多高层房屋简介-多层与高层房屋结构类型

模块十一

多层与高层房屋结构简介11.1多层与高层房屋结构的类型11.2多高层建筑结构体系的总体布置原则11.3框架结构11.4多层和高层钢筋混凝土房屋结构设计11.5高层建筑发展趋势211.1多层与高层房屋结构的类型关于多层与高层建筑的界限，各国有不同的标准。我国不同标准也有不同的定义：《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)（以下简称《高规》）、《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)均以10层及10层以上和高度大于24m的房屋为高层建筑。。目前，多层房屋多采用混合结构和钢筋混凝土结构，高层房屋常采用钢筋混凝土结构、钢结构、钢-混凝土混合结构。3图11.1世界著名高层建筑

11.1.1多高层建筑结构类型在多高层建筑结构中，风荷载和水平地震作用所产生的侧向力成为其主要控制，因此多高层建筑结构设计的关键问题就是应设置合理形式的抗侧力构件及有效的抗侧力结构体系，使结构具有相应的刚度来抵抗侧向力。多高层建筑结构中基本的抗侧力单元是：框架、剪力墙、井筒、框筒及支撑。在确定高层建筑结构体系时应遵守以下原则：

(1)应具有明确的计算简图和合理的水平地震作用传递途径。

(2)应具有多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整楼层形成变形集中而最终导致严重的震害。个结构体系丧失抗震能力。

(3)应具有必要的强度和刚度、良好的变形能力和能量吸收能力，结构体系的抗震能力表现在强度、刚度和延性恰当地匹配。

(4)具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。

(5)宜选用有利于抗风作用的高层建筑体型；即选用风压较小的建筑体型形状。

(6)高层建筑的开间、进深尺寸和选用的构件类型应减少规格，符合建筑模数。高层建筑的建筑平面宜选用风压较小的形状，并考虑邻近建筑对其风压分布的影响。

(7)高层建筑结构的平面布置宜简单、规则、对称，减少偏心；平面长度L及结构平面外伸部分长度l均不宜过长；竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内收使竖向刚度突变以致在一些611.1.2多层与高层建筑常见的结构类型

1.混合结构：混合结构是用不同的材料做成的构件组成的房屋，通常是指是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。2.框架结构：由梁和柱为主要承重构件组成的承受竖向和水平作用的结构称为框架结构，如图11-2、11-3所示。3.剪力墙结构体系：利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构称为剪力墙结构。剪力墙实质上是固结于基础的钢筋混凝土墙片，具有很高的抗侧移能力。因其既承担竖向荷载，又承担水平荷载—剪力，故名剪力墙。如图11.4、11.5所示。4.框架-剪力墙结构：在框架结构中的适当部位增设一定数量的钢筋混凝土剪力墙，形成的框架和剪力墙结合在一起共同承受竖向和水平力的体系叫做框架-剪力墙体系简称框-剪体系。如图11.6所示。5.筒体结构：由筒体为主组成的承受竖向和水平作用的结构称为筒体结构体系。筒体是由若干片剪力墙围合而成的封闭井筒式结构，其受力与一个固定于基础上的筒形悬臂构件相似。根据开孔的多少，筒体有空腹筒和实腹筒之分，如图11.7所示。6.新型材料和结构体系8图11.2框架结构图11.3框架结构体系典型平面图

图11.4剪力墙结构图11.5剪力墙结构平面布置

图11.6框架剪力墙结构体系

图11.7（a）实腹筒（b）空腹筒11.2多高层建筑结构体系的总体布置原则

《高规》中对高层建筑的结构体系做了如下要求：

(1)结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。

(2)宜具有多道抗震防线。除此之外，高层建筑结构体系还应注意以下方面。

1.结构平面形状平面布置简单、规则、对齐、对称，宜采用方形、矩形、圆形、Y形等有利于抵抗水平荷载的建筑平面。尤其对于有抗震要求的结构，其平面应力求简单，对于复杂、不规则、不对称的结构会难于计算和处理，在拐角处往往是应力比较集中的部位，因此平面布置不宜采用角部重叠的平面图形或腰形平面图形。且平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大，如图11.8所示，其值应满足表11-1的要求。14图11.8建筑平面表11-1L、I的限值2.结构竖向布置

沿结构竖向布置时应注意结构的刚度和质量分布均匀，不要发生过大的突变。尽量避免夹层、错层和抽柱(墙)等现象，否则对结构的受力极为不利。对有抗震设防要求的高层建筑，竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下大上小，变化均匀。无论采用何种结构体系，结构的平面和竖向布置都应使结构具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位；对可能出现的薄弱部位，在设计中应采取有效措施，增强其抗震能力；宜具有多道防线，避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受水平风荷载、地震作用和重力荷载的能力。

3.控制结构高宽比和最大适用高度

高层建筑的高宽比(H/B)下表11-2的限值，其中H指建筑物地面到檐口高度，B为建筑物平面的短方向总宽。控制高宽比的目的是控制结构刚度及侧向位移。

《高规》还给出了各类现浇钢筋混凝土结构的最大适用高度和抗震墙的最大间距。17表11-2A级