1、結(jié)構(gòu)體系及布置 商業(yè)樓宇項(xiàng)目部 結(jié)構(gòu)體系及布置多層和高層建筑結(jié)構(gòu)都要抵抗豎向及水平荷載作用當(dāng)建筑物高度增加時(shí),水平荷載(風(fēng)荷載及地震作用)對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將愈來愈大所以,在高層建筑中,結(jié)構(gòu)要使用更多的材料來抵抗水平力,抗側(cè)力成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題。在地震區(qū),地震作用對(duì)高層建筑的威脅也比多層建筑要大,抗震設(shè)計(jì)應(yīng)受到加倍重視。同時(shí),隨著多層和高層建筑抗側(cè)力體系在不斷的發(fā)展和改進(jìn),建筑高度也不斷增高。建筑結(jié)構(gòu)體系的類型現(xiàn)在多層和高層建筑結(jié)構(gòu)體系大約可分為四大類型:框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)(框架筒體結(jié)構(gòu))筒體結(jié)構(gòu)(框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒、多筒結(jié)構(gòu))以上結(jié)構(gòu)各有不同的適用高度和優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)于建筑結(jié)
2、構(gòu)材料磚石和鋼筋混凝土(磚混結(jié)構(gòu))多層建筑廣泛采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn):造價(jià)較低、材料來源豐富、便于做成各種形狀,而且結(jié)構(gòu)剛度大,耐火性能好。缺點(diǎn):自重較大,抗震性能不如鋼結(jié)構(gòu),建造高度也低于鋼結(jié)構(gòu)(原因)例子:平壤柳京飯店關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn):自重輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、施工方便、建造高度高 缺點(diǎn):造價(jià)高、剛度較小、耐火性稍差、(世貿(mào)中心的受撞擊坍塌)例子:吉隆坡雙塔 關(guān)于我國(guó)高層建筑的發(fā)展(廣州的國(guó)際大廈、北京的京廣中心、上海金茂大廈420米)建筑物荷載豎向荷載 包括自重等恒載及使用荷載等活載 水平荷載 風(fēng)荷載和地震作用 水平荷載風(fēng)荷載風(fēng)荷載 空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí),就在建筑
3、物表面產(chǎn)生壓力或吸力,這種風(fēng)力作用稱為風(fēng)荷載 特點(diǎn) 風(fēng)的作用是不規(guī)則的,風(fēng)壓隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。基本概念:基本風(fēng)壓值、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)載體型系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載 風(fēng)力作用時(shí)間較長(zhǎng),發(fā)生機(jī)會(huì)也多,一般要求風(fēng)載作用下結(jié)構(gòu)處于彈性階段,不允許出現(xiàn)大變形,裝修材料和結(jié)構(gòu)均不允許出現(xiàn)裂縫,人不應(yīng)有不舒適感。(高樓層不裝設(shè)吊燈)水平荷載地震作用 地震作用 地震時(shí),由于地震波的作用產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng),通過房屋基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu),使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng),稱為結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),包括加速度、速度和位移反應(yīng)。地震波可能使房屋產(chǎn)生豎向振動(dòng)與水平振動(dòng)。一般對(duì)房屋的破壞主要由水平振動(dòng)引起。設(shè)計(jì)中主要考
4、慮水平地震作用,只有震中附近的高烈度區(qū),才同時(shí)考慮豎向地震的作用。我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,在6度及6度以上地震烈度區(qū)內(nèi),建筑物應(yīng)當(dāng)進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計(jì)。(北京)地震發(fā)生機(jī)會(huì)少,持續(xù)時(shí)間短,但作用強(qiáng)烈。目前的抗震設(shè)計(jì)原則是三水準(zhǔn)要求,即小震不壞,中震(設(shè)防烈度)可修,大震不倒結(jié)構(gòu)體系及典型布置框架結(jié)構(gòu)體系概念解釋:當(dāng)采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu),并同時(shí)承受水平荷載時(shí),稱其為框架結(jié)構(gòu)體系。主要構(gòu)件是梁和柱,可預(yù)制或現(xiàn)澆(區(qū)別)適用于多層及高度不大的高層建筑,一般不宜超過60米。柱間距一般為8.1米,也有作到9米(3的倍數(shù))優(yōu)點(diǎn):建筑平面布置靈活,可做成需要較大空間的會(huì)議室、餐廳、辦公
5、室、工業(yè)車間等,加隔墻后,可做小房間。立面可變化。缺點(diǎn):梁、柱斷面尺寸都不能太大,否則影響使用面積和吊頂。因此,側(cè)向剛度較小,水平位移大,是主要缺點(diǎn),并因此限制建造高度。布置要求:梁、柱布置要整齊、規(guī)則。結(jié)構(gòu)體系及典型布置剪力墻結(jié)構(gòu)體系 概念解釋:利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu),稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。墻體同時(shí)也作為維護(hù)及房間分割構(gòu)件。適用情況:間距受樓板構(gòu)件跨度的限制,一般為38米。因而適用于要求小房間的住宅(58層常見)、旅館等建筑。優(yōu)點(diǎn):整體性好,剛度大,側(cè)向變形小;墻體截面積大,承載力要求容易滿足;抗震性也較好。因此,適宜建造高層建筑,在10層50層范圍內(nèi)均適用。缺點(diǎn):間距太
6、小,平面布置不靈活,不適應(yīng)于建造公共建筑,結(jié)構(gòu)自重較大。結(jié)構(gòu)體系及典型布置框架剪力墻及框架筒體結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu):側(cè)向剛度差,抵抗水平荷載能力低,地震作用下變形大,但平面靈活,有較大空間。剪力墻結(jié)構(gòu):抗側(cè)力剛度、強(qiáng)度大,但限制了使用空間。二者結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,在框架中設(shè)置一些剪力墻,就成了框架剪力墻體系。大多數(shù)剪力墻是單片式的分散布置形式,這種結(jié)構(gòu)剛度較小,建造高度一般在1020層。如果把剪力墻連在一起,做成井筒式,井筒的剛度和承載力都大大提高,也增強(qiáng)了抗扭能力,因此可建造高達(dá)3040層的建筑,稱為框架框架筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)體系及典型布置框架剪力墻及框架筒體結(jié)構(gòu)體系從受力和變形性能來看,二者統(tǒng)
7、稱為框架框架剪剪力墻體系力墻體系。剪力墻(或筒體)常常擔(dān)負(fù)大部分水平荷載。廣泛應(yīng)用于公共建筑和辦公樓等建筑中。布置原則:數(shù)量與位置,以對(duì)稱為好,并應(yīng)貫通全高等。結(jié)構(gòu)體系及典型布置筒中筒結(jié)構(gòu)體系當(dāng)建筑超過4050層時(shí),要采用抗側(cè)力剛度更大的結(jié)構(gòu)體系框筒結(jié)構(gòu)或筒中筒結(jié)構(gòu)體系框筒結(jié)構(gòu)或筒中筒結(jié)構(gòu)體系。60年代第一次提出 框筒通常放在建筑物的外圍,由間距很密的柱與截面很高的梁(窗裙梁)組成。形式上象框架,實(shí)質(zhì)是一個(gè)開了許多窗洞的筒體,因此稱為框筒框筒。框筒可作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單獨(dú)使用,稱為框筒結(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn):可形成很大的使用空間(內(nèi)部設(shè)柱)多數(shù)情況,要使框筒與剪力墻組成實(shí)腹內(nèi)筒結(jié)合,形成筒中筒筒中筒,內(nèi)筒布置樓梯、電梯、豎向管道;之間不再設(shè)柱。(荷載形式)優(yōu)點(diǎn):有較大的靈活空間,使用合理,結(jié)構(gòu)上也合理,適用高層建筑。結(jié)構(gòu)體系及典型布置多筒結(jié)構(gòu)分為兩類:成束筒和巨型框架 成束筒 抗側(cè)剛度比筒中筒更大,可建造更高建筑,如西爾斯大樓,9個(gè)框筒 巨型框架用筒體做柱子,用高度很大(一層或幾層樓高)的水平構(gòu)件做梁,也可做成100層以上建筑。結(jié)構(gòu)總體布置原則控制結(jié)構(gòu)高寬比 結(jié)構(gòu)平面形狀(板式與塔式)對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)布置形式(簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱)防震縫伸縮縫基礎(chǔ)和沉降縫處理