高层建筑结构体系有哪些? 高层建筑结构体系有哪些各有什么特点

热心网友 2019-04-17 浏览:37

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热心网友 2019-04-17

高层建筑有以下几种结构形式:

框架结构:多梁柱组成,空间灵活,但抗风、抗震能力弱,多用于公共建筑,且大多为多层建筑高层,超高层建筑中并不常见。

剪力墙结构体系:钢筋混泥土剪力墙结构是指用钢筋混泥土墙板来承受竖向荷载和水平荷载的空间结构,墙体亦同时作为维护和分隔构件,由于墙板街面惯性矩比较大,整体性能好,因此剪力墙体系的侧向刚度很大,能够承受相当大的水平荷载,剪力墙结构体系抗侧力能力强,变形小,抗震能力好。

框架-剪力墙结构:框架-剪力墙是一种在框架结构中适当位置布置适当的剪力墙形成的结构体系,各种框架和各片剪力墙是抗侧力构件,在竖向荷载下两者承担各自传递范围内的楼面荷载。
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热心网友 2019-04-17

目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
  高层建筑结构体系设计特点分别是:
  (一)水平力是设计主要因素
  在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
  (二)侧移成为控指标
  与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。
  另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生以下情况:
  1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。
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热心网友 2019-04-17

高层建筑结构体系与宏观受力特点




高层建筑**新高度










哈利法塔,838m,建成 DCH塔,1145m,在建 王国塔,1007m ,在建





结构体系简述

悬臂柱体系(传统高层建筑结构体系)

传统高层建筑可整体看作一根巨型的悬臂柱;

在实心的巨型悬臂柱中,通过不同的空间开洞方式形 成不同的结构体系,例如框架结构、剪力墙结构、框 剪结构、框筒结构、巨型框架-核心筒等等;

高层建筑结构属于特殊的空间结构,楼盖结构将所 有竖向构件(筒体、剪力墙、框架柱、支撑)连成 整体,实现共同工作;

在水平力(风、地震)作用下,整体结构具有悬臂 柱内力分布特点—弯矩、剪力沿根部方向逐渐增大, 根部弯矩、剪力**大。

索作为主抗侧力构件的超高层建筑 DCH塔属于索作为主抗侧力构件的新型超 高层建筑,有别于传统超高层建筑:

索作为第一抗侧力主构件;

水平力作用下,筒体不具有悬臂柱内力 分布特点;由于索的存在,筒体**大弯 矩出现在中部,非根部;

抵抗水平力由受拉侧索、筒体、受压侧 索共同承担;









常见高层建筑结构体系

常见高层建筑结构体系如下:







250m以上高层建筑结构体系

高度超过250 m 的超高层建筑 结构,一般采用框架-核心筒、 框筒-核心筒、巨型框架-核心筒 和巨型框架-核心筒-巨型支撑4 种结构体系;

框架-核心筒、框筒-核心筒适 用于高度250 ~ 400 m 的超高 层建筑;

巨型框架-核心筒、巨型框架- 核心筒-巨型支撑适用于高度300 m 以上的超高层建筑。





上海中心结构体系

塔楼抗侧力体系为巨型框架- 核心筒-外伸臂结构体系; 在8 个机电层区布置6 道两 层高的外伸臂桁架和8 道箱 形空间环形桁架。 由箱形空间环形桁架和巨柱 形成外围巨型框架







高层建筑结构宏观受力特点

高层建筑设计中,水平荷 载(作用)是主要荷载,结 构高度和抵抗侧移是设计的 主要矛盾; 随结构高度增加,在水平 力作用下,侧向位移增加** 快,其次是弯矩、轴力。







用于承担重力荷载的结构 材料用量,与房屋层数成线 性比例增加; 其中用于楼盖结构的材料 用量大体是定值,几乎与结 构层数无关; 用于墙、柱等竖向承重构 件的材料用量,则随房屋的 层数比例增长; 用于抵抗水平侧力的结构 材料数量,则按房屋层数二 次方的关系曲线急剧增长。












高层建筑结构设计指导思想




结构的均匀对称性

结构的对称性

结构的对称性指高层建筑中抗侧力的主体结构对称; 对称的建筑容易实现结构的对称性; 不对称的建筑如平面形状L形、T形、S形等高层建筑, 需进行合理的结构布置(如筒体、剪力墙的合理布 置),设法调整的刚心与建筑质心、平面形心尽量 接近,实现结构的基本对称; 结构较大不对称,引起水平力下较大扭转变形,不 利非结构构件如填充墙、幕墙正常工作,结构成本 较大增加。



结构的均匀性

主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度接近、变形特 性接近; 主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀, 尽量减少突变。

主要体现—层刚度尽量减少突变, 层刚度突变(增大或减小过大),容易应力集中, 一般伴随抗剪承载力突变,引起薄弱层出现; 主体抗侧力结构平面布置,同一主轴方向各片抗侧 力结构刚度均匀,避免设置某一、两片刚度特别大 而延性较差的结构,如长窄的实体剪力墙。

个别构件刚度巨大,容易应力集中,首先破坏,从 而形成逐个击破,无法发挥整体结构的协调工作。尽量做到中央核心与周边结构刚度协调均匀,保证 主体结构具有较好扭转刚度,避免扭转变形过大, 有利于控制扭转周期比、扭转位移比。 如剪力墙结构中剪力墙尽量周边、均匀布置,结构 中部剪力墙满足重力荷载要求。



荷载的传力直接

重力荷载的传力直接

传力路径:荷载(集中、线、面)通过楼盖的板、 梁,将重力荷载传至竖向构件墙、柱,后由竖向构 件传至基础,再由基础传至地基。

楼屋盖结构布置应尽量使重力荷载以**短路径传至 竖向构件墙、柱; 竖向构件的布置应尽量使其在重力荷载作用下压应 力水平接近均匀,减少竖向构件之间的压应力二次 转移。

如核心筒墙肢压应力水平差异较大,重力荷 载作用下连梁有较大的内力,墙肢通过连梁进行压 应力二次传递,应避免;转换结构的布置,应尽量使上部结构竖向构件传来 的重力荷载通过转换层一次至多二次转换,能传递 到下部结构的竖向构件。

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