高层建筑的结构体系与结构布置

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1、金 仁 和 2.1 结 构 体 系2.2 结 构 总 体 布 置 2.3 高 层 建 筑 的 楼 盖 结 构 及 基 础 问 题 ： 高 层 建 筑 主 要 有 几 种 结 构 体 系 ？ 高 层 建 筑 的 基 本 抗 侧 力 单 元 有 框 架 、 剪 力 墙 、 框 剪 、 筒 体 等 ， 由 它 们 可 以 组 成多 种 结 构 体 系 。框 架 结 构剪 力 墙 结 构 筒 体 结 构 带 加 强 层 的 高 层 建 筑 结 构 框 架 -核 心 筒 结 构 框 架 -剪 力 墙 结 构 2.1.1 框 架 结 构 体 系 1、 定 义 ： 房 屋 结 构 均 由 梁 、 柱 构 件

2、 通 过 节 点 连 接 而 构 成 。 横 向 主 梁柱 纵 向 连 系 梁 注 ： 由 形 、 形 、 形 或 十 字 形 截 面 柱 构 成 的 异 形 柱 框 架 结 构 ， 截 面 各 肢 的 肢 高肢 后 比 不 大 于 4。 2、 分 类 ： 按 施 工 方 法 不 同 ， 框 架 结 构 可 分 为 现 浇 式 、 装 配 式 和 装 配 整 体 式 三 种 。 在 地 震 区 ，多 采 用 梁 、 柱 、 板 全 现 浇 或 梁 柱 现 浇 、 板 预 制 的 方 案 ； 在 非 地 震 区 ， 有 时 可 采 用 梁 、 柱 、板 均 预 制 的 方 案 。 3、 受 力

3、变 形 特 点 ： 框 架 结 构 的 侧 移 一 般 由 两 部 分 组 成 ： 1） 水 平 力 引 起 的 楼 层 剪 力 ， 使 梁 、 柱 构 件 产 生 弯 曲 变 形 ， 形 成 框 架 结 构 的 整 体 剪切 变 形 Us； 2） 由 水 平 力 引 起 的 倾 覆 力 矩 ， 使 框 架 柱 产 生 轴 向 变 形 （ 一 侧 柱 拉 伸 ， 另 一 侧 柱 压缩 ） 形 成 框 架 结 构 的 整 体 弯 曲 变 形 Ub； 3） 当 框 架 结 构 房 屋 的 层 数 不 多 时 ， 其 侧 移 主 要 表 现 为 整 体 剪 切 变 形 ， 整 体 弯 曲 变形 的

4、影 响 很 小 。 注 ： 框 架 结 构 属 于 柔 性 结 构 ， 侧 移 主 要 表 现 为 整 体 剪 切 变 形 。 4、 优 缺 点 ： 1） 优 点 ： 建 筑 平 面 布 置 灵 活 ， 能 获 得 大 空 间 （ 特 别 适 用 于 商 场 、 餐 厅 等 ） 也 可 按需 要 隔 成 小 房 间 ； 建 筑 立 面 容 易 处 理 ； 结 构 自 重 较 轻 ； 计 算 理 论 比 较 成 熟 ； 在 一 定 高 度范 围 内 造 价 较 低 。 2） 缺 点 ： 侧 向 刚 度 较 小 ， 水 平 荷 载 作 用 下 侧 移 较 大 ， 有 时 会 影 响 正 常 使 用

5、 ； 如 果框 架 结 构 房 屋 的 高 宽 比 较 大 ， 则 水 平 荷 载 作 用 下 的 侧 移 也 较 大 ， 而 且 引 起 的 倾 覆 作 用 也较 大 。 因 此 ， 设 计 时 应 控 制 房 屋 的 高 度 和 高 宽 比 。 （ 以 1520层 以 下 为 宜 ） 2.1.2 剪 力 墙 结 构 体 系 1、 定 义 ： 房 屋 竖 向 承 重 结 构 全 部 由 剪 力 墙 组 成 。 剪 力 墙 结 构 平 面 图 2、 受 力 变 形 特 点 ：在 竖 向 荷 载 作 用 下 ， 剪 力 墙 是 受 压 的 薄 壁 柱 ；在 水 平 荷 载 作 用 下 ， 剪 力

6、 墙 则 是 下 端 固 定 、 上 端 自 由 的 悬 臂 柱 。注 ： 1） 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 。 2） 剪 力 墙 结 构 水 平 承 载 力 和 侧 向 刚 度 均 很 大 ， 侧 向 变 形 较 小 。 3、 优 缺 点 ： 1） 优 点 ： 剪 力 墙 结 构 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 ， 层 高 较 小 ， 特 别 适 用 于 住 宅 、 宾 馆 等 建 筑 。 （ 结 构 高

7、 度 ： 几 十 米 100多米 ） 2） 缺 点 ： 结 构 自 重 较 大 ； 建 筑 平 面 布 置 局 限 性 大 ， 较 难 获 得 大 的 建 筑 空 间 （ 一 般 剪 力 墙 间 距 38m） 。 4、 框 支 剪 力 墙 结 构 ： 1） 框 支 剪 力 墙 结 构 将 剪 力 墙 结 构 房 屋 的 底 层 或 底 部 几 层 做 成 框 架 ， 这 种 结 构 亦 称为 带 转 换 层 高 层 建 筑 结 构 。 2） 破 坏 特 点 ： 带 转 换 层 高 层 建 筑 结 构 在 其 转 换 层 上 、 下 层 间 侧 向 刚 度 发 生 突 变 ， 形成 柔 性 底

8、层 或 底 部 ， 在 地 震 作 用 下 易 遭 破 坏 甚 至 倒 塌 。 3） 布 置 原 则 ： 在 底 部 大 空 间 剪 力 墙 结 构 中 ， 一 般 应 把 落 地 剪 力 墙 布 置 在 两 端 或 中 部 ，并 将 纵 、 横 向 墙 围 成 筒 体 ； 另 外 ， 还 应 采 取 增 大 墙 体 厚 度 、 提 高 混 凝 土 强 度 等 措 施 加 大落 地 墙 体 的 侧 向 刚 度 ， 使 上 、 下 部 侧 向 刚 度 差 别 尽 量 小 。 （ 上 部 可 采 用 短 肢 剪 力 墙 ） 5、 短 肢 剪 力 墙 结 构 ： 这 种 结 构 体 系 一 般 是

9、在 电 梯 、 楼 梯 部 位 布 置 剪 力 墙 形 成 筒 体 ， 其 他 部 位 则 根 据 需要 ， 在 纵 横 墙 交 接 处 设 置 截 面 高 度 为 左 右 的 、 十 、 形 截 面 短 肢 剪 力 墙 ， 墙 肢 之间 在 楼 面 处 用 梁 连 接 ， 并 用 轻 质 材 料 填 充 ， 形 成 使 用 功 能 及 受 力 均 较 合 理 的 短 肢 剪 力 墙结 构 体 系 。 （ 在 小 高 层 中 应 用 很 广 ） 2.1.3 框 架 -剪 力 墙 结 构 体 系 1、 定 义 ： 为 了 充 分 发 挥 框 架 结 构 平 面 布 置 灵 活 和 剪 力 墙 结

10、 构 侧 向 刚 度 大 的 特 点 ， 当 建 筑 物 需要 有 较 大 空 间 ， 且 高 度 超 过 了 框 架 结 构 的 合 理 高 度 时 ， 可 采 用 框 架 和 剪 力 墙 共 同 工 作 的结 构 体 系 。 剪 力 墙 剪 力 墙 框 架 梁 框 架 梁框 架 梁剪 力 墙 剪 力 墙 2、 受 力 变 形 特 点 ： 框 架 -剪 力 墙 结 构 体 系 以 框 架 为 主 ， 并 布 置 一 定 数 量 的 剪 力 墙 ， 通 过 水 平 刚 度 很 大的 楼 盖 将 二 者 联 系 在 一 起 共 同 抵 抗 水 平 荷 载 。 其 中 剪 力 墙 承 担 大 部

11、分 水 平 荷 载 ， 框 架 只承 担 较 小 的 一 部 分 。 注 ： 在 水 平 荷 载 作 用 下 ， 框 架 的 侧 向 变 形 属 剪 切 型 ， 层 间 侧 移 自 上 而 下 逐 层 增 大 ；剪 力 墙 的 侧 向 变 形 一 般 是 弯 曲 型 ， 其 层 间 侧 移 自 上 而 下 逐 层 减 小 。 当 框 架 与 剪 力 墙 通 过楼 盖 形 成 框 架 -剪 力 墙 结 构 时 ， 各 层 楼 盖 因 其 巨 大 的 水 平 刚 度 使 框 架 与 剪 力 墙 的 变 形 协调 一 致 ， 其 侧 向 变 形 介 于 剪 切 型 与 弯 曲 型 之 间 ， 一 般

12、 属 于 弯 剪 型 。 3、 优 点 ： 兼 有 框 架 和 剪 力 墙 的 优 点 ， 比 框 架 结 构 的 水 平 承 载 力 和 侧 向 刚 度 都 有 很 大 提 高 ，比 剪 力 墙 结 构 布 置 灵 活 ， 可 应 用 于 10 20 层 的 办 公 楼 、 教 学 楼 、 医 院 和 宾 馆 等 建 筑 中 。4、 框 架 -剪 力 墙 结 构 中 剪 力 墙 的 数 量 和 布 置 ： 1） 剪 力 墙 的 数 量 ： 不 宜 过 多 ， 以 满 足 位 移 限 值 为 宜 。 2） 剪 力 墙 的 布 置 ： 不 宜 过 长 ； 不 宜 少 于 3道 ， 最 好 作 成

13、 筒 体 ； 对 称 布 置 ； 在 纵 横 向数 量 接 近 ； 应 贯 通 全 高 ， 上 下 刚 度 连 贯 而 均 匀 。 2.1.4 筒 体 结 构 体 系 1、 定 义 ： 是 指 由 一 个 或 几 个 筒 体 作 为 竖 向 承 重 结 构 的 高 层 建 筑 结 构 体 系 筒 体 结 构 平 面 图 2、 分 类 ： 实 腹 筒 、 框 筒 和 桁 架 筒 。 1） 实 腹 筒 ： 钢 筋 混 凝 土 剪 力 墙 围 成 的 筒 体 。 2） 框 筒 ： 布 置 在 房 屋 四 周 、 由 密 排 柱 和 高 跨 比 很 大 的 窗 裙 梁 形 成 的 密 柱 深 梁 框架

14、 围 成 的 筒 体 。 3） 桁 架 筒 ： 将 筒 体 的 四 壁 做 成 桁 架 ， 就 形 成 桁 架 筒 。 3、 受 力 变 形 特 点 ： 筒 体 最 主 要 的 受 力 特 点 是 它 的 空 间 性 能 ， 在 水 平 荷 载 作 用 下 ， 筒 体 可 视 为 下 端 固 定 、顶 端 自 由 的 悬 臂 构 件 。注 ： 1） 空 间 性 能 ： 按 材 料 力 学 计 算 其 应 力 分 布 特 点 。 2） 剪 力 滞 后 现 象 ： 对 于 框 筒 结 构 ， 在 翼 缘 框 架 中 ， 远 离 腹 板 框 架 的 各 柱 轴 力 愈 来愈 小 ； 在 腹 板 框

15、架 中 ， 远 离 翼 缘 框 架 各 柱 轴 力 的 递 减 速 度 比 按 直 线 规 律 递 减 的 要 快 。 上述 现 象 称 为 剪 力 滞 后 。 实 际 应 力 分 布 翼 缘 框 架腹板框架 腹板框架翼 缘 框 架 荷 载 作 用 方 向 材 料 力 学 解 答实 际 应 力 分 布 材 料 力 学 解 答角 柱 处 应 力 较大中 部 应 力 较 小 3） 产 生 剪 力 滞 后 现 象 的 原 因 ： 框 筒 中 各 柱 之 间 存 在 剪 力 ， 剪 力 使 联 系 柱 子 的窗 裙 梁 产 生 剪 切 变 形 ， 从 而 使 柱 之 间 的 轴 力 传 递 减 弱 。

16、 4） 框 筒 中 剪 力 滞 后 现 象 愈 严 重 ， 参 与 受 力 的 翼 缘 框 架 柱 愈 少 ， 空 间 受 力 性 能愈 弱 。 5） 如 何 减 少 剪 力 滞 后 ： （ 1） 要 求 设 计 密 柱 深 梁 ； （ 2） 建 筑 平 面 应 接 近 方 形 ； （ 3） 结 构 高 宽 比 宜 大 于 3， 高 度 不 小 于 60m； （ 4） 楼 板 的 整 体 性 好 。4、 优 缺 点 ： 筒 体 结 构 具 有 很 大 的 侧 向 刚 度 及 水 平 承 载 力 ， 并 具 有 很 好 的 抗 扭 刚 度 。 5、 应 用 ： 1） 筒 中 筒 结 构 一 般

17、用 实 腹 筒 做 内 筒 ， 框 筒 或 桁 架 筒 做 外 筒 。 内 筒 可 集 中 布 置 电 梯 、 楼 梯 、 竖向 管 道 等 。 框 筒 的 侧 向 变 形 以 剪 切 变 形 为 主 ， 内 筒 一 般 以 弯 曲 变 形 为 主 ， 二 者 通 过 楼板 联 系 ， 共 同 抵 抗 水 平 荷 载 ， 其 协 同 工 作 原 理 与 框 架 -剪 力 墙 结 构 类 似 。 2） 框 筒 结 构 框 筒 也 可 作 为 抗 侧 力 结 构 单 独 使 用 。 为 了 减 小 楼 板 和 梁 的 跨 度 ， 在 框 筒 中 部 可 设置 一 些 柱 子 。 这 些 柱 子 仅

18、 用 来 承 受 竖 向 荷 载 ， 不 考 虑 其 承 受 水 平 荷 载 。 3） 多 筒 结 构 成 束 筒 成 束 筒 是 由 若 干 单 筒 集 成 一 体 成 束 状 ，形 成 空 间 刚 度 极 大 的 抗 侧 力 结 构 。 自 下 而上 逐 渐 减 少 筒 体 数 量 的 处 理 手 法 ， 使 高 层建 筑 结 构 更 加 经 济 合 理 。 但 这 些 逐 渐 减 少的 筒 体 结 构 ， 应 对 称 于 建 筑 物 的 平 面 中 心 。 4） 巨 型 框 架 利 用 筒 体 作 为 柱 子 ， 在 各 筒 体 之 间 每 隔数 层 用 巨 型 梁 相 连 ， 筒 体

19、和 巨 型 梁 即 构 成 巨型 框 架 。 巨 型 框 架 具 有 很 大 的 承 载 能 力 和 侧向 刚 度 。 由 于 它 可 以 看 作 是 由 两 级 框 架 组 成 ， 第一 级 为 巨 型 框 架 ， 是 承 载 的 主 体 ； 第 二 级 是位 于 巨 型 框 架 单 元 内 的 辅 助 框 架 （ 只 承 受 竖向 荷 载 ） ， 也 起 承 载 作 用 。 因 此 ， 这 种 结 构是 具 有 两 道 抗 震 防 线 的 抗 震 结 构 ， 具 有 良 好的 抗 震 性 能 。 小 框 架巨 型 梁巨 型 柱 上 海 证 券 交 易 所 2.1.5 框 架 -核 心 筒

20、结 构 体 系 1、 定 义 ： 由 核 心 筒 与 外 围 的 稀 柱 框 架 组 成 的 高 层 建 筑 结 构 。 2、 受 力 变 形 特 点 ： 筒 体 主 要 承 担 水 平 荷 载 ， 框 架 主 要 承 担 竖 向 荷 载 。 结 构 兼 有 框 架 结 构 与 筒 体 结 构 两者 的 优 ， 建 筑 平 面 布 置 灵 活 便 于 设 置 大 房 间 ， 又 具 有 较 大 的 侧 向 刚 度 和 水 平 承 载 力 ， 其受 力 和 变 形 特 点 与 框 架 -剪 力 墙 结 构 类 似 。 3、 与 筒 中 筒 结 构 的 区 别 ： 1） 筒 中 筒 结 构 具 有

21、 良 好 的 空 间 性 能 ； 框 架 -核 心 筒 结 构 按 平 面 结 构 进 行 分 析 。 2） 框 架 一 核 心 筒 结 构 的 抗 侧 刚 度 远 小 于 筒 中 筒 结 构 。 3） 筒 中 筒 结 构 中 抵 抗 剪 力 以 实 腹 筒 为 主 ， 抵 抗 倾 覆 力 矩 则 以 外 框 筒 为 主 ； 框 架一 核 心 筒 结 构 中 实 腹 筒 成 为 主 要 抗 侧 力 部 分 。 注 ： 1） 对 由 密 柱 深 梁 形 成 的 框 筒 结 构 ， 由 于 空 间 作 用 ， 在 水 平 荷 载 作 用 下 其 翼 缘 框架 柱 承 受 很 大 的 轴 力 ； 2

22、） 当 柱 距 加 大 ， 裙 梁 的 跨 高 比 加 大 时 ， 剪 力 滞 后 加 重 ， 柱 轴 力 将 随 着 框 架 柱 距的 加 大 而 减 小 ， 即 对 柱 距 较 大 的 “ 稀 柱 筒 体 ” ， 翼 缘 框 架 柱 仍 然 会 产 生 一 些 轴 力 ， 存 在 一 定 的 空 间 作 用 。 3） 当 柱 距 增 大 到 与 普 通 框 架 相 似 时 ， 除 角 柱 外 ， 其 它 柱 的 轴 力 将 很 小 ， 由 量 变到 质 变 ， 通 常 就 可 忽 略 沿 翼 缘 框 架 传 递 轴 力 的 作 用 ， 按 平 面 结 构 进 行 分 析 。 2.1.6 带

23、 加 强 层 的 高 层 建 筑 结 构 体 系 1、 定 义 ： 可 沿 框 架 核 心 筒 结 构 房 屋 的 高 度 方 向 ， 每 隔 20 层 左 右 ， 于 设 备 层 或结 构 转 换 层 处 ， 由 核 心 筒 伸 出 纵 、 横 向 伸 臂 与 结 构 的 外 围 框 架 柱 相 连 ， 并 沿 外 围 框 架设 置 一 层 楼 高 的 带 状 水 平 梁 或 桁 架 。 2、 受 力 变 形 特 点 ： 与 框 架 -核 心 筒 结 构 相 比 ， 伸 臂 -核 心 筒 结 构 具 有 更 大 的 侧 向 刚 度 和 水 平 承 载 力 ，从 而 适 用 于 更 多 层 数

24、 的 高 层 建 筑 。 1） 外 柱 参 与 承 担 倾 覆 力 矩 引 起 的 拉 力 和 压 力 ， 故 增 大 了 整 个 结 构 抗 力 偶 矩 的 等效 力 臂 ； 2） 设 置 加 强 层 相 当 于 在 结 构 上 施 加 了 反 力 矩 ， 它 部 分 地 抵 消 了 水 平 荷 载 在 筒 体各 截 面 所 产 生 的 力 矩 。 2.1.7 各 种 结 构 体 系 的 最 大 适 用 高 度 和 适 用 的 最 大 高 宽 比 1、 最 大 适 用 高 度 （ 参 考 课 本 ） 级 高 度 的 钢 筋 混 凝 土 高 层 建 筑 是 指 符 合 表 2.1.1 高 度

25、限 值 的 建 筑 ， 也 是 目 前 数 量最 多 ， 应 用 最 广 泛 的 建 筑 ； 级 高 度 的 高 层 建 筑 是 指 较 高 的 （ 其 高 度 超 过 表 2.1.1 规 定 的 高 度 ） 、 设 计 上 有 严格 要 求 高 层 建 筑 ， 其 最 大 适 用 高 度 应 符 合 表 2.1.2 的 规 定 。 2、 适 用 的 最 大 高 宽 比 （ 参 考 课 本 ） 房 屋 的 高 宽 比 愈 大 ， 水 平 荷 载 作 用 下 的 侧 移 愈 大 ， 抗 倾 覆 作 用 的 能 力 愈 小 。 因 此 ，应 控 制 房 屋 的 高 宽 比 ， 避 免 设 计 高

26、宽 比 很 大 的 建 筑 物 。 注 ： 按 所 考 虑 方 向 的 最 小 投 影 宽 度 计 算 高 宽 比 ； 对 带 有 裙 房 的 高 层 建 筑 ， 当 裙 房 的 面 积 和 刚度 相 对 于 其 上 部 塔 楼 的 面 积 和 刚 度 较 大 时 ， 计 算 高 宽 比 时 房 屋 的 高 度 和 宽 度 可 按 裙 房 以 上 部 分 考虑 。 2.2.1 结 构 平 面 布 置 （ 参 考 课 本 ） 1、 基 本 要 求 高 层 建 筑 的 结 构 平 面 布 置 ， 应 有 利 于 抵 抗 水 平 荷 载 和 竖 向 荷 载 ， 受 力 明 确 ， 传 力 直 接 ，

27、 力 求均 匀 对 称 ， 减 少 扭 转 的 影 响 。 1) 在 高 层 建 筑 的 一 个 独 立 结 构 单 元 内 ， 宜 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 。高 层 建 筑 结 构 总 体 布 置 包 括 ： 结 构 平 面 布 置 和 结 构 竖 向 布 置问 题 ： 高 层 建 筑 结 构 总 体 布 置 有 何 要 求 ？ （ 了 解 ） 2） 高 层 建 筑 宜 选 用 风 作 用 效 应 较 小 的 平 面 形 状 。 对 抗 风 有 利 的 平 面 形 状

28、 是 简 单 、 规 则 的 凸 平面 。 例 如 ： 圆 形 、 正 多 边 形 、 椭 圆 形 、 鼓 形 等 平 面 。 对 抗 风 不 利 的 平 面 是 有 较 多 凹 、 凸 的 复 杂 平 面形 状 ， 如 形 ， 形 、 形 、 弧 形 等 平 面 。 对 抗 风 有 利 的 平 面 形 状 3） 抗 震 设 计 的 级 高 度 钢 筋 混 凝 土 高 层 建 筑 ， 其 平 面 布 置 宜 简 单 、 规 则 、 对 称 ， 减 少 偏 心 ；平 面 长 度 L 不 宜 过 长 ， 突 出 部 分 长 度 l 不 宜 过 大 ； 不 采 用 角 部 重 叠 或 细 腰 形 平

29、 面 图 形 。 4) 抗 震 设 计 的 级 高 度 钢 筋 混 凝 土 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 。注 ： 级 高 度 钢 筋 混 凝 土 高 层 建 筑 和 混 合 结 构 高 层 建 筑 的 最 大 适 用 高 度 较 高 ， 复 杂 高 层 建 筑 的 竖向 布 置 已 不 规 则 ， 这 些 结 构 的 地 震 反 应 较 大 ， 故 对 其 平 面 布 置 的 规 则 性 应 要 求 更 严 一 些 。5) 结 构 平 面 布 置 应 减 少 扭 转 的 影 响

30、 。 平 面 不 规 则 、 质 量 中 心 与 刚 度 中 心 偏 心 较 大 和 抗 扭 刚 度 太弱 的 结 构 ， 其 震 害 严 重 。注 ： 对 结 构 的 扭 转 效 应 从 以 下 两 个 方 面 加 以 限 制 ：（ 1） 限 制 结 构 平 面 布 置 的 不 规 则 性 ， 避 免 质 心 与 刚 心 存 在 过 大 的 偏 心 。（ 2） 结 构 的 抗 扭 刚 度 不 能 太 弱 。2、 对 楼 板 开 洞 的 限 制 （ 略 ） 3、 变 形 缝 的 设 置1） 缝 的 分 类 ： 沉 降 缝 、 伸 缩 缝 和 防 震 缝 。2） 设 缝 的 优 缺 点 ：优 点

31、 ： 用 缝 将 复 杂 建 筑 分 为 规 则 的 部 分 ， 或 减 小 温 度 应 力 。缺 点 ： 影 响 建 筑 使 用 功 能 ； 立 面 处 理 不 便 ； 基 础 防 水 不 易 处 理 等 。 ） 趋 势 ：目 前 趋 势 是 避 免 设 缝， 或 尽 可 能 少 设 缝 。 3） 沉 降 缝（ 1） 设 缝 ： 高 层 建 筑 的 主 体 结 构 周 围 常 设 置 裙 房 ， 它 们 与 主 体结 构 的 重 量 相 差 悬 殊 ， 会 产 生 相 当 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

32、 由 沉 降 。（ 2） 不 设 缝 ： 需 采 取 以 下 措 施 ： A、 采 用 桩 基 ， 桩 支 承 在 基 岩 上 ； 或 采 取 减 少 沉 降 的 有 效 措 施并 经 计 算 ， 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 。 4） 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 ， 底

33、 部 数 层 和 顶 部 数 层 较 为 明 显 。 伸 缩 缝 可 减 少温 度 应 力 。 高 层 规 程 规 定 了 伸 缩 缝 的 最 大 间 距增 大 伸 缩 缝 间 距 的 措 施 ， （ 1） 增 加 顶 层 、 底 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 ;（ ） 增 大 楼 板 配 筋 或 采 用 预 应 力 楼 板 等 。 注 ： （ 1） 施

34、 工 后 浇 带 的 作 用 在 于 减 小 混 凝 土 的 收 缩 应 力 ， 提 高 建 筑 物 对 温 度 应 力 的 耐 受 能 力 ，并 不 直 接 减 少 温 度 应 力 。 （ 2） 后 浇 带 ， 应 通 过 建 筑 物 的 整 个 横 截 面 ， 将 全 部 墙 、 梁 和 楼 板 分 开 ； 在 后 浇 带 处 ， 板 、 墙钢 筋 应 采 用 搭 接 接 头 （ 图 2.2.6） ， 梁 主 筋 可 不 断 开 ； 后 浇 带 应 从 结 构 受 力 较 小 的 部 位 曲 折 通 过 ， 不宜 在 同 一 平 面 内 通 过 ； 一 般 情 况 下 ， 后 浇 带 可

35、设 在 框 架 梁 和 楼 板 的 1/3 跨 处 ， 设 在 剪 力 墙 洞 口 上 方连 梁 跨 中 或 内 外 墙 连 接 处 。 5） 防 震 缝（ 1） 设 缝 的 优 点 ：地 震 作 用 下 ， 复 杂 高 层 结 构 会 产 生 扭 转 及 复 杂 的 振 动 形 式 ， 并 在房 屋 的 连 接 薄 弱 部 位 造 成 损 坏 ， 宜 通 过 设 缝 将 复 杂 建 筑 分 为 规 则 建筑 。（ 2） 设 缝 的 缺 点 ：地 震 作 用 时 ， 防 震 缝 两 侧 的 房 屋 很 容 易 发 生 碰 幢 而 造 成 震 害 。（ ） 防 震 缝 宽 度为 防 止 缝 两

36、侧 建 筑 的 碰 撞 ， 缝 必 须 留 有 足 够 的 宽 度 。 防 震 缝 最 小宽 度 为 ：框 架 结 构 ： 15 时 ， 取 70mm； 15 时 ， 每 增 加 25m， 加 宽20mm； 框 架 -剪 力 墙 结 构 ： 取 上 述 规 定 的 70%,但 不 小 于 70mm。剪 力 墙 结 构 ： 取 框 架 结 构 的 50%， 但 不 小 于 70mm。缝 两 侧 结 构 体 系 不 同 时 ， 缝 宽 按 不 利 的 结 构 类 型 确 定 。（ 4） 抗 震 设 防 的 建 筑 ， 其 伸 缩 缝 ， 沉 降 缝 宽 度 均 应 符 合 防 震缝 宽 度 的 要

37、 求 。（ 5） 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 。 问 题 ： 三 缝 的 主 要 区 别 ？ 什 么 情 况 下 设 置 ？ 不 设 缝 时 应 采 取 什 么 措 施 ？沉 降 缝 伸 缩 缝防 震 缝 避 免 地 震 时 结 构 间 的 相 互 碰 撞注 ： 必 要 时 可 以 三 缝 合 一 。避 免 主 体 与 裙 房 过 大 的 沉 降 差减 小 结 构 温 度 应 力 2.2.2 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

38、 渐 减 小 ， 变 化 宜 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 下 大 上 小 ， 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 ， 其 楼 层 侧 向 刚 度 不 宜 小 于 相 邻 上 部 楼 层 侧 向刚 度 的 70%或 其 上 相 邻 三 层 侧 向 刚 度 平 均 值 的 80%。注 ： 楼 层 的 侧 向 刚 度 可 取 该

39、 楼 层 剪 力 与 该 楼 层 层 间 侧 移 的 比 值 。 3） 为 防 止 结 构 出 现 薄 弱 层 ， A 级 高 度 高 层 建 筑 楼 层 层 间 的 受 剪 承 载 力 不宜 小 于 其 上 一 层 受 剪 承 载 力 的 80%， 不 应 小 于 其 上 一 层 受 剪 承 载 力 的 65%；B 级 高 度 高 层 建 筑 楼 层 层 间 的 受 剪 承 载 力 不 宜 小 于 其 上 一 层 受 剪 承 载 力 的 75%。4） 抗 震 设 计 时 ， 结 构 竖 向 抗 侧 力 构 件 宜 上 、 下 连 续 贯 通 。 5） 当 结 构 上 部 楼 层 相 对 于

40、下 部 楼 层 有 收 进 、 或 外 挑 时 ， 应 满 足 ：（ 1） 当 上 部 楼 层 有 收 进 ， 且 H 1/H 之 比 大 于 0.2 时 ， B1宜 小 于 B的 0.75 倍 ；（ 2） 当 上 部 楼 层 有 外 挑 时 ， B不 宜 小 于 上 部 楼 层 水 平 尺 寸 B1的 0.9 倍 ， 且 水平 外 挑 尺 寸 a不 宜 大 于 4m。 6） 结 构 顶 层 取 消 部 分 墙 、 柱 形 成 空 旷 房 间 时 ， 其 楼 层 侧 向 刚 度 和 承载 力 与 其 下 部 楼 层 相 差 较 多 ， 形 成 刚 度 和 承 载 力 突 变 ， 此 时 应 进

41、 行 详细 的 计 算 分 析 ， 并 采 取 有 效 的 构 造 措 施 。 如 用 弹 性 动 力 时 程 分 析 进 行补 充 计 算 、 沿 柱 子 全 长 加 密 箍 筋 、 大 跨 度 屋 面 构 件 要 考 虑 竖 向 地 震 作用 效 应 等 。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

42、室 的 高 层建 筑 ， 其 震 害 明 显 减 轻 。 因 此 ， 高 层 建 筑 宜 设 地 下 室 ， 而 且 同 一 结 构 单 元 应 全 部 设 置 地 下室 ， 不 宜 采 用 部 分 地 下 室 ， 地 下 室 应 有 相 同 的 埋 深 。 2.3.1 楼 盖 结 构 选 型 1、 分 类 ： 现 浇 楼 盖 、 装 配 式 楼 盖 2、 选 型2.3 高 层 建 筑 的 楼 盖 结 构 及 基 础 2.3.2 楼 盖 构 造 要 求 (略 ) 2.3.3 基 础 形 式 及 埋 置 深 度 高 层 建 筑 基 础 占 的 工 程 量 大 、 造 价 高 、 消 耗 的 材

43、料 多 ， 对 建 筑 物 施 工 工 期也 影 响 很 大 。 一 般 9一 16层 民 用 高 层 住 宅 的 工 期 占 总 工 期 的 1 3左 右 ， 造 价 也占 总 造 价 的 l 3左 右 。 因 此 ， 基 础 设 计 对 高 层 建 筑 的 经 济 技 术 指 标 有 较 大 的 影响 。基 础 设 计 应 满 足 要 求 ： 1） 沉 降 ： 基 础 的 总 沉 降 量 和 差 异 沉 降 量 满 足 规 范 规 定 的 允 许 值 ； 2） 承 载 力 ： 满 足 天 然 地 基 或 复 合 地 基 承 载 力 及 桩 基 承 载 力 的 要 求 ； 3） 防 水 ：

44、地 下 结 构 满 足 建 筑 防 水 的 要 求 ； 4） 影 响 ： 尽 可 能 避 免 或 减 轻 对 毗 邻 房 屋 或 市 政 设 施 的 影 响 ； 5） 经 济 ： 应 考 虑 综 合 经 济 效 益 ， 不 仅 考 虑 基 础 本 身 的 用 料 和 造 价 ， 还 应 考 虑 土 方 、 降 水 、 施 工 条 件 和 工 期 等 因 素 。 1、 基 础 形 式 高 层 建 筑 应 采 用 整 体 性 好 、 能 满 足 地 基 的 承 载 力 和 建 筑 物 容 许 变 形 要 求 并 能 调 节不 均 匀 沉 降 的 基 础 形 式 。 基 础 的 选 型 应 根 据

45、上 部 结 构 情 况 、 工 程 地 质 、 施 工 条件 等 因 素 综 合 考 虑 确 定 。 1） 单 独 柱 基 适 用 于 层 数 不 多 ， 地 基 土 质 较 好 的 框 架 结 构 。 2） 一 般 宜 采 用 整 体 性 好 和 刚 度 大 的 筏 形 基 础 、 交 叉 梁 基 础 、 箱 形 基 础 。 3） 当 地 质 条 件 好 、 荷 载 较 小 ， 且 能 满 足 地 基 承 载 力 和 变 形 要 求 时 ， 也 可 采 用 交叉 梁 基 础 。 4） 当 表 层 土 质 较 差 时 ， 为 了 利 用 较 深 的 坚 实 土 层 ， 减 少 沉 降 量 ，

46、提 高基 础 嵌 固 程 度 ， 可 以 采 用 桩 基 ， 成 为 桩 筏 基 础 或 桩 箱 基 础 。 。 2、 基 础 埋 置 深 度 1） 埋 置 深 度 可 从 室 外 地 坪 算 至 基 础 底 面 。 2） 在 确 定 埋 置 深 度 时 ， 应 考 虑 建 筑 物 的 高 度 、 体 型 、 地 基 土 质 、 抗 震 设 防烈 度 等 因 素 。 (1) 当 采 用 天 然 地 基 或 复 合 地 基 时 ， 埋 置 深 度 可 取 房 屋 高 度 的 1/15； (2) 当 采 用 桩 基 础 时 ， 埋 置 深 度 可 取 房 屋 高 度 的 1/18（ 桩 长 不 计

47、 在 内 ） ； (3) 当 建 筑 物 采 用 岩 石 地 基 或 采 取 有 效 措 施 时 ， 在 满 足 地 基 承 载 力 、 稳 定性 及 基 础 底 面 与 地 基 之 间 零 应 力 区 面 积 不 超 过 限 值 的 前 提 下 ， 基 础 埋 置 深 度可 不 受 上 述 条 件 的 限 制 ,但 应 验 算 倾 覆 和 滑 移 。 3） 高 层 建 筑 基 础 必 须 有 足 够 的 埋 置 深 度 ， 主 要 是 考 虑 ： (1) 防 止 基 础 发 生 滑 移 和 倾 斜 ， 提 高 基 础 的 稳 定 性 。 (2) 增 大 埋 深 ， 可 以 提 高 地 基 的

48、 承 载 力 ， 减 少 基 础 的 沉 降 量 。 (3) 增 大 埋 深 后 ， 地 面 运 动 时 ， 阻 尼 增 大 ， 可 减 轻 震 害 。 西 安 建 筑 科 技 大 学 RNqzT*PX+&p0GYxdSZgGLcYrB+zSByq%XXL1KhDja$g#D-!+1NPXSe$F*PJsSt6Atyx648)n*AStdX2B2k-#K3VIfnL)EeQsBpdk(v20Li4ryJ8feq-mLkxzJcsEzF!7+jJWDCAemFOvyEsQhVOhOryofsaTBOEs)p&uD2G)V*2X1a)ea5i+CbcYug*!Vrqxu*R(tthczysCk!u

49、Jg(zH-92zUd+wF*UZZBEPWkAQgmgcQGAdpUyCfVFKMMrAUFYVQ$GpUYiTtFyuM(htadhvbOn8y%9!JN42FGb2F)$KzQZ201mLnZOrJoWEGxgHdu!Z#4&m(T2vvbcZLHQ$YgG1Mj-0*HbcIkWS5yLdoEm6-YIaR$3oTXkSAWCoU%2plRphRpYGgGPlvT)HmNM2gr7S0WGyV6(GXa+Yja-2al9-mVczAWlsCDMyedAF8%CyQ%h1hr*w!-ugW1C(j0tUcMKDglK$gCk%y*Hap*334MByymP-EjKIL)MtvX1B#1Q

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