文档介绍:第四章 高层建筑结构
§ 概述
§ 高层建筑结构体系与布置原则
§ 高层建筑结构上的作用
§ 剪力墙结构
§ 框架-剪力墙结构
§ 筒体结构
高层建建筑小。
框架——剪力墙结构的适用范围很广,10~40层的高层建筑均可采用这类结构体 系。当建筑物较低时,仅布量少量的剪力墙即可满足结构的抗侧要求;而当建筑物较高 时,则要有较多的剪力墙,并通过合理的布置使整个结构具有较大的抗侧刚度和较好的 整体抗震性能。
钢筋混凝土筒体结构体系中的筒体主要有核心筒和框筒。
1、核心筒
核心筒一般由布置在电梯间、楼梯间及没备管线井道四周的钢筋混凝土墙所组成。 为底端固定、顶端自由、竖向放置的薄壁筒状结构,其水平截面为单孔或多孔的箱形截 面,如图4-3所示。
它既可以承受竖向荷载.又可承受任意方向上的侧向力作用,是一 个空间受力结构。在高层建筑平面布置中,为充分利用建筑物四周作为景观和采光,电 梯等服务性设施的用房常常位于房屋的中部,核心筒也因此而得名。因筒壁上仅开有 少量洞口,故有时也称为“实腹筒”。
2、框筒
框筒是由布置在房屋四周的密集立柱与高跨比很大的窗间梁所组成的—个多孔筒 体,如图4-4所示。从形式上看,犹如由四榀平面框架在房屋的四角组合而成,故称为 框筒结构。因其立面上开有很多窗洞,故有时也称为空腹筒。框筒结构在侧向力作用 下,不但与侧向力平行的两榀平面框架(常称为腹板框架)受力,而且与侧向力相垂直的 两榀框架(常称为翼缘框架)也参加工作,通过角柱的连接形成—个空间受力体系。图 4-5是深圳国际贸易中心大厦中筒体的布置情况。
结构选型足建筑初步设计阶段就必须解决 的问题,高层建筑结构选型主要是根据结构件 能和经济条件确定采均何种结构体系,高层建 筑结构选型的基本依据是各种结构体系房屋的最大适用高度和结构高宽比限值。同时,房屋高宽比也是结构从总体布置必须满足的指标,它是保证建筑结构安全件能的基本要求。
一、最大适用高度
最大适用高度
二、高宽比限值
高宽比限值
高层建筑结构上的作用
高层建筑结构上的作用包括竖向荷载和水平荷载与作用。与一般建筑结构类似, 高层建筑结构的竖问荷载包括自重等恒载及使用荷载等楼面、屋面活载;水平荷载与作 用包括风荷载和地震作用,在高层建筑结构设计中水平荷载与作用占据主导和控制地位。
高层建筑结构上的竖向荷载主要是恒荷载和楼面、屋面荷载。
1、恒荷载标准值
恒荷载(结构自重)是永久荷载,是由于结构自身重力产生的竖向荷载,它可以由构 件和装修做法的尺寸和材料的重力密度直接计算,重力密度按《荷载规范》的规定采用。 对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料,混凝土薄壁构件等),应根据 对结构的不利状态,取上限值或下限值。
2、活荷载标准值
(1)楼面、屋面活荷载
楼面、屋面使用活荷载按荷载规范的有关规定采用。
(2)直升飞机平台的活荷载
直升机的活荷载按《高层规程》第3.1.5条采用
3、活荷载的不利布置
计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时,一般不考虑楼面及屋面竖向活荷 载的不利布置,而是按满布考虑进行计算。这是由于其一,在高层建筑中各种活荷载占总竖向材荷载的比例很小。
kN/m2时,各截面内力计算时仍须考虑活荷载不利分 布的影响,按不利荷载计算结构在竖向荷载作用下的内力;当近似考虑活荷载不利分布 影响时,梁正、负弯矩应同时予以放大。
3、活荷载的不利布置
4、竖向荷载经验值
对目前国内广泛采用的钢筋混凝土高层建筑结构,竖向荷载的统计平均值为 15kN/m2。其中框架和框架剪力墙结构大约为12~14kN/m2,剪力墙和筒体结构大 约为14~16kN/m2。这些经验数据,可以作为在方案设计阶段估算地基承载力、结构 底部剪力和初步确定结构截面的依据。
风荷载
1、风荷载标准值
设计高层建筑结构时,应根据《荷载规范》和《高层规程》确定风荷载标准值。垂直 于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算,相应地,风荷载作用面积取垂直 于风向的最大投影面积。
(1)基本风压wo
一般情况下,基本风压wo按《荷载规范》的规定采用。对于特别重要或对风荷载 比较敏感的高层建筑,基本风压采用100年重现期的风压值;在没有100年一遇的风压 资料时,。
(2)风压高度变化系数uz
风压高度变化系数可按照地面粗糙积度和建筑物离地面或海平面高度确定。
a. 位于平坦或稍有起伏地形的高层建筑,其风压高度变化系数应根据地面粗糙度 类别按照表4-6确定。地面粗糙