2-2抗側(cè)結(jié)構(gòu)類型

第二講第2章抗側(cè)力結(jié)構(gòu)與布置（1）§2.1框架結(jié)構(gòu)§2.2剪力結(jié)構(gòu)體系§2.3框架－剪力墻結(jié)構(gòu)§2.4板－柱剪力墻結(jié)構(gòu)§2.5框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)§2.6筒體結(jié)構(gòu)§2.7框架—核心筒結(jié)構(gòu)§2.8巨型結(jié)構(gòu)第一講的問(wèn)題：

高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么？

1)框架結(jié)構(gòu)；

2)剪力墻結(jié)構(gòu)(含部分框支—剪力墻結(jié)構(gòu))；

3)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)；

4)筒體結(jié)構(gòu)(含框架—核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)）；

5)復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)(含帶加強(qiáng)層或剛臂結(jié)構(gòu)、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔樓結(jié)構(gòu)等)；

6)混合結(jié)構(gòu)(由多種材料的構(gòu)件混在一起的結(jié)構(gòu)，如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu))。高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋的高度(H)、高寬比(H/B)、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、建筑的重要性、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素，選用適宜的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑結(jié)構(gòu)體系按其抗側(cè)力主要構(gòu)件的分類：§2.1框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)：梁、柱，通過(guò)結(jié)點(diǎn)的剛性連接組成的，共同承受豎向和水平作用的整體結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)：柱網(wǎng)布置靈活，延性較好。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度較小，側(cè)移較大；結(jié)構(gòu)變形曲線以剪切型為主；適用于空間大、層數(shù)不太多、房屋高度不太高的建筑，如商場(chǎng)、車站、展覽館、停車庫(kù)、賓館的門廳、餐廳等。框架應(yīng)當(dāng)縱橫雙向布置，形成雙向抗側(cè)力體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的填充墻有一定的抗側(cè)力作用，合理設(shè)計(jì)填充墻，有效抗震。

縱梁、柱彎曲變形構(gòu)成剪切型變形縱梁、柱的結(jié)點(diǎn)角變形導(dǎo)致側(cè)移剪切變形＋彎曲變形＝總變形當(dāng)H/B4,框架側(cè)移以剪切變形為主§2．2剪力結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu):以剪力墻為主要承受豎向和水平作用于結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：整體性好，水平抗側(cè)剛度大，可建造高度高、層數(shù)多。缺點(diǎn)：空間布置受限，結(jié)構(gòu)重，延性較差，剛度大；結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主。適用于空間較小、層數(shù)較高、房屋的高度較高高的建筑，如住宅、賓館、單身宿舍。剪力墻應(yīng)縱橫雙向均衡設(shè)置。圓形平面，剪力墻應(yīng)沿徑向及環(huán)向設(shè)置；三角形平面，宜沿三個(gè)主軸方向設(shè)置剪力墻。剪力結(jié)構(gòu)的平面及側(cè)移

結(jié)構(gòu)變形曲線以彎曲型為主；

1)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，直接支撐剪力墻的樓層稱為框支層。

2)框支層中，結(jié)構(gòu)易于發(fā)生剛度突變，從而形成薄弱層(柱鉸導(dǎo)致)，所以框支層樓面應(yīng)有較大剛度。

3)框支層樓面剛度很大時(shí)，可以完成荷載的有效傳遞，結(jié)構(gòu)型式的有效轉(zhuǎn)換，有時(shí)稱該層為轉(zhuǎn)換層

。4)有時(shí)，為完成上下部結(jié)構(gòu)型式的轉(zhuǎn)變、荷載的傳遞，特別設(shè)置一些剛度很大的構(gòu)件，也稱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架、轉(zhuǎn)換板等.部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

框支剪力墻結(jié)構(gòu)

——底部一層或兩三層為框架結(jié)構(gòu)，上部為剪力墻的結(jié)構(gòu)。

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

——有目的地在框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部，一定間距范圍內(nèi)，增設(shè)剛度較大的落地剪力墻，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)底部以及結(jié)構(gòu)的整體剛度。落地剪力墻轉(zhuǎn)換層框支層部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)薄弱層§2．3框架－剪力墻結(jié)構(gòu)

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)——由框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。

變形曲線為彎剪型。地震區(qū)建筑，宜設(shè)兩道及以上的抗震防線，即多重設(shè)防。優(yōu)點(diǎn)：既能布置大空間房屋，又具有較大的側(cè)向剛度，以適應(yīng)較復(fù)雜的建筑功能要求；缺點(diǎn)：剪力墻布置往往受限，剛心與質(zhì)心難以重合或接近；側(cè)向剛度依然偏小，房屋建造高度受限?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：非典型框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻(或核心筒)承擔(dān)大部分水平力(80％～90％)，是主要的抗側(cè)力構(gòu)件；框架主要承擔(dān)豎向荷載，提供較大的靈活布置空間。這類結(jié)構(gòu)適用于公共建筑和旅館建筑。剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩低于50%，主要在框架中起提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的作用。這類結(jié)構(gòu)的靈活空間更大，結(jié)構(gòu)偏柔，框架的設(shè)計(jì)應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。變形曲線為彎剪型§2．4板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)——由樓板直接與框架柱、或剪力墻形成的結(jié)構(gòu)體系，樓板為無(wú)梁樓板。該結(jié)構(gòu)體系便于使用滑摸施工法施工，施工方便，工期短，層高較??；抗側(cè)力能力差，抗震性能較差?！?．5框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)框架-支撐（抗震墻板）結(jié)構(gòu)：鋼框架中設(shè)置支撐的帶支撐框架結(jié)構(gòu)。

2．6筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu):承受豎向和水平作用的豎向受力結(jié)構(gòu)封閉圍合形成的高層建筑結(jié)構(gòu)。有由剪力墻圍成的實(shí)腹薄壁筒及由密柱深梁圍成的框筒兩大類?？蚣堋诵耐步Y(jié)構(gòu)：由剛性樓面梁或厚板將內(nèi)側(cè)實(shí)腹核心筒和筒外框架連成完整的結(jié)構(gòu)。一般將樓電梯間及一些服務(wù)用房做內(nèi)核心筒；其他大空間房布置在外，做外框架。核心筒的整體性好，抗側(cè)剛度很大，故框架—核心筒結(jié)構(gòu)體系適用于高度較高，功能較多的建筑。桁架筒結(jié)構(gòu)：稀柱、淺梁、支撐斜桿組成桁架，布置于建筑物外邊，形成桁架筒結(jié)構(gòu)。(外)框筒結(jié)構(gòu):由密排柱及深梁形成封閉的外筒。筒中筒結(jié)構(gòu)：由實(shí)體的內(nèi)筒與空腹的外框筒組成。筒中筒結(jié)構(gòu)體系具有更大的整體性與側(cè)向剛度，因此適用于高度很大的建筑。束筒結(jié)構(gòu)：筒體組合成成組筒結(jié)構(gòu)體系，則側(cè)向剛度更大，可適用于特別高的超高層建筑。框架—剪力墻（筒體）結(jié)構(gòu)11/25/202326

芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.45kN/m2

香港中國(guó)銀行，鋼斜撐、鋼梁、鋼骨組合混凝土柱的空間桁架體系.桁架筒結(jié)構(gòu)11/25/202327桁架筒結(jié)構(gòu)上海金貿(mào)大廈——內(nèi)筒為八角形鋼筋混凝土核心筒，外筒由八根復(fù)合巨型柱、8根鋼柱，用鋼量0.7kN/m2。（芝加哥的約翰漢考克大廈，100層，用鋼量1.45kN/m2

）筒中筒結(jié)構(gòu)廣東國(guó)際大廈，63層，200m，鋼筋混凝土內(nèi)筒體，外筒由鋼骨混凝土和鋼柱組成.薄壁內(nèi)筒和密柱外框筒（桁架筒）組成，抗風(fēng)、抗震能力好.筒體結(jié)構(gòu)(空間受力體系)（1）框筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒承受豎向荷載，外筒承受水平荷載，柱距一般在3m以內(nèi)，框筒梁比較高，開洞面積在60%以下1931年102層帝國(guó)大廈：鋼框架－剪力墻體系，用鋼量2.06kN/m21972年110層世界貿(mào)易中心：筒中筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.81kN/m21974年110層西爾斯大樓：鋼成束筒結(jié)構(gòu)體系，用鋼量1.61kN/m211/25/2023312.7框架—核心筒結(jié)構(gòu)

框架—核心筒結(jié)構(gòu)：——由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)層：——設(shè)置連接內(nèi)筒與外圍結(jié)構(gòu)的水平外伸臂(梁或桁架)結(jié)構(gòu)的樓層(1~3層),水平外伸臂構(gòu)件必須貫通核心筒并在核心筒轉(zhuǎn)角處布置，形成井字形。必要時(shí)還可沿該樓層外圍結(jié)構(gòu)周邊設(shè)置帶狀水平或桁梁.體系由兩級(jí)結(jié)構(gòu)組成：一級(jí)為：跨越若干樓層的巨梁、巨柱（超級(jí)框架）或巨型桁架，提供較大的抗側(cè)剛度和承載力———承受水平力和豎向荷載；二級(jí)：其它樓層梁柱，承受豎向荷載并將荷載產(chǎn)生的內(nèi)力傳遞到一級(jí)結(jié)構(gòu)上。2.8巨型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果：改每6層辦公樓加插一個(gè)3層樓凈高空中花園每8層辦公樓加插一個(gè)4層樓凈高的空中花園鋼骨鋼筋混凝土框架混合結(jié)構(gòu)及其它結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)：混合結(jié)構(gòu)是指由鋼框架或型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土筒體(或剪力墻)所組成的共同承受豎向和水平作用的高層建筑結(jié)構(gòu).錯(cuò)層結(jié)構(gòu)：同一層房屋的樓板不在同一高度使樓層產(chǎn)生錯(cuò)層。錯(cuò)層結(jié)構(gòu)對(duì)抗震設(shè)計(jì)不利，錯(cuò)層兩側(cè)宜采用結(jié)構(gòu)布置和側(cè)向剛度相近的結(jié)構(gòu)體系，不歸并為一層計(jì)算。多塔樓結(jié)構(gòu)：兩個(gè)或兩個(gè)以上塔樓用裙房(底盤)相連組成多塔樓結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，計(jì)算難，應(yīng)重視其平面及豎向布置，應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。帶加強(qiáng)層高層建筑結(jié)構(gòu)：為提高框架—核心筒結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，利用建筑避難層、設(shè)備層空間，設(shè)置適宜剛度的水平伸臂構(gòu)件（斜腹桿桁架、實(shí)體梁、整層或跨若干個(gè)層高的箱形梁、空腹桁架），構(gòu)成帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)層的合理位置和數(shù)量：1個(gè)加強(qiáng)層時(shí)，可設(shè)在0.6H附近；兩個(gè)加強(qiáng)層時(shí)，可在頂層和0.5H附近分別設(shè)置；多個(gè)加強(qiáng)層時(shí)，宜沿豎向從頂層向下均勻布置。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)：將上部樓層的部分豎向構(gòu)件，通過(guò)大剛度結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層傳遞到底層或基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層常采用鋼筋砼大梁、桁架