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第一章 高层建筑的结构体系与布置 结构体系是指结构抵抗外部作用的构件的组成方式。高层建筑中基本的抗侧力单元是框架、剪力墙、实腹筒(又称井筒)、框筒及支撑。由这几种单元可以组成多种结构体系。 第一节 高层建筑的结构体系 一、框架结构体系 由梁、柱构件组成的结构称为框架。 整幢结构都由梁、柱组成，就称为框架结构体系，有时称为纯框架结构。 2、框架结构的特点： ①建筑平面布置灵活； ②立面设计灵活多变；（外墙是非承重构件，立面可任意划分；） ③构件类型少，易于标准化、定型化。 ④具有较好的抗震性能——“延性框架”； ⑤梁柱截面惯性矩小，侧向变形较大，限制了框架结构的使用高度。以15～20层以下为宜。 3、框架结构的变形： 框架结构在水平力作用下的受力变形特点： 柱和梁的弯曲变形产生——剪切型。下部的梁、柱 内力大，层间变形也大，愈到上部层间变形愈小； 柱的轴向变形产生——弯曲型。这种侧移在上部各 层较大，愈到底部层间变形愈小， 框架结构中第一部分侧移是主要的；随着建筑高度 加大，第二部分变形比例逐渐加大，但合成以后框架仍然呈现剪切型变形特征 。 二、剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。墙体同时也作为维护及房间分隔构件。 1、剪力墙分类： 根据施工方法的不同，可以分为： (1)全部现浇的剪力墙； (2)全部用预制墙板装配而成的剪力墙； (3)内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。 2、剪力墙的变形： 在承受水平力作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。 剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。 高层建筑剪力墙结构，以弯曲变形为主，特点是结构层间位移随楼层增高而增加。 3、剪力墙结构体系的特点： ①承载力要求容易满足（截面尺寸大）； ②整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小（现浇钢筋混凝土剪力墙结构），适合于建造较高的高层建筑（10~30层，100~140m）； ③抗震性能好——延性剪力墙结构； ④平面布置不灵活，（剪力墙的间距取决于楼板的跨度。一般情况下剪力墙间距为3～8m，适用于要求较小开间的建筑）； ⑤结构自重较大。 底部大空间剪力墙结构； 跳层剪力墙结构。 三、框架一剪力墙结构体系 在框架结构中设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，共同抵抗水平荷载，就组成了框架一剪力墙结构体系(如果把剪力墙布置成筒体，又可称为框架一筒体结构体系)。 剪力墙将承担大部分水平力(有时可达80％～90％)，是抗侧力的主体； 框架主要承担竖向荷载，提供了较大的使用空间，同时也承担少部分水平力。 1、框架一剪力墙结构体系的特点： ①侧向刚度大，侧移小（有墙）； ②平面布置灵活，可提供较大的使用空间（框架部分）； ③抗震性能好； ④层间变形均匀： 框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形； 剪力墙则呈弯曲型变形； 当两者通过楼板协同工作，侧向变形将呈弯剪型。其上下各层层间变形趋于均匀。 2、 结构布置要求 框架一剪力墙结构的平面布置要注意以下两方面问题： （1）剪力墙数量 顶点位移和层间变形都会随剪力墙∑El(全部剪力墙抗弯刚度之和)的加大而减小。 在地震作用下，侧向位移与∑El并不成反比关系。[∑El增加1倍，Δ/H和δ/h减少仅13％一19％]。 当∑El增大1倍时，地震力将增大20％。 过多增加剪力墙的数量是不经济的。以满足位移限制作为设置剪力墙数量的依据较合理。 （2）剪力墙的布置 ①对称：剪力墙布置要对称，以减少结构的扭转效应； ②均匀：剪力墙在建筑物平面上均匀布置，使建筑物在水平荷载作用下的侧移一致； ③分散：不宜仅设置一道剪力墙，以防止一旦剪力墙破坏而造成建筑物倒塌。妥当的办法是，将剪力墙分散一些； ④周边：剪力墙靠近结构外围布置，以加强结构的抗扭作用； ⑤互成翼缘：可以采用单片形、或L、[、I形， ⑥双向布置：在非地震区，纵横两个方向剪力墙数量可以不同。在地震区，在纵、横方向上布置的剪力墙数量要尽量接近。 ⑦贯通全高：剪力墙应贯通全高，使结构上下刚度连贯而均匀。 （3）剪力墙的间距： 以限制L／B比值作为保证楼盖刚度的主要措施。JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》，以后简称《高层规程》，规定的剪力墙间距见下表。 四、筒体结构 将剪力墙布置成封闭的筒状，形成空间薄壁筒体。 在结构上——提高材料利用率； 在建筑布置上，往往利用筒体作电梯间、楼梯间和竖向管道的通道； 在水平力作用下，筒体可看成固定于基础上的箱形悬臂构件，其承载能力、侧向刚度和抗扭能力都较单片剪力墙大大提高。 1、筒体形式 筒体的基本形式有三种：实腹筒、框筒及桁架筒。 （1）实腹筒：用剪力墙围成的筒