高层建筑混凝土结构设计_结构体系及荷载作用.ppt

高层建筑混凝土结构设计;2.1.1高层建筑结构高度分级 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010)第1.0.2条规定： 10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑及房屋高度大于24m的其它民用建筑混凝土结构为高层建筑。 （从理论上说，应当是水平力起控制作用的结构为高层建筑结构。）;;2.2 高层建筑的发展 1、不同时期的世界最高建筑;2、世界高层建筑前10幢;1.迪拜塔，高818米，162层，钢-混多筒结构(阿联酋迪拜);2、台北101大楼508米。（钢-混凝土混合结构）;3、上海环球金融中心 480米，103层，巨型框架-核心筒-外伸结构，2008年建成。;4 石油公司双塔大厦，88层，451.9米，1997年建成。吉隆坡（钢-混凝土混合结构）;5、西尔斯大厦，地上108层，地下3层,443米，1974年建成（钢结构）美国芝加哥 。;6、金茂大厦，420.5米， 88层,1998年建成（钢-混凝土混合结构）中国上海 。;7、国际金融中心大厦（二期），420米， 88层,2003年建成，（钢-混凝土混合结构）位于中国香港。 ;8、中信广场大厦，391米， 80层， 1997年建成（钢筋混凝土结构）中国广州。 ;9、信兴广场大厦（地王大厦） 384米, 69层， 1996年建成，（钢-混凝土混合结构）中国深圳。 ;10、帝国大厦，381米， 102层， 1931年建成，（钢结构）美国纽约。 ;3、计划和正在修建的部分高层建筑;上海中心 ;2.3、高层建筑结构的特点 1.侧向荷载(风荷载和地震作用)在高层建筑结构受力中起重要作用 竖向荷载在柱中产生的柱力与层数成正比，均布水平荷载在结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度的平方成正比，倒三角形荷载侧弯矩与楼层总高度的三次方成正比，位移成四次方关系(侧移成主要控制指标)；竖向荷载为定，水平荷载不确定且随很多因素变化 2.增大竖向构件侧向刚度是改善结构受力性能的重要措施 ;8m;关于刚度的进一步探讨; 若将内部楼电梯间井筒或整个外墙做成筒状钢筋混凝土抗侧力构件（筒体），则可获得更加强大的抗侧移刚度。; 4.自重大，要求采用轻质墙体材料 5.竖向构件的轴向变形不可忽视 支座变形对连续梁弯矩影响；施工加载过程的影响;对构件剪力和侧移的影响 6.有抗震要求，对结构的延性??更严格要求 7.对风荷载更加敏感，且顶端在风荷载作用下有较大位移，对舒适度需要进行校核(限制结构顶点风振加速度值) ;2.4、高层建筑的优缺点 ;2.罕遇水平地震作用薄弱层层间位移限值;式中：;2.7 高层建筑的竖向结构体系; 框架结构的优点：建筑平面布置灵活，可形成较大空间建筑，加隔墙后也可以形成小房间，建筑立面便于处理。 框架结构缺点：框架结构侧向刚度较小，水平位移较大，因此，框架结构主要用在层数不多、水平荷载较小的情况，一般高度不超过60m。 框架结构设计时，需在两个正交方向设置框架，抵抗各方向水平力；梁、柱需刚接；不宜采用单跨框架；柱沿竖向尺寸均匀变化；具有较大的塑性变形能力(延性)；不应出现混合承重结构；应重视填充墙对结构刚度的影响；填充墙与框架间要有可靠连接等。 其位移曲线为剪切型。;2 剪力墙结构 用钢筋混凝土墙体(也称抗震墙）承受竖向和抵抗侧向力的结构称剪力墙结构。由于其侧向刚度较大，故适用于10-50层建筑。; 对于必须在底部布置大空间的结构，可将剪力墙结构底部一层或几层取消部分剪力墙，代之以框架及其它转换结构（如厚板等转换层）构成部分框支剪力墙、部分落地剪力墙结构体系。 这种结构体系由于刚度突变导致应力集中，震害调查表明此部位结构破坏严重，因此，底部被取消的剪力墙数量不应过多。 底部大空间层数不宜过多(不能形成高位转换); 落地剪力墙间距应加以控制(抗震设计时剪力墙间距与楼板宽度之比为2-2.5以内); 加强过度层楼板的整体性和刚度。 短肢剪力墙(截面高度与宽度之比5-8)抗震性能比普通剪力墙差，故宜控制短肢剪力墙数量。;;3 框架－剪力墙结构(框架-筒体结构) 框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向力称为框架-剪力墙结构。如果把剪力墙布置成筒体，又可称为框架-筒体结构。 ; 框架-剪力墙结构的优点：既可以使平面灵活布置、获得较大空间，又能得到较大的抗侧刚度和承载能力。筒体的承载力、侧向刚度和抗扭强度都较单片墙体大大提高，在建筑中通常将楼梯间、电梯井及管道井等位置设置为筒体。 合理设置的框架-剪力墙结构可以形成多道抗震防线，在水平力作用下框架和剪力墙的变形曲线分别呈剪切型和弯曲型，组合在一起后层间位移沿建筑高