建筑结构选型5多高层建筑的体型与结构布置

1、、多高层建筑的体型与结构布置5.1. 建筑体型建筑体型5.1.1.建筑体型的形成建筑体型的形成5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化5.2. 结构布置结构布置5.2.1.对称性对称性5.2.2.连续性连续性5.2.3.周边作用周边作用5.2.4.角部构件角部构件5.2.5.多道防御多道防御5.3. 结构构造结构构造5.3.1.结构构造的概念结构构造的概念5.3.2.温度及材料变形对结构布置的要求温度及材料变形对结构布置的要求5.3.3.不均匀沉降对结构布置的要求不均匀沉降对结构布置的要求5.3.4.防震对结构布置的要求防震对结构布置的要求5.3.5.结构高宽比的要求结构高宽比的要求5.1.

2、建筑体型建筑体型5.1.1.建筑体型的形成建筑体型的形成 从几何学的概念分类，建筑结构的平、立面从几何学的概念分类，建筑结构的平、立面分为凸形和凹形两大类。工程中常把凸形图形称分为凸形和凹形两大类。工程中常把凸形图形称为简单图形，把凹形图形称为复杂图形。这样建为简单图形，把凹形图形称为复杂图形。这样建筑设计中常用的建筑平面就分为简单和复杂建筑筑设计中常用的建筑平面就分为简单和复杂建筑平面，建筑立面就分为简单和复杂建筑立面。平面，建筑立面就分为简单和复杂建筑立面。 （a）简单图形 （b）复杂图形5.1. 建筑体型建筑体型5.1.1.建筑体型的形成建筑体型的形成 （a）简单建筑平面 （b）复杂建筑

3、平面5.1. 建筑体型建筑体型5.1.1.建筑体型的形成建筑体型的形成 （a）简单建筑立面 （b）复杂建筑立面5.1. 建筑体型建筑体型5.1.1.建筑体型的形成建筑体型的形成 从二维转变为三维，任何一个建筑体型都可从二维转变为三维，任何一个建筑体型都可归纳为平面上的两个基本类型与立面上的两个基归纳为平面上的两个基本类型与立面上的两个基本类型的组合，一共有四种基本组合本类型的组合，一共有四种基本组合。 （a）简单平面与简单立面的组合（b）复杂平面与简单立面的组合（c）简单平面与复杂立面的组合（d）复杂平面与复杂立面的组合5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化1、简单

4、平面与简单立面的组合、简单平面与简单立面的组合 简单平面的尺寸包括绝对尺寸和相对尺寸，平面尺寸较大的建筑物的受力显然比平面尺寸小的建筑物要复杂。这时要考虑结构的空间整体性，同时又要考虑温度、材料变形等影响；长方形比正方形平面的建筑物更容易受到扭转和不均匀沉降的影响。 简单立面的尺寸变化对结构的影响也包括绝对尺寸和相对尺寸两方面。建筑物越高，侧向风荷载或地震作用的影响越大；建筑物的 H/B越大，结构的抗侧刚度和抗倾覆稳度性越差；当高宽比一定时，降低建筑物的质量中心则有利于结构的抗倾覆稳定性。 5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化2、复杂平面与简单立面的组合、复杂平面

5、与简单立面的组合 复杂平面的形状很多，其基本尺寸对结构受力的影响也可以从绝对尺寸和相对尺寸两方面考虑，其中主要为肢翼长度和肢翼宽度之比值。一般说来，肢翼长度越大，肢翼宽度越小，则对结构的抗震约不利。5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化2、复杂平面与简单立面的组合、复杂平面与简单立面的组合 以两种常见的复杂平面（L形平面和U形平面）与简单立面组合后的建筑体型变化诠释它的影响。 对于L形平面，凹角部位会由于应力集中引起破坏，特别是a1/a和b1/b均较小时。而当a1/a及b1/b均较小或者一个较大另一个较小时，则对结构的影响较小。 对于U形平面， b1/b越小，则结构

6、受力约复杂。 5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化2、复杂平面与简单立面的组合、复杂平面与简单立面的组合该组合的合理化处理：该组合的合理化处理： 对于L形平面，当a1/a较大时，可以在结构采用悬挑的手段，使主体结构的平面布置成为简单平面。 对于U形平面， 在b1/b较小时，可以在结构上设置变形缝使它成为两个矩形平面；当b1/b较大时，可以通过设置连接梁在结构上把它连成一个完整的矩形平面。 当然，这些会影响建筑立面的处理 5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化3、简单平面与复杂立面的组合、简单平面与复杂立面的组合 由于立面是复杂立面，整个

7、建筑物在不同的高度有不同的建筑平面。这种建筑体型的变化对竖向及水平荷载作用下的结构内力产生影响。 5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化3、简单平面与复杂立面的组合、简单平面与复杂立面的组合 常见的带小塔楼的建筑，在地震作用下，小塔楼由于鞭梢效应产生较大的惯性力，会造成塔楼根部的破坏甚至塔楼的倒塌。设计中一般控制b/h值，即小塔楼不能突然内收很多，避免刚度发生突变。 对于带裙楼的建筑，由于主楼和裙楼部分重量相差悬殊，会对基础沉降产生不利影响，有可能导致基础破坏。 5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化4、复杂平面与复杂立面的组合、复杂平面

8、与复杂立面的组合 该组合的建筑体型可以无限制的变化，使建筑物体型具有明显的个性，但结构布置需要慎重处理。5.1. 建筑体型建筑体型5.1.2.建筑体型的变化建筑体型的变化4、复杂平面与复杂立面的组合、复杂平面与复杂立面的组合 常用的处理手段有以下三个方面：（1）、限制：如限制裙楼的外伸、小塔楼的高）、限制：如限制裙楼的外伸、小塔楼的高度、限制内收尺寸等；度、限制内收尺寸等；（2）、加强：如通过设置刚性基础、刚性层、）、加强：如通过设置刚性基础、刚性层、或其他构造措施来保证结构的整体性；或其他构造措施来保证结构的整体性；（3）、设缝分割：当上述两个方法均无法达到）、设缝分割：当上述两个方法均无法

9、达到满意的结果时，可通过设置变形缝，将复杂的结满意的结果时，可通过设置变形缝，将复杂的结构体型分割成若干简单的结构单元。构体型分割成若干简单的结构单元。5.2. 结构布置结构布置5.2.1.对称性对称性 最佳的对称性是使建筑平面形心、质量中心最佳的对称性是使建筑平面形心、质量中心和结构的抗侧刚度中心在平面上重合。和结构的抗侧刚度中心在平面上重合。1、平面的对称性、平面的对称性 不对称会导致：外荷载作用不均匀使结构受扭；在凹角处产生应力集中。（a）双轴对称（b）单轴对称（c）无对称轴5.2. 结构布置结构布置5.2.1.对称性对称性2、质量布置的对称性、质量布置的对称性 仅仅建筑平面布置的对称性

10、并不能保证结构不发生扭转。在平面布置对称和结构刚度均匀分布的情况下，若建筑物质量分布有较大的偏心，地震的惯性力的合力将会对结构抗侧刚度中心产生扭矩作用。5.2. 结构布置结构布置5.2.1.对称性对称性3、结构抗侧刚度的对称性、结构抗侧刚度的对称性 5.2. 结构布置结构布置5.2.2.连续性连续性 合理的结构布置要保证结构刚度的连续性。 5.2. 结构布置结构布置5.2.3.周边作用周边作用 墙体具有较大的抗侧刚度，合理布置墙体位置能够提高整体结构的抗倾覆和抗扭能力。 5.2. 结构布置结构布置5.2.4.角部构件角部构件 建筑物角部构件受力比较复杂，要对它进行加强处理。 5.2. 结构布置

11、结构布置5.2.5.多道防御多道防御 多道防御作为一种概念设计的手段，对于抵抗未来不确定的灾害具有重要意义。 5.3. 结构构造结构构造5.3.1.结构构造的概念结构构造的概念 在结构设计中，限于目前的计算技术和理论水平，对许多问题还不能进行准确的分析，如混凝土的收缩、气温变化或者温差作用等对结构的影响，地基变形及其对结构的影响，地震作用对复杂结构的作用等。因此，结构设计时只能通过一些定性分析对结构的体型进行某些限制，或通过设置一些变形缝把结构进行分割处理。我们把这一类只能通过规定所进行的技术处理手段统称为结构构造处理。5.3. 结构构造结构构造5.3.2.温度温度及材料变形对结构布置的要求及

12、材料变形对结构布置的要求 目前在结构设计中，一般通过设置伸缩缝，来降低温度和材料变形对结构的影响。剪应力剪应力主拉应力主拉应力裂缝5.3. 结构构造结构构造5.3.2.温度温度及材料变形对结构布置的要求及材料变形对结构布置的要求 相关结构规范规定了伸缩缝设置的最大间距。有时可采用后浇带的形式，来降低混凝土的收缩应力。此种情况下，当有技术保障和经验积累时，可以突破规定的设缝最大间距。结构伸缩缝最大间距（米）5.3. 结构构造结构构造5.3.2.温度温度及材料变形对结构布置的要求及材料变形对结构布置的要求 伸缩缝的特点是基础以上的上部结构断开。5.3. 结构构造结构构造5.3.3.不均匀沉降对结构

13、布置的要求不均匀沉降对结构布置的要求 为了避免由于上部结构向基础传递荷载不均匀引起的地基不均匀沉降，需要设置沉降缝。剪应力剪应力裂缝主拉应力主拉应力5.3. 结构构造结构构造5.3.3.不均匀沉降对结构布置的要求不均匀沉降对结构布置的要求 为了避免由于上部结构向基础传递荷载不均匀引起的地基不均匀沉降，需要设置沉降缝。沉降缝的宽度5.3. 结构构造结构构造5.3.3.不均匀沉降对结构布置的要求不均匀沉降对结构布置的要求 沉降缝的设置方式与伸缩缝不同，必须从基础部分完全将结构断开。5.3. 结构构造结构构造5.3.4.防震对结构布置的要求防震对结构布置的要求 抗震结构要求建筑体型：平、立面宜规则、对称，建筑质量分布均匀；立面造型没有大的外挑和内收，构件从下到上逐渐减小，避免沿高度形体突变；楼层不宜错层。 对于矩形平面，其长边与短边之比不宜过大。对于非矩形平面，还应限制其翼肢的长度。L、l的限值5.3. 结构构造结构构造5.3.4.防震对结构布置的要求防震对结构布置的要求 如果结构平面形状复杂，亦可以通过设置抗震缝将结构平面划分为若干简单平面形状的单元。为了防止地震时结构相邻部分发生碰撞，结构要求建筑体型