建筑结构选型高层建筑结构
高层建筑结构选型的主要内容与要求
高层建筑结构选型的主要内容与要求摘要：在高层建筑设计中，结构设计赋予建筑物一个支撑骨架，结构设计不仅仅关系到建筑物的空间性以及合理性，同时还直接影响建筑物的安全性。
关注建筑物能否实现预定功能和能否达到预期的经济效益，根据工作实践经验。
高层建筑结构选型要从实际情况出发，要保证建筑的安全性和可靠性。
处理高层建筑结构体系选型问题这对于高层建筑设计、施工使用都是十分重要。
在目前，高层建筑结构选型普遍不重视结构选型的决策工作，同时自身也是缺乏完成和统一的整体，仅上部结构土建造价单一或者几个易于转换成计量单位评估定量指标进行决策。
因此，高层建筑结构选型存在以下几个问题。
影响因素不确定，结构选型决策工作具有很强的综合性，自身包含大量的确定和不确定因素，在多种因素的共同作用下结果决定结构型式，这也需要对诸多因素进行大量分析。
一、高层建筑结构选型的问题高层建筑结构选型的影响因素较多除了要考虑工程造价以及投资能力还要考虑对建筑功能的适应性、施工条件以及工期。
同时还要分析地形和地貌等条件。
合理结构型式主要是通过多个目标进行决策，将诸多因素统一协调产生，设计人员也是要正确的对高层建筑结构进行选型。
由于缺乏处理模糊概念，这就使得设计变量和目标函数不能够达到应有的取值范围，这样就导致决策结果不能够真正的满意。
二、影响高层建筑结构选型的因素（一）结构受力合理性结构设立合理性主要包括可靠抗震性和有效抗风向，因此，高层建筑物应力分布要合理。
结构选型一定要保证结构体系的受力合理，要根据力学要求比较各种结构体系的优点进行分析，选择出合适的结构体系，结合影响因素并且进行具体分析，在水平荷载以及高层建筑结构设计中是有着重要作用。
具体到非地震区，起着控制性作用的水平荷载就是风荷载，在风荷载的作用下高层建筑可能会出现层剪位移过大，甚至会导致结构体系出现不同程度的损坏。
整个结构摆动过大，因此，在非地震区尤其是风荷载较大的地区，高层建筑结构选型要对风荷载作用引起重视。
建筑结构的基本知识
建筑结构的基本知识（工程技术角度）一、低层、多层建筑结构选型根据建筑结构的基本概念，如何将四大结构材料构成的各种类型的受力构件适当地组合起来，用以抵抗各类荷载的作用,以期构成一个安全、经济、完整的建筑结构体系，这就是结构选型的问题.低层、多层建筑常用的结构形式有砖混、框架、排架等。
(一）砖混结构砖混结构是使用得最早、最广泛的一种建筑结构型式.这种结构能做到就地取材，因地制宜,适合于一般民用建筑，如住宅、宿舍、办公楼、学校、商店、食堂、仓库等以及各种中小型工业建筑.不同使用要求的混合结构,由于房间布局和大小的不同，它们在建筑平面和剖面上可能是多种多样的.但是，从结构的承重体系来看，大体分为三种：纵向承重体系、横向承重体系和内框架承重体系。
1．纵向承重体系荷载的主要传递路线是：板一梁一纵墙一基础一地基。
纵向承重体系的特点：（1）纵墙是主要承重墙，横墙的设置主要为了满足房屋空间刚度和整体性的要求,它的间距可以比较长。
这种承重体系房间的空间较大,有利于使用上的灵活布置。
（2）由于纵墙确的荷载较大,因此赔上开门、开窗的划.和位置都要受到一定脱。
（3）这种承重体系,相对于横向承重体系，楼盖的材料用量较多,墙体的材料用量较少.纵向承重体纱适用于使用上要求有较大空间的房屋，或隔断墙位置可能变化的房间.如教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、食堂、工业厂房等。
2．横向承重体系荷载的主要传递路线是：板-横墙-基础-地基。
它的特点是：（1）横墙是主要承重墙，纵墙起围护、隔断和将横墙连成整体的作用。
一般情况下,纵墙的承载能力是有余的，所以这种体系对纵墙上开门、开窗的限制较少。
（2)由于横墙间距很短(一肌在3～4。
5m之间)，每一开间有一道横墙，又有纵墙在纵向拉结，因此房屋的空间刚度很大，整体性很好。
这中承重体系，对抵抗风力、地震作用等水平荷载的作用和调整地基的不均匀沉降，比纵墙承重体系有利得多.(3）这中承重体系,楼盖做法比较简单、施工比较方便，材料用量较少，但是墙体材料有量相对较多。
010高层结构选型
高层结构体系和选型1．高层民用建筑钢结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别和施工技术条件等因素考虑其适宜的钢结构体系高层民用建筑钢结构采用的结构体系有：框架、框架-支撑体系、框架-延性墙板体系、筒体和巨型框架体系。
这里所说的框架是具有抗弯能力的钢框架；框架-支撑体系中的支撑在设计中可采用中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑；框架-延性墙板体系中的延性墙板主要指钢板剪力墙、无粘结内藏钢板支撑剪力墙板和内嵌竖缝混凝土剪力墙板等。
筒体体系包括框筒、筒中筒、桁架筒、束筒，这些筒体采用钢结构容易实现。
巨型框架主要是由巨型柱和巨型梁(桁架)组成的结构。
2．将框架-偏心支撑(延性墙板)单列，有利于促进它的推广应用。
筒体和巨型框架以及框架-偏心支撑的适用最大高度，与国内现有建筑已达到的高度相比是保守的。
AISC 抗震规程对C抗震等级(大致相当于我国0．10g以下)的结构，不要求执行规定的抗震构造措施，明显放宽。
据此，有必要对7度按设计加速度划分。
对8度也按设计加速度作了划分。
对框架柱在附注中列明为全钢柱和钢管混凝土柱两种，以适合钢结构设计的需要。
3．高层民用建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制；在结构设计满足本规程规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本要求后，仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的，主要影响结构设计的经济性98规程建议的高宽比限值参考了20世纪国外主要超高层建筑，本次根据发展情况作了相应修订。
同时为方便大底盘高层民用建筑钢结构高宽比的计算，规定了底部有大底盘的房屋高度取法。
设计人员可根据大底盘的实际情况合理确定。
4．本条按房屋高度和设防烈度给出了高层民用建筑钢结构房屋的结构选型要求。
本次修订又增加了高层民用建筑钢结构不应采用单跨框架结构的要求。
第7章高层建筑简介
（二）剪力墙体系
它在自身平面内的刚度大、整体性好、水平承载力高，在水平荷载作用下的侧向位移 小，剪力墙受力示意图及布置形式见12。
图12 剪力墙受力示意图及布置形式
我国广州白云宾馆，建于1976年，高112.4m，地上33层，地下1层，采用的就 是剪力墙体系，是我国第一座高度超过100m的高层建筑，见图13。
(3)建筑高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均为超高层 1972年，国际高层建筑会议将高层建筑分为四类： (1)第一类：9 ～ 16层，最高到50m (2)第二类：17 ～25层，最高到75m (3)第三类：26 ～40层，最高到100m (4)第四类：40层以上或高于100m。 为统一标准，我国建设部对建筑一律以10层作为高层建筑统计的起点。
图13 广州白云宾馆
（三）框支剪力墙体系
下部采用框架上部采用剪力墙的体系称为框支剪力墙体系，见图14。
图14 框支剪力墙体系示意图
我国建于1985年的北京兆龙饭店，高71.8m，地上22层，采用的就是框支 剪力墙体系，见图15。
图15 北京兆龙饭店
（四）框架-剪力墙体系
框架—剪力墙体系是在框架结构体系中适当位置布置一定数量的剪力墙，通 过在自身平面内刚度很大的楼盖结构将框架与剪力墙这两类结构单元组合而成的结 构体系，框架-剪力墙常见的形式如下图16。
第7章高层建筑简介
2020年7月24日星期五
二、高层建筑分类
高层建筑主要用于住宅、旅馆、办公楼、商业大楼和一些特殊建筑。我国现 行《民用建筑设计通则》(JGJ-87)对高层建筑作出了明确规定:
(1)住宅建筑按照层数划分为：1-3层为低层；4-6层为多层；7-9层为中高 层；10层以上为高层。
(2)公共建筑及综合性建筑总高度超过24m为高层（不包括高度超过 24米的单层主体建筑）
高层结构选型与结构布置ppt课件.pptx
框架侧向变形
2.2.2 剪力墙结构体系
定义：房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。
剪力墙结构平面图
典型剪力墙结构平面布置
剪力墙结构特点
抗侧刚度大，侧移小 室内墙面平整 平面布置不灵活 结构自重大，地震作
我国最高的钢框架结构——北京长富宫，22层，94米
典型框架结构柱网平面布置
典型框架结构剖面示意图
框架结构特点
平面布置灵活，可形成较大的使用空间 施工简便，较经济 抗侧刚度小，侧移大 对支座不均匀沉降较为敏感
框架结构分类
按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和 装配整体式三种。
构的抗扭作用
2.2.4 筒体结构体系
定义：是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的 高层建筑结构体系
筒体结构平面图
筒中筒 多重筒
框架-核心筒 成束筒
特点 筒体结构
框筒-框架 是空间结构， 具有很大的
侧向刚度及
水平承载力，
并具有很好
的抗扭刚度。
目前世界最
高的100幢
高层建筑约
多筒体
有2/3采用 筒体结构。
由于它可以看作是由两级框 架组成，第一级为巨型框架，是 承载的主体；第二级是位于巨型 框架单元内的辅助框架（只承受 竖向荷载），也起承载作用。因 此，这种结构是具有两道抗震防 线的抗震结构，具有良好的抗震 性能。
小框架 巨型梁
巨型柱
上海证券交易所
2.2.6 各种结构体系的 最大适用高度和最大高宽比
平面布置
规则性
平面宜简单、规则 平面长度不宜过长 突出部分宜减小 凹角部分应采取加强措施
结构选型4-高层建筑结构
高层建筑结构
• • • • • • 1 高层建筑的定义及发展历史 2 高层建筑结构的受力与变形特点 3 高层建筑结构体系及其选择 4 高层建筑结构的布置原则与要求 5 高层建筑结构设计的基本要求 6 世界知名高层建筑简析
1 高层建筑的定义及发展历史
• 1.1 高层建筑的定义 • 高层建筑并不以高度或楼层数为其定义。重要的准则在于 它的设计是否受到“高度”的影响。 • 就结构特性而论，高层建筑可以定义为必须着重考虑侧向 荷载和重力荷载组合影响的建筑物。 • 设计高层建筑时，它的结构除在上述荷载组合下的强度、 刚度和稳定性应该予以确保外，还必须控制风荷载造成顶 部楼层的加速度反应，以使用户对摆动的感受和不适感降 到最低程度。
• 低层建筑—所有重力荷载就是决定其结构体系的设计荷载， 风荷载对结构体系的影响忽略不计； • 中层建筑—有规律设置的楼盖和柱网、墙体形成的结构体 系，可以提供足够的抗侧力强度和侧向刚度，来承受因风 荷载和重力荷载组合所引起的结构内力和变形； • 高层建筑—需要一个经过精心设计的明确而有效的承受风 荷载的结构体系。随着建筑高度增加，风荷载对整个建筑 结构的影响（倾覆力矩和水平剪力）更在大幅度增加。
5). 在民用建筑中，一般横墙短而数量多， 纵墙长而数量少 横向剪力墙的间距一般在6-8m 纵向剪力墙一般设为二-四道 6). 剪力墙宜设置于建筑物两端、楼梯间、 电梯间及平面刚度有变化处，同时以能纵 横向相互连接在一起为有利； 7). 当建筑使用功能要求有底层大空间时， 可以使用框支剪力墙，但一般均应有落地 剪力墙协同工作。
高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、 框剪、筒体等，由它们可以组成多种结构体系。
框架结构 框架-剪力墙结构 剪力墙结构 筒体结构 框架-核心筒结构 带加强层的高层建筑结构
高层建筑相关的知识点
2、裙房与裙房与主体建筑的组合关系
根据裙房与主体建筑的关系，并结合地基条件与裙房的功能 要求，平面布置中常有以下几种组合方式。
基座式裙房 毗邻式裙房 分离式裙房
基座式裙房
这是最常用的一种形式。基座式裙房将高层 建筑公共用房集中于底部，并扩大柱网形成 基座。 其优点是在建筑红线范围内利用低矮的裙房 尽量布满基地，以保证裙房拥有更多的建筑 面积，既使高层主体建筑与邻近建筑保持必 要的防火间距，又使高层建筑的临街面与街 道环境景观区的协调统一。 基座式组合常采用框架、框筒、框支剪力墙等结构形式。 由于主体建筑柱网较密，且柱子较粗，在其柱网范围内 往往还有部分剪力墙落下，并附带大量的设备管井，造 成主体柱网内裙房空间不甚理想，因此，在基座式内部 空间布局中，应充分考虑这一不利因素。 基座式裙房组合方式体形实例由深圳国贸大厦、巴西利 亚议会大厦等。
高层综合体分类
按主要功能划分，可将建筑综合体分为以下五类：
1 居住综合体
2 办公会议综合体 3 交通枢纽综合体 4 文化娱乐综合体 5 商业综合体
高层综合体分类
1、居住综合体
以居住功能为主，配合有零售商业、餐馆、球场、游泳池、电影院、停车场、 屋顶花园等生活服务设施的建筑综合体。
高层综合体分类
框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较 成熟，在一定高度范围内造价较低。 框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震 荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。
北京长富宫中心
“绿色阳台阵列”公寓楼
高层综合体分类
5、商业综合体 集合有各类大型商场、专业商店和零售商业的购物中心或商业街。往往兼有餐 饮、娱乐、休闲等内容。
高层建筑的常见结构
高层建筑的常见结构
高层建筑是现代城市建设的重要组成部分，其结构设计和施工过程都需要严格的规范和标准。
以下是高层建筑常见的结构类型：
1. 钢结构：钢结构是高层建筑中最常见的结构类型之一。
它使用钢材作为主要的结构材料，具有高强度、轻量化、施工速度快等优点。
2. 钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构是高层建筑中另一个常见的结构类型。
它使用钢筋和混凝土作为主要的结构材料，可以承受很高的压力和拉力。
3. 预应力混凝土结构：预应力混凝土结构是在混凝土浇筑之前就施加预应力，使混凝土在使用过程中能够承受更大的荷载。
这种结构类型适用于高层建筑中的梁和柱。
4. 钢框架结构：钢框架结构使用钢材建造的骨架来支撑整个建筑。
这种结构类型适用于高层建筑中的大跨度空间。
5. 钢混凝土混合结构：钢混凝土混合结构融合了钢结构和钢筋混凝土结构的优点，可以减少结构材料的使用量，同时又能够承受高强度的压力和拉力。
以上是高层建筑常见的结构类型，建筑设计者和施工人员需要根据具体情况来选择合适的结构类型，以确保建筑的结构安全和稳定。
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建筑结构选型高层建筑结构
高层建筑结构的选型是建筑设计中非常重要的一环。
正确选择适合的
结构类型，不仅可以保证建筑的稳定性和安全性，还可以提高建筑的经济
性和可持续性。
1.钢筋混凝土框架结构：钢筋混凝土框架结构是高层建筑最常见的结
构类型之一、其主要由钢筋混凝土柱、梁和楼板组成，具有高强度、刚性好、施工速度快等优点。
钢筋混凝土框架结构可以分为剪力墙结构、框架
-筒体结构和框架-剪力墙结构等不同的变种。
根据具体的建筑设计要求和
地震设计要求，可以选择不同形式的钢筋混凝土框架结构。
2.钢结构：钢结构是另一种常见的高层建筑结构类型。
相比于钢筋混
凝土框架结构，钢结构具有自重轻、强度高、变形小等优点。
钢结构可以
采用梁柱框架结构、桁架结构和框架-剪力墙结构等形式。
在大跨度和复
杂形状的高层建筑中，常常选择钢结构。
3.预应力混凝土结构：预应力混凝土结构是一种通过在混凝土构件内
引入预应力拉索或钢束，在无外力作用下使混凝土构件受到的预压力，从
而提高了构件的承载能力和抗震能力的结构类型。
预应力混凝土结构可以
分为预应力混凝土梁柱结构、预应力混凝土框架结构和预应力混凝土框体
结构等。
预应力混凝土结构可以提高建筑的整体刚度和稳定性。
4.综合结构：综合结构是多种结构形式组合而成的一种建筑结构类型。
常见的综合结构形式包括筒体-框架结构、筒体-钢结构和筒体-预应力混
凝土结构等。
综合结构可以根据不同的构件组合和分布，提供更多的设计
灵活性，以适应不同的功能和形态要求。
在选择高层建筑结构类型时，需要综合考虑以下几个因素：
1.抗震性能：高层建筑特别需要考虑抗震性能，选用能够满足地震设
计要求的结构类型。
2.经济性：高层建筑结构对建筑成本有很大影响，需要选用经济性较
好的结构类型。
3.施工性：结构类型要有良好的施工性能，能够适应现场施工的要求。
4.可持续性：结构类型要注重节能和环保，有利于提高建筑的可持续性。
5.功能性：结构类型要满足建筑的功能需求，如大跨度空间、开放式
设计等。
6.美观性：结构类型要具有良好的外观效果，能够与建筑整体风格协
调一致。
综合考虑上述因素，进行全面的技术经济分析和综合评估，选定适合
的高层建筑结构类型。
同时，还需要根据具体项目的特点和要求，进行详
细的结构设计和计算，确保结构的稳定性和安全性。