第4讲：第二章第一节建筑结构基本概念及第三节多层与高层建筑结构体系(一)(2013年新版)

《高层建筑结构设计》第2章_高层建筑结..《高层建筑结构设计》第 2 章高层建筑结构体系随着城市的发展和人口的增长，高层建筑如雨后春笋般涌现。

高层建筑结构设计成为了建筑领域中至关重要的一个环节。

在这一章中，我们将深入探讨高层建筑结构体系的各种类型、特点以及适用情况。

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、筒体结构等。

框架结构是一种常见的结构体系，由梁和柱组成框架来承受竖向和水平荷载。

这种结构的优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的空间，便于用户根据自身需求进行分隔。

然而，框架结构的侧向刚度较小，在水平荷载作用下，如地震和风荷载，位移较大。

因此，它一般适用于层数较少、高度较低的建筑。

剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。

剪力墙的侧向刚度大，在水平荷载作用下的位移较小，具有良好的抗震性能。

但其空间布置不够灵活，无法像框架结构那样提供较大的使用空间。

剪力墙结构常用于住宅等对空间布局要求相对规整的建筑。

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，既能保证建筑平面布置的灵活性，又能提高结构的侧向刚度，增强抗震能力。

在水平荷载作用下，剪力墙承担大部分水平力，框架则承担少部分水平力。

这种结构体系适用于层数较多、高度适中的高层建筑。

筒体结构又分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。

框筒结构是由周边密集的柱和高跨比很大的窗裙梁形成的筒体；筒中筒结构是由内筒和外筒组成，内筒一般为剪力墙围成的实腹筒，外筒则是由密排柱和窗裙梁组成的框筒；束筒结构则是由若干个筒体组合在一起。

筒体结构具有很大的侧向刚度和抗扭刚度，适用于高度很高的超高层建筑。

在实际的高层建筑结构设计中，选择合适的结构体系需要综合考虑多种因素。

首先是建筑的功能需求。

例如，商业建筑可能需要较大的开放空间，框架剪力墙结构可能更为合适；而住宅建筑对空间布局的规整性要求较高，剪力墙结构可能是较好的选择。

多层与高层建筑结构课件一、多层与高层建筑结构的定义与分类在我们的城市中，多层和高层建筑如林立的巨人，承载着人们的生活和工作。

那么，什么是多层与高层建筑结构呢？多层建筑通常指的是层数在 4 6 层的建筑，而高层建筑则一般指层数超过一定高度的建筑，这个高度的标准在不同的国家和地区可能会有所不同。

从结构类型上来看，多层与高层建筑结构可以分为以下几种主要类型：1、框架结构：由梁和柱组成框架来承受竖向和水平荷载。

这种结构的空间布置灵活，适用于多种建筑功能。

2、剪力墙结构：主要依靠墙体来抵抗水平荷载，具有较好的侧向刚度。

3、框架剪力墙结构：结合了框架和剪力墙的优点，既能提供较大的空间，又能保证较好的抗侧力性能。

4、筒体结构：包括框筒、筒中筒等形式，具有很强的抗侧力能力，适用于超高层建筑。

二、多层与高层建筑结构的荷载要理解多层与高层建筑结构，就必须清楚它们所承受的荷载。

荷载主要包括以下几类：1、竖向荷载：这主要是指建筑物自身的重量，包括结构自重、楼面和屋面的恒载，以及家具、人员等活载。

2、水平荷载：风荷载和地震作用是水平荷载的主要来源。

在高层建筑中，水平荷载往往对结构的安全性和稳定性起着决定性的作用。

风荷载的大小取决于风速、建筑的体型和周围环境等因素。

而地震作用则与建筑所在的地区的地震烈度、场地条件以及建筑的自振特性等有关。

三、多层与高层建筑结构的设计原则在设计多层与高层建筑结构时，需要遵循一系列的原则：1、安全性：这是首要原则，结构必须能够在各种荷载作用下保持稳定，不发生倒塌或严重破坏。

2、适用性：要满足建筑的使用功能要求，例如空间布局、采光通风等。

3、耐久性：确保结构在设计使用年限内能够正常工作，抵抗环境侵蚀和材料老化等影响。

为了实现这些原则，设计师需要进行详细的计算和分析，包括结构的内力分析、变形计算等。

四、多层与高层建筑结构的材料选择合适的材料是保证结构性能的基础。

常见的结构材料有：1、钢材：具有强度高、韧性好的特点，但价格相对较高。

土木工程知识点-高层建筑结构设计基本概念及设计步骤1.高层建筑结构的定义以上选自《高规》。

拿到一个项目首先要分清楚是否属于高层建筑结构，再进行下一步的工作，因为高层与多层在规范要求上有部分是不一样的（例如：整体指标的计算、抗震构造措施的变化等等）。

2.剪力墙结构体系剪力墙结构体系是由剪力墙同时承受竖向荷载和侧向水平力的，利用建筑专业给定的墙体，布置钢筋混凝土墙（即剪力墙），从受力上讲剪力墙是一个悬臂板(平面内)。

（名称：抗规是抗震墙、高规是剪力墙、也称之为钢筋混凝土墙）剪力墙结构体系是指：剪力墙和由于剪力墙开洞而形成的连梁组成的结构。

连梁是指两端与剪力墙在平面内相连的梁。

一般在风荷载和地震荷载的作用.,连梁的内力往往很大。

连梁是第一道防线，能够很好地起到耗能的作用。

(高层剪力墙结构中梁的种类)要能够形象地理解连梁的工作原理：在水平力作用下，墙肢产生弯曲变形，连梁为了协调这种变形，产生内力，梁端产生的弯矩、剪力、轴力反作用于墙肢，约束墙肢变形，反复作用下，梁端形成塑性绞，结构刚度降低，变形加大，从而吸收大量的地震能量，同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度，不至于发生倾覆和倒塌，此即为延性破坏。

在这一过程中，连梁起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力，延缓墙肢屈服有着重要的作用。

此种工作状态是最理想的状态，属于延性破坏，塑性铰的形成对耗能起到了很大的作用，而耗能能力的大小取决于塑性铰的转动能力。

此种情况一般出现在连梁跨高比较大的时候（不小于5，高规275页7.1.2建议宜大于6就是这个原因）。

而脆性破坏是指对于跨高比较小的连梁，刚度大，吸收的地震力也大，发生剪切破坏时，各墙肢丧失了连梁对它的约束作用，将成为单片的独立墙。

这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，由于没有连梁的约束，可能导致结构的倒塌（根源在于转动能力很弱）。

连梁越柔，协调变形的能力越强，延性越好。

高层建筑结构讲解在现代城市的天际线上，高层建筑如同一座座巍峨的巨人，展现着人类的智慧和创造力。

然而，这些高耸入云的建筑并非仅仅是外观的震撼，其背后的结构设计更是一门深奥而关键的学问。

高层建筑的结构设计首先要考虑的就是承受重力荷载。

想象一下，几十层甚至上百层的建筑，其重量是巨大的。

这就需要有坚固的竖向结构体系，比如框架结构、剪力墙结构和筒体结构等。

框架结构就像是一个由柱子和梁组成的骨骼框架，能够有效地传递和承受垂直荷载。

剪力墙结构则像是一道道坚固的墙壁，能够提供强大的抗侧力能力。

而筒体结构，比如常见的核心筒结构，更是将结构的强度和稳定性发挥到了极致。

除了重力荷载，风荷载也是高层建筑结构设计中不可忽视的重要因素。

在高空，风速往往更大，风对建筑的作用力也更强。

为了应对风荷载，建筑师和结构工程师们会采用各种巧妙的设计。

比如，通过优化建筑的外形，减少风的阻力。

流线型的设计可以让风更顺畅地流过建筑，从而降低风对建筑的影响。

同时，在结构上增加加强层、设置抗风支撑等措施，也能够增强建筑的抗风能力。

地震作用对于高层建筑来说更是一种巨大的挑战。

在地震发生时，地面会产生剧烈的震动，高层建筑需要有足够的抗震能力来保持稳定。

为了实现这一目标，结构工程师们会采用一系列的抗震设计方法。

首先是选择合适的结构体系，确保结构具有良好的整体性和延性。

延性就像是建筑结构的“柔韧性”，在地震作用下能够发生一定的变形而不倒塌。

其次，会设置各种抗震构件，如抗震墙、框架柱等，并通过合理的配筋来提高构件的抗震性能。

此外，基础的设计也至关重要。

一个稳固的基础能够有效地将建筑的荷载传递到地基中，减少地震对建筑的影响。

在高层建筑的结构中，材料的选择也十分关键。

钢材具有强度高、重量轻的优点，常用于高层建筑的框架结构中。

混凝土则具有良好的抗压性能和耐久性，在剪力墙和筒体结构中被广泛应用。

近年来，随着建筑技术的不断发展，一些新型的材料和组合结构也逐渐应用于高层建筑中，如钢管混凝土、型钢混凝土等，它们结合了不同材料的优点，进一步提高了结构的性能。

多层与高层建筑结构课件一、引言随着城市化进程的加速，多层与高层建筑如雨后春笋般在城市中矗立。

了解多层与高层建筑结构的特点、设计原则和施工要点，对于建筑行业的从业者和相关专业的学生来说至关重要。

本课件将系统地介绍多层与高层建筑结构的相关知识，帮助您建立起对这一领域的全面认识。

二、多层与高层建筑的界定在建筑领域，多层建筑通常指 4 6 层的建筑，而高层建筑则一般指7 层及 7 层以上的建筑。

然而，具体的划分标准在不同的国家和地区可能会有所差异。

从结构设计的角度来看，多层建筑和高层建筑在荷载传递、抗震要求等方面存在明显的区别。

三、多层建筑结构类型（一）砖混结构砖混结构是多层建筑中常见的一种结构形式。

它由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。

砖砌体承受竖向荷载，构造柱和圈梁则增强了建筑的整体性和抗震性能。

这种结构施工简单、造价较低，但抗震能力相对较弱。

（二）框架结构框架结构由梁、柱组成框架，共同承受竖向和水平荷载。

框架结构的空间布置灵活，可以满足不同的建筑功能需求。

但框架节点处的应力集中，对施工质量要求较高。

（三）剪力墙结构剪力墙结构中，剪力墙承担大部分的水平和竖向荷载。

剪力墙的抗侧刚度大，能有效抵抗水平地震作用，但建筑内部空间相对较小。

四、高层建筑结构类型（一）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。

框架部分承担竖向荷载，剪力墙承担大部分水平荷载。

这种结构在高层建筑中应用广泛，既能提供较大的使用空间，又有较好的抗震性能。

（二）筒体结构筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式。

筒体具有很大的抗侧刚度和承载能力，适用于超高层建筑。

（三）钢结构钢结构强度高、重量轻，施工速度快。

但钢结构的防火、防腐性能较差，需要采取相应的防护措施。

五、多层与高层建筑结构的荷载（一）竖向荷载包括恒载（如结构自重、固定设备重量等）和活载（如人员、家具、设备等的重量）。

在设计中，需要准确计算竖向荷载的大小和分布，以确保结构的安全性和稳定性。

高层建筑结构概念和体系综述摘要：本文综合阐述了高层建筑结构的基本概念及其概念设计要点，简要概述了高层建筑五种常见的结构体系：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、筒体结构、多筒体系，简要分析了高层建筑结构的概念和体系。

关键词：高层建筑结构；结构概念；结构体系与低层、多层建筑结构相比，高层建筑结构因层数增多和高度增大而承受更大的竖向荷载，使墙柱轴向变形增加，承载力要求更高；同时水平作用如风荷载和地震作用成为结构设计的控制因素，侧向力产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。

高层建筑结构在均布水平荷载作用下，竖向平面构件的弯矩与建筑的总高度呈二次方关系，侧向位移与总高度呈四次方关系。

过大的侧向位移会使人感觉不舒服，使填充墙、建筑装修等非结构构件和剪力墙、承重墙、柱等结构构件出现裂缝和破坏，使竖向荷载由于P-Δ效应而产生显著的附加弯矩甚至引起倒塌，于是抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键。

在高层建筑中，有框架、剪力墙、筒体等竖向抗侧力结构，有水平放置的楼板将它们连成整体，共同作用。

在结构计算中，通常假定一片框架或墙在其自身平面内刚度很大而在其平面刚度很小，水平放置的楼板同样也可视为刚度无限大的平板，刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受侧向水平荷载。

可将建筑结构体系划分竖向分体系和水平分体系，竖向分体系包括框架柱、承重墙、剪力墙、核心筒等，承受竖向荷载作用并将之直接传递给基础，提供抗侧力抵抗水平荷载作用，水平分体系将各竖向分体系构件连成整体，具有整体结构性能，使建筑结构整体共同作用。

高层建筑的概念设计的一方面是从建筑物的平面形状、剖面和总体型着手。

首先是控制结构高宽比，目的是控制结构刚度及侧向位移。

考虑选择合理的结构平面形状，尽量规则、简单、对称，减少复杂受力和扭转受力。

值得注意的是当建筑物长度较大时，在风力作用下，可能因风力不均及风向紊乱引起结构扭转、楼板平面挠曲，因此应当限制建筑长宽比。