2-2抗侧结构类型

第二讲第2章抗侧力结构与布置（1）§2.1框架结构§2.2剪力结构体系§2.3框架－剪力墙结构§2.4板－柱剪力墙结构§2.5框架-支撑（抗震墙板）结构§2.6筒体结构§2.7框架—核心筒结构§2.8巨型结构第一讲的问题：

高层建筑结构的特点是什么？

1)框架结构；

2)剪力墙结构(含部分框支—剪力墙结构)；

3)框架—剪力墙结构；

4)筒体结构(含框架—核心筒结构、筒中筒结构）；

5)复杂高层结构(含带加强层或刚臂结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等)；

6)混合结构(由多种材料的构件混在一起的结构，如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件构成的结构)。高层建筑结构应根据房屋的高度(H)、高宽比(H/B)、抗震设防烈度、场地类别、建筑的重要性、结构材料和施工技术条件等因素，选用适宜的结构体系。高层建筑结构体系按其抗侧力主要构件的分类：§2.1框架结构框架结构：梁、柱，通过结点的刚性连接组成的，共同承受竖向和水平作用的整体结构，优点：柱网布置灵活，延性较好。缺点：结构的横向侧移刚度较小，侧移较大；结构变形曲线以剪切型为主；适用于空间大、层数不太多、房屋高度不太高的建筑，如商场、车站、展览馆、停车库、宾馆的门厅、餐厅等。框架应当纵横双向布置，形成双向抗侧力体系。框架结构中的填充墙有一定的抗侧力作用，合理设计填充墙，有效抗震。

纵梁、柱弯曲变形构成剪切型变形纵梁、柱的结点角变形导致侧移剪切变形＋弯曲变形＝总变形当H/B4,框架侧移以剪切变形为主§2．2剪力结构体系剪力墙结构:以剪力墙为主要承受竖向和水平作用于结构。优点：整体性好，水平抗侧刚度大，可建造高度高、层数多。缺点：空间布置受限，结构重，延性较差，刚度大；结构变形曲线以弯曲型为主。适用于空间较小、层数较高、房屋的高度较高高的建筑，如住宅、宾馆、单身宿舍。剪力墙应纵横双向均衡设置。圆形平面，剪力墙应沿径向及环向设置；三角形平面，宜沿三个主轴方向设置剪力墙。剪力结构的平面及侧移

结构变形曲线以弯曲型为主；

1)部分框支剪力墙结构中，直接支撑剪力墙的楼层称为框支层。

2)框支层中，结构易于发生刚度突变，从而形成薄弱层(柱铰导致)，所以框支层楼面应有较大刚度。

3)框支层楼面刚度很大时，可以完成荷载的有效传递，结构型式的有效转换，有时称该层为转换层

。4)有时，为完成上下部结构型式的转变、荷载的传递，特别设置一些刚度很大的构件，也称转换结构，如转换梁、转换桁架、转换板等.部分框支剪力墙结构

框支剪力墙结构

——底部一层或两三层为框架结构，上部为剪力墙的结构。

部分框支剪力墙结构

——有目的地在框支剪力墙结构底部，一定间距范围内，增设刚度较大的落地剪力墙，以增强结构底部以及结构的整体刚度。落地剪力墙转换层框支层部分框支剪力墙结构部分框支剪力墙结构薄弱层§2．3框架－剪力墙结构

框架－剪力墙结构——由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

变形曲线为弯剪型。地震区建筑，宜设两道及以上的抗震防线，即多重设防。优点：既能布置大空间房屋，又具有较大的侧向刚度，以适应较复杂的建筑功能要求；缺点：剪力墙布置往往受限，刚心与质心难以重合或接近；侧向刚度依然偏小，房屋建造高度受限。框架—剪力墙结构的特点：典型框架-剪力墙结构：非典型框架-剪力墙结构：剪力墙(或核心筒)承担大部分水平力(80％～90％)，是主要的抗侧力构件；框架主要承担竖向荷载，提供较大的灵活布置空间。这类结构适用于公共建筑和旅馆建筑。剪力墙承担的底部倾覆力矩低于50%，主要在框架中起提高结构抗侧刚度的作用。这类结构的灵活空间更大，结构偏柔，框架的设计应按纯框架结构设计。变形曲线为弯剪型§2．4板柱－剪力墙结构板柱－剪力墙结构——由楼板直接与框架柱、或剪力墙形成的结构体系，楼板为无梁楼板。该结构体系便于使用滑摸施工法施工，施工方便，工期短，层高较小；抗侧力能力差，抗震性能较差。§2．5框架-支撑（抗震墙板）结构框架-支撑（抗震墙板）结构：钢框架中设置支撑的带支撑框架结构。

2．6筒体结构

筒体结构:承受竖向和水平作用的竖向受力结构封闭围合形成的高层建筑结构。有由剪力墙围成的实腹薄壁筒及由密柱深梁围成的框筒两大类。框架—核心筒结构：由刚性楼面梁或厚板将内侧实腹核心筒和筒外框架连成完整的结构。一般将楼电梯间及一些服务用房做内核心筒；其他大空间房布置在外，做外框架。核心筒的整体性好，抗侧刚度很大，故框架—核心筒结构体系适用于高度较高，功能较多的建筑。桁架筒结构：稀柱、浅梁、支撑斜杆组成桁架，布置于建筑物外边，形成桁架筒结构。(外)框筒结构:由密排柱及深梁形成封闭的外筒。筒中筒结构：由实体的内筒与空腹的外框筒组成。筒中筒结构体系具有更大的整体性与侧向刚度，因此适用于高度很大的建筑。束筒结构：筒体组合成成组筒结构体系，则侧向刚度更大，可适用于特别高的超高层建筑。框架—剪力墙（筒体）结构11/25/202326

芝加哥的约翰汉考克大厦，100层，用钢量1.45kN/m2

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.桁架筒结构11/25/202327桁架筒结构上海金贸大厦——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/m2。（芝加哥的约翰汉考克大厦，100层，用钢量1.45kN/m2

）筒中筒结构广东国际大厦，63层，200m，钢筋混凝土内筒体，外筒由钢骨混凝土和钢柱组成.薄壁内筒和密柱外框筒（桁架筒）组成，抗风、抗震能力好.筒体结构(空间受力体系)（1）框筒结构：内筒承受竖向荷载，外筒承受水平荷载，柱距一般在3m以内，框筒梁比较高，开洞面积在60%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/m211/25/2023312.7框架—核心筒结构

框架—核心筒结构：——由核心筒与外围的稀柱框架组成的高层建筑结构。加强层：——设置连接内筒与外围结构的水平外伸臂(梁或桁架)结构的楼层(1~3层),水平外伸臂构件必须贯通核心筒并在核心筒转角处布置，形成井字形。必要时还可沿该楼层外围结构周边设置带状水平或桁梁.体系由两级结构组成：一级为：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———承受水平力和竖向荷载；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。2.8巨型结构结构优化设计的结果：改每6层办公楼加插一个3层楼净高空中花园每8层办公楼加插一个4层楼净高的空中花园钢骨钢筋混凝土框架混合结构及其它结构混合结构：混合结构是指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体(或剪力墙)所组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构.错层结构：同一层房屋的楼板不在同一高度使楼层产生错层。错层结构对抗震设计不利，错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系，不归并为一层计算。多塔楼结构：两个或两个以上塔楼用裙房(底盘)相连组成多塔楼结构。此结构体型复杂，计算难，应重视其平面及竖向布置，应加强构造措施。带加强层高层建筑结构：为提高框架—核心筒结构的侧向刚度，利用建筑避难层、设备层空间，设置适宜刚度的水平伸臂构件（斜腹杆桁架、实体梁、整层或跨若干个层高的箱形梁、空腹桁架），构成带加强层的结构。加强层的合理位置和数量：1个加强层时，可设在0.6H附近；两个加强层时，可在顶层和0.5H附近分别设置；多个加强层时，宜沿竖向从顶层向下均匀布置。带转换层的高层建筑结构：将上部楼层的部分竖向构件，通过大刚度结构转换层传递到底层或基础。结构转换层常采用钢筋砼大梁、桁架