12.1多高层建筑结构体系简介
高层建筑结构体系与结构布置
05 筒体结构体系与布置
筒体结构类型及受力特点
筒体结构类型
包括核心筒、外框筒和束筒等。核心筒由电梯间、楼梯间和卫生间等竖向交通和服务设施组成，外框 筒由密柱、深梁和薄板组成，束筒则由多个外框筒和核心筒组合而成。
受力特点
筒体结构具有较大的抗侧刚度和承载能力，能够有效地抵抗水平荷载作用。其中，核心筒作为主要抗 侧力构件，承担大部分水平荷载；外框筒则通过楼板与核心筒连接，协同工作，共同抵抗水平荷载。
筒体结构整体稳定的措施
包括静力法、动力法和有限元法等。 其中，有限元法能够较为准确地模拟 结构的实际受力情况，是目前应用最 广泛的方法之一。
主要针对结构的侧移、扭转和失稳等 问题进行分析。侧移分析主要考察结 构在水平荷载作用下的变形情况；扭 转分析则关注结构在不对称荷载作用 下的扭转效应；失稳分析则主要针对 结构的整体稳定性进行评估，以防止 结构发生失稳破坏。
框支剪力墙结构
在框架结构中设置部分剪 力墙，以提高结构的整体 性和抗侧刚度，常用于底 部大空间的高层建筑。
筒中筒结构
由外部的密柱深梁框架和 内部的核心筒组成，形成 内外两个抗侧力体系，具 有较大的刚度和强度。
结构布置方案对比与评估
力学性能对比
从承载能力、抗侧刚度、 延性等方面对不同结构布 置方案进行对比分析。
包括加强核心筒和外框筒之间的连接 、设置伸臂桁架和腰桁架等加强层、 采用高强度混凝土和钢材等高性能材 料、优化结构布置等。这些措施能够 有效地提高结构的整体稳定性和承载 能力。
06 结构布置实例分析
典型高层建筑结构布置方案介绍
01
02
03
框架-核心筒结构
由外围的框架柱和内部的 钢筋混凝土核心筒组成， 具有较大的抗侧刚度和承 载能力。
高层建筑水平的结构体系
高层建筑水平的结构体系高层建筑水平的结构体系是实现建筑物高度和重量支撑的关键。
其结构体系的选择，将对建筑物的整体稳定性、安全性、经济性、美观性等方面产生深远的影响。
本文将对高层建筑水平的结构体系进行介绍、分析和比较，并试图为读者提供一些实用的参考信息。
一、高层建筑水平的结构体系的类型目前，高层建筑水平的结构体系可分为以下几类：1. 框架结构框架结构是一种广泛使用的高层建筑结构体系，其特点是建筑物的各个楼层之间通过框架体系连接在一起，形成一个整体。
框架结构可以分为钢框架结构和混凝土框架结构两种类型。
其中，钢框架结构具有结构重量轻、施工速度快、环保无污染等优点；但是，其价格较高，容易受到氧化、腐蚀等环境因素的影响。
而混凝土框架结构虽然价格相对较低，但其施工难度大、施工周期长等弊端也限制了其应用范围。
框架结构因其刚度大、抗震性好、适应性广等优点，在高层建筑中得到了广泛应用。
2. 核心筒结构核心筒结构是以厚实的筒形结构作为建筑物的主要支撑力量，通常由混凝土浇筑而成。
核心筒结构具有简洁、节省空间、抗震性好、供电等配套设施便捷等优点。
但核心筒结构也存在一些问题，如横向承载能力相对较弱、结构重量大、施工难度高等。
因此，核心筒结构通常需要与其他结构体系结合使用。
3. 桩基础结构桩基础结构是以大直径的深基础为支撑载体的一种结构体系。
在高层建筑中，长桩和大直径桩通常被采用。
桩基础结构能够有效对抗土体及地基的沉降、侧移和临界状态等问题，在工程中有着广泛的应用。
4. 悬索结构悬索结构是通过吊装龙门架、进行索网架等方法将建筑物吊起来的一种结构体系。
这种结构体系不仅耗费极大、施工困难且对建筑物的安全性、稳定性等问题有很高的要求，因此应用范围不太广泛，只在一些特殊工程中使用。
二、高层建筑水平的结构体系的选择原则在选择高层建筑水平的结构体系时，需要考虑以下一些因素：1. 建筑物的结构高度建筑物的结构高度对结构体系的选择具有决定性影响，一般来说，高层建筑水平的结构体系在结构高度较小的情况下可以采用框架结构、深基础、核心筒结构等单一结构体系；而在结构高度较高的情况下，则必须采用多重结构体系的组合方案，以确保建筑物的稳定性和安全性。
多、高层房屋钢结构体系、结构分析及连接
截面尺寸） 大致可按每3～4层作一次变截面； 尽量使用较薄的钢板；（其厚度不宜超过100mm；柱板件宽厚
比不应大于表4.6的规定） 框架柱长细比的规定（下表）
多层(≤12层) 高层(>12层)
6～8度设防
≤120（235/fy）1/2
楼面多采用钢梁、压型钢板与现浇混凝土组 成的组合结构，与内外筒均有较好的连接， 水平荷载将通过刚性楼面传递到核心筒。
钢与钢筋混凝土筒体结构的水平刚度取决于核心筒 的高宽比。
5.筒体结构
由内外两个筒体（筒中筒）或多个筒体结构（束筒 体系）组合而成，共同抵抗水平力，具有很好的空间 作用，适用于90层左右的钢结构建筑。
多高层建筑钢结构体系
1.框架结构
特点：平面布置灵活，可为提供较大的室内空间， 结构各部分刚度比较均匀。
框架结构有较大的延性，自振周期较长，因而对地 震作用不敏感，抗震性能好。
但框架结构的侧向刚度小，由于侧向位移大，易引 起非结构构件的破坏，因此不宜建的太高。
纯框架结构体系在地震区一般不超过15层。
自重轻也显著减少地震作用,一般可减少40%左右
(3)有效使用面积高 构件断面小,所占面积小；同时还可适当降低建筑层
高。与同类钢筋混凝土高层结构相比,可相应增加建筑 使用面积约4%。
(4)建造速度快 构件制造工厂化，现场安装，现场施工作业面宽敞。
可实施平行立体交叉作业。与同类钢筋混凝土高层结构 相比. 一般可缩短建设周期约1/4～1/3。
对整体性较差、或楼面有大开孔、有较长外伸段或相 邻层刚度有突变的楼面，当不能保证楼面的整体刚度时， 宜采用楼板平面内的实际刚度。
2023/9/16
多层框架结构房屋
12.2.1.2 截面尺寸
对现浇楼面的整体框架，中部框架梁I=2I0；边框架梁I=1.5I0。其中I0为矩形截面梁的惯性矩（图1
图12.8 框架的计算单元
图12.9 框架柱轴线位置
多层结构房屋一般受到竖向荷载和水平荷载的作用。竖向荷载包括恒荷载、楼层使用活荷载、雪荷载及施工活荷载等。水平荷载包括风荷载和水平地震作用。
01
楼面活荷载的折减
02
在设计住宅、宿舍、旅馆、办公楼等多层建筑的墙、柱和基础时，由于楼面活荷载在所有各层同时满载的可能性很小，所以作用于楼面上的使用活荷载应乘以表12.2所规定的折减系数。
柱端弯矩的确定
01
根据各柱分配的剪力及反弯点位置，可确定柱端弯矩。
02
底层柱
03
上端 Mj上=Vj×hj/3
04
下端 Mj下=Vj×2hj/3
05
其它层柱
06
上下端 Mj上=Mj下=Vj×hj/2
07
梁端弯矩的确定 柱端弯矩确定以后，根据节点平衡条件可确定梁的弯矩。 对于边柱节点（图12.17 (a)），有 Mb=Mc1+Mc2 对于中柱节点（图12.17(b))，有 Mb1=ib1/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2） Mb2=ib2/(ib1+ib2)(Mc1+Mc2)
第2层
MDG=MGD=24.18kN·m
MEH=MHE=32.23kN·m
高层建筑结构体系简介
筑 已从上 海 、北 京 、广 州 、深 圳 等 直辖 构等多种结构体系 。高层 建筑结构的承 体作为建筑的竖向承重和抵抗侧向力的 市 或 沿海 发 达 地 区 向省 会级 城 市 呈 全 面 载能 力 、侧 移 刚度 、抗震 性 能 、材 料用 结 构 ，称 其 为剪 力 墙结 构 体 系 。剪 力 墙
框 架 结构 按抗 震设 计 时 ， 不应 采 用部
剪 势 。 目前 世界 已建成 的高 层 建 筑 的高 度 力 墙 、框架 ． 力墙 体 系是 高层 钢筋 混凝 分砌 体墙 承 重 的混 合 形 式 。框 架 结 构 中 已突 破 ５ ０ ０ ｍ，同时 ， 层 建筑 还呈 现 出 土 建筑 结 构 是 最为 传 统 的 、广 为应 用 的 的楼 梯 、电梯 问及 局 部 突 出屋 顶 的 电梯 高 建筑 体 型 复杂 、功 能 多样 化 、结 构 类 型 结 构体 系 ； 随着 层数 和 建筑 高度 的增加 ， 机房 、楼 梯 间 、水 箱 间 等 ，应 采 用 框架 多 、结构 体 系 多 样化 和 巨 型化 、施 工 技 利用 结构 空 间作 用 ，又 发展 了框架 ． 承重 ，不 应 采用 砌体 墙 承重 。 筒体 术高 、速度 快 等 特点 。同 时 国 内高 层 建 结 构 、多 筒 结 构 、筒中 筒 结构 和 巨型结 ２ 剪力 墙 结构 体 系 。利用 建 筑物 墙 ．
二 、高 层建 筑概 念
此抗震性 能较强。同时剪力墙 也可 以作
１ 框架结构体系。当采用梁 、柱组 为 围 护结 构 和 房 问分 隔 构 件 。剪 力 墙结 ．
成 的 结构 体 系 作 为竖 向承 重 结 构 ，并 同 构 体 系 一般 用 于 钢筋 混 凝 土结 构 中 ，由
根 高 层建 筑 发 展 到今 天 已超 过一 个 世 时承受水平荷载时 ，称其为框架结构体 于墙体承受全部水平作用和竖向荷载。
高层建筑结构体系
三、高层建筑造型设计
一、造型设计的影响因素 结构与工程技术，功能，气流与地震因素，环境规划 与艺术，采光 二、设计的原则 1、满足功能要求 功能为建筑之根本，但不可机械的依 附，否则成为功能主义。 2、创造美的空间环境 建筑内部空间外部形象——尺度、 对比、体量、虚实、韵律、均衡。 3、符合结构及受力特点 不同于低层和多层建筑，水平 力成为主要因素，抗侧移——高厚比。风力要求体型流 畅——流体力学。 4、周密考虑周围环境因素 规划要求，第五立面（泰山 大酒店），阴影区对周围的影响，缝隙缝和涡流。
第二节
高层建筑结构与造型
高层建筑造型设计与结构密切相关 设计中要对高层建筑的受力特点和结构 选型有整体认识。 结构构思也可成为高层建筑造型设计的 基点与灵感源泉。 结构形式由房屋性质、层数、高度和在 物质技术条件等因素确定
• 一 、从建筑材料划分高层结构形式
• 砌体结构 普通砌体用于多层建筑，高层建筑用配筋砌体 • 钢筋混凝土结构 承载力高、刚度好、抗震好、耐火耐久性好；自重大、 构件断面大、湿作业、施工周期长。 • 钢结构 初期的主要形式，自重轻、构件断面小、抗震好、施工 快；用钢量大、耐火性差、造价高。 • 钢—钢筋混凝土混合结构 钢筋混凝土做筒体或剪力墙，钢框架依附其上承受竖向 荷载。可充分发挥两种材料的优势。
• 设计要求
• 结构要有足够得强度和抗侧推刚度。 • 抗震设计到达到“小震不坏、大震不倒”结构要有一 定的延性，即塑性变形能力 • 要从材料、结构体系、结构总体布置、构件设计、节 点连接构造上采取措施。
高层建筑结构体系分类
（一）纯框架体系 整个结构的纵向与横向全部由框架单一构件组成的体系 • 1、结构特征 竖向承重由框架组成，水平刚度小、承载力低、位移 大、为柔性结构体系。 • 2、适用范围 6~15层，最经济是10层，高烈度地区 不用。 • 3、特 点 空间较大、平面布置灵活。 • 4、柱网尺寸 跨度4~9米之间， 梁高h=（1/15~1/10）L；梁宽b=（1/2~1/3）h。 柱截面高不小于300（矩形）350（圆形）高宽比 不大于3 • 5、开间 住宅3.3~4.5米，公建6.6~7.5m
简述高层建筑结构体系
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。
多层与高层房屋结构体系—装配式结构
施工过程可控
高效，工期缩短
低耗，节能环保
装配式建筑实现 主体工程：装配式建筑：5天一层现浇建筑： 能耗（千克标准煤/平方米）：
了建筑全流程完全 最快5天一层，进度难控制。受天气影响大， 装配式建筑：15.0 现浇建筑：
可控，防止工程延 手工作业，安全度低，品质难保障。
19.11
期。
内外装修：装配式建筑：主体完工后再加 水耗（立方米/平方米）： 装配
垃圾排放（立方米/平方米）：
施工总工期：装配式建筑：最快10个月现 装配式建筑：0.002 现浇建筑：
浇建筑：24-30个月
0.022
装配式混凝土结构特点
01 施工现场取消外架，室内、外墙抹灰工序，钢筋由工厂统一配送，楼 板底模取消，墙体塑料模板取代传统木模板，现场建筑垃圾可大幅减少。
装配式建筑施工现场
装配式建筑外立面平整
现浇建筑外立面易出现裂缝通病
装配式混凝土结构特点
06 装配式构件的制作在冬季不会受到较大影响，相比现浇构件在冬季施 工成本要低得多。
劣势
装配式建筑是建筑工业化的趋势，目前阻碍装配式建筑发展的最大 问题之一是成本高，投资巨大，存在较大风险。其二，装配化要求一定 的建设规模和建筑体量，否则厂房设备摊销成本过高，运营难以维持。 其三，装配式适合简单规则的建筑，与建筑的个性化和复杂化存在冲突。
认识预制构件
2、叠合梁
叠合梁是一种预制混凝土梁，在现场后浇 混凝土而形成的整体受弯构件。
一般叠合梁下部主筋已在工厂完成预制并 与混凝土整浇完成，上部主筋需现场绑扎或在 工程绑扎完毕但未包裹混凝土。
认识预制构件
3、预制剪力墙
相对于现浇的剪力墙而言，预制剪力墙可以将墙体完全 预制或做成中空，剪力墙的主筋需要在现场完成连接。在预 制剪力墙外表面反打上外保温及饰面材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十二章 多层框架结构房屋
台北101大厦
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
三、高层建筑结构的适用高度和高宽比
钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度分为A级和B级。见《高层 建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.3.1条
条文说明
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
5.筒体结构
筒体结构体系是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层 建筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式 框架围成的框筒等。筒体结构是一种空间受力性能较好的结构体系，它 比框架结构和剪力墙结构具有更大的承载力和刚度。 筒体结构根据筒的构成、布置和数量可分为：框架-核心筒结构、 筒中筒结构等。
12.1 多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
一、多高层建筑的概念
1.《民用建筑设计通则》GB50352-2005中第3.1.2条:
2.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中第2.1.1条:
房屋高度是自室外地面至房屋主要屋面的高度，不包括突出屋面的 电梯机房、水箱及构架等高度。
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
框架结构的特点： 1）建筑平面布置灵活、易于设置较大的房间、使用方便； 2）立面设计灵活多变；（墙体是非承重构件，立面可任意划分） 3）构件类型少，易于标准化、定型化； 4）具有较好的抗震性能——“延性框架”； 5）梁柱截面惯性矩小，侧向变形较大，限制了框架结构的使用高度。 以15～20层以下为宜。
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
二、多高层建筑的结构体系
多高层建筑常用的结构体系有：砌体结构、框架结构、框架-剪力墙 结构、剪力墙结构、筒体结构以及巨型结构等。 1.砌体结构（砖混结构） 砌体结构房屋指墙、柱等竖向承重构件采用砌体，而楼盖、屋盖等 水平承重构件采用钢筋混凝土或木材建造的房屋。
一般，不配筋的砌体结构仅用于多层建筑。
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
2.框架结构
框架结构体系是由梁和柱为主要构件组成的承受竖向荷载和水平作 用的结构体系。按施工方法的不同，框架可分为现浇框架、预制框架和 装配整体式框架。 现浇框架也称整体式框架，其优点是整体性好，建筑布置灵活，有 利于抗震，但工程量大，模板耗费多，工期长。 装配式框架的构件全部为预制，在施工现场进行吊装和连接。其优 点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。 装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接 处浇捣混凝土，使之形成整体。其优点是，省去了预埋件，减少了用钢 量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。
框架-核心筒
筒中筒
束筒
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
芝加哥希尔斯大厦
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
6.巨型结构
巨型结构体系是由若干个“巨大”的竖向支承结构（如组合柱、角 筒体等）作为柱并与梁式或桁架式转换楼层结合形成的结构体系。
12.1多高层建筑结构体系简介
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
为满足底部大空间的要求，可将某些剪力墙底部用框架替代，形成 底框剪力墙结构，但对抗震不利。
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
4.框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构体系是在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组 成的结构体系。其中竖向荷载分别由框架和剪力墙承担，而水平力则主 要由剪力墙承担。这种结构体系具有框架结构和剪力墙结构两者的优点， 在公共建筑和办公楼等建筑中得到广泛应用。
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比限值见《高层建筑混凝土结构技 术规程》JGJ3-2010第3.3.2条。
12.1多高层建筑结构体系简介
12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
3.剪力墙结构 剪力墙结构是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构，是高层 建筑中常用的一种结构形式。剪力墙一般采用现浇钢筋混凝土墙体。墙 体同时也作为围护及房间分隔构件。
Hale Waihona Puke 12.1多高层建筑结构体系简介
第十二章 多层框架结构房屋
剪力墙结构体系的特点： 1）承载力要求容易满足(截面尺 寸大)； 2）整体性好，刚度大，在水平荷 载作用下侧向变形小(现浇钢筋混 凝土剪力墙结构)，适合于建造较 高的高层建筑(10～30层，100～ 140m)； 3）抗震性能好——延性剪力墙结 构； 4）平面布置不灵活，(剪力墙的 间距取决于楼板的跨度。一般情 况下剪力墙间距为3～8m，适用于 要求较小开间的建筑)； 5）结构自重较大；