多高层建筑结构体系二.框架结构三.纯剪力墙结构简介:剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。受力:竖向的钢筋混凝土墙板,水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上,剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系,承担竖向荷载(重力)、抵抗水平荷载(风、地震等)。优点:空间整体性较强,有良好的抗震性能,结构整体性更强,抗侧移刚度更大,侧向变形更小,抗震性能更好,用钢量较省,施工相对简便快捷。缺点:剪力墙不能拆除或破坏,不利于形成大空间,住户无法对室内布局自行改造。纯剪力墙结构造价高,施工困难,耗钢量极大。四.框架剪力墙(抗震墙)结构简介:在框架结构中适当布置能抵抗水平作用的剪力墙,并使框架柱、楼板有可靠连接而形成的而结构称为框架剪力墙结构,广泛应用于高层办公楼、宾馆、商场等。受力:竖向荷载由框架柱和剪力墙承担,水平作用由剪力墙承担。优点:框剪体系综合利用了框架结构和剪力墙结构的优点,内部平面布置灵活,承受水平作用的能力也较强。五.框支剪力墙结构简介:框支剪力墙结构的上部采用剪力墙结构满足小空间的需要,下部采用框架结构满足大空间的需要。受力:此种结构上部为刚度较大的剪力墙,下部为刚度较小的框架结构,结构受力不合理,抗震性能差,中部设置结构转换层完成剪力墙与框架结构之间的受力转换。优点:框支剪力墙结构同时满足上部小空间的需要和下部大空间的需要。六.筒体结构简介:由一个或多个竖向筒体(由剪力墙围成的薄壁筒或由密柱框架构成的框筒)组成的结构。筒体结构分筒体-框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。受力:主要抗侧力,四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和柱框架组成竖向箱形截面的框筒,形成整体,整体作用抗荷。筒体结构适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。由密柱框架组成的筒体称为框筒;由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒。优点:筒体结构空间刚度大,能承受较大的竖直荷载和水平荷载;内部空间宽敞灵活,满足复杂的空间需要;竖向交通集中便捷。补一、剪力墙结构、框-剪结构1、剪力墙结构概述剪力墙结构,是利用建筑物的外墙和永久性内隔墙的位置布置混凝土承重墙的结构。其主要特点是:抗侧刚度大,侧移小,抗震性能好;室内墙面平整,结构自重大,平面布置不灵活,不容易形成大空间。剪力墙结构常用于高层住宅和旅游建筑中。2、实例分析广州白天鹅宾馆(1)、工程概况广州白天鹅宾馆是中国内地第一家五星级大酒店。酒店于1983年开业,2000年重新装修,楼高28层,共有客房总数842间套。广州白天鹅宾馆是“世界一流酒店组织”之首家中国成员,是今日广州豪华酒店佼佼者,矗立于珠江河畔历史悠久的沙面岛。2010年广东省第三次文物普查,广州白天鹅宾馆将被认定为文物。(2)、结构选型及特点广州白天鹅宾馆主楼采用剪力墙大阪系统,主楼地下室采用钢筋混凝土防渗墙结构。横向剪力墙和纵向剪力墙共同承重,侧刚度更强,侧移更小,从而保证了抗震性能。3、框-剪结构概述框-剪力墙结构体系是由框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。是两种体系的结合,吸取了各自的长处,既有布置灵活、使用方便的特点,又具有良好的抗侧力性能。框-剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。4、实例分析深圳发展中心大厦(1)、工程概况深圳发展中心大厦建于1990年,总层数43层,建筑面积75889m~2,是一幢集酒店、办公、商业和娱乐等多功能为一体的超高层大厦。外型独特,体现出特区所具有的活力。(2)、结构型式及特点深圳发展中心大厦,采用了框架-剪力墙体系。剪力墙负担大部分的水平荷载,框架则以负担竖向荷载为主,两者共同受力、合理分工,各尽其能。二、超高层建筑(筒结构)1、概述筒结构是由框-剪结构与全剪结构的演变发展而来的。剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体,筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂封闭箱。筒结构包括筒中筒结构、框架-核心筒结构、框筒-框架结构、多重筒结构、成束筒结构及多筒体结构。一般适用于高层和超高层建筑。2、实例分析中央电视台新址(1)、工程概况中央电视台新台址地处北京市朝阳区东三环中路东,在北京市中央商务区(CBD)规划范围内。用地面积19万m2,总建筑面积约60万m2,包括CCTV主楼、电视文化中心以及服务楼三个单体。CCTV主楼由两座塔楼、裙房及基座组成,地下三层。地上总建筑面积40万m2。两座塔楼呈双向6°倾斜,分别为51层和44层,在37层处通过14层高的L形悬臂结构连为一体。结构屋面高度234m,最大悬挑长度75m。裙房为9层,与塔楼连为一体。(2)、结构型式及特点CCTV主楼采用钢支撑筒体结构体系。带斜撑的钢结构外筒体提供结构的整体刚度,部分钢结构外筒体表面延续至筒体内部,以加强塔楼角部及保持钢结构外筒体作用的连续性。外筒体由水平边梁、外柱及斜支撑组成,筒体在两个平面都倾斜6°。外筒框架柱采用钢柱、型钢混凝土柱。斜支撑截面尺寸及分布根据受力需要而变化。外筒体由两层高的三角形模块构成,即每隔两层柱、边梁和支撑交于一点,因而楼面结构也分为“刚性层”和“非刚性层”。包括塔楼在内,所有心筒及内柱都是竖直的,它们与外筒柱—起作用,为“刚性层”之间的楼板提供稳定性。塔楼的核心筒为钢框架结构体系,核心筒体横向布置一定数量的柱间支撑,而纵向主要依靠抗弯框架的作用。核心筒内两个楼层平面之间的侧向约束可以保证两“刚性层”楼板之间楼层的侧向稳定,并将有关荷载传递下去。塔楼内设置了一系列的转换桁架以支承由于垂直内筒与倾斜外柱之间的跨距加大而增加的内柱。这些转换桁架将柱的荷载传递到核心筒和外部筒体上,通常布置于机电层。两塔楼之间悬臂部分的底下两层也设有转换桁架,悬臂部分的柱荷载通过这些桁架传递至周边筒体。在裙楼处,为了形成演播厅和中央控制区的开敞空间,也设有转换桁架用以支承上部楼面的内柱。补十一、高层建筑结构⑴工程名称:马来西亚国家石油双子塔⑵工程概况:所在地:美国--吉隆坡设计师:西萨●佩里石油双子塔坐落于吉隆坡市中心占地超过100英亩的KLCC规划区的西北角。国家石油双子塔是国际性的设计,整栋大楼的格局采用传统回教建筑常见的几何造型,大多是四方形和圆形。石油双子塔占地341763平方英尺,包括了办公大楼、公共设施以及会议中心等。大楼中有一所可容纳850个座位的国际会议中心,一个原油探勘信息中心,一座专门收藏石油、石化业及相关产业信息的图书馆,此外还有一所艺廊,间接地增添了一些文艺的气息。还有著名的“天空之桥”,是通往吉隆坡现代化繁荣的标志。⑶结构形式分析:①结构形式:每座塔楼平面为50m直径的圆形,高88层,筒中筒结构。内筒由23m×23m的钢筋混凝土电梯间井筒组成,外筒由一圈钢筋混凝土大圆柱组成。内外筒之间采用压形钢板现浇楼板,并设有加强层。②受力分析:高轧制钢梁支托的金属板,钢筋混凝土,结构受力较稳定,多种受力。⑷施工方案(平立面)十二、特种结构⑴工程名称:国家大剧院⑵工程概况:所在地:中国-北京中国国家大剧院位于北京人民大会堂西侧,西长安街以南,由国家大剧院主体建筑及南北两侧的水下长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成,总占地面积11.89万平方米,总建筑面积约16.5万平方米,其中主体建筑10.5万平方米,地下附属设施6万平方米。总投资额26.88亿人民币。主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2416个坐席的歌剧院、2017个坐席的音乐厅、1040个坐席的戏剧院、公共大厅及配套用房组成。用钢量6000多t。外部围护钢结构壳体呈半椭球形,其平面投影东西方向长轴长度为212.20米,南北方向短轴长度为143.64米,建筑物高度为46.285米,基础埋深的最深部分达到-32.5米。椭球形屋面主要采用钛金属板饰面,中部为渐开式玻璃幕墙。椭球壳体外环绕人工湖,湖面面积达35500平方米,各种通道和入口都设在水面下。国家大剧院高46.68米,比人民大会堂略低3.32米。但其实际高度要比人民大会堂高很多,因为国家大剧院地下的高度有10层楼那么高,其60%的建筑在地下。2008年完工设计:PaulAndreuandADP。⑶结构形式分析:①结构形式:外部围护钢结构壳体②受力分析:国家大剧院钢网壳采用在施工阶段和使用阶段结构边界约束不同的设计方法,这种方法具有结构内力分布均匀合理且结构自重轻的优点。采用强迫位移法计算策略,对国家大剧院变边界约束钢网壳结构进行静力分析和非线性整体稳定性分析,为设计提供可靠的计算依据,并通过对传统常值约束边界和变约束边界结构的分析比较,说明变边界约束结构的特点,证明用于变边界约束结构分析的强迫位移法计算策略有效。⑷施工方案(平立面图);