高层建筑结构体系及布置.pdf

第二章 高层建筑结构体系与布置 2.1 框架结构 框架结构的特点是，建筑平面布置灵活，可做成较大空间的会议室、餐厅、办公室及试 验室等，加隔墙后，也可做成小房间；如果采用轻质隔墙，则可减轻建筑物重量；住宅中较 少使用框架结构，主要原因是柱截面较大，以致突出墙面，影响家具放置； 框架结构侧向刚度小，属柔性结构，因而对其建造高度应予控制；在多层建筑中，框架 结构是一种常用的结构体系。 2.2 剪力墙结构 利用建筑物的钢筋混凝土墙体，作为竖向承重和抵抗侧力的结构，该结构即为剪力墙结 构体系，通常，楼盖内无次梁，楼板直接支承在墙上，墙体同时也是维护和分隔房间的构件； 剪力墙的间距受到楼板构件跨度的限制，一般为 3～8m，房间墙面及天花板平整，无需 吊顶，层高较小，因而剪力墙结构适合于具有小房间的住宅、旅馆等建筑，无论在地震区或 非地震区，它都得到广泛的应用；上图是一种常用的剪力墙结构的平面，广州宾馆（27 层， 87m），广州白天鹅宾馆（30 层，102m），北京西苑饭店（27层，92m），均属剪力墙结构。 2.3 框架－剪力墙结构 框架－剪力墙结构是把框架和剪力墙结合在一起，共同抵抗竖向和水平荷载的一种体 系，它利用剪力墙的高抗侧力刚度和承载力，弥补框架结构柔性大、侧移大的弱点；同时由 于它只在部分位置上有剪力墙，又保持了框架结构具有大空间、立面易于变化等优点，因此， 框架－剪力墙结构是一种较好的结构体系，虽然其出现较晚，但在多高层公共建筑及办公楼 建筑中得到了广泛的应用，例如上海宾馆（27 层，91.5m）、北京饭店新楼（18 层，80m）， 上图为常见的框架－剪力墙结构平面。 2.4 板柱－剪力墙结构 板柱结构是指钢筋混凝土无梁楼板和柱组成的结构。板柱结构施工方便，楼板高度小， 可以减小层高．能提供大的使用空间，灵活布置隔断墙等。但板柱连接节点的抗震性能差， 不如粱柱连接节点；地震作用产生的柱端弯矩由板柱连接节点传递，在柱周边板内产生较大 的附加剪力，加上竖向荷载的剪力，有可能产生冲切破坏，楼板脱落。板柱结构在地震中严 重破坏、倒塌的震害说明，板柱结构的刚度小、抗震性能差，不宜作为高层建筑的抗震结构。 在板柱结构中设置剪力墙，或将楼、电梯间做成钢筋混凝土井筒，即成为板柱一剪力墙 结构。板柱一剪力墙结构可以用于抗震设防烈度不超过 8 度且高度有限制的房屋建筑。板柱 一剪力墙结构房屋的周边应布置有梁框架，楼、电梯洞口周边应布置粱。 2.5 框架－支撑(抗震墙板)结构 在框架中设置支撑斜杆，即为支撑框架，一般用于钢结构。由框架和支撑框架共同承担 竖向荷载和水平荷载的结构，称为框架．支撑结构。 2.6 筒体结构 2.6.1、筒体结构概述 筒体结构包括框筒、筒中筒、束筒以及框架一核心筒、框架一核心筒一伸臂结构等 ， 其 中框架一核心筒 、框架一核心筒一伸臂结构虽然都有筒体，但是它们与框筒、筒中筒、 束筒结构 的组成和传力体系有很大区别，需要了解它们的异同，掌握不同的设计概念和要 求。 框筒 、筒中筒和束筒的设计概念 由密排柱和跨高比较小的裙梁构成密柱深梁框架，布置在建筑物周围形成框筒，框 筒与实腹筒组成筒中筒，多个框筒排列组成束筒。在水平力作用下 ，框筒 中除了腹板框架 抵抗部分倾覆力矩外，翼缘框架柱承受拉、压力，可以抵抗水平荷载产生 的部分倾覆力矩。 框筒结构具有很大的抗侧移和抗扭刚度又可增大 内部空间 的使用灵活性，对于高 层建筑,框筒、筒中筒、束筒都是高效的抗侧力结构体系。 2.6.2 框筒结构 1、概述 将建筑物的外围钢筋混凝土墙体做成一个大筒体，它具有很大的抗侧刚度，由于需要开 窗，在墙体上开洞而形成了“梁”和“柱”，它的外形与框架类似，但梁的高度大（即窗裙 梁），柱的间距小，形成密柱深梁组成的空腹筒结构，称之为框筒。 2、框筒的剪力滞后 由于梁的变形，使翼缘框架各柱压缩变形向中心逐渐递减，轴力也逐渐减小，这就 是剪力滞后现象;同理，受拉的翼缘框架也产生轴向拉力的剪力滞后现象。 由于翼缘框架各柱和裙梁内力是由角柱传来 ，其内力和变形都在翼缘框架平面 内，腹板框架的内力和变形也在它的平面内，这是框筒在水平荷载作用下 内力分布形成 “筒”的空间特性。 3、影响剪力滞后的因素 影响剪力滞后的因素很多，影响较大的有: ①柱距与裙梁高度。 ②角柱面积。 ③框筒结构高度。 ④框筒平面形