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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 《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 *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 按结构材料分 *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 7 6 2 中国最高的15幢房屋 - (1) 8 (4) 7 (10) 1998年的统计结果,括号内的数据为2009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 *框架-剪力墙结构 *筒体结构 *巨型框架结构 *悬挂结构 二、高层建筑结构体系1. 框架结构 *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 *在非地震区可做到15层，最高可做到20层 组成和适用范围 *由梁和柱组成的空间结构体系 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 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 *剪力墙上可开洞口，洞口越大，越接近于框架 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） *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 二、高层建筑结构体系2. 剪力墙结构 框支剪力墙 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 二、高层建筑结构体系3. 框架-剪力墙结构 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 *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。 *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。 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 组成和变形特征 *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 *变形呈弯剪型 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 框架-筒体结构 将框架-剪力墙结构中的剪力墙相对集中组成封闭的筒体，竖向荷载主要由框架和筒体共同承担，水平荷载主要由筒体承担棗框架-筒体结构 框架-筒体结构的受力性能类似于框架-剪力墙结构，水平荷载下的侧移曲线呈弯剪型，但前者的刚度远大于后者。 框架-筒体结构常用于50层左右的高层建筑中，最高可建到100层 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 框架-筒体结构 框架-筒体结构有框架-实腹筒体结构和框架-空腹筒体结构两种形式。 实腹筒一般位于框架之内棗框架-核心筒结构 将空腹筒布置在房屋的外围，框架布置在房屋的中部形成的框架-筒体结构 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 框架-实腹筒体结构 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 框架-实腹筒体结构 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 框架-实腹筒体结构 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 框架-空腹筒体结构 由于空腹筒体的密排立柱之间的距离较小，建筑底部如何设大的入口？ 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 框架-空腹筒体结构 二、高层建筑结构体系4. 筒体结构 筒中筒结构 *将实腹筒体置于建筑物的内部，空腹筒体作为建筑物的外框，利用楼板将二者连为一体，共同承受竖向荷载和水平荷载的结构承重体系棗筒中筒结