高层建筑结构体系分析报告

高层建筑结构体系

分析报告

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高

层

建结

筑构

体

系

分

析

结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常见的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。

一．框架结构

框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构,国外多用钢为框架材料,国内主要为钢筋混凝土,框架结构的特点在于”刚节点”。从框

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架的刚节点来看,它是一个几何不变体,以门式钢架为例来看,钢架受荷载后,刚节点始终维持节点的几何不变性,因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用,从而刚架横梁产生正弯矩以减少,对梁的好处是很明显的。刚节点给柱子虽然带来弯矩,但对钢筋混凝土柱来说也不会导致坏处,因为钢筋混凝土不但抗压能力强,而且抗弯能力也很好。因此,框架结构能够扩大梁的跨度,而且房屋的层数也能够增加。故框架结构体系是六层以上的多层与高层房屋的一种理想的结构形式。

框架结构的优点是:强度高,自重轻,整体性和抗震性好。它在建筑中的最大优点在于不靠砖墙承重,建筑平面布置灵活,能够获得较大的使用空间,因此它的应用极为广泛,框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼,也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度;框架钢结构常见于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。

工程实例:

概述】

艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建, 自 1887 年到 1931 年纽约帝国大厦落成前, 保持了 45 年世界最高建筑物的地位, 铁塔

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高 320 公尺, 建筑设计最著名的是防范强风吹袭的对称钢筋设计, 兼具实用与美感考量。铁塔共分 3 层, 登顶收费依楼层而定。搭快速升降梯直达 274 公尺高的顶层, 就可尽览巴黎美景, 白天视野佳时可远眺 72 公里远。

结构特色】

埃菲尔铁塔采用框架

结构的全钢结构,艾菲尔铁

塔的金属构架有 1.5万个,

重达7000吨,施工时共钻孔

700万个,使用铆钉250万

个,施工完全依照设计进行,

足见设计的合理与计算的精确。铁塔占地约1万平方米,塔的最顶端不到100平方米,上下宽窄悬殊,使其结构别具一格。从远处看去,它四脚立地。拔地而起,呈四方狭长金字塔形,颇似烛台。铁塔除顶端塔楼外,分为三层,在57米、115米和276米处设有三个了望平台,供游客凭栏眺望。

她独特的全金属结构在当时确实是太为改革创新:艾菲尔铁塔由一百五十万个铆钉连接固定,艾菲尔先生还曾决定将18038个铸铁配件更换为更为轻巧坚固的合金配件,因此,最后建成的艾菲尔铁塔非常”轻”。在它所矗立的水泥地面上,每平方厘米只承受 4.5公斤的压力。它的总重量是10000吨,其中包括7300吨的四脚金

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属支架。它的四个支点间形成了一个边长为125米的正方形。加上塔顶部天线的高度,艾菲尔铁塔总高度为324米。它的第二层在离地面149米的高度上,第一层也离地面有 91米。在它建成的时候,艾菲尔铁塔曾一度是世界上最高的建筑,并将此纪录一直保持了45年,直到1931年纽约帝国大厦落成前。

二．剪力墙结构

剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构,承受竖向荷载和水平荷载,是高层建筑中常见的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大,在水平荷载作用下,侧移较小,因此这种结构抗震及抗风性能都较强,承载力要求也比较容易满足,适宜于建造层数较多的高层建筑。

剪力墙主要承受两类荷载:一类是楼板传来的竖向荷载,在地震区还应包括竖向地震作用的影响;另一类是水平荷载,包括水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。在竖向荷载作用下,各片剪力墙所受的内力比较简单,可按照材料力学原理进行。在水平荷载作用下剪力墙的内力和位移计算都比较复杂,因此本节着重讨论剪力墙在水平荷载作用下的内力及位移计算。

剪力墙的分类及受力特点 :

为满足使用要求,剪力墙常开有门窗洞口。理论分析和试验研究表明,剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情

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况。洞口是否存在,洞口的大小、形状及位置的不同都将影响剪力墙的受力性能。剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙(多肢墙)和壁式框架等几种类

型。不同类型的剪力墙,其相应的受力特点、计算简图和计算方法也不相同,计算其内力和位移时则需采用相应的计算方法。

1．整体剪力墙

无洞口的剪力墙或剪力墙上开有一定数量的洞口,但洞口的面积不超过墙体面积的15%,且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时,能够忽略洞口对墙体的影响,这种墙体称为整体剪力墙(或称为悬臂剪力墙)。整体剪力墙的受力状态如同竖向悬

臂梁,截面变形后仍符合平面假定,因而截面应力可按材料力学公式计算。

2．小开口整体剪力墙

当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时,经过洞口的正应力分布已不再成一直线,而是在洞口两侧的部分横截面上,其正应力分布各成一直线。这说明除了整个墙截面产生整体弯矩外,每个墙肢还出现局部弯矩,因为实际正应力分布,相当于在沿整个截面直线分布的应力之上叠加局部弯矩应力。但由于洞口还不很大,局部弯矩不超过水平荷载的悬臂弯矩的15％。因此,能够认为剪力墙截面变形大致上仍符合平面假定,且大部分楼层上墙肢没有反弯点。内力和变形仍按材料力学计算,然后适当修正。

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在水平荷载作用下,这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律,变成了相当于在整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力,当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时,其截面变形仍接近于整体截面剪力墙,这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。

3．联肢剪力墙

洞口开得比较大,截面的整体性已经破坏,横截面上正应力的分布远不是遵循沿一根直线的规律。但墙肢的线刚度比同列两孔间所形成的连梁的线刚度大得多,每根连梁中部有反弯点,各墙肢单独弯曲作用较为显著,但仅在个别或少数层内,墙肢出现反弯点。这种剪力墙可视为由连梁把墙肢联结起来的结构体系,故称为联肢剪力墙。其中,仅由一列连梁把两个墙肢联结起来的称为双肢剪力墙;由两列以上的连梁把三个以上的墙肢联结起来的称为多肢剪力墙。当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时,由于洞口较大,剪力墙截面的整体性已被破坏,剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。这时剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。开有一列洞口的联肢墙称为双肢墙,当开有多列洞口时称之为多肢墙。

4．壁式框架

洞口开得比联肢剪力墙更宽,墙肢宽度较小,墙肢与连梁刚度接近时,墙肢明显出现局部弯矩,在许多楼层内有反弯点。剪力墙的内力

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分布接近框架,故称壁式框架。壁式框架实质是介于剪力墙和框架之间的一种过渡形式,它的变形已很接近剪切型。只不过壁柱和壁梁都较宽,因而在梁柱交接区形成不产生变形的刚域。

当剪力墙的洞口尺寸较大,墙肢宽度较小,连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度时,剪力墙的受力性能已接近于框架,这种剪力墙称为壁式框架。

剪力墙结构的使用范围:

1．框架-剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系,适用于需要有局部大空间的建筑,这时在局部大空间部分采用框架结构,同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗侧能力,从而满足高层建筑的要求。

2．普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系。

3．框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间,剪力墙无法全部落地时,就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。

工程实例

概述】

1985 年建成的香港汇丰银行大楼 . 地面以下四层,基础埋深为-20m ,地面以上 43 层,高 175m ;采用矩形平面,底层平面尺寸为 55m ×72m 。建筑规划要求大楼底层为全开敞式大空间,与前面的皇后广场自然地连成一片 . 由于开敞底层限制了上部框架落地,最后确

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定采用钢结构悬挂体系。由八根”格构柱”和五层纵、横向桁架梁组成悬挂体系的主构件( 下图) ,承担着整个大楼的全部水平荷载和竖向荷载 . 每根格构柱是由两个方向间距分别为48m 和51m 的四根圆形钢管;以及沿高度每隔 39m 的四根纵、横向变裁面箱形梁所组成。沿房屋的横向,构架柱的净距为 11.1m ;沿房屋的纵向,一对格构柱之间的净跨度为 33.6m ,两端悬臂长度为 10.8m 。各道桁架梁之间的4—7 层楼板,经过吊杆悬挂在上一层的桁架梁上。

结构设计】

风荷裁作用下的结构分析结果表明,纵向或横向水平力作用下,结构体系的侧移曲线均属剪切型变形。结构的动力分析结果给出,沿房屋纵向 ( 东西方 ) ,结构的基本周期为 4.5s ,第二和第三扭转振型的周期分别为 3.7s 和 3.1s 。比其它结构体系的自振周期稍长。整座大楼钢结构的总用钢量为 2500T 。

在框架结构中杆件以受弯为主,截面刚度主要取决于截面高度,但过大的截面高度势必增

加层高,或使得结构构件与

建筑功能发生矛度。巨型

框架的概念实际上是把框

架梁柱截面大幅度提高,把

每一栋高层框架结构划分

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成很少几层,每层的梁柱都特别大。例如,对于巨型截面来说,截面刚度与截面高度 3 次方成正比。巨型框架的横梁能够为各种大型水平结构。它利用整体楼层作为”梁”高,能够是箱形截面或桁架;巨型框架的立柱一般为筒体结构。巨型框架利用了把荷载集中在主要承重结构上的概念,其它柱子不必从上通到地。每个小柱只需承受横梁之间少数几层荷载,截面能够做得很小;采用巨型框架结构,巨型横梁下的楼层,没有中间小柱,能够布置餐厅、会议厅及游泳池等需要大空间的楼层。深圳亚洲大酒店以及新华大厦都是巨型框架结构。另外,巨型框架结构能够利用中间大横梁下部空间开设大洞口,让一部分气流经过,从而大大减小风荷载,这是别的结构难以做到的。可是,由于构件刚度增大,温度、收缩和局部压力的影响也会加剧,节点构造上也会出现新的问题。

三．框架-剪力墙结构

由于框架结构的主要特点是能获得大空间的房屋,房间布置灵活。而其主要弱点是侧刚度较小,侧移较大。而剪力墙结构侧向刚度大,可减小侧移。可是全剪力墙结构无法布置大空间房屋。因此,框架．剪力墙结构体系恰好是对两者取长补短,既能布置大空间房屋与小空间房屋,布置灵活,又具有较大的侧向刚度,弥补纯框架结构之小足,因此广泛用于层数较多、房屋总高较高的建筑,而且能够灵活布置大小空间房间,适应较多的建筑功能要求。

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对于地震区建筑来说,框架一剪力墙结构具有两道抗震防线即剪力墙与框架。

框架．剪力墙结构的主要缺点,由于功能要求,剪力墙布置位置往往受到限制,往往不可避免地造成刚心、质心不重合,产生偏心扭矩。同时其侧向刚度还是偏小．房屋建造高度受到限制。

框架一剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯剪型。工程实例

概述】

洛阳市政府机关办公大楼建筑总高84.3m,总长180.3m,总建筑面积62390平方米,大楼地上21层,其总一层为架空停车场,二层为入口大厅,三层以上为政府办公用房,裙楼为会议用房,设400人大型报告厅2个,容纳80人的电视会议厅和200平方米的贵宾接待厅各一个,大楼设地下室一层,为后勤服务和设备用房。

结构设计】

该办公大楼主楼采用框

架-剪力墙结构,基础埋深

6.50m,经计算基地压力约为

380Kps。主楼采用框架-剪

力墙结构,上层结构层数较

多,且轴网尺寸较大,故底层

剪力墙和框架柱子承受的荷载较大,多采用样式主板基础,经过试

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算,满足荷载要求,混凝土强度为C40时,底面板厚度约为2m,且板顶部受力钢筋较大,因此在确定基础方案是,本着,安全,经济,使用的原则,经过重复的计算比较,决定采用梁板结合的结构设计方案。

该种结构形式更适合本工程的要求,不但使基础受力更加明确,而且大大节省了基础的土建投资,加快了施工进度,而且得到了的好评。

四．筒体结构

筒体结构由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间,多用于写字楼建筑。

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。

由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体(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)。由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构,它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。

由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体(由密柱框架组成的筒

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体称为框筒;由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒)。由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构,它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。

筒体结构分筒体－框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。1.筒体-框架结构

中心为抗剪薄壁筒,外围为普通框架所组成的结构南京玄武饭店即采用这种结构。

2．框筒结构

外围为密柱框筒,内部为普通框架柱组成的结构。

3.筒中筒结构

中央为薄壁筒,外围为框筒组成的结构。当前世界上层数最多的纽约世界贸易中心[1](110层,高412米,1931年建成,保持高度纪录(378米,102层)达40年,综合地代表20世纪30年代][建筑科学技术的水平,位于美国纽约市])即采用这种结构。中国当前最高的深圳国际贸易中心(52层,高

160米,平面如图2a[筒中筒结构],(见

彩图[深圳国际贸易中心滑升模板施

工])和按地震烈度9度设防的北京中

央彩色电视中心(24层,高107米,平

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面如图2b[筒中筒结构])也采用了这种结构。在有些工程中还采用了三重筒、四重筒结构。

4. 束筒结构

由若干个筒体并列连接为整体的结构。

工程实例

概述】

台北101,又称台北101大楼,在规划阶段初期原名台北国际金融中心,是当前世界第二高楼。位于中国台湾省台北市信义区,由建筑师李祖原设计,KTRT团队建造,保持了中国记录协会多项世界纪录。台北101曾是世界第一高楼,以实际建筑物高度来计算已在7月21日被当时兴建到141楼的迪拜塔(阿联酋迪拜)所超越, 1月4日迪拜塔的建成(828米)使得台北101退居世界第二高楼。

结构设计】

台湾位于地震带上,在台北盆地的范围内,又有三条小断层,为了兴建台北101,这个建筑的设计必定要能防止强震的破坏。且台湾每年夏天都会受到太平洋上形成的台风影响,防震和防风是台北101两大建筑所需克服的问题。为了评估地震对台北101

所产生的影响,地质学家陈斗生开始探查工地预定地附近的地质结构,探钻4号发现距台北101 200公尺左右有一处10公尺厚的断层。依据这些资料,国家地震工程研究中心建立了大小不同的模型,来仿真地震发生时,大楼可能发生的情形。为了增加大楼的

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弹性来避免强震所带来的破坏,台北101的中心是由一个外围8根钢筋的巨柱所组成。

可是良好的弹性,却也让大楼面临微风冲击,即有摇晃的问题。抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器,而大楼外形的锯齿状,经由风洞测试,能减少30-40%风所产生的摇晃。

台北101打地基的工程总共进行了15个月,挖出70万吨土,基桩由382根钢筋混凝土构成。中心的巨柱为双管结构,钢外管,钢加混凝土内管,巨柱焊接花了约两年的时间完成。台北101所使用的钢至少有5种,依不同部位所设计,特别调制的混凝土,比一般混疑土强度强60%。

为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃．大楼内设置了

调谐质块阻尼器是在88至92楼挂置一个重达660公吨的巨大

钢球,利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。据台北101告示牌所言,这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器,更是当前全球最大之阻尼器。

防震措施方面,台北101采用新式的「巨型结构」在大楼的四个外侧分别各有两支巨柱,共八支巨柱,每支截面长3公尺、宽2.4公尺,自地下5楼贯通至地上90楼,柱内灌入高密度混凝土,外以钢板包覆。

四．组合结构

高层建筑结构的布置有很大的灵活性,能够在以上各种基

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本结构形式的基础上进行灵活组合和布置,形成新的抗侧力结构体系。

1.巨型框架结构

其打破了传统的以单独楼层为基本结构单元的格局,整个高层由两级结构组成,第一级为巨型框架,是主要承重结构;第二级为楼层框架,只承受各楼面荷载并传到巨型框架上。东京NEC大厦,由刚度很大桁架组成巨型的梁柱,形成单跨四层大框架。

2.悬挂式结构

以核心筒、刚架、拱等作为竖向承力结构,全部楼面均经过钢丝束、吊索牢挂在上述承重结构上而形成的一种新型结构体系。南非约翰内斯堡标准银行大厦,以中央核心筒为主要承重结构,外挑三道预应力混凝土井字梁,由预应力混凝土吊杆悬挂33个楼层。

3.竖向桁架结构

在高层钢结构中,采用若干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,所形成的巨型桁架作为高层建筑的承重结构,用来承受竖向力和水平作用。芝加哥的约翰·考克大厦为锥形桁架筒,102层,344m。

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高层建筑的常见结构体系

高层建筑的常见结构体系 王轶杰11建筑2班2011331210224 高层建筑常见结构体系有以下几种：纯框架体系、纯剪力墙体系、筒体体系、体系组合，其中体系组合又分以下几种：框支剪力墙体系、框架—剪力墙体系、框架—筒体体系、筒中筒体系、束筒体系。 纯框架体系： 结构特点——整个结构的纵向和横向全部由框架单一构件组成的体系，框架既承担重力荷载，又承担水平荷载，在水平荷载作用下，该体系侧向刚度小、水平位移大。 适用范围——在高烈度地震区不宜采用，目前，主要用于10~12层左右的商场、办公楼等建筑。 实例分析： 芝加哥百货公司大厦，采用的是框架结构，在平 面布置上，通过合理的柱网分布，将平面布置灵 活，而且提供了较大的内部空间，布置上受限制 也就减少了。 纯剪力墙体系： 结构特点——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剪力墙所组成，剪 力墙不仅承受重力荷载作用，而且还要承受风、 地震等水平荷载的作用，该体系侧向刚度大、侧 移小，属于刚性结构体系。 适用范围——理论上讲该体系可建造上百层的 民用建筑，但从技术经济的角度来看，地震区的剪力墙体系一般控制在35层、总高110m为宜。 实例分析： 广州白云宾馆，该建筑共33层， 横向布置钢筋混凝土剪力墙，纵 向走廊的两遍也为钢筋混凝土剪 力墙，墙厚沿高度由下往上逐渐 减小，混凝土强度等级也随高度 而降低。 筒体体系： 结构特点——由框架或剪力墙合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连

接起来，形成一个空间构件，可将受力构件集中，形成较大的室内空间。 适用范围——超高层建筑都用筒体结构。 实例分析： 美洲银行中心，由密集立柱围合成 的空腹式筒体，属于一个矩形内筒 外框架，拥有筒体结构主要的特征， 内部空间大，并且平面布局也能非 常灵活。 体系组合中体系： 框支剪力墙体系： 结构特点——建筑上部采用剪力 墙结构，下部分采用框架体系来满 足建筑功能对空间使用的要求。 适用范围——适用于高层旅馆、高层综合楼 实例分析： 北京粮食公司高层商店住宅，在底层，则作 为框支剪力墙，使标准层中间6道横向剪力 墙不落地面做成框架，形成较大空间作为商 店营业厅用。 框架—剪力墙体系： 结构特点——框架中布置剪力墙，并使楼 板与框架有可靠连接的结构体系。竖向荷载 由剪力墙和框架承担，水平荷载由剪力墙承 担。 适用范围——绝大多数高层建筑都为框架剪力墙结构，15~25层较多，非地震区120m，7度区可达100m，8度区90m，9度区40m。 实例分析： 北京民族饭店，从平面图上可以看出， 该层平面在框架的的基础上增加了一 定数量的纵、横向剪力墙，图上左边 和右边各有几处剪力墙，竖向荷载由 框架柱和剪力墙共同承担，水平荷载 则主要由刚度较大的剪力墙来承受， 融为一体，取长补短。

高层建筑结构设计复习试题(含答案)

高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而 设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置 轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的 变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受 轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹 塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固 端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。 第一章 概论 （一）填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。

高层建筑结构分析

高层建筑结构分析 一、高层建筑结构设计特点 1.水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 2.轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。 3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。 二、高层建筑的结构体系 1.框架-剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。 2.剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。

高层建筑案例分析.

高层建筑案例分析—帕拉玛塔广场大厦分析自古以来，人类就有脱离地面，接近苍穹的渴望，在当今社会，用地愈加紧张，技术也愈加成熟，各种各样的高层建筑拔地而起，高层建筑不仅解决了很多如节地、拥挤及环保等城市问题，更成为各个国家及城市的地标性建筑，成为所在地区的“名片”，在一定意义上代表了该地区的形象定位及经济发展，因此，越来越多的高层、超高层建筑在城市中心耸立，他们往往位置险要、造型突出、视觉效果强烈，作为现代建筑技术的结晶，成为展示城市发展成就的有效手段。 高层建筑的发展得益于载客电梯的发展和使用，而其在世界范围内普遍发展起来是20世纪50年代，尤其是近三十年以来，由于一系列全新结构的出现及电子计算机等先进技术的应用，为高层、超高层建筑的出现创造了条件。高层建筑除先进的结构体系及轻质、高强材料以外，其内部诸如自动控制的一系列消防、报警、通讯、高速电梯及管理监测等系统，离不开计算机与电气化，因而它是二十世纪科学技术成就的体现。 目前，作为城市地标的高层建筑十分多见，担负着集办公、商业、居住等众多功能，它们大多是某一地区的综合体建筑，朝着智能化、多样化及绿色环保的方向发展，以下以澳大利亚帕拉玛塔广场大厦为例，解析当今高层建筑的发展现状。 澳大利亚帕拉玛塔，是西悉尼的市中心，为悉尼地区内第二重镇，澳大利亚第三大经济区，是澳目前发展最快的地区之一。随着西悉尼的崛起，被誉为“西部三热点心脏”之称的帕拉玛塔，成为了备受关

注的投资热点。帕市是澳大利亚历史上最古老的城市之一。 帕拉玛塔市举办了一个 比赛，要建造一栋商业高楼， 突出节能高效的设计理念。对 此，urban office architecture事务所设计了 以“城市上升”为主题的这一 建筑。 该建筑共有66层，集商业与办公为一体，是两个楼的结合体，楼的底部是融合在一起的，之后随着楼层的升高而分成两栋。以各自扭转的姿态向上延伸，在其中间以连廊相接，创造了大量的公共平台，姿态呈现出一种生动的流动感，富有韵律又不失节奏。 卡洛恩佐的纽约办公室已 经设想把这里建成公共领域，从 帕拉马塔广场延伸到北部。因 此，创造大量供行人共享的公共 活动区域成为设计的一大要点， 在人流量如此集中地广场区域 地带，需要解决人车共行的交通 拥堵问题，尤其是对于底部空间 的处理及契合绿色城市生活的 主题需要十分到位。

高层建筑结构体系分析报告

高 层 建结 筑构 体 系 分 析 结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。 一．框架结构

框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构,国外多用钢为框架材料,国内要紧为钢筋混凝土，框架结构的特点在于“刚节点”。从框架的刚节点来看,它是一个几何不变体,以门式钢架为例来看,钢架受荷载后，刚节点始终维持节点的几何不变性，因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用,从而刚架横梁产生正弯矩以减少,对梁的好处是专门明显的。刚节点给柱子尽管带来弯矩，但对钢筋混凝土柱来讲也可不能导致坏处，因为钢筋混凝土不仅抗压能力强,而且抗弯能力也专门好。因此,框架结构能够扩大梁的跨度,而且房屋的层数也能够增加。故框架结构体系是六层以上的多层与高层房屋的一种理想的结构形式。 框架结构的优点是:强度高,自重轻,整体性和抗震性好。它在建筑中的最大优点在于不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间,因此它的应用极为广泛,框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有依照需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度;框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些专门用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。

工程实例: 概述】 艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建, 自1887 年到19３１年纽约帝国大厦落成前, 保持了４５年世界最高建筑物的地位，铁塔高320 公尺, 建筑设计最闻名的是防范强风吹袭的对称钢筋设计，兼具有用与美感考量。铁塔共分 3 层，登顶收费依楼层而定。搭快速升降梯直达２７4 公尺高的顶层, 就可尽览巴黎美景, 白天视野佳时可远眺72 公里远。 结构特色】 埃菲尔铁塔采纳框架 结构的全钢结构，艾菲尔 铁塔的金属构架有1.5万 个，重达７000吨,施工时 共钻孔70０万个，使用铆 钉25０万个，施工完全依照设计进行,足见设计的合理与计算的精确。铁塔占地约1万平方米，塔的最顶端不到100平方米,上下宽窄悬殊,使其结构不具一格。从远处看去，它四脚立地。拔地而起，呈四方狭长金字塔形,颇似烛台。铁塔除顶端塔楼外,

高层、超高层建筑及结构体系

高层、超高层建筑的结构体系 摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，并结合“科技研发中心”超高层全钢结构的制作与安装及钢结构主要构件的翻样、下料、制作等各个重要环节的质量控制和材料选用提供一些粗浅的意见。对于支撑体系，消能减震装置不在此文内介绍。 关键词：超高层智能大楼节点域MST组合梁一、概况 高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。 超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材

料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98。 二、高层及超高层结构体系 对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。 对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。

高层建筑案例分析

高层建筑案例分析

高层建筑案例分析—帕拉玛塔广场大厦分析自古以来，人类就有脱离地面，接近苍穹的渴望，在当今社会，用地愈加紧张，技术也愈加成熟，各种各样的高层建筑拔地而起，高层建筑不仅解决了很多如节地、拥挤及环保等城市问题，更成为各个国家及城市的地标性建筑，成为所在地区的“名片”，在一定意义上代表了该地区的形象定位及经济发展，因此，越来越多的高层、超高层建筑在城市中心耸立，他们往往位置险要、造型突出、视觉效果强烈，作为现代建筑技术的结晶，成为展示城市发展成就的有效手段。 高层建筑的发展得益于载客电梯的发展和使用，而其在世界范围内普遍发展起来是20世纪50年代，尤其是近三十年以来，由于一系列全新结构的出现及电子计算机等先进技术的应用，为高层、超高层建筑的出现创造了条件。高层建筑除先进的结构体系及轻质、高强材料以外，其内部诸如自动控制的一系列消防、报警、通讯、高速电梯及管理监测等系统，离不开计算机与电气化，因而它是二十世纪科学技术成就的体现。 目前，作为城市地标的高层建筑十分多见，担负着集办公、商业、居住等众多功能，它们大多是某一地区的综合体建筑，朝着智能化、多样化及绿色环保的方向发展，以下以澳大利亚帕拉玛塔广场大厦为例，解析当今高层建筑的发展现状。 澳大利亚帕拉玛塔，是西悉尼的市中心，为悉尼地区内第二重镇，澳大利亚第三大经济区，是澳目前发展最快的地区之一。随着西悉尼的崛起，被誉为“西部三热点心脏”之称的帕拉玛塔，成为了备受关

注的投资热点。帕市是澳大利亚历史上最古老的城市之一。 帕拉玛塔市举办了一个 比赛，要建造一栋商业高楼， 突出节能高效的设计理念。对 此，urban office architecture事务所设计了 以“城市上升”为主题的这一 建筑。 该建筑共有66层，集商业与办公为一体，是两个楼的结合体，楼的底部是融合在一起的，之后随着楼层的升高而分成两栋。以各自扭转的姿态向上延伸，在其中间以连廊相接，创造了大量的公共平台，姿态呈现出一种生动的流动感，富有韵律又不失节奏。 卡洛恩佐的纽约办公室已 经设想把这里建成公共领域，从 帕拉马塔广场延伸到北部。因 此，创造大量供行人共享的公共 活动区域成为设计的一大要点， 在人流量如此集中地广场区域 地带，需要解决人车共行的交通 拥堵问题，尤其是对于底部空间 的处理及契合绿色城市生活的 主题需要十分到位。

高层建筑结构设计特点.

浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有: (一水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

高层建筑结构体系

高层建筑结构体系 一，框架结构体系 与多层框架结构体系相似，高层建筑中框架结构体系也由，横向框架所组成，形成空间框架结构体系，以承受竖向荷载和水平力的作用。 优点：框架结构具有布置灵活，造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅，餐厅等。框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。 缺点：但框架结构构件断面尺寸较小，结构的抗侧刚度较小，水平位移大，在地震作用 下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏，因此其建设高度受到限制，一般在非地震区不宜超过60m，在地震区不宜超过50m。 二，剪力墙结构体系 剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，剪力墙既能承受竖向荷载，又能承受水平力。一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽大十几米或更大，高达几十米以上。而它的厚度侧很薄，一般为160——300mm，较厚的可达500mm。 剪力墙结构常被用于高层住宅和旅馆建筑中，因为这类建筑物的隔墙位置较为固定。三，框架剪力墙结构 框架剪力墙结构体系是由于框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，即可使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高度建筑提供足够的抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用。 四，筒体结构 筒体结构体系包括框筒结构，筒中筒结构，框架核心筒结构，多重筒结构和束筒结构等。 1，框筒结构 框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。为保证翼 缘框架在抵抗侧向荷载中的作用。以充分发挥筒的空间工作性能，一般要求墙面 上窗洞面积不宜大于墙面总面积的50%，周边柱轴线间距为2.0——3.0m，不宜大于4.5m，窗裙梁截面高度一般为0.6——1.2m，截面宽度为0.3——0.5m，整个结 构的高宽比宜大于3，结构平面的长宽比不宜大于2。

高层建筑结构体系与布置

第一章绪论 学习要求： 1．了解高层建筑的定义 2．了解高层建筑的特点 3．了解国内外高层建筑发展概况及趋势 要点、难点分析： 学习高层建筑的特点时注意从其建筑功能和结构受力两方面来了解，尤其注意水平力的作用的影响。 第二章高层建筑结构体系与布置 学习要求： 1．熟悉高层建筑常用的各类结构体系的优缺点和变形特点以及适用范围； 2．了解水平力对结构内力及变形影响； 3．了解结构总体布置的原则及需要考虑的问题； 4．了解各种结构缝的处理及地基基础选型等； 5．了解各类楼盖结构形式及适用范围。 要点、难点分析 一、高层建筑常用的各类结构体系的优缺点和变形特点以及适用范围。 目前国内的高层建筑结构以钢筋混凝土结构为主，其结构体系主要有：框架结构、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构(筒体)体系、筒体结构和巨型结构等。在学习过程中，注意从各个结构体系的概念、优缺点、受力变形特点及适用范围几方面来考虑；主要掌握框架结构体系、剪力墙结构体系和框架—剪力墙结构(筒体)体系 1、框架结构 概念：框架由杆件——梁、柱所组成的结构； 优点：框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用比较方便； 缺点：由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制； 变形特点：剪切型变形，即层间侧移随着层数的增加而减小； 适用范围：框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中，应用不多；高度一般控制在70m以下。 2、剪力墙结构体系 概念：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。 优点：现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足； 缺点：主要是剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求。此外，结构自重往往也较大。 变形特点：当剪力墙的高宽比较大时，是一个受弯为主的悬臂墙，侧向变形是弯曲型，即层间侧移随着层数的增加而增大。 适用范围：剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。 3、框架—剪力墙结构(框架—筒体结构)体系 概念：在框架结构中设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来；取长补短；共同抵抗水平荷载，就组成了框架—剪力墙结构体系。如果把剪力墙布置成筒体，又可称为

高层建筑结构设计原则及意义分析 叶方元

高层建筑结构设计原则及意义分析叶方元 发表时间：2019-03-22T14:57:25.363Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：叶方元赵晓峰 [导读] 随着社会的不断进步和科技的不断发展，高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。 浙江晟元建筑设计有限公司 321000 摘要：随着社会的不断进步和科技的不断发展，高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容，因此，研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。介绍了高层建筑结构特征，分析了高层建筑结构设计的原则，阐述了高层建筑结构体系的选型问题，并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策。 关键词：高层建筑结构；设计；对策 引言 随着科技和社会的不断发展和进步，自从19 世纪以来出现了现代高层建筑，高层建筑越来越广泛的出现在人们的生活中。作为一个庞大复杂的系统，高层建筑的结构设计，一方面要满足包括抗震，抗风等在内的安全性能的要求，另一方面，也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。 1 高层建筑结构的特征 高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载，同时也承受着在垂直方向的荷载，并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下，建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱，然而在高层建筑中，外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此，在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。 2 高层建筑结构设计的原则 2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算，如果选择不合理的计算简图，那么就比较容易造成由于结构安发生的事故，基于此，高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，其结构节点不单是钢节点或者饺节点，保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。 2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况，考虑施工条件，相邻的建筑物的影响等各个因素，在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥，必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告，如果缺失，那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下，相同结构单元应该采用相同的类型。 2.3 选择合理的高层建筑结构方案合理的结构设计方案必须满足经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等的综合分析的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。 2.4 对计算结果进行准确的分析随着科技的不断进步，计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形色色的计算软件，采用不同的软件得到的结果可能不同，所以，建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下，选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符，所以进行计算机辅助设计的时候，出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题，基于此，结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后，应该进行校核，进行合理判断，得出准确结果。 2.5 高层建筑的结构设计要采用相应构造措施高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变，强压力弱拉力，强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则，加强薄弱部位，对钢筋的执行段锚固长度给予重视，并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。 3 高层建筑结构体系的选型 建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙，柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础，利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。 根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中，具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，造价低廉，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足；钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，成本低廉，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢-混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，施工速度快，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小屁偏心受压构件。 根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m 高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承受水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中，需要注意考虑剪力墙的位置，设计合理的剪力墙的数量，以及满足框架的设计要求。

高层建筑结构简答题

简答题 1.框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别？ 【标准答案】 框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。框筒 是空间结构，沿四周布置的框架参与抵抗水平力，层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的四榀框架位于建筑物周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒，使建筑材料得到充分的利用。因此，框筒结构的适用高度比框架结构高得多。 2.计算水平地震作用有哪些方法？ 【标准答案】 计算等效水平地震作用是将地震作用按水平和竖直两个方法分别来进行计算的。 具体计算方法又分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法两种方法。 3.什么是抗震设计的二阶段设计方法？为什么要采用二阶段设计方法？【标准答案】 第一阶段为结构设计阶段，第二阶段为验算阶段。保证小震不坏、中震可修、 大震不倒的目标实现。 4什么是地震系数、动力系数和地震影响系数？ 【标准答案】 地震系数：地面运动最大加速度与g的比值。 动力系数：结构最大加速度反应相对于地面最大加速度的最大系数。 地震影响系数：地震系数与动力系数的积。 5延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？ 【标准答案】 延性是指构件和结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能。 构件延性比：对于钢筋混凝土构件，当受拉钢筋屈服后，进入塑性状态，构件刚度降低，随着变形迅速增加，构件承载力略有增大，当承载力开始降低，就达到极限状态。 延性比是极限变形与屈服变形的比值。

结构延性比：对于一个钢筋混凝土结构，当某个杆件出现塑性铰时，结构开始出现塑性变形，但结构刚度只略有降低；当塑性铰达到一定数量以后，结构也会出现屈服现象”即结构进入塑性变形迅速增大而承载力略微增大的阶段，是屈服” 后的联塑性阶段。结构的延性比通常是指达到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。 6.什么是概念设计？ 【标准答案】 结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等等。应该说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。 7.什么是内力组合和位移组合？ 【标准答案】 内力组合是要组合构件的控制截面处的内力，位移组合主要是组合水平荷载作用下的结构层间位移。组合工况分为无地震作用组合及有地震作用组合两类。 8.为什么钢筋混凝土框架梁的弯矩能作塑性调幅？如何进行调幅？ 【标准答案】 降低跨中弯矩。提高延性等。给一定系数的折减。 9.为什么梁铰机制比柱铰机制对抗震有利？ 【标准答案】 梁铰机制是指塑性铰出在梁端除柱脚外，柱端无塑性铰；柱铰机制是指在同一层所有柱的上下端形成塑性铰梁铰机制之所以优于柱铰机制是因为：梁铰分散在各层,即塑性变形分散在各层，不至于形成倒塌机构，而柱铰集中在某一层，塑性变形集中在该层，该层为柔软层或薄弱层，形成倒塌机构；梁铰的数量远多于柱铰的数量，在同样大小的塑性变形和耗能要求下，对梁铰的塑性转动能力要求低，对柱铰的塑性转动能力要求高；梁是受弯构件，容易实现大的延性和耗能能力，柱是压弯构件, 尤其是轴压比大的柱，不容易实现大的延性和耗能能力.实际工程设计中，很难实现完全梁铰机制，往往是既有梁铰又有柱铰的混合铰机制?设计中,需要通过加大柱脚固定端截面

高层建筑结构体系分析报告文案

高 层 建结筑构 体 系 分 析

结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。 一．框架结构 框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构，国外多用钢为框架材料，国主要为钢筋混凝土，框架结构的特点在于“刚节点”。从框架的刚节点来看，它是一个几何不变体，以门式钢架为例来看，钢架受荷载后，刚节点始终维持节点的几何不变性，因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用，从而刚架横梁产生正弯矩以减少，对梁的好处是很明显的。刚节点给柱子虽然带来弯矩，但对钢筋混凝土柱来说也不会导致坏处，因为钢筋混凝土不仅抗压能力强，而且抗弯能力也很好。所以，框架结构可以扩大梁的跨度，而且房屋的层数也可以增加。故框架结构体系是六层以上的多层与高层房屋的一种理想的结构形式。 框架结构的优点是：强度高，自重轻，整体性和抗震性好。它在建筑中的最大优点在于不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，可以获得较大的使用空间，所以它的应用极为广泛，框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度；框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、

商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。 工程实例： 概述】 艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建, 自 1887 年到 1931 年纽约帝国大厦落成前, 保持了 45 年世界最高建筑物的地位, 铁塔高 320 公尺, 建筑设计最著名的是防强风吹袭的对称钢筋设计, 兼具实用与美感考量。铁塔共分 3 层, 登顶收费依楼层而定。搭快速升降梯直达 274 公尺高的顶层, 就可尽览巴黎美景, 白天视野佳时可远眺 72 公里远。 结构特色】 埃菲尔铁塔采用框架结构 的全钢结构，艾菲尔铁塔的金属 构架有1.5万个，重达7000吨， 施工时共钻孔700万个，使用铆 钉250万个，施工完全依照设计 进行，足见设计的合理与计算的 精确。铁塔占地约1万平方米，塔的最顶端不到100平方米，上下宽窄悬殊，使其结构别具一格。从远处看去，它四脚立地。拔地而起，呈四方狭长金字塔形，颇似烛台。铁塔除顶端塔楼外，分为三层，在57米、115米和276米处设有三个了望平台，供游客凭栏眺望。 他独特的全金属结构在当时确实是太为改革创新：艾菲尔铁塔由一百五十万个铆钉连接固定，艾菲尔先生还曾决定将18038个铸铁配件更换为更为轻巧

浅谈几种高层建筑结构新体系

浅谈几种高层建筑结构新体系 浅谈几种高层建筑结构新体系 摘要：本文着眼于现代高层建筑的发展，详细介绍了巨型结构体系、短肢剪力墙结构体系、连体结构体系三种新型高层建筑结构体系，从定义、优缺点以及发展与应用等方面对其进行了阐述。 关键词：高层建筑；新型结构体系；巨型结构；短肢剪力墙结构；连体结构 一、巨型结构体系 （一）巨型结构的定义及分类。巨型结构是一种新型结构体系，适应了高层建筑多样化、综合化以及建筑平面布置和竖向体型复杂化的发展特点。巨型结构中由不同于传统梁柱的的巨型梁和柱组成主结构，共同工作的还有常规构件组成的次结构。巨型结构中，主结构本身即是独立结构，承担了绝大部分外力，次结构只是协助主框架抵抗外载。主结构通常为主要抗侧力体系，其中可以有跨越好几层的支撑或斜向布置的剪力墙板；而次结构只承担竖向荷载并负责传力给主结构，柱距小、荷载小，因而其粱、柱断面可以做得很小，有利于楼面的合理使用，两者协同保证巨型结构的巨大抗侧力刚度以及整体工作性能[1]。巨型结构按主要受力体系可以分为巨型桁架结构、巨型框架结构、巨型悬臂结构和巨型分离式结构；按材料可以分为巨型钢筋混凝土结构、巨型钢骨混凝土结构、巨型钢―钢筋混凝土混合结构以及巨型钢结构。 （二）巨型结构体系的特点。巨型结构的优点可以概括如下：（1）巨型结构整体刚度比传统高层房屋建筑大。对于同种材料，弹性模量相同，截面刚度取决于界面惯性矩，即和界面宽度以及高度成正比。巨型结构主结构的巨型梁柱界面尺寸相当于传统框架的柱距，因此界面惯性矩比常规构件大得多，因而刚度大。（2）巨型结构适应了建筑发展趋势。巨型建筑的大柱网大开间满足平面布置的灵活性，便于房屋改造。（3）可以将多种结构形式及不同材料进行组合，具有多样性，满足多种功能要求。由于巨型结构体系是由主结构和次结构共同工作

高层建筑案例分析

高层建筑案例分析． 高层建筑案例分析—帕拉玛塔广场大厦分析自古以来，人类就有脱离地面，接近苍穹的渴望，在当今社会，高用地愈加紧张，技术也愈加成熟，各种各样的高层建筑拔地而起，

更成为各个层建筑不仅解决了很多如节地、拥挤及环保等城市问题，，在一定意义上国家及城市的地标性建筑，成为所在地区的“名片”超高代表了该地区的形象定位及经济发展，因此，越来越多的高层、视觉效果强他们往往位置险要、造型突出、层建筑在城市中心耸立，烈，作为现代建筑技术的结晶，成为展示城市发展成就的有效手段。而其在世界范围高层建筑的发展得益于载客电梯的发展和使用，由于一系尤其是近三十年以来，内普遍发展起来是20世纪50年代，超高层为高层、列全新结构的出现及电子计算机等先进技术的应用，高强材建筑的出现创造了条件。高层建筑除先进的结构体系及轻质、料以外，其内部诸如自动控制的一系列消防、报警、通讯、高速电梯因而它是二十世纪科学及管理监测等系统，离不开计算机与电气化，技术成

就的体现。商业、担负着集办公、作为城市地标的高层建筑十分多见，目前，居住等众多功能，它们大多是某一地区的综合体建筑，朝着智能化、以下以澳大利亚帕拉玛塔广场大厦为多样化及绿色环保的方向发展，例，解析当今高层建筑的发展现状。为悉尼地区内第二重镇，澳大利亚帕拉玛塔，是西悉尼的市中心，随着西悉尼是澳目前发展最快的地区之一。澳大利亚第三大经济区，成为了备受关被誉为“西部三热点心脏”之称的帕拉玛塔，的崛起， 注的投资热点。帕市是澳大利亚历史上最古老的城市之一。 帕拉玛塔市举办了一个比赛，要建造一栋商业高楼，

突出节能高效的设计理念。对此，urban office architecture事务所设计了以“城市上升”为主题的这一建筑。 该建筑共有66层，集商业与办公为一体，是两个楼的结合体，楼的底部是融合在一起的，之后随着楼层的升高而分成两栋。以各自扭转的姿态向上延伸，在其中间以连廊相接，创造了大量的公共平台，姿态呈现出一种生动的流动感，富有韵律又不失节奏。 卡洛恩佐的纽约办公室已

高层建筑结构体系分析报告

高层建筑结构体系 分析报告 1

高 层 建结 筑构 体 系 分 析 结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常见的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。 一．框架结构 框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构,国外多用钢为框架材料,国内主要为钢筋混凝土,框架结构的特点在于”刚节点”。从框 2

架的刚节点来看,它是一个几何不变体,以门式钢架为例来看,钢架受荷载后,刚节点始终维持节点的几何不变性,因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用,从而刚架横梁产生正弯矩以减少,对梁的好处是很明显的。刚节点给柱子虽然带来弯矩,但对钢筋混凝土柱来说也不会导致坏处,因为钢筋混凝土不但抗压能力强,而且抗弯能力也很好。因此,框架结构能够扩大梁的跨度,而且房屋的层数也能够增加。故框架结构体系是六层以上的多层与高层房屋的一种理想的结构形式。 框架结构的优点是:强度高,自重轻,整体性和抗震性好。它在建筑中的最大优点在于不靠砖墙承重,建筑平面布置灵活,能够获得较大的使用空间,因此它的应用极为广泛,框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼,也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度;框架钢结构常见于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。 工程实例: 概述】 艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建, 自 1887 年到 1931 年纽约帝国大厦落成前, 保持了 45 年世界最高建筑物的地位, 铁塔 3

浅谈高层建筑常用结构体系及结构体系选择

浅谈高层建筑常用结构体系及结构体系选择 摘要：对目前较为普通的高层建筑结构体系的优缺点、适用性、经济性等方面的比较，并论述如何选择合理的结构体系方案，具有较高的参考价值。关键词：高层建筑；结构体系;经济合理性 Abstract: at present are normal of the high-rise building structure and the advantages and disadvantages of the system, applicability, economy, and other aspects of the comparison, and discusses how to select the reasonable structure system plan, is of high reference value. Keywords: high building; Structure system; Economic rationality 随着经济社会的不断发展，城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。为了更好的使设计建筑结构设计工作在现实生活中得到合理的运用，这就需要设计师从概念设计为基础进行设计。而本文主要是探讨高层建筑的结构体系以及如何进行结构体系的选择。 1、高层建筑的结构体系目前国内的高层建筑目前最广泛基本结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构、钢结构等五种体系。（1）框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，房间隔墙可以随意拆改，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重;并且框架柱尺寸过大，不适合民用住宅，在地震区不宜做太高。 剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”。其优点是：刚度大，空间整体性好。由于承重结构为片状的混凝土墙体，房间不见柱子的棱角，感觉更美观，比框架结构更适合用于住宅、旅馆等房屋。在历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微。缺点是：混凝土用量多，自重大，总高度通常无法超过150m。混凝土墙体为高强度承重墙体，房间不能拆改。剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以