第2章 高层结构基本规定与布置原则ppt课件.ppt

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1、第2章高层结构基本规定与布置原则本章提要：重点介绍结构体系的布置原则，突出建筑体型、结构平面、竖向布置、变形缝设置及楼盖结构等的设计要求，提出水平位移限值和舒适度要求，强调高层建筑抗震设计的重要性。引言在高层建筑中，除了要根据结构高度选择合理的结构体系外，还要恰当的设计和选择建筑物的平面、剖面形状和总体型。这些往往都是在初步设计阶段（主要是利用概念设计方法）由建筑设计选择。合理的结构初步设计可提高建筑物的安全性，降低工程总造价。2.1房屋总高度与高宽比高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗震级别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工条件等因素，考虑适宜的结构体系。不同结构体系的刚度和承

2、载力均不同，因此它们的适用高度也是不一样的。钢筋混凝土高层建筑结构适用的高度分为A级和B级，B级高度建筑结构的最大适用高度可比A级适当放宽，但抗震等级、有关计算和构造措施应相应加严。（具体规定见以下两表）2.1.1房屋适用高度房屋的高宽比愈大，水平荷载作用下的侧移愈大，抗倾覆作用的能力愈小。因此，应控制房屋的高宽比，避免设计高宽比很大的建筑物。《高层规程》对混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比做了规定（具体规定见以下两表），这是对高层建筑结构的侧向刚度、整体稳定性、承载能力和经济合理性的宏观控制。2.1.2高宽比（H/B）对复杂体型的高层建筑结构，其高宽比较难确定。作为一般原则，可按所考虑

3、方向的最小投影宽度计算高宽比，但对突出建筑物平面很小的局部结构（如楼梯间、电梯间等），一般不应包含在计算宽度内。对于不宜采用最小投影宽度计算高宽比的情况，可根据实际情况采用合理的方法计算。对带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，计算高宽比时房屋的高度和宽度可按裙房以上部分考虑。2.2结构平面布置高层建筑结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，力争均匀对称，减少扭转的影响。高层建筑的开间、进深尺寸和构件类型应尽量减少规格，以利于建筑工业化。对于明显不对称的高层建筑结构应考虑扭转对其受力产生的不利影响。高层建筑结构平面布置应符合下

4、述规定：(1)在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。（2）高层建筑宜选用风作用效应较小的平面形状。在沿海地区，风力成为高层建筑的控制性荷载，采用风压较小的平面形状有利于抗风设计。对抗风有利的平面形状是简单、规则的凸平面，如圆形、正多边形、椭圆形、鼓形等平面。对抗风不利的平面是有较多凹、凸的复杂平面形状，如V形，Y形、H形、弧形等平面。（3）抗震设计的A级高度钢筋混凝土高层建筑，其平面布置宜简单、规则、对称，减少偏心；平面长度L不宜过长，突出部分长度不宜过大；L、l等值宜满足下表的要求；不宜采用角部重叠或细腰形平面图

5、形。平面过于狭长的建筑物，在地震时因两端地震波输入有位相差而容易产生不规则振动，产生较大的震害，故应对L/B值予以限制，见上表。为了减轻因L/B过大而产生的震害，在实际工程中，L/B最好不超过４（设防烈度为6，7度时）或3（设防烈度为8，9度时）。（4）抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，其平面布置应简单、规则，减少偏心。B级高度钢筋混凝土高层建筑和混合结构高层建筑的最大适用高度较高，复杂高层建筑的竖向布置已不规则，这些结构的地震反应较大，故对其平面布置的规则性应要求更严一些。（5）结构平面布置应减少扭转的影响。国内、外历次大地震震害表明，平面不规则、质

6、量中心与刚度中心偏心较大和抗扭刚度太弱的结构，其震害严重。国内一些复杂体型高层建筑振动台模型试验结果也表明，扭转效应会导致结构的严重破坏。因此，结构平面布置应减少扭转的影响。对结构的扭转效应从以下两个方面加以限制：①限制结构平面布置的不规则性，避免质心与刚心存在过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。实际工程设计中，除应从抗侧力构件平面布置上予以控制外，还要按上述规定控制楼层竖向构件的扭转变形。计算扭转变形时，应考虑偶然偏心的影响。②限制结构的抗扭刚度不能太弱。不规则平面布置示意图2.3结构竖向布置结构竖向布置要做到刚度均匀而连续，避免薄弱层。在实际工程抗震设计时，结构的承载力和刚度自上

7、而下逐渐减小，一般情况时沿着竖向分段改变构件尺寸和混凝土强度等级。沿竖向刚度改变主要有以下两个原因：（1）抗侧力结构的突然改变；（2）结构竖向体型的突变。抗侧力结构布置改变主要有以下几种情况：1、低层或底部若干层由于取消一部分剪力墙或柱子产生刚度突变。2、中部楼层部分剪力墙中断。3、顶层设置空旷的大空间，取消了部分剪力墙或内柱2.3.1抗侧力结构布置改变结构竖向体型突变主要有以下两种情况：1、建筑顶部内收形成塔楼。2、楼层外挑内收。