结构体系与结构布置.ppt

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1、高层建筑结构,成都理工大学环境与土木工程学院刘长江,高层建筑结构,1 绪论2 高层建筑结构体系及结构布置3 荷载作用与结构设计原则4 框架结构设计5 剪力墙结构设计6 框架剪力墙结构设计7 筒体结构设计简介8 钢与混凝土组合结构设计简介,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系及结构布置,2.1 高层建筑的结构体系2.2 结构总体布置原则2.3 基础结构布置2.4 结构布置实例,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,2.1高层建筑的结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,2.1.1 框架结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,梁、板、柱全现浇框架板预制，梁、柱

2、现浇框架梁、板预制，柱现浇的半装配式框架梁、板、柱全预制 的装配式框架,2.1.1 框架结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,现浇框架,框架结构,2.1.1 框架结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,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。侧向变形以剪切变形（梁、柱弯曲变形）为主。,2.1.1 框架结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,框架结构侧向刚度小，属柔性

3、结构，因而对其建造高度应予控制；以1520层为宜。在多层建筑中，框架结构是一种常用的结构体系。框架只能在自身平面内抵抗侧向力，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。抗震框架结构不允许铰接，必须采用刚接，使梁端能传递弯矩，同时使结构有良好的整体性和比较大的刚度。抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。,2.1.1 框架结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,框架结构典型平面,2.1.1 框架结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,实例：北京长城饭店,2.1.2 剪力墙结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,剪力墙钢筋混凝土墙体承受全

4、部水平作用和竖向荷载。,剪力墙结构的平面,2.1.2 剪力墙结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,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38m，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。,剪力墙结构比框架结构刚度大，空间整体性好，用钢量省，具有良好的抗震性能。,2.1.2 剪力墙结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,高层剪力墙结构以弯曲变形为主。剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的，主要是剪力墙

5、间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求。结构自重往往很大，耗费建材，给基础设计也带来更高的要求。,图2.1-6 剪力墙结构变形,2.1.2 剪力墙结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,改进：部分框支剪力墙（北京兆龙饭店）,实例：广州白云宾馆北京兆龙饭店,北京兆龙饭店,2.1.3 框架剪力墙结构,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,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。,（18层现浇梁、柱，预制楼板，框架剪力墙结构）,北京饭店东楼,2.1.3

6、框架剪力墙结构,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,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。,实例：广州中天大厦,2.1.3 框架剪力墙结构,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,框架剪力墙结构中剪力墙的布置：,单片、L、I形或布置成筒形；,地震区，纵横向布置的剪力墙数量要尽可能接近；,剪力墙靠外围布置，可加强结构抗扭作用；,剪力墙应贯通全高，使结构上下刚度连贯而均匀；,2.1.3 框架剪力墙结构,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系

7、与结构布置,结构的变形特征,框架与剪力墙通过楼板协同工作，共同抵抗水平荷载时，变形必须协调，如下图所示，其侧向变形呈弯剪型。其上下各层层间变形趋于均匀，并减少了顶点侧移。,2.1.4 筒体结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,1.框架-筒体结构,外框内筒,内框外筒,深圳华联大厦,兰州工贸大厦,深圳华联大厦,2.1.4 筒体结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,2.筒中筒体系：密柱框架视为外筒，内芯由剪力墙围合成箱形薄壁核心筒。,广东国际大厦,2.1.4 筒体结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,3.成束筒体系：由多个筒体组成，结构整体刚度很

8、大。,西尔斯大厦,2.1.4 筒体结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,4.桁架筒体系：在筒体结构中，增加斜撑来抵抗水平荷载，以进一步提高结构承受水平荷载的能力，增加体系的刚度。,香港中银大厦,香港中国银行,平面简图,角柱,南立面巨型桁架,高层建筑结构,2.1.5 巨型结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,1）巨型框架利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连，筒体、巨型梁形成巨型框架。,巨形框架结构,台北101大楼,台北101大厦,2.1.5 巨型结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,台北101大厦,8792层间设5.5m132t

9、摆锤减振,2.1.5 巨型结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,2.1.5 巨型结构体系,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,2）巨型桁架,刚性横梁或刚性桁架结构,巨形桁架结构,整幢结构用巨柱、巨梁和巨型支撑等巨型杆件组成空间桁架，相邻立面的支撑交汇在角柱，形成巨型空间桁架结构。,2.2 结构总体布置原则,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,概念设计是依据自然法则、客观条件、工程经验、创新思维对结构的总体设计，是对结构性能、可实现性和经济性的总体把握，是一种主动的、定性的和战略性的设计，决定着结构设计的总体方向。,概念设计与计算设计（数值计算）,计算设计是

10、将概念设计所提供的结构模型化，并依据现有的计算手段作进一步的“精确”分析，论证概念设计的正确性，并对概念设计进行补充和完善，是一种被动的、定量的和战术性的设计。,2.2 结构总体布置原则,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,建筑师与结构工程师为业主服务的目标是一致的，因此，结构工程不仅要成为结构功能要求的实现者，而且要成为建筑功能要求实现的积极参与者，与建筑师一道创造性的作出总体建筑设计。,结构工程师的使命,结构项目工程师的首要任务，就是在建筑方案设计阶段，凭借自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特性的整体概念和判断力，去帮助建筑师开拓或实现业主所想要的空间与功能。,2.2.1 房屋

11、的高度和高宽比,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）,2.2.1 房屋的高度和高宽比,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,高宽比H/B：一般情况下，可按所考虑方向的最小投影长度计算高宽比。,2.2.1 房屋的高度和高宽比,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大的高宽比,2.2.2 结构的平面布置原则,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,结构平面布置基本原则：,简单、规则、对称,平面不规则（表2.5）,扭转不规则,凹凸不规则,楼板局部不连续,2.2.2 结构的平面布置原则,高层建筑

12、结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,简单、规则对称,表2.6 平面各部分尺寸限值,2.2.3 结构的竖向布置原则,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,抗震设防的建筑结构竖向布置应使体型规则、均匀，避免有较大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。,竖向不规则（表2.7）,侧向刚度不规则,竖向抗侧力构件不连续,楼层承载力突变,楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。,2.2.3 结构竖向布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,侧向刚度不规则,Ki第i层的侧向刚度,2.2.3 结构竖向布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,侧向刚度不规则

13、,该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%。,竖向抗侧力构件不连续,竖向抗侧力构件的内力由水平转换层传递。（转换梁、桁架）,2.2.3 结构竖向布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,楼层承载力突变,Qy,i层间受剪承载力,2.2.3 结构竖向布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,竖向刚度突变的原因,1)结构构件（梁、柱、墙）截面尺寸改变；,2)结构竖向体型变化；,3)结构体系变化。,建筑顶部内收形成塔楼,楼层外挑内收,框支剪力墙,中部楼层部分剪力墙中断,顶层设大空间，取消部分剪力墙或内柱,2.2.3 结构竖向布置原则,2 高层建筑结构体系与结构

14、布置,结构竖向收进和外挑示意,2.2.3 结构竖向布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,高层建筑结构宜设地下室,1)利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移、倾覆；,2)减小土的重量，降低地基的附加压应力；,3)提高地基土的承载力；,4)减小地震作用对上部结构的影响。,2.2.4 抗震设防结构布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,1.选择有利的场地，避开不利的场地，采取措施保证地基的稳定性。,2.保证地基基础的承载力、刚度，以及足够的抗滑移、抗倾覆能力，使整个高层建筑形成稳定的结构体系，防止在外荷载作用下产生过大的不均匀沉降、倾覆和局部开裂等。,3.合理设置防震缝。一般情况下宜采取调

15、整平面形状与尺寸，加强构造措施，设置后浇带等方法，尽量不设缝，少设缝。设缝时必须保证有足够的缝宽。,2.2.4 抗震设防结构布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,4.应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。结构平面布置力求简单、规则、对称，避免凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间偏置。结构竖向体形尽量避免外挑、内收，力求刚度均匀渐变。,5.多道抗震设防能力，避免因局部结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力。,6.合理选择结构体系。,2.2.4 抗震设防结构布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,7.结构应有足够的刚度，且具有均匀的刚度分布控制结构顶

16、点总位移和层间位移，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。,8.结构应有足够的结构承载力，具有较均匀的刚度和承载力分布。,9.节点的承载力应大于构件的承载力。要从构造上采取措施防止地震作用下节点的承载力和刚度过早退化。,2.2.4 抗震设防结构布置原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,10.结构应有足够的变形能力及耗能能力，应防止构件脆性破坏，保证构件有足够的延性。,11.突出屋面的塔楼必须具有足够的承载力合延性；以承受鞭梢效应的影响。,12.减轻结构自重，最大限度降低地震的作用，积极采用轻质高强材料。,13.应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。

17、,实例分析：马那瓜美洲银行大楼,林同炎设计于1963年，高61m，地上18层，地下2层。1972年12月23日6.5级强烈地震后所摄。,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,林同炎（19122003)美国国家科学奖赞词：他是工程师，教师和作家。他的科学分析、技术创新和富于想象力的设计、不仅跨过了科学与艺术的壕沟，还打破了技术与社会的隔阂。,1972年12月22日夜到23日凌晨，非洲尼加拉瓜首都马拉瓜发生强烈地震，市中心511个街区成为一片废墟，超过80%建筑物倒塌，而共18层楼、61米高的美洲银行大厦却巍然未动、除了电梯井壁联系梁开裂外，几乎未受地震损害。,高层建筑结构,2 高层建筑结

18、构体系与结构布置,实例分析：马那瓜美洲银行大楼,实例分析：马那瓜美洲银行大楼,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,第一道防线,一般连梁变形图,一般连梁裂缝图,实例分析：马那瓜美洲银行大楼,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,美洲银行大厦设计的不同之处正在于它的框筒结构，它使得建筑物在一般受力情况下，有足够的刚度来承受外力；而当受到突如其来的强烈外力时，可由房屋内部结构中某些次要构件（在本例中就正是电梯井壁联系梁）的开裂，使房屋总刚度骤然减弱，从而大大减少对地震力的承受。这种设计思想，突破了以刚对刚的正面思维模式，创造了刚柔相济的结构的典型。而该建筑的结构设计师美籍华人林同炎

19、也因这一建筑饱受赞誉。,实例分析：马那瓜美洲银行大楼,高层建筑结构,2 高层建筑结构体系与结构布置,实例分析：马那瓜美洲银行大楼,V.Bertero 震后动力分析,2 高层建筑结构体系与结构布置,高层建筑结构,8层梁、柱裂缝,电梯井边楼板裂缝,实例分析：马拿瓜国家银行大楼,2 高层建筑结构体系与结构布置,高层建筑结构,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,伸缩缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形而产生裂缝。,沉降缝：防止不均匀沉降。,防震缝：有抗震设防的建筑物，当其平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置，设防震缝使之成为较规则结构。,变形缝,基本原则：尽量不设缝；需

20、设缝时应划分为独立且相对简单的结构单元，并设置必要的缝宽；三缝合一。,高层建筑结构,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,1.伸缩缝,伸缩缝的最大间距。（表2.8）伸缩缝必须贯通基础以上的建筑高度。,减少温度和收缩应力的构造措施和施工措施：,温度变化影响较大的部位提高配筋率；,顶层加强保温隔热措施，或设置架空通风屋面，避免屋面结构温度梯度过大。,顶层可以局部改变为刚度较小的形式，或顶层设温度缝，将结构划分为长度较短的区段。,高层建筑结构,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,减少温度和收缩应力的构造措施和施工措施：,施工中留后浇带。,后浇带,高层建筑结构

21、,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,减少温度和收缩应力的构造措施和施工措施：,施工中留后浇带。后浇带可以选择对结构影响较小的部位曲线通过，不要在一个平面内，以免全部钢筋在同一个平面内搭接。采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂。提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。,高层建筑结构,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,2.沉降缝,沉降缝不但应贯通上部结构，而且应贯通基础本身。,在下述平面位置处，应考虑设置沉降缝：,高度差异或荷载差异较大处；上部不同结构体系或结构类型的相邻交界处；地基土的压缩性有显著的差异处；基础底面标高相

22、差较大，或基础类型不一致处。,高层建筑结构,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,对不均匀沉降差的处理方法：,放设沉降缝。,抗采用端承桩或利用刚度很大的基础。,调采用措施，减少各部分沉降差。,设计方便、施工困难,不经济,调整地基土压力,调整施工顺序,预留沉降差,高层建筑结构,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,3.防震缝,宜设防震缝的情况：,各部分结构刚度、荷载或质量相差悬殊，而又没有采取有效措施时。,房屋有较大错层时。,平面长度和突出部分尺寸超过了平面尺寸的限值，而又没有采取加强措施时。,防震缝应在地面以上沿全高设置。,高层建筑结构,2.2.5 变形

23、缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,防震缝设置的有关规定：,防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按不利的结构类型确定；防震缝两侧的房屋高度不同时，防震缝宽度应按较低的房屋高度确定；,相邻结构的基础存在较大沉降差时，宜增大防震缝的宽度；,防震缝最小宽度：100mm,防震缝宜沿房屋全高设置；地下室、基础可不设防震缝，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接；,高层建筑结构,2.2.5 变形缝的设置,2 高层建筑结构体系与结构布置,防震缝设置的有关规定：,结构单元之间或主楼与裙房之间如无可靠措施，不应采用牛腿托梁的做法设置防震缝。,问题：在8 度抗震设防区拟建两幢相紧邻的大楼，一幢高12m 的

24、框架结构，另一幢为高50m的框架剪力墙房屋，若设防震缝，其防震缝的最小宽度（mm）取何值?,高层建筑结构,2.2.6 楼盖结构布置,2 高层建筑结构体系与结构布置,一、现浇楼盖,肋梁楼盖 普通、技术经济指标好；结构高度大、不便管线安装。层高受限时可采用宽扁梁。密肋楼盖省材料、自重轻、高度大、适用于大跨且梁高受限时、当使用荷载较大时可有较好技术经济指标好；但不够美观、吊顶处理。无梁楼盖适用于大跨且梁高受限、或升层法施工时；宜设柱帽防止冲切破坏。,高层建筑结构,2.2.6 楼盖结构布置,2 高层建筑结构体系与结构布置,一、现浇楼盖,非预应力平板楼盖广泛用于剪力墙、筒体结构、可降低层高、平整；跨度大

25、时自重大、不经济。采用现浇非预应力空心板楼盖（一种由采用高强复合薄壁管现浇成孔的空心楼板和暗梁组成的楼盖，）它减轻了结构自重，增加了建筑的净高，通风、电器、水道管道的布置也很方便。具有较好的综合效益。无粘结预应力平板楼盖适用于大跨且梁高受限时、平面布置灵活。,高层建筑结构,2.2.6 楼盖结构布置,2 高层建筑结构体系与结构布置,二、预制板楼盖,预应力空心板楼盖适用于高度50m以下时，但要求严格（缝内设钢筋、设现浇面层、加强板端连接，即采用装配整体式楼盖）。预应力大楼板楼盖与房间同尺寸，双向先张法预应力筋，板边齿槽；重量和尺寸较大，对运输和吊装的要求较高。,高层建筑结构,2.2.6 楼盖结构布

26、置,2 高层建筑结构体系与结构布置,三、预应力叠合板楼盖,预制预应力薄板（50-60mm），绑扎钢筋，上现浇混凝土。省模板、刚度大、整体性好。,四、组合楼盖,压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小；用钢量大。,高层建筑结构,预制薄板叠合楼板 刻槽与结合钢筋,压型钢衬板组合楼板,焊接构造钢筋,抗剪连接件,压型钢衬板组合楼板,压型钢板板组合楼板实例,楼盖形式选择的有关规定,2 高层建筑结构体系与结构布置,高度不超过50m时，8、9度抗震设计时，宜采用现浇楼盖；6、7度抗震设计时，可以采用装配式楼板，通过现浇板缝（不小于40mm）连为整体。,装配式楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层；厚度不小于50m

27、m。双向配置钢筋网（6200）。,房屋高度超过50m时，框架-剪力墙结构、筒体结构、复杂高层建筑结构应采用现浇楼盖结构；剪力墙结构和框架结构宜采用现浇楼盖结构。,高层建筑结构,楼盖形式选择的有关规定,2 高层建筑结构体系与结构布置,房屋的顶层、结构转换层、大底盘多塔楼结构的底盘顶层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。,一般楼层现浇板厚度不宜小于80mm，当板内预埋暗管时，不宜小于100mm；顶层楼板板厚度不宜小于120mm，宜双层双向配筋；转换层楼板应符合规范的有关专门规定；普通地下室顶板厚度不宜小于160mm；作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼

28、盖应采用梁板结构，楼板厚度不宜小于180mm，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。,高层建筑结构,2.3 基础结构布置,2 高层建筑结构体系与结构布置,1.基础类型,多层建筑：独立基础条形、十字形基础高层建筑：十字形基础片筏基础箱形基础桩基础联合基础,高层建筑结构,2.3.1 基础类型,2 高层建筑结构体系与结构布置,（1）独立基础,用于框架，层数不多、地基土均匀且柱距较大的情形。,阶梯形,锥形,高层建筑结构,2.3.1 基础类型,2 高层建筑结构体系与结构布置,（2）条形、十字形基础,条形单方向布置成条状。十字形纵横两个方向布置成条状。,高层建筑结构,2.3.1 基

29、础类型,2 高层建筑结构体系与结构布置,（3）筏形基础,肋梁式,平板式,筏形基础具有良好的整体刚度，适用于地基承载力较低、上部结构竖向荷载较大的工程.,高层建筑结构,2.3.1 基础类型,2 高层建筑结构体系与结构布置,（4）箱形基础,箱形基础整体刚度好，能将上部结构的荷载较均匀地传递给地基活桩基，能利用自身刚度调节沉降差，且有利于抗震。,高层建筑结构,2.3.1 基础类型,2 高层建筑结构体系与结构布置,（5）桩基础,当上部结构荷载大而地基又软弱时，往往采用桩基础对软弱地基进行处理。,高层建筑结构,2.3.2 基础选型原则,2 高层建筑结构体系与结构布置,综合各方面因素选定：,地基土条件；,

30、施工技术；,上部结构的类型、整体性和结构刚度；,周围建筑物和环境条件。,抗震设防要求；,高层建筑宜优先选用箱基和筏基，层数少、高度不大、抗震设防要求不高时可考虑十字交叉梁基础。,高层建筑结构,2.3.3 基础埋深,2 高层建筑结构体系与结构布置,与低层和多层建筑相比，高层建筑的基础埋深应当大一些，这是因为：,高层建筑的水平剪力较大，要求基础周围的土壤有一定的嵌固作用，能提供部分水平反力。,一般情况下，较深的土壤承载力大而压缩性小，稳定性较好。,在地震作用下，地震波通过地基传到建筑物上。根据实测可知，通常在较深处的地震波幅值较小，接近地面幅值增大。因此，高层建筑基础埋深大一些，可减小地震反应。,

31、高层建筑结构,2.3.3 基础埋深,2 高层建筑结构体系与结构布置,高层规程的有关规定：,一般天然地基，可取建筑物高度的1/15，且不小于3m。,基础应有一定的埋置深度，埋深由室外地坪至基底计算。,岩石地基，埋深不受上条的限制，但应验算倾覆。必要时还应验算滑移。,有桩的基础，可取建筑高度的1/20，但桩长不计在内。,如果天然地基可以满足承载力及沉降差限制的要求，则天然地基比较经济，地下部分可做地下室。,高层建筑结构,2.3.3 基础埋深,2 高层建筑结构体系与结构布置,深基础施工,高层建筑结构,2.4 结构布置实例,2 高层建筑结构体系与结构布置,1.住宅建筑剪力墙或框架剪力墙结构,2.旅馆建

32、筑50m：剪力墙、框架剪力墙、筒体,3.公共性建筑50m：框架剪力墙结构、筒体,高层建筑结构,2.6 结构布置实例,2 高层建筑结构体系与结构布置,1.住宅建筑,高层建筑结构,柳京大厦,地上101层，地下4层,高层建筑结构,广州白天鹅宾馆,1979年设计（广州市设计院）,高层建筑结构,北京国际饭店,建设部设计院设计，1987年建成开业，8度设防。主体高85m，总高104.4m，地下3、主体27、屋顶4层。,上海虹桥宾馆,上海华东建筑设计院设计1988年建成开业，7度设防，主体高95m，总高103.7m地下2、主体34、屋顶1层单位自编空间杆-薄壁杆程序砼：300#，一般柱700mm700mm

33、墙厚300mm180mm板厚160mm,上海虹桥宾馆,深圳北方大厦,兵器工业部第五设计研究院设计1984年设计，6度设防主体高81.6m，总高84.49m地下1、主体23、屋顶2层程序：上海建研院TSP 北京市院SPS-301 北大袁明武SAP-81砼：450#200#一般柱800mm700mm 墙厚400mm200mm板厚160mm,深圳北方大厦,上海联谊大厦,华东建筑设计院设计1984年设计，7度设防，主体高106.5m，高宽比3.74地下1、主体27、屋顶2层自编空间杆-薄壁程序砼：300#250#柱1200mm1200mm，角柱L2000mm2000mm1000mm 墙厚400mm25

34、0mm板厚（肋形）100mm箱基,上海联谊大厦,8.5m,8.5m,7.5m,7.5m,9m,9m,9m,上海金茂大厦,设计 美国芝加哥设计事务所施工 上海建工集团总承包1998年建成，投资5.6亿美元主体高372.1m，总高421m，地下3、主体88、屋顶2层高宽比6.9（核心筒12.4）8根外柱：1.5m5m1m3.5m筒壁厚800mm450mm7度地震作用下/H=1/845，/h=1/750风荷载作用下/H=1/760，/h=1/730,上海金茂大厦,深圳地王大厦,建筑设计 美国建筑设计有限公司张国言设计事务所设计事务所结构设计 新日本制铁株式会社茂盛工程顾问有限公司 施工单位 深圳建升

35、和钢结构公司钢框架-RC核心筒-伸臂结构1996年建成主体高352m，总高384m，高宽比8.75（核心筒25）地下3、主体69、屋顶8层,深圳地王大厦,深圳地王大厦,1,1,2,2,首层平面,北京国贸中心大厦,一期1989年建成,8.6万m2,主体高150m，总高155m，地下2、主体39、屋顶1层高宽比3.3（核心筒7.14）8度抗震设防单位建筑面积用钢量139kg/m2,北京国贸中心大厦,香港中环广场,1992年建成，地下3层，地上78层，主体高301m，桅杆高372m，高宽比8.64,香港中环广场,二层平面,9.2m,广州中信广场,建于1996年，地下2层，地上78层，主体高323m，

36、桅杆391m，当时为世界最高砼结构，14层4根L形角柱，第5层设转换层，以上外框筒柱距7.5m，裙梁跨高比约5，第25、44、65层裙梁截面增大，以减少侧移。,广州中信广场,14层,标准层,中央电视台新大楼,北京-央视新大楼，高230米，地上部分由5层楼群及30层的塔楼组成，14层悬挑75m，瑞士OMA公司雷姆库哈斯和奥勒舍仁（上海华东建筑设计研究院）设计。,严重不规则结构,9层裙房，两座斜塔（倾斜6），连接斜塔顶部的14层高、悬挑75m高空长悬臂结构。,抗侧力结构为位于裙房、斜塔和悬臂四周的外筒。,采用钢骨混凝土柱，不规则布置的钢支撑斜杆。,抗震设计目标：大震作用下柱不屈服，中震作用下主要斜

37、杆不屈服。,中央电视台新大楼,国际金融中心（香港）,中环中心（香港）,阿联酋首领塔（迪拜）高355m，54层，2000年竣工,例题2.1,2 高层建筑结构体系与结构布置,在7度抗震区、类建筑场地，拟建综合楼一座，高94m，24层(13层为商场，第4层为转换层，524层为旅店)。在13层的商场中部为共享空间，开有24m10m的大洞。该楼为部分框支剪力墙结构，结构平面规则、对称，房屋的立面外型也规则、对称，无挑出和收进。,其底层平面见右图，经初步计算，在考虑了偶然偏心影响的地震作用下、楼层竖向构件的最大弹性水平位移小于该层弹性平均水平位移值的1.2倍；转换层侧向刚度K4为其相邻的第5层的侧向刚度K

38、5的70；转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比为1.1。试判定该中央主楼的结构方案、属哪种类型?,高层建筑结构,例题2.1,2 高层建筑结构体系与结构布置,(A)规则结构(B)不规则结构(C)特别不规则结构(D)严重不规则结构,本题的重点是分析楼面上开大洞及设置转换层对判定结构类型的影响。1首先分析其结构平面布置(1)平面形状校核；(2)扭转校核；(3)楼面尺寸及其刚度校核。2其次再分析结构竖向布置(1)立面外形校核；(2)侧向刚度变化校核；（3）竖向抗侧力构件连续性校核。,答案：(B),高层建筑结构,例题2.1,2 高层建筑结构体系与结构布置,若结构方案中仅有个别项目超过了条款中规定的“不宜

39、”的限制条件，此结构虽属不规则结构，但仍可按本规程有关规定进行计算和采取相应的构造措施；若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件，此结构属特别不规则结构，应尽量避免；若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件，而且超过较多，或者有一项超过了条款中规定的“不应”限制条件，则此结构属严重不规则结构，这种方案不应采用，必须对方案进行调整。,高规中关于不规则结构的条文说明：,高层建筑结构,例题2.2,2 高层建筑结构体系与结构布置,在选择楼盖结构方案时，以下何项是不可取的?(A)抗震设计时，不论板柱-剪力墙结构房屋有多高，顶层及地下一层的顶板，应采用现浇的肋形梁板结构；(B)

40、房屋高度超过50m时，框架-核心筒结构房屋的楼盖，应采用现浇楼盖结构，包括肋形梁板楼盖、双向密肋楼盖、压型钢板与混凝土的组合楼盖等；(C)房屋高度不超过50m的部分框支剪力墙结构，其转换层也可采用装配整体式楼盖，但应有增加预制板之间的整体性一系列构造措施；(D)7度抗震设计时，房屋高度不超过50m的框架结构或剪力墙结构，允许采用装配式楼盖。,答案：(C),高层建筑结构,例题2.3,2 高层建筑结构体系与结构布置,房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层楼面结构，下列何项符合高规的规定。(A)可采用装配整体式楼盖结构；(B)宜采用现浇楼盖结构；(C)应采用现浇楼盖结构；(D)应优先采用现

41、浇楼盖结构。,答案：(C),高层建筑结构,例题2.4,2 高层建筑结构体系与结构布置,有一高层办公楼，屋面的上皮标高为+12000m，屋面上有一高32m的尖塔和高10m的局部建筑装饰物，如图所示。室内外地坪高差120m。当确定该楼的抗震等级时，其房屋高度H应为下列何项数值?(A)12000m(B)12120m(C)13000m(D)15200m,答案：(B),高层建筑结构,例题2.5,2 高层建筑结构体系与结构布置,在8度抗震区有一高21m的钢筋混凝土的框架结构裙房，与高120m的钢筋混凝土框架-剪力墙结构主楼之间，将设防震缝一道。按高规规定，该防震缝的最小宽度应为下列的何项?(A)100mm(B)120mm(C)140mm(D)560mm,答案：(C),高层建筑结构,例题2.6,2 高层建筑结构体系与结构布置,对钢筋混凝土结构房屋欲增大其伸缩缝间距时，可采用下列哪些措施？顶层加强保温隔热措施；屋面结构采用高强混凝土；适当部位提高配筋率；增加施工缝；设施工后浇带。,答案：,高层建筑结构,习题,2 高层建筑结构体系与结构布置,P30习题,高层建筑结构,