第2章 抗侧力结构体系与布置v结构体系结构体系：指结构抵抗外部作用的构件的组成方式。：指结构抵抗外部作用的构件的组成方式。v高高层层建建筑筑中中基基本本的的抗抗侧侧力力单单元元有有框框架架、剪剪力力墙墙、实实腹腹筒筒( (又又称称井井筒筒) )、框框筒筒及及支支撑撑。由由这这几几种种单单元元可以组成多种结构体系。可以组成多种结构体系。v结构体系有结构体系有：框架结构体系框架结构体系剪力墙结构剪力墙结构体系体系框架剪力墙结构框架剪力墙结构( (框架筒体结构框架筒体结构) )体系体系筒体结构体系筒体结构体系其其他他结结构构形形式式，如如：板板柱柱剪剪力力墙墙结结构构、框框架架支支撑撑( (抗抗震震墙板墙板) )结构、竖向桁架结构、核心筒加复合巨型柱结构等。结构、竖向桁架结构、核心筒加复合巨型柱结构等。2.1 2.1 框架结构体系框架结构体系v整整幢幢结结构构都都由由梁梁、柱柱组组成成，就就称称为为框框架架结结构构体体系系( (见见图图2-1图图2-3) )，有时称为纯框架结构。，有时称为纯框架结构。v由梁、柱构件组成的结构称为框架由梁、柱构件组成的结构称为框架。2.1.1 2.1.1 分类分类v按按材材料料不不同同分分为为：钢钢、钢钢筋筋混混凝凝土土、钢钢骨骨(型型钢钢)混凝土、钢管混凝土等。混凝土、钢管混凝土等。v钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架按按施施工工方方法法的的不不同同，可可分分为为：现浇框架、半装配式框架、全装配式框架等。现浇框架、半装配式框架、全装配式框架等。2.1.2 2.1.2 框架结构的特点框架结构的特点2.1.3 2.1.3 框架结构的布置要求框架结构的布置要求( (1) )承重框架的布置承重框架的布置v承重框架指承受楼面竖向荷载的框架。承重框架指承受楼面竖向荷载的框架。v框架结构承重方案有框架结构承重方案有( (见图见图2-4) )：横向框架承重方案横向框架承重方案纵纵向向框框架架承承重重方方案案纵纵横横向向框框架架混混合合承承重重方方案案(2)(2)结构布置要求结构布置要求v应设计成双向框架；应设计成双向框架；v抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架；抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架；v框架梁、柱中心线宜重合；框架梁、柱中心线宜重合；v结构应受力明确，构造简单；结构应受力明确，构造简单；v框框架架结结构构按按抗抗震震设设计计时时，不不应应采采用用部部分分由由砌砌体体墙墙承承重重( (框框架架结结构构中中的的楼楼、电电梯梯间间及及局局部部出出屋屋顶顶的的电电梯梯机机房房、楼楼梯梯间间、水水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重) )；v电梯井贴梁柱布置，不得独立；电梯井贴梁柱布置，不得独立；v填充墙应位于框架平面内，并受柱约束；填充墙应位于框架平面内，并受柱约束；v现现浇浇框框架架梁梁、柱柱、节节点点的的混混凝凝土土强强度度等等级级，按按一一级级抗抗震震等等级级设设计计时时，不不应应低低于于C30；按按二二四四级级和和非非抗抗震震设设计计时时，不不应应低低于于C20；v现现浇浇框框架架梁梁的的混混凝凝土土强强度度等等级级不不宜宜大大于于C40；框框架架柱柱的的混混凝凝土土强强度度等等级级，抗抗震震设设防防烈烈度度为为9度度时时不不宜宜大大于于C60，抗抗震震设设防防烈烈度为度为8度时不宜大于度时不宜大于C70；v抗抗震震设设计计的的框框架架结结构构中中，当当布布置置少少量量钢钢筋筋混混凝凝土土剪剪力力墙墙时时，结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作。结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作。2.1.4 2.1.4 框架结构的变形特点框架结构的变形特点v框架结构在水平荷载作用下的受力变形特点：框架结构在水平荷载作用下的受力变形特点：(1)(1)柱柱和和梁梁的的弯弯曲曲变变形形产产生生剪剪切切型型：下下部部的的梁梁、柱柱内内力力大大，层层间间变变形形也也大大，愈愈到上部层间变形愈小。到上部层间变形愈小。 (2)(2)柱柱的的轴轴向向变变形形产产生生弯弯曲曲型型：这这种种侧侧移移在在上上部部各各层层较较大大，愈愈到到底底部部层间变形愈小。层间变形愈小。(3)(3)框框架架结结构构中中第第一一部部分分侧侧移移是是主主要要的的，随随着着建建筑筑高高度度加加大大，第第二二部部分分变变形形比比例例逐逐渐渐加加大大，但但合合成成以以后后框框架架仍仍然然呈呈现现剪剪切型变形特征切型变形特征。2.2 2.2 剪力墙结构体系剪力墙结构体系v利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系（见图称为剪力墙结构体系（见图2-5、2-6）。墙体同时也作为维护）。墙体同时也作为维护及房间分隔构件。及房间分隔构件。2.2.1 2.2.1 剪力墙的受力变形特点剪力墙的受力变形特点 ( (1) )在在承承受受水水平平荷荷载载作作用用时时，剪剪力力墙墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。( (2) )剪剪力力墙墙的的水水平平位位移移由由弯弯曲曲变变形形和和剪切变形剪切变形两部分组成。两部分组成。( (3) )高高层层建建筑筑剪剪力力墙墙结结构构，以以弯弯曲曲变变形形为为主主，特特点点是是结结构构层层间间位位移移随随楼楼层层增增高而增加。高而增加。2.2.2 2.2.2 剪力墙结构体系的特点剪力墙结构体系的特点( (1) )承载力要求容易满足承载力要求容易满足( (截面尺寸大截面尺寸大) )。(2)(2)整整体体性性好好，刚刚度度大大，在在水水平平荷荷载载作作用用下下侧侧向向变变形形小小( (现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土剪剪力力墙墙结结构构) )，适适合合于于建建造造较较高高的的高高层层建建筑筑( (1030层，层，100140m) )。(3)(3)抗震性能好抗震性能好延性剪力墙结构。延性剪力墙结构。(4)(4)平平面面布布置置不不灵灵活活，( (剪剪力力墙墙的的间间距距取取决决于于楼楼板板的的跨跨度度。一一般般情况下剪力墙间距为情况下剪力墙间距为38m，适用于要求较小开间的建筑，适用于要求较小开间的建筑) )。(5)(5)结构自重较大。结构自重较大。v底部大空间剪力墙结构底部大空间剪力墙结构( (见图见图2-7) )2.2.3 2.2.3 剪力墙结构体系的布置要求剪力墙结构体系的布置要求(1)(1)结构布置原则结构布置原则剪力墙应沿结构的主要轴线布置。剪力墙应沿结构的主要轴线布置。剪力墙应沿竖向贯通建筑物的全高。剪力墙应沿竖向贯通建筑物的全高。剪力墙应尽量布置得比较规则，拉通、对直。剪力墙应尽量布置得比较规则，拉通、对直。剪力墙的厚度应按阶段变化，每次厚度减少宜为剪力墙的厚度应按阶段变化，每次厚度减少宜为50l00mm。剪力墙的洞宜上下对齐，成列布置剪力墙的洞宜上下对齐，成列布置( (见图见图2-8) )。避免小墙肢避免小墙肢( (见图见图2-8) )。墙段的高宽比应墙段的高宽比应2( (呈受弯工作状态呈受弯工作状态)()(见图见图2-9) )。每一墙肢的宽度不宜每一墙肢的宽度不宜8m。(2)(2)平面布置方案平面布置方案v横墙承重方案：楼板支承在横向剪力墙上。横墙承重方案：楼板支承在横向剪力墙上。v纵纵横横墙墙承承重重方方案案：楼楼板板直直接接支支承承在在纵纵横横向向墙墙上上或或通通过过进深大梁传递。进深大梁传递。v底层大空间剪力墙方案底层大空间剪力墙方案特点特点：框支墙上下刚度相差悬殊，不利抗震。框支墙上下刚度相差悬殊，不利抗震。要求：要求： 不允许单独采用框支剪力墙。不允许单独采用框支剪力墙。控制建筑物沿高度方向的刚度变化幅度。控制建筑物沿高度方向的刚度变化幅度。落地剪力墙的间距落地剪力墙的间距L L应满足一定要求。应满足一定要求。提高转换层附近楼盖的强度及刚度。提高转换层附近楼盖的强度及刚度。(3)(3)剪力墙的数量剪力墙的数量 剪力墙的间距：剪力墙的间距：3m7.2m剪力墙的厚度剪力墙的厚度a.a.构造要求构造要求( (规范规定规范规定) )： bw160mm及及h/20b.b.墙墙肢肢轴轴压压比比N限限制制：抗抗震震等等级级为为一一、二二、三三级级时时分分别别不宜大于不宜大于0.5、0.6、0.7。v短肢剪力墙短肢剪力墙墙肢截面高度与厚度之比为墙肢截面高度与厚度之比为58的剪力墙，的剪力墙，即：即：hw/bw=58。v一般剪力墙一般剪力墙是指是指hw/bw8的剪力墙。的剪力墙。v结构基本自振周期：结构基本自振周期：T T1 1=(=(0.040.05)N)N，(N(N为层数为层数) )。v调整结构刚度的方法有：调整结构刚度的方法有：适当减小剪力墙的厚度；适当减小剪力墙的厚度；降低连梁高度；降低连梁高度；增大门窗洞口宽度；增大门窗洞口宽度；对较长的墙肢设置施工洞，分为两个墙肢。对较长的墙肢设置施工洞，分为两个墙肢。墙肢长度超过墙肢长度超过8m8m时，一般都应由施工洞口划分为小的时，一般都应由施工洞口划分为小的墙肢。墙肢由施工洞分开后，如果建筑上不需要，可以墙肢。墙肢由施工洞分开后，如果建筑上不需要，可以用砖墙填充。用砖墙填充。c.c.结构刚度判断结构刚度判断v当周期过短，地震力过大时，宜加以调整。当周期过短，地震力过大时，宜加以调整。2.3 2.3 框架剪力墙结构体系框架剪力墙结构体系v在在框框架架结结构构中中设设置置部部分分剪剪力力墙墙，使使框框架架和和剪剪力力墙墙两两者者结结合合起起来来，共共同同抵抵抗抗水水平平荷荷载载，就就组组成成了了框框架架剪剪力力墙墙结结构构体体系系 ( (如如果果把把剪剪力力墙墙布布置置成成筒筒体体，又又可可称称为为框框架筒体结构体系架筒体结构体系) )。v剪剪力力墙墙将将承承担担大大部部分分水水平平力力( (有有时时可可达达8090) )，是抗侧力的主体。是抗侧力的主体。v框框架架主主要要承承担担竖竖向向荷荷载载，提提供供了了较较大大的的使使用用空空间间，同同时也承担少部分水平力。时也承担少部分水平力。( (见图见图2-10) )2.3.1 2.3.1 框架一剪力墙结构体系的变形特点框架一剪力墙结构体系的变形特点( (2) )剪力墙则呈弯曲型变形；剪力墙则呈弯曲型变形；( (3) )当两者通过楼板协同工作，当两者通过楼板协同工作，侧向变形将呈弯剪型；侧向变形将呈弯剪型；( (4) )其其上上下下各各层层层层间间变变形形趋于均匀。趋于均匀。( (1) )框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形；框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形；2.3.22.3.2 结构布置要求结构布置要求v框架剪力墙结构平面布置要注意以下方面问题：框架剪力墙结构平面布置要注意以下方面问题：剪力墙数量；剪力墙数量； 剪力墙的位置；剪力墙的位置；框架、剪力墙的设置要求；框架、剪力墙的设置要求； 剪力墙的间距。剪力墙的间距。2.3.2.1剪力墙数量剪力墙数量( (3) )剪力墙的合理数量：剪力墙的合理数量：兼顾抗震性和经济性两方面的要求兼顾抗震性和经济性两方面的要求在满足侧移和舒适度的前提下剪力墙尽量少。在满足侧移和舒适度的前提下剪力墙尽量少。( (1) )当当每每m m2 2楼楼面面平平均均剪剪力力墙墙长长度度少少于于50mm时时，震震害害严严重重；多于多于150mm时，破坏极轻微，甚至无震害时，破坏极轻微，甚至无震害。( (2) )当当 平平 均均 压压 应应 力力 =G/( (Ac+Aw) ) 1.2Mpa， 壁壁 率率 大大 于于5000mm2/m2时时，无震害，无震害。两个条件均不满足时，严重震害。两个条件均不满足时，严重震害。( (4) )剪力墙的合理数量确定的方法剪力墙的合理数量确定的方法参考目前国内实际工程中的剪力墙数量：参考目前国内实际工程中的剪力墙数量：v(Aw+Ac)Af值或值或Aw/Af值大约在下表的范围内。值大约在下表的范围内。 设计条件Aw+Ac）/Af Aw/Af 7度，II类土 8度，II类土 3% 5% 4% 6% 2% 3% 3% 4%满足轴压比要求。满足轴压比要求。由刚度特征值由刚度特征值 判定：判定：vVf，maxV0在在0.20.4之之间间较较合合适适，相相应应的的 值值在在1.12.2之间。之间。由剪力墙截面抗弯刚度确定由剪力墙截面抗弯刚度确定由自振周期由自振周期T T1 1和地震力判定和地震力判定v基本自振周期大约在下式范围内：基本自振周期大约在下式范围内：计算周期计算周期Tl=( (0.090.12) )n实际周期实际周期Tl=( (0.060.08) )n( (考虑考虑 T=0.70.8，n为结构层数为结构层数) )v比较适宜的地震系数比较适宜的地震系数 值值( (FEk= G) ) 场 地烈 度7 度 8 度 9 度0.010.020.020.030.020.040.030.050.020.040.030.060.040.080.050.09 0.030.08 0.050.12 0.080.16 0.100.20v当自振周期和底部剪力偏离上述范围太远时，应适当调当自振周期和底部剪力偏离上述范围太远时，应适当调整结构的截面尺寸。整结构的截面尺寸。2.3.2.2剪力墙数量剪力墙数量剪力墙的位置剪力墙的位置( (1) )剪剪力力墙墙布布置置，应应遵遵循循“对对称称、均均匀匀、分分散散、周边周边”的原则。的原则。( (2) )竖向荷载较大处。竖向荷载较大处。( (3) )建筑物端部附近。建筑物端部附近。( (4) )平面形状变化处。平面形状变化处。( (5) )楼梯、电梯间等。楼梯、电梯间等。2.3.2.3剪力墙数量剪力墙数量框架、剪力墙的设置要求框架、剪力墙的设置要求( (1) )框架应在各主轴方向均做成刚接。框架应在各主轴方向均做成刚接。( (2) )剪力墙应沿各主轴布置剪力墙应沿各主轴布置( (在非抗震设计，层数不多的长矩在非抗震设计，层数不多的长矩形平面中，允许只在横向设剪力墙形平面中，允许只在横向设剪力墙) )。( (3) )纵横向剪力墙宜合并布置为纵横向剪力墙宜合并布置为L L形、形、T T形和形和H H字形。字形。( (4) )合理调整剪力墙的长度：合理调整剪力墙的长度：每每一一道道剪剪力力墙墙( (包包括括单单片片墙墙，小小开开口口墙墙和和联联肢肢墙墙)H/L)H/L宜宜大于大于2，单个墙肢长度不宜大于单个墙肢长度不宜大于8m。每每一一道道剪剪力力墙墙在在底底层层承承受受的的弯弯矩矩和和剪剪力力均均不不宜宜大大于于整整个个结构底部剪力和倾覆力矩的结构底部剪力和倾覆力矩的40。2.3.2.4剪力墙数量剪力墙数量剪力墙的间距剪力墙的间距v以限制以限制L LB B比值作为保证楼盖刚度的主要措施。比值作为保证楼盖刚度的主要措施。JGJ3JGJ320022002高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程，以后简称，以后简称高层规高层规程程，规定的剪力墙间距见下表。，规定的剪力墙间距见下表。楼盖形式楼盖形式非抗震非抗震 抗震设防烈度抗震设防烈度6 6、7 7度度8 8度度9 9度度现浇现浇5.0B5.0B， 60m60m4.0B4.0B， 50m50m3.0B3.0B， 40m40m2.0B2.0B， 30m30m装配整体装配整体3.5B3.5B， 50m50m3.0B3.0B， 40m40m2.5B2.5B， 30m30m2.4 2.4 板柱剪力墙板柱剪力墙( (筒体筒体) )结构结构v板板柱柱剪剪力力墙墙( (筒筒体体) )结结构构是是指指由由钢钢筋筋混混凝凝土土无无梁梁楼楼板板和和柱柱( (筒筒体体) )组成的结构组成的结构( (见下图见下图) )。2.5 2.5 框架支撑框架支撑( (抗震墙板抗震墙板) )结构结构v在在钢钢框框架架设设置置支支撑撑斜斜杆杆，即即为为支支撑撑框框架架。由由钢钢框框架架及及支支撑撑框框架架共共同同承承担担竖竖向向荷荷载载和和水水平平荷荷载载的的结结构构称称为为框框架架支支撑撑结结构构。用用墙墙板板代代替替钢钢支支撑撑，嵌嵌入入钢钢框框架架中中，成成为为框框架架抗抗震墙板结构震墙板结构。v框框架架支支撑撑结结构构有有中中心心支支撑撑框框架架( (见见图图2-11) )、偏偏心心支支撑撑框框架架( (见图见图2-12) )。v框框架架抗抗震震墙墙板板结结构构中中墙墙板板的的类类型型有有带带竖竖缝缝钢钢筋筋混混凝凝土土墙墙板板、带带横横缝缝钢钢筋筋混混凝凝土土墙墙板板、内内藏藏钢钢支支撑撑的的钢钢筋筋混混凝凝土土墙墙板板、钢钢板墙和带竖缝的钢板墙等。板墙和带竖缝的钢板墙等。2.6 2.6 筒体结构筒体结构2.6.1 2.6.1 筒体形式筒体形式( (1) )筒筒体体的的基基本本抗抗侧侧力单元有三种：力单元有三种：( (a) )实腹筒实腹筒 ( (b) )框筒框筒 ( (c) )桁架筒桁架筒v实实腹腹筒筒、框框筒筒及桁架筒。及桁架筒。( (2) )筒筒体体的的承承重重结结构形式有：构形式有：v框框筒筒结结构构、桁桁架架筒筒结结构构、筒筒中中筒筒结结构构和和成束筒结构等。成束筒结构等。2.6.2 2.6.2 框筒结构框筒结构(1)(1)框筒结构的典型平面框筒结构的典型平面( (见图见图2-13) )(2)(2)框筒结构的特点框筒结构的特点v框框筒筒结结构构的的四四榀榀框框架架位位于于结结构构周周边边，其其抗抗侧侧、抗抗扭扭刚刚度度及及承承载载力力都都较较普普通通框框架架要要大大很很多多，因因此此适适用用高高度度比比普普通通框框架要高很多。架要高很多。v框筒材料有：钢结构、钢筋混凝土结构或混合结构。框筒材料有：钢结构、钢筋混凝土结构或混合结构。v框筒常与内筒形成筒中筒结构及成束筒结构。框筒常与内筒形成筒中筒结构及成束筒结构。(3)(3)框筒结构的受力特点框筒结构的受力特点v框筒结构的四榀框架形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架。框筒结构的四榀框架形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架。v存在剪力滞后现象存在剪力滞后现象( (见图见图2-14) )。v采用若干个建筑层高作为桁架的节间距，以若干个建筑采用若干个建筑层高作为桁架的节间距，以若干个建筑开间作为桁架的弦杆间距，形成巨型桁架，四片桁架围开间作为桁架的弦杆间距，形成巨型桁架，四片桁架围成成桁架筒，一般采用钢结构。桁架筒，一般采用钢结构。可作为高层建筑的承重结可作为高层建筑的承重结构，同时承受竖向荷载和水平力。构，同时承受竖向荷载和水平力。2.6.3 2.6.3 桁架筒结构桁架筒结构v桁架筒结构的典型实例桁架筒结构的典型实例( (见图见图2-15) )。v钢桁架筒结构的刚度大，比框筒结构更能充分利用建筑钢桁架筒结构的刚度大，比框筒结构更能充分利用建筑材料，适用于更高的建筑。材料，适用于更高的建筑。2.6.4 2.6.4 筒中筒结构筒中筒结构( (1) )筒中筒结构筒中筒结构的典型平面及实例的典型平面及实例( (见图见图2-16、2-17) )。( (2) )筒中筒结构的受力特点筒中筒结构的受力特点在在水水平平力力作作用用下下，外外框框筒筒以以剪剪切切型型变变形形为为主主，内内筒筒以以弯弯曲曲型型变变形形为为主主，在在楼楼盖盖的的作作用用下下，两两者者位位移移需需协协调调，其其侧侧移移曲线为弯剪型。曲线为弯剪型。在在下下部部，核核心心筒筒承承担担大大部部分分剪剪力力；在在上上部部，剪剪力力转转移移到到外筒。外筒。筒筒中中筒筒结结构构抗抗侧侧、抗抗扭扭刚刚度度大大，层层间间变变形形均均匀匀。外外筒筒主主要抵抗倾覆力矩及扭距，内筒主要抵抗水平剪力。要抵抗倾覆力矩及扭距，内筒主要抵抗水平剪力。在水平力作用下，外框筒也有剪力滞后现象。在水平力作用下，外框筒也有剪力滞后现象。2.6.5 2.6.5 束筒结构束筒结构(1)(1)束筒结构的典型实例束筒结构的典型实例西尔斯大厦西尔斯大厦( (见图见图2-18) )。(2)(2)束筒结构的特点束筒结构的特点: :v束束筒筒结结构构的的腹腹板板框框架架数数量量较较多多，使使翼翼缘缘框框架架与与腹腹板板框框架架相相交交的的角角柱柱增增加加，大大大大减减小小剪剪力力滞滞后后，充充分分发发挥挥筒筒体体结构的空间作用结构的空间作用( (见图见图2-19) )。v可以组成较复杂的建筑平面形式。可以组成较复杂的建筑平面形式。2.7 2.7 框架核心筒结构框架核心筒结构2.7.1 2.7.1 框架核心筒结构的特点：框架核心筒结构的特点：v周边稀柱框架周边稀柱框架可以形成较大的使用空间及景观视线。可以形成较大的使用空间及景观视线。v设设置置了了加加强强层层( (水水平平伸伸臂臂杆杆件件) )的的框框架架核核心心筒筒结结构构具具有有与与筒筒中中筒筒结结构构类类似的抗侧刚度，其建造高度可与之接近。似的抗侧刚度，其建造高度可与之接近。2.7.2 2.7.2 框筒结构的受力变形特点框筒结构的受力变形特点v在在水水平平力力作作用用下下，框框架架核核心心筒筒结结构构的的受受力力变变形形特特点点类类似似于于框框架架剪剪力力墙结构。墙结构。v外外框框架架以以剪剪切切型型变变形形为为主主，内内筒筒以以弯弯曲曲型型变变形形为为主主，在在楼楼盖盖的的作作用用下下，两者位移需协调，其侧移曲线为弯剪型。两者位移需协调，其侧移曲线为弯剪型。v核核心心筒筒刚刚度度大大，是是抗抗侧侧力力主主体体，承承担担大大部部分分剪剪力力；而而框框架架承承担担的的剪剪力力较较小。小。 v为为了了增增大大周周边边框框架架柱柱的的轴轴力力，提提高高框框架架柱柱的的抵抵抗抗倾倾覆覆力力矩矩及及扭扭距距，一一般般在在核核心心筒筒与与框框架架柱柱之之间间设设置置水水平平伸伸臂臂杆杆件件。设设置置了了水水平平伸伸臂臂杆杆件件的的框框架架核心筒结构的侧移曲线见下图核心筒结构的侧移曲线见下图2-23。见图见图2-2022v上上海海金金茂茂大大厦厦主主楼楼结结构构即即采采用用了了核核心心筒筒加加外外圈圈复复合合巨巨型型柱柱的的方方案案，同同时时由由3 3道道强强劲劲的的钢钢结结构构外外伸伸桁桁架架将将核核心心筒筒和复合巨型柱连成整体，以提高主楼的侧向刚度和复合巨型柱连成整体，以提高主楼的侧向刚度。2.7.3 2.7.3 框架核心筒结构的实例介绍框架核心筒结构的实例介绍(1)(1)上海金茂大厦上海金茂大厦( (见图见图2-24) )(2)(2)深圳地王大厦深圳地王大厦( (见图见图2-25) )(3)(3)马来西亚吉隆坡石油大厦双塔马来西亚吉隆坡石油大厦双塔( (见图见图2-26) )(4)(4)深圳赛格广场深圳赛格广场( (见图见图2-27) )(5)(5)广州中信广场广州中信广场( (见图见图2-28) )(6)(6)大连远洋大厦大连远洋大厦( (见图见图2-29) ) 2.8 2.8 巨形结构巨形结构2.8.1 2.8.1 巨形框架结构巨形框架结构( (见图见图2-302-32) )v巨形框架结构的受力特点巨形框架结构的受力特点( (1) )水平荷载主要由巨形框架承担或由巨形框架和核心筒共同承担。水平荷载主要由巨形框架承担或由巨形框架和核心筒共同承担。( (2) )次框架次框架仅承受竖向荷载，并传至仅承受竖向荷载，并传至巨形框架上，再由巨形框架柱巨形框架上，再由巨形框架柱传至基础传至基础。2.8.2 2.8.2 巨形空间桁架结构巨形空间桁架结构v整整栋栋结结构构用用巨巨柱柱、巨巨梁梁和和巨巨型型支支撑撑等等巨巨型型杆杆件件组组成成空空间间桁桁架架，相相邻邻立立面面的支撑交汇在角柱，形成巨形空间桁架结构。的支撑交汇在角柱，形成巨形空间桁架结构。v空空间间桁桁架架可可以以抵抵抗抗任任何何方方向向的的水水平平力力，且且水水平平力力产产生生的的层层剪剪力力由由支支撑撑斜斜杆的轴向力抵抗，可以最大限度地利用材料。杆的轴向力抵抗，可以最大限度地利用材料。v巨形空间桁架结构的典型实例：香港中国银行大厦巨形空间桁架结构的典型实例：香港中国银行大厦( (见下图见下图2-33) )。2.9 2.9 抗侧力结构体系的用高度和高宽比抗侧力结构体系的用高度和高宽比2.9.12.9.1最大适用高度最大适用高度v规规程程中中将将高高层层建建筑筑分分为为了了两两级级，即即常常规规高高度度的的高高层层建建筑筑(A(A级级) )和和超超限限高高层建筑层建筑(B(B级级) )，分别给出了其适用的最大高度。，分别给出了其适用的最大高度。 2.9.2 2.9.2 高宽比限值高宽比限值v为为了了宏宏观观控控制制结结构构的的刚刚度度、稳稳定定和和承承载载力力，下下表表2-3为为各各种种钢钢筋筋混混凝凝土土结构体系的适宜高度范围。结构体系的适宜高度范围。v规规范范限限制制了了高高层层建建筑筑的的最最大大高高宽宽比比。分分别别按按钢钢筋筋混混凝凝土土常常规规建建筑筑(A(A级级) ) 和超限高层建筑和超限高层建筑(B(B级级) ) 、钢结构及混合结构限制。、钢结构及混合结构限制。表表2-3各种钢筋混凝土结构体系的适宜高度范围各种钢筋混凝土结构体系的适宜高度范围2.10 2.10 建筑体型和结构总体布置建筑体型和结构总体布置2.10.1 2.10.1 结构总体布置原则结构总体布置原则(1)(1)满足使用要求，便于施工满足使用要求，便于施工(2)(2)控制结构高宽比控制结构高宽比H/BH/B(3)(3)选择合理的结构平面形状选择合理的结构平面形状(4)(4)在地震区，尽可能采用对抗震有利的结构布置形式在地震区，尽可能采用对抗震有利的结构布置形式(5)(5)合理设缝合理设缝2.10.2 2.10.2 结构平面布置要求结构平面布置要求(1)(1)平面布置简单、规则、对称对抗震有利。平面布置简单、规则、对称对抗震有利。(2)(2)要要使使结结构构的的刚刚度度中中心心和和质质量量中中心心尽尽量量重重合合，以以减减少少扭扭转转，通常偏心距通常偏心距e e不宜超过垂直于外力作用线边长的不宜超过垂直于外力作用线边长的5。(3)(3)刚刚度度要要均均匀匀对对称称，要要注注意意钢钢筋筋混混凝凝土土剪剪力力墙墙的的位位置置，也也要要注意砖填充墙的位置。注意砖填充墙的位置。(4)(4)凸出部分的尺寸不宜太大。凸出部分的尺寸不宜太大。(5)(5)应避免在拐角、端部等处布置楼电梯间。应避免在拐角、端部等处布置楼电梯间。2.10.3 2.10.3 结构竖向布置要求结构竖向布置要求(1)(1)结构竖向布置应注意刚度均匀而连续，无突变。结构竖向布置应注意刚度均匀而连续，无突变。(2)(2)抗震抗震设计时设计时，结结构构竖竖向抗向抗侧侧力构件宜上下力构件宜上下连续贯连续贯通。通。(3)(3)抗抗震震设设防防的的高高层层建建筑筑，竖竖向向体体型型应应力力求求规规则则、均均匀匀，避避免免有有过过大的外挑和内收大的外挑和内收。(4)(4)结结构构的的侧侧向向刚刚度度宜宜下下大大上上小小，逐逐渐渐均均匀匀变变化化( (当当某某楼楼层层侧侧向向刚刚度小于上度小于上层时层时，不宜小于相，不宜小于相邻邻上部楼上部楼层层的的70) )。(5)(5)高层建筑结构宜设置地下室。高层建筑结构宜设置地下室。(6)(6)上上下下层层结结构构轴轴线线布布置置或或者者结结构构形形式式发发生生变变化化时时，要要设设置置结结构转换层。构转换层。2.11 2.11 结构的结构的“三缝三缝”处理处理2.11.1 2.11.1 沉降缝及减少沉降危害的措施沉降缝及减少沉降危害的措施2.11.1.1设置位置设置位置：所有可能产生不均匀沉降处。所有可能产生不均匀沉降处。( (1) )土质松软，土层变化较大处。土质松软，土层变化较大处。( (2) )基础标高相差过大，基础类型不同，地基处理不同处。基础标高相差过大，基础类型不同，地基处理不同处。( (3) )房屋层数、高度、荷载或刚度变化过大处。房屋层数、高度、荷载或刚度变化过大处。( (4) )上部结构类型、体系不同处。上部结构类型、体系不同处。( (5) )平面形状变化处。平面形状变化处。2.11.1.2减少沉降危害的措施减少沉降危害的措施v“放放”设沉降缝，让各部分自由沉降。设沉降缝，让各部分自由沉降。v“抗抗”不考虑永久设缝要求。不考虑永久设缝要求。 v“调调”在设计中采取措施，调整各部分沉降，减少其差异，在设计中采取措施，调整各部分沉降，减少其差异，降低由沉降差产生的内力。降低由沉降差产生的内力。v减减小小总总沉沉降降量量及及沉沉降降差差。当当土土质质较较好好时时，可可加加大大埋埋深深，利利用用天天然然地地基基，以以减减小小沉沉降降量量。当当地地基基不不好好时时，可可以以用用桩基。桩基。v高高低低部部分分的的结结构构及及基基础础设设计计成成整整体体，但但在在施施工工时时将将它它们们暂暂时时断断开开，待待主主体体结结构构施施工工完完毕毕，已已完完成成大大部部分分沉沉降降量量( (50以以上上) )以以后后再再浇浇灌灌连连接接部部分分的的混混凝凝土土，将将高高低低层层连连成成整整体体。这种缝称为后浇施工缝。这种缝称为后浇施工缝。v这这样样裙裙房房与与高高层层部部分分沉沉降降一一致致，不不必必用用沉沉降降缝缝分分开开。这这种方法适用于地基土软弱、后期沉降较大的情况。种方法适用于地基土软弱、后期沉降较大的情况。(1)(1)利用压缩性小的地基。利用压缩性小的地基。(2)(2)采用后浇施工缝采用后浇施工缝(3)(3)将裙房做在悬挑基础上将裙房做在悬挑基础上2.11.2 2.11.2 伸缩缝及减小温度收缩影响的措施伸缩缝及减小温度收缩影响的措施v减小温度收缩影响的措施减小温度收缩影响的措施 (1)(1)设后浇带：设后浇带：见图见图2-34(2)(2)设控制缝设控制缝(3)(3)局部设伸缩缝局部设伸缩缝(4)(4)从布置及构造方面采取措施减少温度应力的影响从布置及构造方面采取措施减少温度应力的影响2.11.3 2.11.3 防震缝防震缝( (1) )原则：原则：不分则已，分则彻底。不分则已，分则彻底。( (2) )要求：要求：防震缝最小宽度要求。防震缝最小宽度要求。( (3) )设置位置设置位置( (4) )避免设缝的方法避免设缝的方法v优先采用平面布置简单、长度不大的塔式楼。优先采用平面布置简单、长度不大的塔式楼。v在体型复杂时，采取加强结构整体性的措施而不设缝。在体型复杂时，采取加强结构整体性的措施而不设缝。2.12 2.12 高层建筑楼盖高层建筑楼盖 ( (1) )高层建筑中楼盖的作用高层建筑中楼盖的作用( (2) )高层建筑对楼盖的要求高层建筑对楼盖的要求( (3) )常用楼盖类型常用楼盖类型v梁梁板板式式楼楼盖盖、密密肋肋楼楼盖盖、无无梁梁楼楼盖盖、非非预预应应力力平平板板、预应力平板等。预应力平板等。( (4) )楼盖结构尺寸初估楼盖结构尺寸初估v梁截面尺寸估计、板厚的估计梁截面尺寸估计、板厚的估计( (见表见表2-82-9) )。表表2-8梁截面高度与跨度之比梁截面高度与跨度之比(h(hb b/ /l) ) 表表2-9楼板的厚度与跨度之比楼板的厚度与跨度之比(t/(t/l) )粱的种类粱的种类 h hb bl单跨梁单跨梁1 18 81 11212连续梁连续梁1 112121 11515扁梁扁梁1 112121 11818单向密肋梁单向密肋梁1 118181 12222双向密肋梁双向密肋梁1 122221 12525悬臂梁悬臂梁 1 16 61 18 8井字梁井字梁1 115151 12020框支墙托梁框支墙托梁 1 15 51 17 7单跨预应力梁单跨预应力梁1 112121 11818多跨预应力梁多跨预应力梁1 118181 12020板的类型板的类型 t/ t/l单向板单向板1 125251 13030单向连续板单向连续板1 135351 14040双向板双向板( (短边短边) )1 140401 14545悬挑板悬挑板1 110101 11212楼梯平台楼梯平台 1 13030无粘结预应力板无粘结预应力板 1 14040无柱帽无梁板无柱帽无梁板( (重载重载) ) 1 13030有柱帽无粱板有柱帽无粱板( (轻载轻载) ) 1 135352.13 2.13 高层建筑的基础高层建筑的基础( (1) )高层建筑基础的要求高层建筑基础的要求( (2) )高层建筑基础的特点高层建筑基础的特点( (3) )高层建筑的基础类型高层建筑的基础类型：筏基、箱基和桩基等。：筏基、箱基和桩基等。( (4) )高层建筑的基础埋深：高层建筑的基础埋深：应当大一些，这是因为：应当大一些，这是因为：v较深的土壤承载力大而压缩性小，稳定性较好。较深的土壤承载力大而压缩性小，稳定性较好。v基础周围的土壤有一定的嵌固作用，能提供部分水平反力。基础周围的土壤有一定的嵌固作用，能提供部分水平反力。v减小地震反应减小地震反应( (在较深处的地震波幅值较小，接近地面幅值增大在较深处的地震波幅值较小，接近地面幅值增大) )。 图图2-1框架结构体系的常见布置形式框架结构体系的常见布置形式图图2-2PacificParkPlaza公寓标准层平面公寓标准层平面图图2-3昆明工人文化宫昆明工人文化宫图图2-4框架结构承重方案框架结构承重方案纵向框架承重方案纵向框架承重方案横向框架承重方案横向框架承重方案纵横向框架承重方案纵横向框架承重方案图图2-5剪力墙结构典型布置剪力墙结构典型布置图图2-6剪力墙结构布置举例剪力墙结构布置举例上海花园饭店上海花园饭店图图2-7底部大空间剪力墙结构底部大空间剪力墙结构( (平面平面) )图图2-7底部大空间剪力墙结构底部大空间剪力墙结构( (立面立面) )图图2-8剪力墙结构布置剪力墙结构布置图图2-9剪力墙的墙段剪力墙的墙段图图2-10北京饭店北京饭店图图2-10上海宾馆上海宾馆图图2-10上海雁荡大厦上海雁荡大厦图图2-11中心支撑框架结构中心支撑框架结构图图2-12偏心支撑框架结构偏心支撑框架结构图图2-13框筒结构典型平面框筒结构典型平面图图2-14框筒结构剪力滞后现象框筒结构剪力滞后现象图图2-15桁架筒结构典型实例桁架筒结构典型实例芝加哥芝加哥John Hancock John Hancock 大厦大厦图图2-16筒中筒结构典型平面筒中筒结构典型平面图图2-17筒中筒结构实例筒中筒结构实例（北京国贸中心）（北京国贸中心）图图2-18束筒结构实例束筒结构实例西尔斯大厦平面西尔斯大厦平面及筒体变化及筒体变化图图2-19成束筒结构剪力滞后现象成束筒结构剪力滞后现象图图2-20框架核心筒结构典型平面框架核心筒结构典型平面( (a) )有梁板体系有梁板体系图图2-21框架核心筒结构典型平面框架核心筒结构典型平面( (b) )无梁板体系无梁板体系图图2-22框架核心筒结构有无梁板体系的轴力对比框架核心筒结构有无梁板体系的轴力对比图图2-23框架核心筒伸臂结构的侧移曲线框架核心筒伸臂结构的侧移曲线图图2-24上海金茂大厦上海金茂大厦图图2-24上海金茂大厦上海金茂大厦图图2-25深圳地王大厦深圳地王大厦图图2-26马来西亚吉隆坡石油大厦双塔马来西亚吉隆坡石油大厦双塔图图2-27深圳赛格广场深圳赛格广场图图2-28广州中信广场广州中信广场图图2-29大连远洋大厦大连远洋大厦图图2-30巨形框架结构巨形框架结构图图2-32巨形框架结构实例巨形框架结构实例（台北（台北101101大厦）大厦）图图2-32图图2-33巨形空间桁架结构实例巨形空间桁架结构实例（香港中国银行大厦）（香港中国银行大厦）图图2-34后浇带构造后浇带构造结 束