高楼大厦常见结构系统共22页文档
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1 回顾我们对超高层的定义进行了总结,根据CTBUH的定义,将300米以上的建筑定位为超高层建筑(Supertall),将600m以上的建筑定位超级高层建筑(M egatall)。
我们将超高层建筑结构体系主要划分为筒体结构、束筒结构、筒中筒结构、框架-核心筒结构、巨型结构、连体结构和其它一些新型结构体系等。
图1 超高层结构的体系分类我们在上一篇中着重分享了筒体(框筒、支撑筒以及斜交网格筒体)结构体系的特点及案例,在本篇中主要着重分享关于束筒和筒中筒(框筒-核心筒、支撑筒-核心筒以及斜交网格筒-核心筒)结构体系的受力特点及案例。
2束筒结构(Bundled Tube)束筒可以认为是由一组筒体组成的结构,这些筒体由共用的内筒壁相互连接以形成一个多孔的多格筒体。
在这个筒体中,水平剪力主要由平行于水平荷载方向的腹板框架来承担,而倾覆力矩则主要由垂直于水平荷载方向的翼缘框架来承担。
并且,筒体的各个筒格可在不同的高度任意截断而不削弱结构的整体性。
各个筒格所形成的封闭筒体在建筑体型收进后,仍具有较好的抗扭性能。
图2 由半圆筒体和矩形筒体组成的束筒结构束筒是在框筒的基础上发展而来。
对于框筒结构,由于剪力滞后的负面影响,较大的平面尺寸中间位置的结构不能充分参与到结构抗侧中去,这也是限制框筒结构适用高度的一个主要原因。
如果利用框筒结构来设计更高的超高层建筑,可能需要采用更小的柱距来减小剪力滞后的不利影响,例如410m高的纽约世贸中心双子塔的柱距达到了惊人的1m左右,即使这么小的柱距依然呈现出明显的剪力滞后效应。
图3 世贸中心双子塔框筒的剪力滞后效应提出筒体结构体系的Fazlur博士在指导学生的论文时发现,如果利用通长的剪力墙将框筒长边一分为三时,由于隔板剪力墙的协同作用,大尺寸筒体的剪力滞后效应明显降低了,其抗侧刚度也可以得到大幅提升。
图4 束筒结构的原型如果横隔剪力墙可以有效降低长边的剪力滞后效应,那么对于大尺寸的框筒结构,在两个方向都引入横隔剪力墙,必然可以提高大尺寸框筒的整体空间作用。
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。
高层建筑的结构体系在现代化的城市中,高层建筑如同一座座挺拔的巨人,矗立在天际线之上。
它们不仅是城市繁荣的象征,也是人类建筑技术不断进步的见证。
而要让这些高层建筑稳固地站立,合理的结构体系至关重要。
高层建筑的结构体系就像是建筑的骨骼,承担着整座建筑的重量,并抵御着各种自然力的作用,如风、地震等。
常见的高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构和巨型结构等。
框架结构是一种较为常见的结构体系。
在这种体系中,梁和柱通过节点连接形成框架,共同承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以根据使用需求自由划分空间。
然而,其缺点也较为明显,由于框架的侧向刚度较小,在水平荷载作用下,比如强风或地震,容易产生较大的侧向位移,因此不太适合用于太高的建筑。
剪力墙结构则是另一种常见的结构形式。
剪力墙就像是一面巨大的墙壁,它能够有效地抵抗水平荷载。
这种结构体系的优点是侧向刚度大,水平位移小,适用于较高的建筑。
但剪力墙结构的空间布置相对不够灵活,房间的分隔受到一定限制。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在这种结构中,框架和剪力墙协同工作,共同抵抗水平和竖向荷载。
框架主要承担竖向荷载,剪力墙则主要承担水平荷载。
这种结构体系既保证了建筑有一定的灵活空间布局,又具有较好的抗侧力性能,因此在高层建筑中应用广泛。
筒体结构是一种较为高效的结构体系。
筒体可以分为实腹筒、框筒和桁架筒等。
实腹筒是由剪力墙围成的封闭筒体;框筒是由密排柱和深梁组成的框架筒体;桁架筒则是由桁架围成的筒体。
筒体结构具有很大的侧向刚度和承载力,能够适应更高的建筑高度。
巨型结构是一种较为新颖和复杂的结构体系。
它通常由巨型柱、巨型梁和巨型支撑等组成。
巨型结构能够有效地将荷载传递到基础,同时具有良好的抗震性能和抗风性能。
这种结构体系适用于超高层建筑和大型复杂建筑。
在选择高层建筑的结构体系时,需要综合考虑多个因素。
首先是建筑的功能和使用要求。
高层建筑结构体系组成部分在城市的天际线上,高层建筑如同一座座巍峨的巨人,展现着现代建筑的魅力与实力。
而这些高楼大厦能够屹立不倒,离不开其精心设计的结构体系。
高层建筑结构体系是一个复杂而精妙的系统,由多个重要组成部分协同工作,共同承担着建筑物的重量、风力、地震力等各种荷载,确保建筑的安全与稳定。
首先,我们来了解一下高层建筑结构体系中的竖向承重结构。
竖向承重结构就如同建筑的脊梁,支撑着整个建筑物的重量。
常见的竖向承重结构包括框架结构、剪力墙结构和筒体结构。
框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构形式具有较大的室内空间,布置灵活,但侧向刚度相对较小,在高层建筑中通常需要与其他结构形式结合使用。
框架结构中的梁和柱通过节点连接,形成一个稳定的框架体系,将楼层的荷载传递到基础。
剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙体来承担竖向和水平荷载。
剪力墙如同坚固的屏障,具有较大的侧向刚度,能够有效地抵抗水平力,如风力和地震力。
在剪力墙结构中,墙体不仅承受竖向荷载,还承担着将水平荷载分散和传递的重要任务。
筒体结构是一种更为高效的结构形式,它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
框筒结构是由周边密集的框架柱和深梁组成的封闭筒体;筒中筒结构是由外筒和内筒组成,内外筒协同工作,提供了强大的抗侧力能力;束筒结构则是由多个筒体组合而成,进一步增强了结构的整体性能。
筒体结构在超高层建筑中应用广泛,能够满足对结构强度和刚度的极高要求。
除了竖向承重结构,水平承重结构也是高层建筑结构体系中不可或缺的一部分。
水平承重结构主要包括楼板和钢梁等。
楼板将竖向荷载传递给竖向承重结构,并将水平力分配到各个竖向构件上。
钢梁则在一些钢结构的高层建筑中起到承担水平荷载和连接竖向构件的作用。
在高层建筑结构体系中,基础的作用同样至关重要。
基础要承受上部结构传来的巨大荷载,并将其均匀地传递到地基中。
常见的基础形式包括筏板基础、桩基础和箱形基础等。
高层建筑结构体系的分类
高层建筑按结构体系分主要有:框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系、框肢剪力墙结构体系、框架-筒体结构体系和筒体结构体系等。
框架结构:包括钢框架-支撑结构和混凝土框架结构。
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。
剪力墙结构: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”,剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度,墙体同时也作为维护及房间分格构件。
框架剪力墙结构:包括钢框架混凝土剪力墙结构。
框架剪力墙结构也称框剪结构,这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,同时又有足够的剪力墙,有相当大的侧向刚度(剪力墙的侧向刚度大就是指在水平荷载(风荷载和水平地震力)的作用下抵抗变形能力强)。
框支剪力墙结构:框支剪力墙指的是结构中的局部,部分剪力墙因建筑要求不能落地,直接落在下层框架梁上,再由框架梁将荷载传至框架柱上,这样的梁就叫框支梁,柱就叫框支柱,上面的墙就叫框支剪力墙。
框架核心筒结构:包括钢框架混凝土核心筒结构、钢桁架-核心
筒结构、筒中筒钢结构、束筒钢结构。
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。
一般适用于它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大30-50层高层建筑。
高层房屋结构体系高层建筑结构特点高层建筑常用结构体系下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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简述高层建筑结构体系关键信息项1、高层建筑结构体系的类型框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构筒体结构巨型结构2、各结构体系的特点承载能力侧向刚度空间布局灵活性施工难度经济成本3、适用范围不同高度的建筑不同功能的建筑4、结构设计要点抗震设计风荷载考虑基础设计11 高层建筑结构体系的类型高层建筑结构体系多种多样,常见的主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构以及巨型结构等。
111 框架结构框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载的结构体系。
其优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的室内空间,便于分隔。
然而,框架结构的侧向刚度较小,在水平荷载作用下,位移较大,因此其适用高度相对较低。
112 剪力墙结构剪力墙结构是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构。
剪力墙具有较大的侧向刚度,在水平荷载作用下侧移较小。
但剪力墙结构的空间布置灵活性较差,室内空间受到一定限制。
113 框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙,共同承受水平和竖向荷载。
这种结构体系既能提供较大的灵活空间,又具有较好的侧向刚度,适用于较高的建筑。
114 筒体结构筒体结构可分为框筒结构、筒中筒结构和多筒体结构等。
筒体结构具有良好的空间整体性和抗侧力性能,适用于超高层建筑。
115 巨型结构巨型结构由巨型柱、巨型梁和巨型支撑等组成,具有超强的承载能力和抗侧刚度,是现代高层建筑中较为先进的结构形式之一。
12 各结构体系的特点121 承载能力不同的结构体系承载能力有所差异。
框架结构的承载能力相对较弱,主要依靠梁柱节点的抗弯和抗剪能力。
剪力墙结构和筒体结构由于墙体的作用,承载能力较强。
122 侧向刚度框架结构侧向刚度小,水平位移大;剪力墙结构和筒体结构侧向刚度大,水平位移小。
框架剪力墙结构的侧向刚度则介于两者之间。
123 空间布局灵活性框架结构空间布局最为灵活,剪力墙结构灵活性最差,框架剪力墙结构和筒体结构在一定程度上兼顾了空间布局和侧向刚度的要求。
多高层建筑常用的结构体系在城市的天际线中,多高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠,展现着现代建筑的魅力与力量。
而支撑这些高楼大厦屹立不倒的,正是其背后精心设计的结构体系。
多高层建筑的结构体系多种多样,每种都有其独特的特点和适用场景。
首先,框架结构是多高层建筑中较为常见的一种。
它由梁和柱组成框架,共同承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点在于建筑平面布置灵活,可以根据不同的功能需求进行空间划分。
比如说,在办公楼中,可以轻松地布置开放式的办公区域,或者分割出独立的办公室。
而且,框架结构的施工相对较为简单,能够加快工程进度。
然而,框架结构的侧向刚度较小,在水平荷载(如风荷载、地震作用)下,容易产生较大的侧向位移。
为了增加其抗侧力性能,常常会在框架结构中设置一定数量的剪力墙,形成框架剪力墙结构。
剪力墙结构也是多高层建筑中常用的结构形式之一。
剪力墙就像是一堵坚固的“墙”,能够有效地抵抗水平荷载。
它通常由钢筋混凝土制成,具有较大的侧向刚度。
在住宅建筑中,剪力墙结构被广泛应用。
因为住宅的房间布局相对较为固定,剪力墙的布置不会对使用功能产生太大影响。
而且,剪力墙结构能够提供较好的抗震性能,保障居民的生命安全。
但剪力墙结构的空间灵活性相对较差,房间的分隔不太容易改变。
框架剪力墙结构则结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
框架部分主要承担竖向荷载,剪力墙部分主要承担水平荷载。
这种结构体系既能满足建筑平面布置的灵活性需求,又能保证结构具有足够的抗侧力能力。
在一些商业综合体和高层公寓中,经常可以看到框架剪力墙结构的身影。
它能够适应复杂的功能要求,同时在结构性能上也表现出色。
筒体结构是一种较为高效的抗侧力结构体系。
包括框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
框筒结构是由周边密集的柱和高跨比很大的窗裙梁组成的筒体;筒中筒结构是由内外两个筒体嵌套而成;束筒结构则是由若干个筒体组合在一起。
筒体结构具有很强的抗侧力能力和空间整体性能,适用于超高层建筑。
高层建筑结构体系与结构布置概述1. 引言高层建筑作为城市的地标性建筑之一,在城市发展中起到了重要的作用。
其设计与施工需要特别关注结构体系与结构布置,以确保建筑的稳定性和安全性。
本文将对高层建筑结构体系与结构布置进行概述,以便了解高层建筑结构设计的基本原理和方法。
2. 高层建筑结构体系概述高层建筑结构体系是指建筑物整体结构的组成方式和布置方式。
常见的高层建筑结构体系有框架结构、框剪结构、筒状结构和塔式结构等。
下面将对各种高层建筑结构体系进行简要介绍。
2.1 框架结构框架结构是一种常见的高层建筑结构体系,其特点是在垂直方向上由多层楼板和柱连接形成一个框架。
框架结构通常采用钢结构或混凝土结构。
在地震和风荷载下,框架结构通过柱和墙的竖向作用力将水平荷载传递到地基,具有较好的抗震性能和承载能力。
2.2 框剪结构框剪结构是在框架结构的基础上增加了剪力墙,以提高结构的抗震性能。
剪力墙通过对结构的水平荷载进行吸能和分散,减小了结构的位移和应力,提高了结构的稳定性。
框剪结构适用于高层建筑的抗震设计,并广泛应用于地震活跃地区。
2.3 筒状结构筒状结构是指通过设置筒状墙体或筒状柱体来构成建筑物的结构体系。
筒状结构具有较好的抗震性能和刚度,能够有效降低结构的位移和应力,对于高层建筑的抗震设计具有重要作用。
筒状结构还可以提供大空间的使用,减少结构支撑点的数量,提高建筑物的使用效率。
2.4 塔式结构塔式结构是一种利用塔式柱或塔式墙来支撑建筑物的结构体系。
塔式结构通常应用于超高层建筑的设计中,具有较高的抗风性能和抗震性能。
塔式结构的设计需要考虑结构的刚度和稳定性,并且对结构材料和施工工艺有较高要求。
3. 高层建筑结构布置概述高层建筑结构布置是指将各种结构体系按照一定的原则和要求进行合理布置。
结构布置不仅要考虑建筑的稳定性和安全性,还要考虑建筑的经济性和可行性。
下面将介绍几种常见的结构布置方法。
3.1 中心布置中心布置是指将结构的重心和承载力集中在建筑物的中心部位。