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第二节高层建筑的分类一、高层建筑按层数及高度分类1.世界高层建筑委员会建议按高层与建筑高度分类第一类：9～16层（最高到50m）第二类：17～25层（最高到75m）第三类：26～40层（最高到100m）第四类：40层以上（超高层建筑）2.我国对高层建筑的定义（1）《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95（2005版）规定10层和10层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）和建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑（单层建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等不在规定之列）。（2）《民用建筑设计通则》GB50352—2005规定建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。（3）建筑高度建筑物高度是指建筑物室外地面到其檐口或屋面面层的高度。屋顶上的水箱间、电梯机房、排烟机房和楼梯出口小间等不计入建筑高度。二、高层建筑按功能分类1.高层办公楼2.高层住宅3.高层旅馆4.高层商住楼5.高层综合楼6.高层科研楼7.高层档案楼8.高层电力调度楼三、高层建筑按体型分类1.板式高层建筑建筑平面呈长条形的高层建筑，其体形如板状。2.塔式高层建筑建筑平面长宽接近的高层建筑，其体形呈塔状。四、按防火要求分类1.根据建筑物使用性质、火灾危险性、疏散及扑救难度等因素分类。2.我国《高层民用建筑设计防火规范》将高层建筑分为一类和二类。高层建筑分类一类建筑住宅建筑：1.高级住宅2.十九层及十九层以上的普通住宅公共建筑：1.医院2.高级旅馆3.建筑高度超过50m或每层建筑面积超1000m2的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼等4.建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1500m2的商住楼中央级和省级广播电视楼5.藏书超过100万册的图书馆、书库6.重要的办公楼、科研楼、档案楼7.省级邮政楼、防灾指挥调度楼8.网局级和省级（含计划单列市）电力调度9.建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼科研楼、档案楼等二类建筑住宅建筑：十层及十八层的普通住宅公共建筑：1.除一类建筑以外的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼、图书馆、书库2.省级以下的邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼3.建筑高度不超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等五、高层建筑发展主要原因和存在的问题1.高层建筑发展主要原因（1）高层建筑丰富城市空间。（2）建筑向高度发展，可缩短各种工程管线和道路长度。（3）高层建筑增加了建筑的密集度，缩短了建筑间的距离。（4）节约用地，绿化等用地相对增加。（5）科学技术的发展，为高层建筑的发展奠定了物质基础。（6）现代建筑理论为高层建筑发展提供了理论依据。2.高层建筑发展中存在的问题（1）高层建筑对基地生态环境的影响。（2）玻璃幕墙等工业化建造带来的城市特色的缺失。（3）大玻璃幕墙带来的光污染和建筑节能问题。（4）使用者的心里需求对高层建筑的环境控制提出更多要求。第三节高层建筑的结构体系高层建筑的结构型式，应根据房屋性质、层数、高度、荷载作用、物质技术条件等因素来加以选择。一、按高层建筑主要承重结构所使用的建筑材料划分的结构形式1.砌体结构（1）特点：普通砌体结构承载力较低、自重大、抗震性能差。配筋砌体结构受理性能大为改善，扩大了应用范围。（2）应用：配筋砌体结构节约钢材、降低造价，在国外可建中高层建筑。国内也建成了配筋砌体结构高层建筑，层数已达18层。2.钢筋混凝土结构（1）特点：钢筋混凝土结构具有承载力高、刚度好、抗震性好；耐火性能、耐久性能良好，材料来源丰富。结构自重大，构件断面大，施工周期长，湿作业多。主要建筑材料基本不可再生循环，对环境负面影响较大。（2）应用：在我国高层建筑中得到广泛应用。3.钢结构（1）特点：钢结构具有自重轻，构建断面小，抗震性能好。安装简便，施工周期短，对环境污染小。耐火性能差，用钢量大，造价较高。（2）应用：国外钢结构用于高层建筑较为普遍。因造价较高，我国多于超高层建筑采用，具有长远发展潜力。4.钢—混凝土混合结构（1）特点：由钢筋混凝土筒体或剪力墙以及钢框架组成抗侧力体系；钢框架主要承受竖向荷载；充分发挥两种结构材料的各自优势，达到良好的经济效果。（2）应用：结构用钢量省，造价较低，更适合我国国情。二、高层建筑的结构体系（一）高层建筑的结构受理力特征1.结构计算模型：一根竖向悬臂梁，受竖向和水平和在共同作用。2.水平承载结构：主要承担风荷载和地震水平荷载。3.垂直承载结构：主要承担以重力为代表的竖向荷载。4.刚度：结构设计不仅要有足够的承载力，还要有足够的抗推刚度。结构在水平荷载作用下的侧移在一定限定内。5.抗震设计要求：小震不坏，大震不倒。要求结构具有一定的塑性变形能力，即结构的延性。结构体系最大适应高度（二）高层建筑结构体系分类1.纯框架结构体系（1）结构特征、优缺点及适用范围A.纯框架体：整个结构纵向和横向全部由单一构件组成的体系。B.结构特征：框架即承担重力荷载，又承担水平荷载。水平荷载下，体系强度低、刚度小、水平位移大，柔性结构体系。C.优缺点：框架体系只有框架柱承重，可形成较大的灵活空间，使建筑平面布置不受限制。D.适用范围：用于10—12层商场、办公楼等建筑，在高烈度地震区不宜采用。（2）柱网布置及尺寸A.截面形状：框架梁、柱的截面常为矩形，可设计为T形、I形迹其他形状。有时为了提高房屋净高度而做成花篮形。B.柱网布置：首先应满足使用要求，并使结构布置合理、受力明确、直接、施工方便，在进行综合经济、技术比较后，选用合适的柱网。C.柱网尺寸：框架梁跨度一般在4～9m。D.截面尺寸：梁截面可以根据梁的跨度进行估算来确定。梁截面高度可取梁跨的l／15～1／10，梁宽取梁高的1／2～1／3，不小于200mm。柱截面高度不小于300mm（矩形）或350mm（圆形），截面的高宽比不大于3。2.纯剪力墙结构体系（1）结构特征、优缺点及适用范围A.纯剪力墙体系：指该体系中竖向承重结构全部由一系列横向和纵向的钢筋混凝土抗震墙所组成。B.结构特征：剪力墙不仅承受重力荷载，还承受风、地震等水平荷载。侧向刚度大、侧移小，为刚性结构体系。C.优缺点：剪力墙通常为横向布置，间距小，约3～6m，平面布置不灵活。结构水平发展，剪力墙间距扩大为6~8m，在高层住宅、办公应用。D.适用范围：仅适用于小开间的高层住宅、旅馆、办公楼等。理论上可建百层的民用建筑，但从技术经济考虑，地震区的剪力墙体系一般控制在35层，总高110m以内，非地震区可适当放宽。（2）剪力墙结构布置A.结构布置要求剪力墙宜双向布置，抗震设计中必须沿双向布置，避免单向有墙的结构形式。剪力墙宜至下到上连续布置，避免刚性突变。剪力墙上的门窗洞口宜上下对齐，成列不置，尽量避免不规则洞口的出现。B.布置方法横向布置剪力墙：结构刚度较好，但空间小，多用于住宅、旅馆等。纵向布置剪力墙：可获得较大的空间，但结构刚度差。纵横向布置剪力墙：结构整体刚度均匀，具有较强的适应力。3.筒体结构体系（1）结构特征、优缺点和适用范围A.筒体结构：由框架或剪力墙围合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连接起来，形成一个空间构架。B.结构特征：筒体结构比单片框架或抗震墙的空间刚度大得多，在水平荷载作用下，整个筒体就象一根粗壮的拔地而起的悬臂梁把水平力传至地面。筒体结构不仅能承受竖向荷载，而且能承受很大的水平荷载。C.优缺点：筒体结构所构成的内部空间较大，建筑平面布局灵活。D.适用范围：筒体结构适用于超高层建筑，尤其在地震区更能显示其优越性。（2）筒壁类型分类：根据筒壁类型分类可分为实腹式筒体和空腹式筒体。实腹式简体：由剪力墙围合成的筒体，或称为墙式筒体（墙筒）。空腹式筒体：由密集立柱围合成的筒体，或称为框架式筒体（框筒）。（3）筒体结构布置要点A.平面形式：方形、矩形，也可采用圆形、椭圆形、三角形、多边形等形式。B.矩形平面筒体体系长短边之比不宜大于1.5，使筒体更好发挥空间受力作用。C.空腹式筒体立柱间距不能过大，否则会影响筒体的整体性。框筒柱距不宜大于3m，个别可扩大到4.5m，但一般不大于层高。D.横梁高度在0.6～1.5m，上下横梁和左右两根柱之间的空隙为开窗的孔洞。E.为了保证筒体的整体工作，开窗面积不宜大于50％，不得大于60%。F.为了保证内外筒的共同工作，内筒的长度L1不应小于外筒长度L的1/3；内筒宽度BI不应小于外筒宽度B的1/3。4.体系组合（1）框支剪力墙体系A.结构特征由于使用需要，剪力墙体系底层部分建立墙改为框架，形成框支剪力墙结构。这种结构的上部刚度，底部刚度小，上下刚度在交接处刚度产生突变。在设计时应增加底部框架的刚度和承载力，缩小建筑上下的刚度差距。B.适用范围在高层旅馆、高层综合楼中运用较多。（中国大饭店）共同特征：建筑上部为小空间，底部为大空间。（2）框架一剪力墙体系A.结构特征框架一剪力墙体系是在框架体系的基础上增设一定数量的纵、横巷剪力墙，并与框架连接而形成结构体系。竖向荷载由框架柱和剪力墙共同承担，而水平荷载则主要由刚度较大的剪力墙来承受。B.剪力墙的布置原则剪力墙为主要抗震构建，应沿建筑平面的两个主轴方向布置，保证以承担来自任何方向的水平地震作用。剪力墙的数量要适当。每个方向剪力墙的布置均应尽量分散、均匀、周边、对称。C.适用范围：高层建筑常采用的结构形式，一般适用于25层以下的建筑。（3）框架—筒体体系A.结构特征：由筒体和框架共同组织成的体系。筒体是一个立体构件，具有很大的抗推刚度和承载力，是主要的抗侧力构件，承担绝大部分水平荷载。框架主要承担重力荷载。B.根据筒体的数目和位置分类：核心筒—框架体系、多筒—框架体系。（4）筒中筒体系A.结构特征：有两个或两个以上的筒体内外嵌套所组成的结构体系。由内外套置的几层筒体，内外筒之间通过楼板连成整体。内筒一般布置成辅助房间和交通空间，多采用实腹筒，也可用空腹筒，外筒宜用空腹筒，有利于采光。B.使用范围：筒中筒结构形成的内部空间较大，再加上抗侧力又好，所以特别适用于建造办公、商店、旅馆等多功能的超高层建筑。（5）束筒体系：由两个及两个以上框筒并列连接在一起的结构体系。A.结构特征:束筒中的每个框筒单元，可以是圆形、矩形、三角形等形状。束筒体系在抗弯能力、抗剪能力和侧向刚度均较大。B.使用范围：建筑设计更加灵活，应用范围更广。（西尔斯大厦）各种结构房屋适用的最大高度三、高层建筑结构的发展趋势1.竖向抗推体系支撑化、周边化、空间化2.建筑体型的革新变化3.轻质高墙材料的运用第三节高层建筑楼盖构造一、高层建筑楼盖结构型式1.楼盖结构型式：肋梁楼板结构、无梁楼板结构、叠合板结构、预制板结构和压型钢板组合楼板结构等。2.施工要求建筑物高度大于50m时应采用现浇楼板，小于50m时可采用预制楼板。顶层和开洞过多的或平面较复杂的楼层仍应采用现浇楼板。结构转换层应采用现浇楼板。3.肋梁楼盖单向板和双向板当肋间距在0.9~1.5m，形成密肋板；分单向密肋楼盖和双向密肋楼盖。普通混凝土密肋板的跨度不宜大于9m，预应力混凝土平板则不宜大于12m。4.无梁楼盖无梁楼盖没有梁，现浇板直接制成在竖向构件。有柱帽和无柱帽的形式。普通混凝土无梁楼盖有柱帽时跨度不宜大于12m，无柱帽时跨度不宜大于7m。板柱节点抗震性能差，常应用于有剪力墙的板柱结构和板柱筒体结构中。5.叠合楼板采用预制的预应力薄板作为叠合办的底板，兼作底模，与上部现浇层共同工作形成叠合式楼板。最大跨度7.5m，适用于由抗震设防和非抗震设防设计的高层建筑。6.预制板结构有预应力大楼板和预应力空心板。普通钢筋混凝土空心板跨度不宜大于4.2m，厚度120mm。预应力钢筋混凝土空心板跨度不宜大于6.9m，厚度180mm。预应力钢筋混凝土平板跨度不宜大于9m，板宽1.5~3.9m。7.楼板厚度一般现浇楼板厚度不小于80mm。当板内需要敷设管线时，楼板厚度不小于100mm。顶层楼板厚度不宜小于120mm。转化层楼板不小于180mm。二、压型钢板组合楼板1.概念：以截面为凹凸形压型钢板为底板