高层建筑及结构体系

1、1 1、我国对高层建筑的规定、我国对高层建筑的规定1 1）高层民用建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95GB50045-95）（）（20052005年版）年版）规定：规定：1010层和超过层和超过1010层的居住建筑（包括首层设置商业服务网点层的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）；超过的住宅）；超过24m24m高的公共建筑（不包括单层主体建筑高度超高的公共建筑（不包括单层主体建筑高度超过过24m24m的体育馆、剧院等公共建筑）为高层建筑。的体育馆、剧院等公共建筑）为高层建筑。2 2）钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程（JGJ

2、3-91JGJ3-91）规定：）规定：8 8层及层及8 8层以上高层民用建筑。层以上高层民用建筑。3 3）民用建筑设计通则民用建筑设计通则(JGJ37-88)(JGJ37-88)规定：建筑高度超过规定：建筑高度超过100m100m时，均为超高层建筑。时，均为超高层建筑。4 4）住宅建筑设计规范住宅建筑设计规范规定：规定：7 79 9层层中高层；中高层；1010层层 高高层。规范要求：层。规范要求：7 7层以上要设电梯层以上要设电梯。三、高层建筑三、高层建筑 与多层建筑物相比，高层建筑物设计具有以下特点： 水平荷载作为设计的决定性因素； 侧移成为设计的控制指标； 轴向变形的影响在设计中不容忽视；

3、 延性成为设计的重要指标； 结构材料用量显著增加。32 2、高层建筑的结构体系、高层建筑的结构体系高层建筑常用结构体系：高层建筑常用结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架结构、剪力墙结构、框架框架- -剪力墙结构、筒体结构剪力墙结构、筒体结构。（1）框架结构）框架结构 框架结构框架结构骨架承重结构体系。骨架承重结构体系。 框架梁、柱承重，墙体均不承重框架梁、柱承重，墙体均不承重填充墙填充墙灵活布置、建筑灵活布置、建筑立面处理较为自由立面处理较为自由较适用于需要灵活分隔空间、内部较大空间。较适用于需要灵活分隔空间、内部较大空间。特点：墙体不用承重，故可形成特点：墙体不用承重，故可形成开敞开敞的空间

4、；墙体可根据的空间；墙体可根据各个楼层的各个楼层的不同需要设置，无需上下对齐不同需要设置，无需上下对齐。适用范围适用范围适用于内部需要较多大空间，空间平面对位较为规整，空间使用功适用于内部需要较多大空间，空间平面对位较为规整，空间使用功能经常变更而可能重新分隔，上下楼层之间空间分隔难以对应的公共能经常变更而可能重新分隔，上下楼层之间空间分隔难以对应的公共建筑，如商场、办公楼、教学楼、图书馆、档案馆、医院、宾馆。建筑，如商场、办公楼、教学楼、图书馆、档案馆、医院、宾馆。 主要问题主要问题结构侧向刚度差，承受水平荷载的能力不高。结构侧向刚度差，承受水平荷载的能力不高。 水平荷载水平荷载结构底部各层

5、梁、柱的弯矩显著增加结构底部各层梁、柱的弯矩显著增加增大截面及增大截面及配筋量配筋量平面布置和空间使用有影响。平面布置和空间使用有影响。 当建筑层数大于当建筑层数大于15层或在地震区建造高层房屋时，不宜选用框架结层或在地震区建造高层房屋时，不宜选用框架结构。在高烈度地震区不宜采用。构。在高烈度地震区不宜采用。v(2) (2) 剪力墙结构剪力墙结构现浇的钢筋混凝土现浇的钢筋混凝土墙承重体系墙承重体系v结构特征结构特征v 剪力墙结构是利用建筑物的内、外墙作为承重骨架的一剪力墙结构是利用建筑物的内、外墙作为承重骨架的一种承重结构体系。竖向承重结构全部由一系列横向和纵向的种承重结构体系。竖向承重结构全

6、部由一系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙所组成，这种体系侧向刚度大、侧移小，钢筋混凝土剪力墙所组成，这种体系侧向刚度大、侧移小，称为称为刚性结构体系刚性结构体系。v 一般建筑的墙体主要承受压力，而剪力墙除承受一般建筑的墙体主要承受压力，而剪力墙除承受竖向压竖向压力外力外，还要承受，还要承受水平荷载水平荷载引起的剪力和弯矩。引起的剪力和弯矩。v 建筑主体结构在现场整体浇注，墙体布置较预制装配式建筑主体结构在现场整体浇注，墙体布置较预制装配式灵活，可选用横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重等体系。灵活，可选用横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重等体系。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的高层住宅楼现浇钢筋混凝土剪

7、力墙结构的高层住宅楼v2.2.适用范围适用范围v 由于钢筋混凝土具有良好的由于钢筋混凝土具有良好的抗弯抗弯和和抗剪抗剪能力，剪力墙结构能力，剪力墙结构体系广泛应用于高层建筑，如高层办公楼、旅馆、病房楼、住体系广泛应用于高层建筑，如高层办公楼、旅馆、病房楼、住宅等建筑。宅等建筑。剪力墙结构适用于剪力墙结构适用于15155050层的高层建筑。层的高层建筑。框架结构和剪力墙结构比较框架结构和剪力墙结构比较(3)(3)框架框架- -剪力墙体系剪力墙体系1.1.特征特征 纯框架结构体系在建筑物空间刚度方面较为薄弱，用于高层建纯框架结构体系在建筑物空间刚度方面较为薄弱，用于高层建筑时需要增加抗水平侧向力的

8、构件。筑时需要增加抗水平侧向力的构件。 若若建筑平面呈条形建筑平面呈条形时时，一般可以通过在框架结，一般可以通过在框架结构中适当布置剪力墙来抵构中适当布置剪力墙来抵抗水平侧向力，形成框架抗水平侧向力，形成框架- -剪力墙结构。剪力墙结构。框架和剪力墙两种结框架和剪力墙两种结构组合在一起而形成的结构组合在一起而形成的结构体系。构体系。 建筑建筑竖向荷载竖向荷载框架和剪力墙框架和剪力墙； 水平载荷水平载荷主要侧向刚度较大的主要侧向刚度较大的剪力墙剪力墙。 这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和抗震能力，因而广泛的应用于

9、高层办公建筑和旅馆建筑，大的刚度和抗震能力，因而广泛的应用于高层办公建筑和旅馆建筑，一般使用于一般使用于15153030层的高层建筑层的高层建筑。而。而12121515层范围内，采用框层范围内，采用框- -剪剪结构比框架结构更为经济。结构比框架结构更为经济。1998年建成的上海明天广场，60层，238m高，为当时最高的框架剪力墙结构 （4 4）框支剪力墙结构）框支剪力墙结构 当建筑物当建筑物上部上部的办公楼需要小开间，适合的办公楼需要小开间，适合剪力墙结构剪力墙结构，而，而下下部部的商店则需要大空间，适合采用的商店则需要大空间，适合采用框架结构框架结构时，为满足这种建筑时，为满足这种建筑功能的

10、要求，将这两种结构组合在一起，这种结构体系，我们称功能的要求，将这两种结构组合在一起，这种结构体系，我们称之为框支剪力墙体系。之为框支剪力墙体系。(5)(5)筒体体系筒体体系 框架框架- -筒体、筒中筒、束筒（群筒）结构筒体、筒中筒、束筒（群筒）结构 随着科技进步和经济发展，建筑物高度在不断的增加随着科技进步和经济发展，建筑物高度在不断的增加，传统的，传统的框架体系、框架框架体系、框架- -剪力墙体系剪力墙体系已不能很好的满足高已不能很好的满足高层建筑在水平载荷作用下强度和刚度的要求。层建筑在水平载荷作用下强度和刚度的要求。剪力墙体系剪力墙体系则因平面受墙体所限，不能满足建筑上需较大开间和空间

11、则因平面受墙体所限，不能满足建筑上需较大开间和空间的要求。的要求。 筒体结构是由框架和剪力结构发展而成。筒体结构是由框架和剪力结构发展而成。由若干片纵由若干片纵横交接的框架和剪力墙所围成的筒状封闭骨架。每一层的横交接的框架和剪力墙所围成的筒状封闭骨架。每一层的楼面又加强了各片框架和剪力墙之间的相互连接，形成一楼面又加强了各片框架和剪力墙之间的相互连接，形成一个空间框架，使整个骨架具有比单片框架或剪力墙好得多个空间框架，使整个骨架具有比单片框架或剪力墙好得多的空间刚度。的空间刚度。17 筒体平面形式与结构类型筒体平面形式与结构类型(a)(a)外筒内框外筒内框(b)(b)内筒外框内筒外框(c)(c)圆形筒中筒圆形筒中筒(d)(d)内筒外剪力墙内筒外剪力墙(e)(e)多边形多边形筒中筒筒中筒筒体结构：是由一个或多个筒体作为承重结构的建筑体系，筒体结构：是由一个或多个筒体作为承重结构的建筑体系，适用于层数较多的高层建筑。筒体在侧向风荷载的作用下，适用于层数较多的高层建筑。筒体在侧向风荷载的作用下，其受力类似于刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面受拉，而背其受力类似于刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面受拉，而背风面将受压，当单筒结构高度较大时，其很难承