结构整理ppt框支剪力墙的特点 底层刚度削弱、刚度突变底层刚度削弱、刚度突变避免刚度突变的措施避免刚度突变的措施 把框架层扩展为把框架层扩展为2-32-3层，随层逐层，随层逐渐变化渐变化 在框架的最上层设置设备层，作在框架的最上层设置设备层，作为刚度的过渡层为刚度的过渡层 尽可能得将一部份剪力墙延伸到尽可能得将一部份剪力墙延伸到底层以加强整个房屋的刚度底层以加强整个房屋的刚度整理ppt3 3、框架、框架剪力墙结构剪力墙结构 frame-shearwall structureframe-shearwall structure

19、 由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构整理ppt框架剪力墙框架剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙框架梁框架梁框架梁框架梁框架梁框架梁剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙整理ppt特点：特点：剪力墙（核心筒）承担大部分水平力，是主要的剪力墙（核心筒）承担大部分水平力，是主要的抗侧力构件，框架承担竖向荷载，提供较大的空间，受力抗侧力构件，框架承担竖向荷载，提供较大的空间，受力合理，各层层间变形均匀，既具有框架结构布置灵活、方合理，各层层间变形均匀，既具有框架结构布置灵活、方便使用的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力便使用的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力抗侧刚

20、度：抗侧刚度：抗侧刚度较大抗侧刚度较大适用范围：适用范围：适用于适用于10-2510-25层各类公共建筑和旅馆建筑，层各类公共建筑和旅馆建筑，框架框架- -筒体可到筒体可到30-4030-40层层整理ppt（1 1）剪力墙数量）剪力墙数量以满足以满足位移限制位移限制为依据设置剪力墙数量为依据设置剪力墙数量（2 2）剪力墙的布置及间距）剪力墙的布置及间距宜分散不宜集中宜分散不宜集中满足建筑使用要求和结构刚度的要求满足建筑使用要求和结构刚度的要求纵横向剪力墙布置均应满足要求纵横向剪力墙布置均应满足要求布置应布置应均匀、分散、对称、周边均匀、分散、对称、周边，使刚度中心和质量中，使刚度中心和质量中心

21、尽量接近，避免扭转效应心尽量接近，避免扭转效应剪力墙的间距不宜过大，保证楼盖刚度足够剪力墙的间距不宜过大，保证楼盖刚度足够剪力墙应贯通全高，结构上下刚度连贯均匀剪力墙应贯通全高，结构上下刚度连贯均匀整理ppt剪力墙的布置原则剪力墙的布置原则1) 剪力墙宜沿主轴方向或其它方向剪力墙宜沿主轴方向或其它方向双向布置双向布置，墙肢截面简，墙肢截面简 单规则；单规则；2) 2) 剪力墙应尽量布置在结构区段的剪力墙应尽量布置在结构区段的楼梯间、电梯间、平面楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；3) 3) 纵、横剪力墙宜组成纵、横剪力墙

22、宜组成L L、T T、形、形等型式；等型式；4) 4) 剪力墙应剪力墙应贯通建筑物全高贯通建筑物全高，避免刚度突变，避免刚度突变，洞口应尽量洞口应尽量做到上下对齐；做到上下对齐；5) 5) 抗震设计时，剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩抗震设计时，剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的5050；6) 6) 较长的墙肢宜开设洞口将其分成长度均匀的若干墙段，较长的墙肢宜开设洞口将其分成长度均匀的若干墙段，墙段之间用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高墙段之间用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于度之比不应小于

23、2 2，墙肢截面高度不宜大于墙肢截面高度不宜大于8m8m。整理ppt在侧向荷载作用下的框架-剪力墙变形整理ppt4 4、筒体结构、筒体结构 （空间受力体系）（空间受力体系）tube structuretube structureu 由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构u 筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的框筒等框筒等整理ppt4 4、筒体结构、筒体结构 （空间受力体系）（空间受力体系）tube structuretube structureu 由竖向筒体为主

24、组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构u 筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的框筒等框筒等筒体结构平面图整理ppt特点：特点：空间抗侧刚度，抗扭性很好空间抗侧刚度，抗扭性很好适用范围：适用范围：适用于适用于3030层以上各类公共建筑层以上各类公共建筑v 框筒体系框筒体系v 桁架筒桁架筒v 筒中筒体系筒中筒体系v 多筒体系多筒体系整理pptu布置在房屋四周、由密排柱和高布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。梁框架围

25、成的筒体。u内筒承受竖向荷载，外筒承受水内筒承受竖向荷载，外筒承受水平荷载，柱距一般在平荷载，柱距一般在1.21.23m3m，框，框筒梁比较高，梁高筒梁比较高，梁高600mm600mm以上，开以上，开洞面积在洞面积在60%60%以下以下 1931年102层帝国大厦：钢框架剪力墙体系，用钢量2.06kN/m21972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体系，用钢量1.81kN/m21974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体系，用钢量1.61kN/m2（1）框筒结构）框筒结构整理ppt整理pptu桁架形成的筒体，钢材，节省材料u实例：香港中国银行，钢斜撑、钢梁、钢骨组合混凝土柱的空间桁架体系，用钢

26、量1.4kN/m2 （2）桁架筒结构）桁架筒结构整理ppt由核心筒和密柱外围框筒（桁架筒）组成的高层建筑结构，抗风、抗震能力好深圳国际贸易中心大厦50层，158m，钢筋混凝土筒体，外筒由钢骨混凝土和钢柱组成（3）筒中筒结构）筒中筒结构 (tube in tube structure)整理pptv 框筒及筒中筒体系结构平面框筒及筒中筒体系结构平面框筒体系筒中筒体系整理ppt广东国际大厦，63层，200m，钢筋混凝土内筒体，外筒由钢骨混凝土和钢柱组成整理pptu广东国际大厦建筑面积广东国际大厦建筑面积101632101632平方平方米，楼高米，楼高200.18200.18米。米。u采用天然片筏和条

27、形基础，主楼结采用天然片筏和条形基础，主楼结构采用构采用无粘结预应力砼楼板筒中筒体无粘结预应力砼楼板筒中筒体系系，外筒为，外筒为35.135.1米米3737米的矩形平面，米的矩形平面，由由2424根中柱和根中柱和4 4根异形角柱组成根异形角柱组成, ,内筒内筒为为1717米米2424米的矩形平面，由梯井和米的矩形平面，由梯井和电梯间等剪力墙组成。电梯间等剪力墙组成。u是当时国内层数最多最高的钢筋混是当时国内层数最多最高的钢筋混凝土结构，也是世界上采用无粘结预凝土结构，也是世界上采用无粘结预应力平板楼最高的大楼。按常规做法，应力平板楼最高的大楼。按常规做法，楼板需要楼板需要3030厘米厚，而本工

28、程将楼板厘米厚，而本工程将楼板厚度降至厚度降至2222厘米厘米。结仅此项技术以及。结仅此项技术以及由此取得的良性影响，就节省混凝土由此取得的良性影响，就节省混凝土70007000多立方米，重量达多立方米，重量达2 2万吨。工程施万吨。工程施工中综合应用了十项新技术，在超高工中综合应用了十项新技术，在超高层建筑施工成套技术和管理方面作了层建筑施工成套技术和管理方面作了有益的探索，取得了六天一层楼而不有益的探索，取得了六天一层楼而不必三班倒的施工速度，工程于必三班倒的施工速度，工程于19891989年年1212月月2828日比原计划提前日比原计划提前6363天封顶。天封顶。 整理ppt 上海金贸大

29、厦上海金贸大厦框架筒体结构，共88层，高420.5米，用于办公、宾馆。整理ppt内筒为八角形钢筋混凝土核心筒，外筒由八根复合巨型柱、8根钢柱，用钢量0.7kN/m28个巨型组合柱（个巨型组合柱（1.5m4.9m，C50） （0.9m3.5m，C35）直径直径2.75m钢管桩，上覆盖钢管桩，上覆盖4m厚，厚，64m64m C50整体桩承台，整体桩承台，桩打入地下桩打入地下84m深处深处整理ppt（4）成束筒结构）成束筒结构u由若干筒体并联而成，强度、刚度均很大由若干筒体并联而成，强度、刚度均很大u多筒体结构：多筒体结构：多个钢筋混凝土剪力墙筒体，适应于复杂平多个钢筋混凝土剪力墙筒体，适应于复杂平

30、面的布置要求面的布置要求整理ppt芝加哥西尔斯大厦芝加哥西尔斯大厦 地上地上110110层，地下层，地下3 3层，高层，高442442米，米， SOMSOM建筑设计事务所设建筑设计事务所设计，结构工程师是计，结构工程师是19291929年出年出生于达卡的美籍建筑师生于达卡的美籍建筑师F.F.卡卡恩。他为解决像西尔斯大厦恩。他为解决像西尔斯大厦这样的高层建筑的关键性抗这样的高层建筑的关键性抗风结构问题，提出了束筒结风结构问题，提出了束筒结构体系的概念并付诸实践。构体系的概念并付诸实践。整幢大厦被当作一个悬挑的整幢大厦被当作一个悬挑的束筒空间结构，离地面越远束筒空间结构，离地面越远剪力越小，大厦顶

31、部由风压剪力越小，大厦顶部由风压引起的振动也明显减轻。引起的振动也明显减轻。整理ppt芝加哥西尔斯大厦芝加哥西尔斯大厦 为了减少剪切力，只在每一处为了减少剪切力，只在每一处向里收缩的下两层处（设备层）向里收缩的下两层处（设备层）设置斜角撑。设置斜角撑。 114114个基础沉箱个基础沉箱直抵基岩层，支承大楼直抵基岩层，支承大楼222500t222500t重量。西尔斯大厦用钢材重量。西尔斯大厦用钢材7600076000吨吨, ,每平方米用钢量比采用框架每平方米用钢量比采用框架剪力墙结构体系的帝国州大厦剪力墙结构体系的帝国州大厦降低降低2020，仅相当于采用，仅相当于采用5 5跨框跨框架结构的架结构

32、的5050。 顶部设计风压为顶部设计风压为305305千克力米千克力米2 2，设计允许位移（振动时允许，设计允许位移（振动时允许产生的振幅）为建筑总高度的产生的振幅）为建筑总高度的1/5001/500，即，即900900毫米，建成后最毫米，建成后最大风速时实测位移为大风速时实测位移为460460毫米。毫米。 共安装了共安装了102102部电梯。部电梯。 整理ppt5 5、巨型结构体系、巨型结构体系 v利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨型梁利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连，筒体和巨型梁即构成巨型框架。巨型框架具有很相连，筒体和巨型梁即构成巨型框架。巨型框架具有很大的承载

33、能力和侧向刚度。大的承载能力和侧向刚度。小框架巨型梁巨型柱整理ppt5 5、巨型结构体系、巨型结构体系 由两级结构组成由两级结构组成u 一级：跨越若干楼层的巨梁、巨柱（超级框架）或巨一级：跨越若干楼层的巨梁、巨柱（超级框架）或巨型桁架，提供较大的抗侧刚度和承载力型桁架，提供较大的抗侧刚度和承载力承受水平力承受水平力和竖向荷载；和竖向荷载；u 二级：其它楼层梁柱，承受竖向荷载并将荷载产生的二级：其它楼层梁柱，承受竖向荷载并将荷载产生的内力传递到一级结构上内力传递到一级结构上 整理ppt 上海证券交易所整理ppt整理ppt巨型结构体系的特点巨型结构体系的特点 u结构整体刚度大；结构整体刚度大；u侧

34、向刚度大；侧向刚度大；u体系灵活多样，有利于抗震；体系灵活多样，有利于抗震；u巨型结构的次结构只是传力结构，柱子不必连续，可布置巨型结构的次结构只是传力结构，柱子不必连续，可布置大空间或空中台地或大门洞。柱子仅承受巨型梁间的少数大空间或空中台地或大门洞。柱子仅承受巨型梁间的少数几层荷载，截面可以做得很小；几层荷载，截面可以做得很小；u施工进度快；施工进度快；u具有更大的稳定性和更高的效能，可节省材料，降低造价，具有更大的稳定性和更高的效能，可节省材料，降低造价，使建筑物更加经济实用。使建筑物更加经济实用。整理ppt世界上最高的全钢结构电世界上最高的全钢结构电视塔视塔河南省广播电视河南省广播电视

35、发射塔发射塔 u电视塔采用的是有别于电视塔采用的是有别于传统钢塔的巨型结构体系，传统钢塔的巨型结构体系，塔身由内筒、外筒及底部塔身由内筒、外筒及底部五个五个“叶片叶片”形斜向支撑形斜向支撑构成，外筒为格构式巨型构成，外筒为格构式巨型空间钢架，内筒为竖向空空间钢架，内筒为竖向空间桁架构成的巨型柱。间桁架构成的巨型柱。u工程占地工程占地141141亩，总建筑亩，总建筑面积面积5.85.8万平方米，总投资万平方米，总投资亿多元，发射塔设计净亿多元，发射塔设计净高高388388米，比埃菲尔铁塔高米，比埃菲尔铁塔高6767米米, , 成为河南省乃至中成为河南省乃至中原地区的地标性建筑。原地区的地标性建筑

36、。整理ppt2.2 结构布置原则结构布置原则 结构抗侧力体系的选择结构抗侧力体系的选择 控制结构高宽比控制结构高宽比H/B 结构平面布置原则结构平面布置原则 结构竖向布置原则结构竖向布置原则 不规则结构不规则结构 设缝原则设缝原则 结构截面尺寸初估结构截面尺寸初估整理ppt( (一一) )、结构抗侧力体系的选择、结构抗侧力体系的选择 根据建筑高度建筑高度选择抗侧力体系整理ppt整理ppt( (二二) )、控制结构高宽比、控制结构高宽比H/BH/B 控制结构刚度和侧移说明：结构合理，满足侧移和自振周期，经验算可以适当放宽整理ppt( (三三) )、结构平面布置原则、结构平面布置原则 板式平面：板

37、式平面：宽度小而长度较大的房屋（控制长宽比）塔式平面：塔式平面：长宽较接近的建筑物平面布置要求：有利于抵抗荷载，受力明确，传力清楚； 均匀对称，减少扭转影响 平面形状宜简单、规则、对称，减少偏心；避免过大的外伸、内收平面形状宜简单、规则、对称，减少偏心；避免过大的外伸、内收平面长度不宜过长，避免两端振动不一致使建筑物破坏；突出部分不平面长度不宜过长，避免两端振动不一致使建筑物破坏；突出部分不宜过大；凹角部分容易产生应力集中（楼板加强，且凹角和端角不宜宜过大；凹角部分容易产生应力集中（楼板加强，且凹角和端角不宜设楼电梯间设楼电梯间) )不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面不宜采用角部重叠的平面

38、图形或细腰形平面抗侧力结构布置时，宜对称、均匀，使刚度中心与荷载作用中心尽量抗侧力结构布置时，宜对称、均匀，使刚度中心与荷载作用中心尽量接近接近避免产生扭矩避免产生扭矩筒体结构多采用正多边形、圆形、矩形和等边三角形筒体结构多采用正多边形、圆形、矩形和等边三角形 整理ppt整理ppt抗震不利结构平面抗震不利结构平面l不对称突出部分过长不对称突出部分过长L/B过长过长l突出部分过长突出部分过长整理ppt选择有利于抗震的结构平面选择有利于抗震的结构平面整理ppt( (四四) )、结构竖向布置的要求、结构竖向布置的要求 高宽比限制：保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆，保证建筑物的整体 稳定性 布置原则

39、：结构的强度、刚度宜均匀、连续、不突变 整理ppt竖向刚度突变的原因竖向刚度突变的原因 1 1、结构竖向体形突变、结构竖向体形突变（1）顶部收进形成塔楼，小塔楼因鞭梢效应而放大地震作用，且塔楼的质量和刚度越小，地震放大越明显（2）楼层外挑内收，结构刚度和质量变化大，地震作用下易形成薄弱环节2 2、结构体系的变化、结构体系的变化（1）底部大空间要求，底层若干层剪力墙不落地，产生刚度突变（措施：尽量增加落地剪力墙、柱、筒体截面尺寸，提高混凝土等级，减少刚度变化）（2）中部楼层部分剪力墙中断不宜超过1/3，不允许超过1/2，墙体加强（3）顶部大空间高振型影响显著整理ppt竖向规则建筑要求：l当结构上

40、部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的75%75%。l当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，上部楼层水平尺寸B不宜大于下部楼层水平尺寸B1的1.11.1倍,且水平外挑尺寸a不宜大于4m4m。整理ppt选择有利于抗震的竖向布置选择有利于抗震的竖向布置刚度均匀而连续，避免刚度突变整理ppt 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB50011-2010GB50011-2010中规定的三种平中规定的三种平面不规则类型和三种竖向不规则类型。面不规则类型和三种竖向不规则类型。u平面不规则类型包括平面不规则类型包括扭转不规则扭转不规

41、则 楼板凹凸不规则楼板凹凸不规则 楼板局部不连续楼板局部不连续u竖向不规则类型包括竖向不规则类型包括侧向刚度不规则侧向刚度不规则 竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续 楼层承载力突变楼层承载力突变( (五五) )、不规则结构、不规则结构整理ppt1 1）当楼层最大弹性水平位移或层间位移，大于该楼层两端）当楼层最大弹性水平位移或层间位移，大于该楼层两端弹性水平位移或层间位移平均值的弹性水平位移或层间位移平均值的1.21.2倍时，为倍时，为扭转不规则扭转不规则；大于大于1.51.5倍时，为倍时，为扭转严重不规则扭转严重不规则。平面不规则类型整理ppt2）结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向

42、总尺寸的）结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30，l/Bmax0.3时，为时，为楼板凹凸不规则楼板凹凸不规则。平面不规则类型整理ppt3）楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，如楼板有效宽度小于）楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，如楼板有效宽度小于 典型宽度的典型宽度的50，或开洞面积大于该层楼层面积的，或开洞面积大于该层楼层面积的30， 或较大的楼层错层，为或较大的楼层错层，为楼板局部不连续楼板局部不连续。平面不规则类型整理ppt1）侧向刚度不规则）侧向刚度不规则 该层侧向刚度小于相邻上一层的该层侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的邻三个楼层

43、侧向刚度平均值的50%；除顶层或出屋面小建；除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的20%。竖向不规则类型整理ppt2）竖向抗侧力构件不连续）竖向抗侧力构件不连续 柱、剪力墙、支撑在某层中断，其内力由水平转换构柱、剪力墙、支撑在某层中断，其内力由水平转换构件（梁、桁架）向下传递。件（梁、桁架）向下传递。竖向不规则类型整理ppt3 3）楼层承载力突变）楼层承载力突变 结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80。竖向不规则类型整理ppt 高层建筑中有个别项目超过上述不规则类型的指标，则高层建筑中有个

44、别项目超过上述不规则类型的指标，则此结构为此结构为不规则结构不规则结构；若有多项超过不规则类型的指标，或；若有多项超过不规则类型的指标，或某一项超过不规则指标过多，此结构为某一项超过不规则指标过多，此结构为特别不规则特别不规则；若有多；若有多个项目超过不规则的指标比较多，或某一项超过了严重不规个项目超过不规则的指标比较多，或某一项超过了严重不规则的上限，则为则的上限，则为严重不规则严重不规则。 高层建筑高层建筑允许采用不规则结构允许采用不规则结构，但需采取计算和构造方，但需采取计算和构造方面的有效措施，要面的有效措施，要尽可能避免特别不规则结构，不允许采用尽可能避免特别不规则结构，不允许采用严

45、重不规则结构。严重不规则结构。整理ppt( (六六) )、设缝原则、设缝原则1）缝的分类：）缝的分类：沉降缝、伸缩缝和防震缝。沉降缝、伸缩缝和防震缝。2）设缝的优缺点：）设缝的优缺点：优点：用缝将复杂建筑分为规则的部分，或减小温度应力。优点：用缝将复杂建筑分为规则的部分，或减小温度应力。缺点：影响建筑使用功能；立面处理不便；基础防水不易处缺点：影响建筑使用功能；立面处理不便；基础防水不易处理等。理等。）趋势：）趋势：目前趋势是避免设缝，或尽可能少设缝。目前趋势是避免设缝，或尽可能少设缝。整理ppt( (六六) )、设缝原则、设缝原则1、温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形产生裂缝（基础以

46、上上部结构断开）温度缝、沉降缝、防震缝温度缝、沉降缝、防震缝高层建筑结构伸缩缝的最大间距高层建筑结构伸缩缝的最大间距整理ppt( (六六) )、设缝原则、设缝原则1、温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形产生裂缝（基础以上上部结构断开）温度缝、沉降缝、防震缝温度缝、沉降缝、防震缝工程中避免设伸缩缝的措施工程中避免设伸缩缝的措施1）顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化较大的部位提高配筋率；）顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化较大的部位提高配筋率；2 2）阳光直射屋面采用隔热措施，加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋）阳光直射屋面采用隔热措施，加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面外墙设置外保温

47、层；面外墙设置外保温层；3 3）高层建筑在顶部设置双墙或双柱，做局部伸缩缝；）高层建筑在顶部设置双墙或双柱，做局部伸缩缝；4 4）采用收缩小的水泥，减小水泥用量，加入外加剂；）采用收缩小的水泥，减小水泥用量，加入外加剂；5 5）提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力。）提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力。整理ppt2、沉降缝：由于可能产生地基不均匀沉降（基础与上部结构均断开）沉降差异的处理方法：放放设置沉降缝 问题：结构、建筑、施工困难，防水防渗难抗抗刚性很大的基础 问题：不经济调调设计、施工中采用措施调整沉降差异，减少沉降产生的结构内力 调压力差、时间差、标高差调压力差、时间差、标高

48、差 后浇带、采用不同的基础形式调整沉降差、群房做在主体悬挑基础上整理ppt3、抗震缝：抗震设防的建筑物，当建筑的平面、层数、质量、刚度差异较 大，或错层时（基础以上上部结构断开） 说明：地震区避免设缝，必须设缝要给予足够宽度防震缝最小宽度防震缝最小宽度H156度每增加5m7度每增加4m8度每增加3m9度每增加2m100mm100mmn20mm注明：注明：框剪和剪力墙结构房屋的防震缝宽度，框剪和剪力墙结构房屋的防震缝宽度，分别采用框架结构防震缝宽度的分别采用框架结构防震缝宽度的7070和和5050，但都不小于，但都不小于100mm100mm。防震缝宽度按照不利体系考虑，按较低防震缝宽度按照不利体

49、系考虑，按较低高度计算高度计算防震缝应沿房屋全高设置，地下室和基防震缝应沿房屋全高设置，地下室和基础可不设，但在防震缝处应加强构造和础可不设，但在防震缝处应加强构造和连接。连接。设置伸缩缝、沉降缝时必须按照防震缝设置伸缩缝、沉降缝时必须按照防震缝的要求的要求 高度重量相差较大高度重量相差较大平面不规则平面不规则整理ppt( (七七) )、结构截面尺寸初估、结构截面尺寸初估 柱截面 轴压比 梁截面 板厚整理ppt2.3 楼盖结构布置楼盖结构布置1、平板体系2、无梁楼盖3、密肋楼盖、井式楼盖4、肋形楼盖（单向板、双向板）5、扁梁楼盖整理ppt2.3 楼盖结构布置楼盖结构布置1、平板体系 由矩形柱网

50、、梁和板组成，仅在柱轴线上设梁，适用于由矩形柱网、梁和板组成，仅在柱轴线上设梁，适用于7 71515米柱网的工业、民用及公共建筑结构采用。米柱网的工业、民用及公共建筑结构采用。 优点：优点：板底平整，结构高度低，美观板底平整，结构高度低，美观整理ppt2、无梁楼盖优点：优点：结构高度小、板底平整、整体性好，构造简单、施工支模结构高度小、板底平整、整体性好，构造简单、施工支模简单、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便简单、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便缺点：缺点：抗弯刚度减小、挠度增大；柱子周边可能会引起局部板的抗弯刚度减小、挠度增大；柱子周边可能会引起局部板的冲切破坏冲切破坏层高受限情况下，公共建筑常采用无梁楼盖，最好采用现浇柱帽层高受限情况下，公共建筑常采用无梁楼盖，最好采用现浇柱帽合适跨度：合适跨度：普通钢筋混凝土楼面