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高层建筑的结构特点结构内力与变形：1水平作用成为决定因素2轴向变形具有较大影响3侧移成为控制指标4延性具有关键意义,采取构造措施，使结构在进入塑性变形阶段后仍然具有较强的变形能力5高层建筑中，水平荷载与地震作用对结构设计起着决定性作用高层建筑结构的设计特点1水平荷载成为设计的决定因素：竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比水平荷载产生的倾覆力矩以及轴力与高度的二次方成正比2侧移成为设计的控制指标：结构顶点的侧移与结构高度的四次方成正比结构侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系3轴向变形的影响在设计中不容忽视竖向荷载产生的结构轴向变形对其内力及变形的影响对预制构件的下料长度和楼面标高会产生较大影响水平荷载产生的结构轴向变形对其内力及侧移的影响4延性成为结构设计的重要指标1延性表示构件和结构屈服后，在承载力不明显降低情况下，具有足够塑性变形能力的可能2延性系数:用来衡量延性的大小3结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小，即决于结构延性的大小4为保证结构具有较好的抗震性能，除承载力，刚度外，还有较好的延性5结构材料用量显著增加1对于高层结构，随高度的增大，材料的用量增加较多2特别是水平荷载对材料用量影响较大3结构方案对材料用量影响很大，水平力作用下对结构优化设计至关重要高层建筑结构的类型(按使用的材料)1砌体结构：优点：取材容易，施工方便，造价低廉缺点：脆性材料，其抗拉，抗剪强度较低，抗震性较差，配筋砌体可改善砌体的受力性能，但较少用于高层2混凝土结构：优点：取材容易，良好耐久和耐火性，承载能力大，刚度好，节约钢材，降低造价，可模性好缺点：自重大，构件截面大，施工复杂，建造周期长且受季节影响3钢结构：优点：材料强度高、截面小、自重轻、塑性和韧性好、制造简单、施工周期短、抗震性好缺点：用钢量大、造价高、防火性差、刚度差4钢—混凝土组合结构或混合结构：不仅具有钢结构自重轻，截面尺寸小，施工进度快，抗震性好等特点，同时还建有混凝土结构刚度大，防火性能好，造价低廉，良好的延性和韧性确定结构类型的基本要素1要求结构材料：均质，高强，轻量，延性好2构建的基本形式:线型构件:框架,斜撑;平面构件:全墙,框-墙立体构件:框架,多筒,矩形框架体系3结构体系的选定:1结构材料用量:适宜的抗侧力体系可有效的节省用度.2建筑内部空间:杆系空间灵活,墙系空间受限3房屋试用高度:根据结构类型的抗震烈度确定高度4抗震设计准则：A具有明确计算简图和合理的地震路线B具有多道抗震防线C具有必要的承载力,良好的延性D合理分布强度刚度避免薄弱环节高层建筑结构的结构体系高层的基本抗侧单元：框架、剪力墙、筒体结构体系类型：框架结构体系剪力墙结构体系框架——剪力墙结构体系筒中筒结构体系多筒结构体巨型结构体系高层结构设计与选型原则抗风设计：风作用的特点:1与建筑外形有关2与周围环境有关3具有静力作用与动力作用两重性4在建筑表面非均匀分布4作用持续时间长风作用的结果:1使结构开裂或留下较大残余变形2使建筑摇晃，居住不舒适3使围护结构和装修破坏4使结构产生疲劳抗风设计原则:1保证结构强度，可靠承受内力2保证结构刚度，严格控制侧移3选择合理建筑体型，优化结构体系4保证围护结构强度，加强构件连接减小风振的措施：1合理的建筑体型2阻尼装置3反向变形合理的建筑体形：1流线形平面（圆形，椭圆形，三角形）2截锥状体形（上小下大，外柱倾斜）3减小高宽比4增设透空层5并联高楼群抗震设计有利抗震的房屋体型：1均匀的平面变化1平面形状的选定：方形，矩形，圆形（最好）2平面形状的规定：限制平面突出部分的尺寸2均匀的立面变化1设计原则:选择截锥体渐变立面，避免阶梯形突变立面2震害分析:倒梯形上刚下柔，大底盘容易扭转3设计规定:立面收进≥0.753合适的房屋高度1震害分析：高度大，所受地震作用和倾覆力矩大2设计规定:根据各种材料和体系确定合适的建筑高度4恰当的高宽比:增加结构体系抵抗倾覆力矩的有效高宽比按结构体系和地震烈度确定,H/B≤6条形建筑：3~4（住宅进深10m左右，一字型楼板不超过40m，如需要更高，则采用刚度较大的平面形状，方形、圆、Y、井、等塔式建筑）筒体和剪力墙结构：4~5抗震设防烈度≥8时，宜适当减小5足够的基础埋深：采用天然地基，埋深≥1/15H采用桩基，埋深≥1/18H延性设计1结构延性的含义：a结构总体延性b结构楼层延性c构件延性d杆件延性2提高延性的重点：a沿高度方面:提高柔弱层构件延性b在平面位置:提高转角突变处构件延性c多道抗侧时,重点提高第一道防线的构件延性d同一构件中,重点提高关键杆件的延性e同一杆件中,重点提高预期屈服部位的延性3构件延性的保证：a足够的截面尺寸b是以的结构配筋c可靠地构造措施结构设计与选型原则:a高度及高宽比b平面和竖向形状c抗侧与结构布置d延性与材料选择合理的结构布置1结构力求对称：A非对称结构减少扭转效应B抗推构件的合理布置C竖筒位置要居中并对称，抗震墙沿周边布置2结构竖向等强：A非等强结构容易出现侧移突变B避免出现柔弱底层C承力竖构件不得中断和突变D同楼层柱要等刚度3屋顶塔楼合理：A计算时放大地震作用B构造上提高结构延性结构平面布置1基本要求:高层建筑结构的平面布置，应利于抵抗水平荷载和竖向荷载，受力明确，传力直接，力求均匀对称，减少扭转影响。A应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风作用效应较小的平面形状：有利：简单,规则的凸平面：圆,正多边,椭圆,鼓形.不利：有较多凹,凸的复杂平面形状，V、Y、H形，弧形等平面3抗震设计的A级高度高层建筑,其平面布置：简单,规则,对称,减少偏心,平面长度不易过长,突出部分长度不宜过大,不采用角部重叠或细腰形平面图4抗震设计的B级高度高层建筑: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级规则性应更严格一些。5结构平面布置应减少扭转影响2平面不规则,质心与刚心偏心较大和抗扭刚度太弱的结构,震害严重3对结构的扭转效应应从以下方面加以限制:限制结构平面布置的不规则性，避免质心与刚心有过大偏心,结构的抗扭刚度不能太弱结构竖向布置高层建筑结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，变化均匀，连续，不应突变。竖向布置应符合下列要求：1）竖向宜规则,均匀,避免有过大的外挑和内收:侧向刚度宜上小下大,逐渐均匀变化,不应采用竖向布置严重不规则的结构2）抗震设计的高层建筑结构,各楼层侧向刚度应均匀3)为防止结构出现薄弱层,各楼层受剪承载力应均匀4)抗震设计时,结构竖向抗侧力构件宜上,下连续贯通5）结构上部楼层相对于下部楼层的收进,或外挑不应较大6）结构顶层取消部分墙,柱形成空旷房间时,形成刚度和承载力突变,此时应进行详细的计算分析,采取有效措施7）高层建筑设置地下室,可利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移,倾覆,减轻地震作用对上部结构的影响.还可降低地基的附加压力,提高地基的承载能力.震害经验也表明,有地下室的高层建筑,其震害明显减轻.因此,高层建筑宜设地下室,不易采用部分地下室,底下室应有相同的深埋。变形缝的设置设缝的优缺点：1优：用缝将复杂建筑分为规则的部分，减小温度应力2缺：影响建筑使用功能，立面处理不便，基础防水不易处理，地震下易发生碰撞等目前趋势是避免设缝，或尽可能少设缝沉降缝：1设缝:高层建筑主体结构周围常设置裙房,他们与主体结构的重量相差悬殊,会产生较大的沉降差,这时可用沉降缝将二者分成独立的结构单元,使各部分自由沉降2不设缝措施：A采用桩,或采取减少沉降的有效措施并经计算,使沉降差在允许范围内B楼与裙房采用不同的基础形式C先施工主楼，后施工裙房，使两者最终沉降量一致D将裙房坐在悬挑基础上伸缩缝:由温度变化引起的结构内力称为温度应力,使房屋产生裂缝,影响正常使用.伸缩缝可减少温度应力。A框架结构,现浇,最大间距55mB剪力墙结构,现浇，最大间距45m增大伸缩缝间距的措施：1)增加顶层,山墙等部位的配筋2)采用有效隔热措施3)使用混凝土添加剂等减少收缩4)施工中预留后浇带5)上部改变结构形式或局部（顶部）设伸缩缝6)增大楼板配筋或采用预应力楼板等防震缝A优点：地震下,复杂高层结构会产生扭转及复杂的振动形式,在房屋的连接薄弱部位造成损坏,通过设缝将复杂建筑分为规则建筑B缺点：地震下,防震缝两侧的房屋易发生碰撞而造成震害防震缝最小宽度：1框架结构：≤15m时,取70mm.15m时,每增加2~5m,加宽20mm2框架-剪力墙：取上述的70%,但不小于70mm3剪力墙：取框架的50%，但不小于70mm伸缩缝,沉降缝都应符合防震缝宽度的要求在相邻的高,低结构之间设置防震缝时,不应采取牛腿托梁的做法设置防震缝。三缝的区别A沉降缝→避免主体与裙房过大的沉降差B伸缩缝→减小结构温度应力C防震缝→避免地震时结构件的相互碰撞D必要时可以三合一框架结构体系用梁,柱构件通过节点连接组成的结构称为框架,通常为刚接结构特点A受力特点:1竖向荷载下梁的弯-剪，柱的弯-压2水平荷载下,水平侧移大,属于柔性结构B变形特点:1层间侧移自下而上逐渐增大2以杆件弯曲变形为主，框架侧移以整体剪切变形为主,梁,柱弯曲变形是框架侧移的主因C适用范围:高抗震烈度地区不宜使用,地震区框架结构优先考虑现浇框架结构体系,其次是装配整体式,很少采用装配式框架结构体系D框架柱截面:方形,矩形,圆形,八角形等,也可以采用柱肢厚度与墙体厚度一致的T,L,十字形等E填充墙:优先选用预制轻质砌块或墙板,与框架要有可靠拉结。框架结构的特点:优点:1平面布置灵活2可大空间,可小空间3立面容易处理4结构自重较小5计算理论较成熟6在一定高度范围内造价低缺点：侧向刚度小,侧移较大适用范围和高度:各类民用和工业建筑结构布置:确定柱网,梁的位置,层高,特殊平面柱网:矩形,圆,三角,多边形,抗震框架结构的平面布置力求简单,规则,均匀,对称,刚心和质心尽量一致框架结构的承重方案1按竖向荷载承重划分:横向框架承重纵向框架承重纵,横向框架承重2按水平抗侧力分:A应设计成双向梁柱抗侧体系,除个别部位外,不应采用铰接B梁,柱轴线宜重合,梁,柱中心线偏心距柱截面宽度1/4，如不满足,可增设梁的水平加腋。框架结构布置的建筑特征:1房屋平/立面宜用简单的体型2框架带的悬挑与建筑表现有效结合剪力墙结构体系1体系构成:由钢混凝土墙体互相连接构成的承重墙结构体系,用以承受重力荷载和水平荷载,同时也兼做建筑外墙与内墙2剪力墙的分类:整截面墙整体小开口墙联肢墙壁式框架体系特点1建筑特点:A空间小,室内整洁,无梁柱暴露B适用于隔墙较多的住宅,公寓和旅馆建筑2受力特点:A在竖向荷载作用下,剪力墙是受压的薄壁柱B在水平荷载作用下,剪力墙是下端固定,上端自由的悬臂柱3变形特点:A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B剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小4优缺点:优点:水平承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小;房间墙面及天花板平整,特别适用于住宅,宾馆等建筑缺点：结构自重较大,建筑平面布置局限大,较难获得大的建筑空间（一般3~8m）剪力墙体系结构布置1墙体承重方案:A小开间横墙承重:特点:每开间设置承重横墙,为2.7~3.9m,适用于住宅,旅馆等小开间建筑.优点:不需要隔墙,采用短向楼板,节约钢筋等,缺点:横墙数量多,承载力未充分利用,建筑平面布置不灵活,房屋自重及侧向刚度大,水平地震作用大B大开间横墙承重:特点:每两开间设置一道承重横墙,间距一般在6~8m.楼盖多采用混凝土梁式板或无粘结预应力混凝土平板.优点:使用空间大,平面布置灵活,自重轻,基础费用较少.缺点:楼盖跨度大,楼盖材料增多。C大间距纵,横墙承重:特点:每两开间设置一道横墙,间距8m左右.楼盖采用混凝土双向板,或在每两道横墙之间布置一根进深梁,形成纵,横墙混合承重.从使用功能,技术经济指标,受力性能等方面来看,大间距方案较优越,目前趋于采用大间距,大进深,大模板,无粘结预应力混凝土楼板,的剪力墙结构体系剪力墙布置原则A抗震墙