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混凝土结构设计课件 混凝土结构设计课件5 第五章 高层建筑结构 同济大学土木工程学院建筑工程系 顾祥林 一、概述 1. 高层建筑的定义 多层与高层建筑的界限各国定义不一。我国曾将 8层以上的民用建筑或高度超过22m的工业建筑定 义为高层建筑 新修定的《高层建筑混凝土结构技术规程》将10 层和10层以上的民用建筑定义为高层建筑。这是 由是否设电梯、建筑物的防火等级以及传统历史 的影响所确定的。 一、概述 2. 高层建筑的分类 按结构材料分 *钢结构高层建筑：自重轻、 强度高、延性好、施工快，但 用钢量大、造价高、防火性能 较差 *混凝土结构高层建筑：造价低、 耐火性能好、结构刚度大，但自 重较大 *钢-混凝土组合结构：兼有两 者的优点，克服了两者的缺点。 一、概述 2. 高层建筑的分类 按结构材料分 结构形式 钢结构 混凝土结 构 钢-混凝 土混合结 构 世界最高 的15幢房 屋 中国最高 的15幢房 屋 7 6 2 - 8 7 1998年的统计结果 一、概述 2. 高层建筑的分类 按结构承重体系 *框架结构 *剪力墙结构 *筒体结构 *框架-剪力墙结构 *巨型框架结构 *悬挂结构 二、高层建筑结构体系 1. 框架结构 组成和适用范围 *由梁和柱组成的空间结构 体系 框架立柱 *在非地震区可做到15层， 最高可做到20层 *在地震设防区层数相应减 少 *常用于综合办公楼、旅馆、 医院、学校、商店等建筑 楼板 连系梁 框架横梁 连系梁 框架横梁 框架立柱 楼板 框架横梁 二、高层建筑结构体系 1. 框架结构 变形特征 *在水平荷载作用下，表 现出刚度小、水平侧移 大的特点，水平侧移呈 剪切型。 *例如，在地震设防烈度 为8度，IV类场地的情况 下，框架结构一般只能 做到5~6层 剪切型 二、高层建筑结构体系 2. 剪力墙结构 组成 *利用房屋墙体作为竖向承重和抗 侧力结构的体系称为剪力墙结构 1500 7100 1500 360 0 420 0 360 0 157 0 420 0 上 下 *剪力墙上可开洞口，洞口越大， 越接近于框架 上 下 3600 3600 3600 2900 3600 3600 3600 1200 4200 2900 2800 1500 二、高层建筑结构体系 2. 剪力墙结构 变形特征和应用范围 *水平荷载作用下，剪力墙似一悬臂 薄片，比框架具有更大的抗侧刚度， 且在水平荷载下的侧移呈弯曲型 *剪力墙结构可用于较高的房屋中 （100m以上） 1500 洞口 弯曲型 7100 1500 360 0 420 0 360 0 157 0 420 0 上 下 上 *剪力墙可用来分隔房间，楼板的 跨度即为剪力墙的间距，一般为 3~8m，适合于有小房间的住宅、旅 馆等高层建筑 下 3600 3600 3600 2900 3600 3600 3600 1200 4200 2900 2800 1500 二、高层建筑结构体系 2. 剪力墙结构 框支剪力墙 楼电梯间 框支剪力墙 落地剪力墙 9×5400=48600 3×4800 =14400 二、高层建筑结构体系 3. 框架-剪力墙结构 组成 *由框架和剪力墙共同承受竖向和 水平荷载的结构体系称为框架-剪力 墙结构体系。在整个结构体系中， 剪力墙负担决大部分的水平荷载， 框架以负担竖向荷载为主，分工合 理，物尽其用 5200 5200 550 4350 4350 550 5200 6800 剪力墙 5200 6800 7500 7500 框架 6×7500＝45000 5200 剪力墙 框架 17×4650＝79050 7500 4950 7500 4950 7500 二、高层建筑结构体系 3. 框架-剪力墙结构 H H H 变形特征和应用范围 *水平荷载作用下，框架和 剪力墙协调工作，使房屋各 层变形趋于均匀，在水平荷 载下的侧移呈弯剪型 5200 剪切型 弯曲型 弯剪型 ? ? ? *剪力墙克服了框架抗侧刚 度低的缺点，框架弥补了剪 力墙结构布置不灵活的不足。 因此，普遍应用于宾馆和办 公楼等公用建筑中。 5200 550 4350 5200 6800 7500 7500 框架 6×7500＝45000 *框架-剪力墙结构体系一般用于25层以下为宜，最高不超过35层。但若 布置合理，也可更高。 4350 550 5200 6800 剪力墙 5200 二、高层建筑结构体系 4. 筒体结构 H 组成和变形特征 窗孔 *将剪力墙集中到房屋的内部或 外部形成封闭的筒体，以此来 承受房屋大部分或全部竖向荷 载和水平荷载所组成的结构体 系称为筒体结构体系 *分实腹筒体和空腹筒体两类 电梯间 电梯间 窗裙梁 立柱 H 窗孔 窗裙梁 *变形呈弯剪型 立柱 ? 二、高层建筑结构体