高层建筑结构分析与设计方法研究
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ｄｅｉ ｄ ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ ｒ ｌｔ ｎ ｈｐ． ｓｇ ａ ｏ ｓｒ ｔｏ ｅａｉ ｓ ｉ ｎ ｎ ｕ ｏ
关键 词 ： 高层建 筑； 结构 ； 设计 方 法
Ｋｅ ｒ ：ｈｇ － ｉｅｂ ｌｉ ｇ ｓｒ ｃｕ ｅ ｄｅｉｎ ｙ ｗｏ ｄｓ ｉｈ ｒｓ ｕｉ ｎ ； ｔ ｔ ｒ ； ｓｇ ｄ ｕ
的关 系。
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侯 巧玲 Ｈｏ ａｌ ｇ付 刚 Ｆ ｎ ｕＱｉｏｉ ； ｎ ｕＧａ ｇ
（ 国建筑技 术集 团有 限公司 河南ห้องสมุดไป่ตู้ 筑设计 分院 ， 州 ４００ 中 郑 ５００）
Ｃ ｉａＢ ｉ ｉｇＴ ｃ ｎｑ ｅＧｒｕ ｏＩｔ．Ｈｅｎ ｎＢ ｉ ｉｇＤｅｉｎＢａ ｃ ， ｈｎ ｚ ｏ ５ ０ ０， ｈｎ ） ｈｎ ｕｌ ｎ ｅ ｈ ｉｕ ｏ ｐＣ ．Ｌｄ， ａ ｕｌ ｎ ｓ ｒｎ ｈ Ｚ ｅ ｇｈ ｕ４ ０ ０ Ｃ ｉａ ｄ ｄ ｇ
摘要： 对于高层建筑， 在选型上可以考虑框架结构、 剪力墙结构、 框架剪力墙结构、 框筒结构以及筒中筒结构等， 在用材上可考虑钢结构 、 钢 筋混凝 土结构 、 结构 等。本 文首先介 绍 了高层 建筑结构 体 系的类型 ， 着探讨 了高层 建筑 结构体 系选 型与建 筑设计 ， 组合 接 结构设 计 以及建 筑施 工
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１８－ ｌ
价 值 工程
高层建筑结构分析与设计方法研究
Ｔｈ ａ ｙ ｉ ｏ ｇ － ｉｅ Ｂｕ ｌ ｉ ｇ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ ｓ ａ ｃ ｆ ｅＡｎ ｌ ｓｓ ｆＨｉ ｈ ｒｓ ｉ ｎ ｓＳ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ｄｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｈ ｄ ｄ ｓ ｉｇＭ ｔｏ ｓ ｇ
中图 分 类 号 ：Ｕ ７ Ｔ ９
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ４ １（ ０ ０２ — １ ８０ １０ — ３ ２ １ ）１０ － １ １ １
１ 高层建筑结构体 系类型 剪力墙结构体 系， 而高层旅馆 的公共部分（ 如大厅 、 会议室等 ） 和公 １１框架—— 剪力墙体 系 当框架体 系的强度 和刚度不能满足 寓的某些部分通常要求较大 的空间 ， ． 宜优先选用框架或框 剪结构体 要求时 ， 往往需要在建筑平面的适当位 置设置较大 的剪力墙 来代 替 系。 高层公共建筑由于涵盖范围较少 ， 常都需要较 大空间 ， 但通 能适 部 分框 架 ， 形 成 了框 架 一 剪 力墙 体 系。 承 受水 平 力 时 ， 架和 剪 应灵活布置 ， 便 在 框 宜采用框剪及筒体结构。 力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协 同工作 的结构体系。 在体 为了完成不同结构体 系的理想过渡，使之沿竖 向组合 起来 ， 需 系中框架体 系主要承受垂直荷载 ， 力墙主要承受水平荷载。框架 要 采 用设 置 “ 剪 转换 层 ” 的结 构 型 式。 剪 力 墙 体 系 的位 移 曲线 呈弯 剪 型 。 剪 力 墙 的 设置 ， 大 了 结构 的 增 ３ 高层建筑结构体系选型与结构设计 以及建筑施工关 系 侧 向 刚度 ， 建 筑 物 的水 平 位 移 减 小 ， 时 框 架承 受 的 水 平 剪 力 显 使 同 ３１高 层 建 筑 结 构 体 系 选 型 与结 构 设 计 在 混 凝 土 结 构 和 钢 结 ． 著 降低 且 内 力沿 竖 向的 分布 趋 于 均 匀 ， 以框 架 ～ 剪 力墙 体 系 的 能 构的设计 中， 所 有一些基本原则能增大高层建筑抵抗 侧向力和侧移的 建 高度 要 大于 框 架 体 系 。 能 力 ， 不 需要 加 大成 本。 而 １２剪力墙体 系 当受力主体结构全部由平面剪 力墙构件组成 ． ①增加抗弯结构体系的有效宽度。这里很有效的 ， 因为增加宽 时， 即形成剪力墙体 系。 在剪力墙体 系中， 单片剪力墙承受 了全部 的 度可 以直接减小倾覆力 ， 并且当其它条件 不变时 ， 侧移按 宽度 增加 垂直荷载和水平力。 剪力墙体系属刚性结构 ， 其位移 曲线呈弯 曲型。 的三 次方 的比例减小然而 ， 必须使加宽了的结构体 系中的竖向构件 剪 力墙体 系的强度和刚度都 比较高， 有一定的延性 ， 传力直接均匀 ， 连接 良好 ， 才能真正达到上述效果。② 增大承受荷载最有效的构件 整体性好， 抗倒 塌 能 力 强 ， 一 种 良好 的结 构 体 系 ， 是 能建 高度 大 于 框 的截面。 例如 ， 加大较低楼层柱子和连接大梁的翼缘截面 ， 就能够直 架 或 框 架— — 剪 力墙 体 系。 接减小侧 向位移和增加抵抗 力矩 ，而不会增大上层楼面 的质量 ， 否 １３简体体 系 凡采用筒体 为抗 侧力构件 的结构体 系统称为筒 则 ， ． 抗震问题将更加严重。③使大部分竖向荷载直接 由主要抗弯构 体体系 ， 包括单简体、 简体一框架、 筒中筒 、 多束筒等多种型式。 简体 件承受。 这将使主要的抗倾 覆构件受到预压而有助于倾覆拉力作用 是一种空间受力构件 ， 分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是 由平 下的房屋稳定。④在竖向结构 分体 系中， 合理布置实心墙或者斜撑 面 或 曲 面墙 围 成 的 三维 竖 向结 构 单体 ， 腹筒 是 由 密排 柱 和 窗 裙 梁 构件 ， 空 可以最有效地抵抗每层楼的局部剪力。完全用抗弯的竖向构 或开孔钢筋混凝土外墙构成 的空间受力构件。 简体体系具有很大的 件来抵抗 这些剪 力通常 不经济 的 ，因为使柱及 梁有足够 的抗弯能 刚 度 和 强 度 ， 构件 受 力 比较 合 理 ， 风 、 震 能 力 很 强 ， 往 应 用 力， 各 抗 抗 往 比用墙或斜撑 需要更多的材料和施工工作量。⑤ 每层楼 盖应足 于 大 跨度 、 大空 间 或超 高层 建 筑 。 以起 水 平 隔板 的作 用 。这 可 以使 各 抵抗 外 力 的构 件 共 同 工 作 ， 不 而 ２ 高层 建筑结构体 系选型与建筑设计的关系 是单独工作 。 ⑥将大型竖向和水平构件联结成巨型框架。 诸如 ， 在两 幢 高 层 建筑 必须 能够 满足 该 项 目的功 能 要 求 ， 以结 构选 型 个或 更多的电梯井 间每隔若干层用重型楼盖结 构体 系或非常大 的 所 时应充分考虑 不同建筑 的功能要求。 目前高层建筑 的主要用途 为： 梁 式 析 架连 接 起 来 。 住宅、 旅馆 、 公寓、 各种用途 的公用建筑 以及集办公、 居住商 贸、 乐 娱 ３２高层 建筑结构体系选型与建筑施工 现浇钢筋混凝土高层 ． 为一体 的综合楼。 建筑结构的造价主要包括材料、 模板及施工三部分。 据统计 ， 在造价 高层 住 宅 建筑 由于 其使 用 功 能 上 的特 点 ， 求 在 平 面 内 布 置许 中模板 的费 用 是 主 要 的 、 易变 化 的 部 分 ， 可 占造价 的 ３ ％一 ５ 要 最 它 ３ ５ ％ 多纵、 内隔墙 ， 横 而剪力墙结构 由于其承重和抗侧力功能与建筑使 模 板 体 系 选 择 是 否 合 理 ， 不仅 影 响 主体 结 构造 价 ， 且 与 施 工 速度 而 用 功 能 自然地 适应 ，使 发挥 结 构作 用 的 剪 力墙 与 发 挥 分 隔 作 用 的 及劳动 力消耗有密切 关系。 目前常用 的模板体系有 ： ①钢模板体 系 纵 、 内隔 墙 有 可 能 统 一 在 一 起 ， 而 显 示 了 它 们 在 住 宅 建 筑 中使 这是最基本 的模板体 系， 横 从 利用标准化的小模 板现场拼装成所需的形 用的优越性。加上 它施工方便 ， 技术经济指标较好、 抗震性能可靠 ， 状和尺寸， 在梁柱 、 楼板 的施工中均可应用。 大模板体系适合于剪 ② 所 以剪 力 墙 结构 体 系应 为高 层 住 宅 体 系选 型 的首 选。 框 架 结构 由 力墙结构体 系的施工。③ 滑模体系适合于剪力墙及筒体结构 的施 而 于其梁、 柱楞角露于屋 内， 影响美观、 使用 ， 且相对于剪力墙结构 ， 其 工。 提模体 系适合于
关键 词 ： 高层建 筑； 结构 ； 设计 方 法
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摘要： 对于高层建筑， 在选型上可以考虑框架结构、 剪力墙结构、 框架剪力墙结构、 框筒结构以及筒中筒结构等， 在用材上可考虑钢结构 、 钢 筋混凝 土结构 、 结构 等。本 文首先介 绍 了高层 建筑结构 体 系的类型 ， 着探讨 了高层 建筑 结构体 系选 型与建 筑设计 ， 组合 接 结构设 计 以及建 筑施 工
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高层建筑结构分析与设计方法研究
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文 章 编 号 ：０ ６ ４ １（ ０ ０２ — １ ８０ １０ — ３ ２ １ ）１０ － １ １ １
１ 高层建筑结构体 系类型 剪力墙结构体 系， 而高层旅馆 的公共部分（ 如大厅 、 会议室等 ） 和公 １１框架—— 剪力墙体 系 当框架体 系的强度 和刚度不能满足 寓的某些部分通常要求较大 的空间 ， ． 宜优先选用框架或框 剪结构体 要求时 ， 往往需要在建筑平面的适当位 置设置较大 的剪力墙 来代 替 系。 高层公共建筑由于涵盖范围较少 ， 常都需要较 大空间 ， 但通 能适 部 分框 架 ， 形 成 了框 架 一 剪 力墙 体 系。 承 受水 平 力 时 ， 架和 剪 应灵活布置 ， 便 在 框 宜采用框剪及筒体结构。 力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协 同工作 的结构体系。 在体 为了完成不同结构体 系的理想过渡，使之沿竖 向组合 起来 ， 需 系中框架体 系主要承受垂直荷载 ， 力墙主要承受水平荷载。框架 要 采 用设 置 “ 剪 转换 层 ” 的结 构 型 式。 剪 力 墙 体 系 的位 移 曲线 呈弯 剪 型 。 剪 力 墙 的 设置 ， 大 了 结构 的 增 ３ 高层建筑结构体系选型与结构设计 以及建筑施工关 系 侧 向 刚度 ， 建 筑 物 的水 平 位 移 减 小 ， 时 框 架承 受 的 水 平 剪 力 显 使 同 ３１高 层 建 筑 结 构 体 系 选 型 与结 构 设 计 在 混 凝 土 结 构 和 钢 结 ． 著 降低 且 内 力沿 竖 向的 分布 趋 于 均 匀 ， 以框 架 ～ 剪 力墙 体 系 的 能 构的设计 中， 所 有一些基本原则能增大高层建筑抵抗 侧向力和侧移的 建 高度 要 大于 框 架 体 系 。 能 力 ， 不 需要 加 大成 本。 而 １２剪力墙体 系 当受力主体结构全部由平面剪 力墙构件组成 ． ①增加抗弯结构体系的有效宽度。这里很有效的 ， 因为增加宽 时， 即形成剪力墙体 系。 在剪力墙体 系中， 单片剪力墙承受 了全部 的 度可 以直接减小倾覆力 ， 并且当其它条件 不变时 ， 侧移按 宽度 增加 垂直荷载和水平力。 剪力墙体系属刚性结构 ， 其位移 曲线呈弯 曲型。 的三 次方 的比例减小然而 ， 必须使加宽了的结构体 系中的竖向构件 剪 力墙体 系的强度和刚度都 比较高， 有一定的延性 ， 传力直接均匀 ， 连接 良好 ， 才能真正达到上述效果。② 增大承受荷载最有效的构件 整体性好， 抗倒 塌 能 力 强 ， 一 种 良好 的结 构 体 系 ， 是 能建 高度 大 于 框 的截面。 例如 ， 加大较低楼层柱子和连接大梁的翼缘截面 ， 就能够直 架 或 框 架— — 剪 力墙 体 系。 接减小侧 向位移和增加抵抗 力矩 ，而不会增大上层楼面 的质量 ， 否 １３简体体 系 凡采用筒体 为抗 侧力构件 的结构体 系统称为筒 则 ， ． 抗震问题将更加严重。③使大部分竖向荷载直接 由主要抗弯构 体体系 ， 包括单简体、 简体一框架、 筒中筒 、 多束筒等多种型式。 简体 件承受。 这将使主要的抗倾 覆构件受到预压而有助于倾覆拉力作用 是一种空间受力构件 ， 分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是 由平 下的房屋稳定。④在竖向结构 分体 系中， 合理布置实心墙或者斜撑 面 或 曲 面墙 围 成 的 三维 竖 向结 构 单体 ， 腹筒 是 由 密排 柱 和 窗 裙 梁 构件 ， 空 可以最有效地抵抗每层楼的局部剪力。完全用抗弯的竖向构 或开孔钢筋混凝土外墙构成 的空间受力构件。 简体体系具有很大的 件来抵抗 这些剪 力通常 不经济 的 ，因为使柱及 梁有足够 的抗弯能 刚 度 和 强 度 ， 构件 受 力 比较 合 理 ， 风 、 震 能 力 很 强 ， 往 应 用 力， 各 抗 抗 往 比用墙或斜撑 需要更多的材料和施工工作量。⑤ 每层楼 盖应足 于 大 跨度 、 大空 间 或超 高层 建 筑 。 以起 水 平 隔板 的作 用 。这 可 以使 各 抵抗 外 力 的构 件 共 同 工 作 ， 不 而 ２ 高层 建筑结构体 系选型与建筑设计的关系 是单独工作 。 ⑥将大型竖向和水平构件联结成巨型框架。 诸如 ， 在两 幢 高 层 建筑 必须 能够 满足 该 项 目的功 能 要 求 ， 以结 构选 型 个或 更多的电梯井 间每隔若干层用重型楼盖结 构体 系或非常大 的 所 时应充分考虑 不同建筑 的功能要求。 目前高层建筑 的主要用途 为： 梁 式 析 架连 接 起 来 。 住宅、 旅馆 、 公寓、 各种用途 的公用建筑 以及集办公、 居住商 贸、 乐 娱 ３２高层 建筑结构体系选型与建筑施工 现浇钢筋混凝土高层 ． 为一体 的综合楼。 建筑结构的造价主要包括材料、 模板及施工三部分。 据统计 ， 在造价 高层 住 宅 建筑 由于 其使 用 功 能 上 的特 点 ， 求 在 平 面 内 布 置许 中模板 的费 用 是 主 要 的 、 易变 化 的 部 分 ， 可 占造价 的 ３ ％一 ５ 要 最 它 ３ ５ ％ 多纵、 内隔墙 ， 横 而剪力墙结构 由于其承重和抗侧力功能与建筑使 模 板 体 系 选 择 是 否 合 理 ， 不仅 影 响 主体 结 构造 价 ， 且 与 施 工 速度 而 用 功 能 自然地 适应 ，使 发挥 结 构作 用 的 剪 力墙 与 发 挥 分 隔 作 用 的 及劳动 力消耗有密切 关系。 目前常用 的模板体系有 ： ①钢模板体 系 纵 、 内隔 墙 有 可 能 统 一 在 一 起 ， 而 显 示 了 它 们 在 住 宅 建 筑 中使 这是最基本 的模板体 系， 横 从 利用标准化的小模 板现场拼装成所需的形 用的优越性。加上 它施工方便 ， 技术经济指标较好、 抗震性能可靠 ， 状和尺寸， 在梁柱 、 楼板 的施工中均可应用。 大模板体系适合于剪 ② 所 以剪 力 墙 结构 体 系应 为高 层 住 宅 体 系选 型 的首 选。 框 架 结构 由 力墙结构体 系的施工。③ 滑模体系适合于剪力墙及筒体结构 的施 而 于其梁、 柱楞角露于屋 内， 影响美观、 使用 ， 且相对于剪力墙结构 ， 其 工。 提模体 系适合于
