结构体系与结构布置

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1、第2章结构体系与结构布置金仁和高层建筑结构设计和计算标题主要内容：主要内容2.1结构体系2.2结构总体布置2.3高层建筑的楼盖结构及基础2.1结构体系问题：高层建筑主要有几种结构体系？高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、框剪、筒体等，由它们可以组成多种结构体系。框架结构剪力墙结构筒体结构带加强层的高层建筑结构框架-核心筒结构框架-剪力墙结构2.1结构体系2.1.1框架结构体系1、定义：房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。横向主梁柱纵向连系梁2.1结构体系注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱

2、构成的异形柱框架结构，截面各肢的肢高肢后比不大于4。2.1结构体系2.1结构体系2.1结构体系2、分类：按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。2.1结构体系3、受力变形特点：框架结构的侧移一般由两部分组成：1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形Us；2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结

3、构的整体弯曲变形Ub；3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。2.1结构体系4、优缺点：1）优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用于商场、餐厅等）也可按需要隔成小房间；建筑立面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低。2）缺点：侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大，则水平荷载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用也较大

4、。因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。（以15~20层以下为宜）2.1结构体系2.1.2剪力墙结构体系1、定义：房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。剪力墙结构平面图2.1结构体系2.1结构体系2、受力变形特点：在竖向荷载作用下，剪力墙是受压的薄壁柱；在水平荷载作用下，剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱。注：1）剪力墙结构属于刚性结构，对于高宽比较大的剪力墙，侧向变形呈弯曲型。2）剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小。3、优缺点：1）优点：剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形

5、较小；房间墙面及天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。（结构高度：几十米~100多米）2）缺点：结构自重较大；建筑平面布置局限性大，较难获得大的建筑空间（一般剪力墙间距3~8m）。2.1结构体系4、框支剪力墙结构：1）框支剪力墙结构将剪力墙结构房屋的底层或底部几层做成框架，这种结构亦称为带转换层高层建筑结构。2）破坏特点：带转换层高层建筑结构在其转换层上、下层间侧向刚度发生突变，形成柔性底层或底部，在地震作用下易遭破坏甚至倒塌。3）布置原则：在底部大空间剪力墙结构中，一般应把落地剪力墙布

6、置在两端或中部，并将纵、横向墙围成筒体；另外，还应采取增大墙体厚度、提高混凝土强度等措施加大落地墙体的侧向刚度，使上、下部侧向刚度差别尽量小。（上部可采用短肢剪力墙）2.1结构体系5、短肢剪力墙结构：这种结构体系一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体，其他部位则根据需要，在纵横墙交接处设置截面高度为２ｍ左右的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墙，墙肢之间在楼面处用梁连接，并用轻质材料填充，形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙结构体系。（在小高层中应用很广）2.1结构体系2.1.3框架-剪力墙结构体系1、定

7、义：为了充分发挥框架结构平面布置灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点，当建筑物需要有较大空间，且高度超过了框架结构的合理高度时，可采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。剪力墙剪力墙框架梁框架梁框架梁剪力墙剪力墙2.1结构体系2、受力变形特点：框架-剪力墙结构体系以框架为主，并布置一定数量的剪力墙，通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。其中剪力墙承担大部分水平荷载，框架只承担较小的一部分。注：在水平荷载作用下，框架的侧向变形属剪切型，层间侧移自上而下逐层增大；剪力墙的侧向变形一般是弯曲型，

8、其层间侧移自上而下逐层减小。当框架与剪力墙通过楼盖形成框架-剪力墙结构时，各层楼盖因其巨大的水平刚度使框架与剪力墙的变形协调一致，其侧向变形介于剪切型与弯曲型之间，一般属于弯剪型。2.1结构体系3、优点：兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于10～20层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。4、框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置：1）剪力墙的数量：不宜过多，以满足位移限值为宜。2）剪力墙的布置：不宜过长；