1、时代华纳中心大楼(Time Warner Center)建筑师:斯基德莫尔后代大卫,欧文斯与美林律师事务所位置:哥伦布环岛10号位于中央公园西南方、面向哥伦布圆环始建:2003高度:225米,55层类型:办公建筑1Waterview Tower建筑师:+Teng&Associates,Inc位置:芝加哥高度:319米,地上90层,地下4层结构:cast in place concrete功能:2-11层为车库(矩形)中部为酒店(矩形)29层退出屋顶花园 上部为住宅2东京蚕茧办公楼(Mode Gakuen Cocoon Tower)建筑师:Tange Associates位置:东京概念:“蚕茧”
2、,在卵状的外形里是学生成长的空间高度:203.7米,层数:50结构:cast in place concrete功能:三个学校:东京时尚学校(Mode Gakuen)东京IT数码学校(HAL Tokyo)医学护理学校(Shuto Iko)这座垂直的校园可供1万名学生使用,其3层中庭被称作“学生客厅”,多用途的走廊也是学生相互交流的场所。大厦的楼层布局很简单。三块矩形的教室区围绕着内核旋转120度角。从1层到50层,这些矩形教室区以曲线排列。内核中有升降梯、楼梯和升降机井。“学生客厅”位于教室之间,面朝东、西南和西北三个方向。地层种植的植物带来了天然的气息,椭圆的外形缠绕在铝制幕墙内,从每一层来
3、看都很悦目。34建筑师:MAD建筑事务所高度:385米 该“城市森林”的设计方案由MAD建筑事务所设计,位于中国重庆。设计师的设计灵感来源于国画中的多山的景观。这座高耸的商业大楼每层楼都为抽象的曲线形,大楼中心有一个圆柱体结构,每层楼都由玻璃包围作为墙体结构。这种设计增加了建筑的透明性,同时使得每层楼看起来好像悬浮于下面一层之上。建筑总体设计结合绿色的空间和广阔的城市景色,将自然带入到这个大都市之中。重庆“城市森林”5天津中钢国际广场建筑师:MAD建筑事务所高度:358米楼层:88层预计竣工时间:2012年 6天津中钢国际广场高层建筑案例高层建筑案例7(3)高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3
4、-2010)东京IT数码学校(HAL Tokyo)配筋砌体可改善砌体的受力性能,但较少用于高层。高层建筑结构体系之框架结构因P-效应而使结构产生的附加内力,甚至破坏。另外,还应采取增大墙体厚度、提高混凝土强度等措施加大落地墙体的侧向刚度,使上、下部侧向刚度差别尽量小。受力变形特点:在竖向荷载作用下,剪力墙是受压的薄壁柱;或采取减少沉降的有效措施并经计算,沉降差在允许范围内。3、轴向变形的影响在设计中不容忽视(1)高层民用建筑设计防火规范 GBJ50045-2002和 规定:10层的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)或24m的公共建筑。实腹筒 框筒 桁架筒 筒中筒(2)后浇带,应通过建筑
5、物的整个横截面,将全部墙、梁和楼板分开;建筑师:MAD建筑事务所高度:385米(2)混合结构:指由钢构件、钢筋混凝土构件或钢骨混凝土组合构件一起组成的空间结构。(形成混合结构)天津中钢国际广场8建筑师:美国SOM建筑事务所建筑有效高度:339.250m最高屋顶高度:381.250m天线顶标高:450.000m楼层使用情况:B4-B2 停车、酒店后勤B1 非机动车停车、酒店后勤、设备用房 B1夹层 餐饮、食品店、酒店后勤、设备用房、观光大堂1F 顶级商务大堂、酒店大堂、宴会厅、奢侈品商业中心、商业中庭2F-5F 奢侈品商业中心 6F 商业中心、宴会厅、电影院 7F 会议厅、宴会厅8F-9F 健身
6、中心、游泳池、室外花园、10F 办公11F-12F 避难层、设备层15F-41F 超甲级写字楼42F-43F 设备用房45F-46F 空中大堂/餐厅47F 咖啡吧48F 酒店后勤49F-71F 六星级洲酒店客房72F 观光层73F,75F 设备层76F-77F 中餐厅78F-79F 特色西餐厅80F-81F 总统套房82F 绿地83F 水箱层85F-86F 机房87-89F 灯塔塔尖 南京绿地广场紫峰大厦9天津环球金融中心功能:写字楼、六星级酒店、豪华公寓、酒店式公寓和顶级商业配套位置:项目距天津滨海国际机场车程30分钟,距天津火车站及未来的京津高铁步行5分钟,毗邻大沽北 路、张自忠路等城市主
7、干道,写字楼东侧是未来地铁2、3号线交汇处,酒店中轴正对城市景观哈 密道绿轴。总建筑面积:约60万平方米总投资:预计约50多亿元建筑师:美国SOM建筑事务所高度:337米楼层:地上75层,地下4层 10通常以建筑的高度和层数两个指标来判定,但世界范围内目前还没有一个统一的划分标准。1)国外:2)我国:超高层建筑11优点:材料强度高、截面小、自重轻、塑性和韧性好、制造简便、施工周期短、抗震性能好;最初来源于日本,1995年出现英文词条Super-tall building;但这些逐渐减少的筒体结构,应对称于建筑物的平面中心。000m楼层使用情况:B4-B2 停车、酒店后勤B1 非机动车停车、酒店
8、后勤、设备用房 B1夹层 餐饮、食品店、酒店后勤、设备用房、观光大堂1F 顶级商务大堂、酒店大堂、宴会厅、奢侈品商业中心、商业中庭2F-5F 奢侈品商业中心 6F 商业中心、宴会厅、电影院 7F 会议厅、宴会厅8F-9F 健身中心、游泳池、室外花园、10F 办公11F-12F 避难层、设备层15F-41F 超甲级写字楼42F-43F 设备用房45F-46F 空中大堂/餐厅47F 咖啡吧48F 酒店后勤49F-71F 六星级洲酒店客房72F 观光层73F,75F 设备层76F-77F 中餐厅78F-79F 特色西餐厅80F-81F 总统套房82F 绿地83F 水箱层85F-86F 机房87-89
9、F 灯塔塔尖墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置;柱内箍筋形式常用的有普通箍筋和复合箍筋两种(a)(b),当柱每边纵筋多于3根时,应设置复合箍筋。因此,梁支座截面处的最不利内力有最大负弯矩(-Mmax)、最大正弯矩(+Mmax)和最大剪力(Vmax);受力变形特点:筒体最主要的受力特点是它的空间性能,在水平荷载作用下,筒体可视为下端固定、顶端自由的悬臂构件。高层建筑结构体系之抗震墙结构当剪力墙成列布置的洞口很大,且洞口较宽,墙肢宽度相对较小,连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。)趋势:目前趋势是避免设缝,或尽可能少设缝。医学护理学校(Shuto Iko)趋势:目前趋势是避免设缝
10、,或尽可能少设缝。同时,塑性铰区也是剪力最大的部位,斜裂缝常常在这个部位出现,且分布在一定的范围,反复荷载作用就形成交叉裂缝,可能出现剪切破坏。房间墙面及天花板平整,层高较小,特别适用于住宅、宾馆等建筑。12 ut H 13 14 3 1516 uy17 18 192)对预制构件的下料长度和楼面标高会产生较大的影响;筒体结构体系: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高层建筑结构体系之抗震墙结构2、侧移成为设计的控制指标关键部位之框架节点核心区当剪力墙成列布置的洞口很大,且洞口较宽,墙肢宽度相对较小,连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。剪力墙的受力影响仍较小。关键部位之剪力墙连梁配
11、筋(1)洞口稍大一些,且洞口沿竖向成列布置,高度:319米,地上90层,地下4层应用情况:采用钢结构的高层建筑不断的增多;3)多筒结构成束筒:成束筒是由若干单筒集成一体成束状,形成空间刚度极大的抗侧力结构。关键部位之梁纵筋锚固及搭接箍筋应有1350弯钩,弯钩端头直段长度不应小于10倍的箍筋直径和75mm的较大值。这些柱子仅用来承受竖向荷载,不考虑其承受水平荷载。20 2122 23 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。框架结构剪力墙结构筒体结构带加强层的高层建筑结构 框架-核心筒结构 框架-剪力墙结构 24分类:按施工方法不同,框架结构可分为现浇式
12、、装配式和装配整体式三种。在地震区,多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案;在非地震区,有时可采用梁、柱、板均预制的方案。框架结构体系:房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。25受力变形特点:框架结构的侧移一般由两部分组成:1)水平力引起的楼层剪力,使梁、柱构件产生弯曲变形,形成框架结构的整体剪切变形Us;2)由水平力引起的倾覆力矩,使框架柱产生轴向变形(一侧柱拉伸,另一侧柱压缩)形成框架结构的整体弯曲变形Ub;3)当框架结构房屋的层数不多时,其侧移主要表现为整体剪切变形,整体弯曲变形的影响很小。注:框架结构属于柔性结构,侧移主要表现为整体剪切变形。优缺点:1)优点:建筑平面布置灵
13、活,能获得大空间(特别适用于商场、餐厅等)也可按需要隔成小房间;建筑立面容易处理;结构自重较轻;计算理论比较成熟;在一定高度范围内造价较低。2)缺点:侧向刚度较小,水平荷载作用下侧移较大,有时会影响正常使用;如果框架结构房屋的高宽比较大,则水平荷载作用下的侧移也较大,而且引起的倾覆作用也较大。因此,设计时应控制房屋的高度和高宽比。(以1520层以下为宜)26剪力墙结构平面图27整截面墙整截面墙联肢墙联肢墙壁式框架壁式框架整体小开口墙整体小开口墙281 1)整截面墙:)整截面墙:几何判定:几何判定:(1 1)剪力墙)剪力墙无洞口无洞口;(2 2)有洞口,墙面洞口面积)有洞口,墙面洞口面积不大于不
14、大于墙面墙面总面积的总面积的16%16%,且,且洞口间的净距洞口间的净距及及洞口至墙洞口至墙边的距离边的距离均大于均大于洞口长边尺寸洞口长边尺寸。受力特点:受力特点:可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。整截面墙整截面墙292 2)整体小开口墙)整体小开口墙:几何判定:几何判定:(1 1)洞口稍大一些,且洞口沿竖向成列布置,)洞口稍大一些,且洞口沿竖向成列布置,(2 2)洞口面积超过墙面总面积的)洞口面积超过墙面总面积的16%16%,但洞口对,但洞口对 剪力墙的受力影响仍较小。剪力墙的受力影响仍较小。受力特点:受力特点:在水平荷载下,由于洞口的存在,墙
15、肢中已出现在水平荷载下,由于洞口的存在,墙肢中已出现局部弯曲局部弯曲,其截面应力可认为由,其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和墙体的整体弯曲和局部弯曲二者叠加组成局部弯曲二者叠加组成,截面变形仍接近于整截面,截面变形仍接近于整截面墙。墙。整体小开口墙整体小开口墙303 3)联肢墙:)联肢墙:几何判定:几何判定:沿竖向开有一列或多列较大的洞口,可以简化沿竖向开有一列或多列较大的洞口,可以简化为若干个单肢剪力墙或为若干个单肢剪力墙或墙肢墙肢与一系列与一系列连梁连梁联结起来联结起来组成。组成。受力特点:受力特点:连梁对墙肢有一定的约束作用,连梁对墙肢有一定的约束作用,墙肢局部弯矩墙肢局部弯矩较大,较大
16、,整个截面正应力已不再呈直线分布。整个截面正应力已不再呈直线分布。联肢剪力墙联肢剪力墙31 4 4)壁式框架:)壁式框架:几何判定:几何判定:当剪力墙成列布置的洞口很大,且洞口较宽,当剪力墙成列布置的洞口很大,且洞口较宽,墙肢宽度相对较小,连梁的刚度接近或大于墙肢的墙肢宽度相对较小,连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。刚度。受力特点:受力特点:与框架结构相类似。与框架结构相类似。壁式框架壁式框架32受力变形特点:在竖向荷载作用下,剪力墙是受压的薄壁柱;在水平荷载作用下,剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱。注:1)剪力墙结构属于刚性结构,对于高宽比较大的剪力墙,侧向变形呈弯曲型。2)剪力墙结构水平
17、承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小。优缺点:1)优点:剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小;房间墙面及天花板平整,层高较小,特别适用于住宅、宾馆等建筑。(结构高度:几十米 100多米)2)缺点:结构自重较大;建筑平面布置局限性大,较难获得大的建筑空间(一般剪力墙间距38m)。33框支剪力墙结构:1)框支剪力墙结构将剪力墙结构房屋的底层或底部几层做成框架,这种结构亦称为带转换层高层建筑结构。2)破坏特点:带转换层高层建筑结构在其转换层上、下层间侧向刚度发生突变,形成柔性底层或底部,在地震作用下易遭破坏甚至倒塌。3)布置原则:在底部大空间剪力墙结构中,一般应把落地剪力墙布置在两端或
18、中部,并将纵、横向墙围成筒体;另外,还应采取增大墙体厚度、提高混凝土强度等措施加大落地墙体的侧向刚度,使上、下部侧向刚度差别尽量小。(上部可采用短肢剪力墙)34短肢剪力墙结构:这种结构体系一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体,其他部位则根据需要,在纵横墙交接处设置截面高度为左右的、十、形截面短肢剪力墙,墙肢之间在楼面处用梁连接,并用轻质材料填充,形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙结构体系。(在小高层中应用很广)35为了充分发挥框架结构平面布置灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点,当建筑物需要有较大空间,且高度超过了框架结构的合理高度时,可采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。剪力墙剪力墙框架
19、梁框架梁框架梁剪力墙剪力墙36受力变形特点:框架-剪力墙结构体系以框架为主,并布置一定数量的剪力墙,通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。其中剪力墙承担大部分水平荷载,框架只承担较小的一部分。注:在水平荷载作用下,框架的侧向变形属剪切型,层间侧移自上而下逐层增大;剪力墙的侧向变形一般是弯曲型,其层间侧移自上而下逐层减小。当框架与剪力墙通过楼盖形成框架-剪力墙结构时,各层楼盖因其巨大的水平刚度使框架与剪力墙的变形协调一致,其侧向变形介于剪切型与弯曲型之间,一般属于弯剪型。37优点:兼有框架和剪力墙的优点,比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高,比剪力墙结构布置灵活,可应用
20、于 1020 层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置:1)剪力墙的数量:不宜过多,以满足位移限值为宜。2)剪力墙的布置:不宜过长;不宜少于3道,最好作成筒体;对称布置;在纵横向数量接近;应贯通全高,上下刚度连贯而均匀。38筒体结构体系: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39分类:实腹筒、框筒和桁架筒。1)实腹筒:钢筋混凝土剪力墙围成的筒体。2)框筒:布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。3)桁架筒:将 筒体的 四壁 做成桁 架,就形成 桁架筒。受力变形特点:筒体最主要的受力特点是它的空间
21、性能,在水平荷载作用下,筒体可视为下端固定、顶端自由的悬臂构件。优缺点:筒体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。实腹筒实腹筒 框筒框筒 桁架筒桁架筒 筒中筒筒中筒 40注:1)空间性能:按材料力学计算其应力分布特点。2)剪力滞后现象:对于框筒结构,在翼缘框架中,远离腹板框架的各柱轴力愈来愈小;在腹板框架中,远离翼缘框架各柱轴力的递减速度比按直线规律递减的要快。上述现象称为剪力滞后。3)产生剪力滞后现象的原因:框筒中各柱之间存在剪力,剪力使联系柱子的窗裙梁产生剪切变形,从而使柱之间的轴力传递减弱。4)框筒中剪力滞后现象愈严重,参与受力的翼缘框架柱愈少,空间受力性能愈弱。5)
22、如何减少剪力滞后:要求设计密柱深梁;建筑平面应接近方形;结构高宽比宜大于3,高度不小于60m楼板的整体性好。411)筒中筒结构:一般用实腹筒做内筒,框筒或桁架筒做外筒。内筒可集中布置电梯、楼梯、竖向管道等。框筒的侧向变形以剪切变形为主,内筒一般以弯曲变形为主,二者通过楼板联系,共同抵抗水平荷载,其协同工作原理与框架-剪力墙结构类似。2)框筒结构:框筒也可作为抗侧力结构单独使用。为了减小楼板和梁的跨度,在框筒中部可设置一些柱子。这些柱子仅用来承受竖向荷载,不考虑其承受水平荷载。3)多筒结构成束筒:成束筒是由若干单筒集成一体成束状,形成空间刚度极大的抗侧力结构。自下而上逐渐减少筒体数量的处理手法,
23、使高层建筑结构更加经济合理。但这些逐渐减少的筒体结构,应对称于建筑物的平面中心。4)巨型框架:利用筒体作为柱子,在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连,筒体和巨型梁即构成巨型框架。巨型框架具有很大的承载能力和侧向刚度。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。42框架-核心筒结构体系定义:由核心筒与外围的稀柱框架组成的高层建筑结构。受力变形特点:筒体主要承担水平荷载,框架主要承担竖向荷载。结构兼有框架结构与筒体结构两者的优,建筑平面布置灵活便于设
24、置大房间,又具有较大的侧向刚度和水平承载力,其受力和变形特点与框架-剪力墙结构类似。与筒中筒结构的区别:1)筒中筒结构具有良好的空间性能;框架-核心筒结构按平面结构进行分析。2)框架一核心筒结构的抗侧刚度远小于筒中筒结构。3)筒中筒结构中抵抗剪力以实腹筒为主,抵抗倾覆力矩则以外框筒为主;框架一核心筒结构中实腹筒成为主要抗侧力部分。注:1)对由密柱深梁形成的框筒结构,由于空间作用,在水平荷载作用下其翼缘框架柱承受很大的轴力;2)当柱距加大,裙梁的跨高比加大时,剪力滞后加重,柱轴力将随着框架柱距的加大而减小,即对柱距较大的“稀柱筒体”,翼缘框架柱仍然会产生一些轴力,存在一定的空间作用。3)当柱距增
25、大到与普通框架相似时,除角柱外,其它柱的轴力将很小,由量变到质变,通常就可忽略沿翼缘框架传递轴力的作用,按平面结构进行分析。43带加强层的高层建筑结构体系:可沿框架核心筒结构房屋的高度方向,每隔 20 层左右,于设备层或结构转换层处,由核心筒伸出纵、横向伸臂与结构的外围框架柱相连,并沿外围框架设置一层楼高的带状水平梁或桁架。44受力变形特点:与框架-核心筒结构相比,伸臂-核心筒结构具有更大的侧向刚度和水平承载力,从而适用于更多层数的高层建筑。1)外柱参与承担倾覆力矩引起的拉力和压力,故增大了整个结构抗力偶矩的等效力臂;2)设置加强层相当于在结构上施加了反力矩,它部分地抵消了水平荷载在筒体各截面
26、所产生的力矩。45各种结构体系的最大适用高度和适用的最大高宽比各种结构体系的最大适用高度和适用的最大高宽比最大适用高度最大适用高度 级高度的钢筋混凝土高层建筑是指符合表级高度的钢筋混凝土高层建筑是指符合表 高度限值的建筑,也是目高度限值的建筑,也是目前数量最多,应用最广泛的建筑;级高度的高层建筑是指较高的(其高度超过表前数量最多,应用最广泛的建筑;级高度的高层建筑是指较高的(其高度超过表 规定规定的高度)、设计上有严格要求的高度)、设计上有严格要求 高层建筑,其最大适用高度应符合表高层建筑,其最大适用高度应符合表 的规定。的规定。46 注:按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比;对带有裙房的高层
27、建筑,当裙房的面积和刚注:按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比;对带有裙房的高层建筑,当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时,计算高宽比时房屋的高度和宽度可按裙房以上部分考度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时,计算高宽比时房屋的高度和宽度可按裙房以上部分考虑。虑。适用的最大高宽比适用的最大高宽比:房屋的高宽比愈大,水平荷载作用下的侧移愈大,抗倾覆作用的房屋的高宽比愈大,水平荷载作用下的侧移愈大,抗倾覆作用的能力愈小。因此,应控制房屋的高宽比,避免设计高宽比很大的建筑物。能力愈小。因此,应控制房屋的高宽比,避免设计高宽比很大的建筑物。474849变形缝的设置1)缝的分类:沉降缝、伸
28、缩缝和防震缝。2)设缝的优缺点:优点:用缝将复杂建筑分为规则的部分,或减小温度应力。缺点:影响建筑使用功能;立面处理不便;基础防水不易处理等。)趋势:目前趋势是避免设缝,或尽可能少设缝。沉降缝沉降缝伸缩缝伸缩缝防震缝防震缝避免地震时结构间的相互碰撞避免地震时结构间的相互碰撞注:必要时可以三缝合一。注:必要时可以三缝合一。避免主体与裙房过大的沉降差避免主体与裙房过大的沉降差减小结构温度应力减小结构温度应力50沉降缝(1)设缝:高层建筑的主体结构周围常设置裙房,它们与主体结构的重量相差悬殊,会产生相当大的沉降差。这时可用沉降缝将二者分成独立的结构单元,使各部分自由沉降。(2)不设缝:需采取以下措施
29、:A、采用桩基,桩支承在基岩上;或采取减少沉降的有效措施并经计算,沉降差在允许范围内。B、楼与裙房采用不同的基础形式。C、先施工主楼,后施工裙房,使两者最终沉降量一致。D、将裙房坐在悬挑基础上。51伸缩缝伸缩缝由温度变化引起的结构内力称为温度应力,使房屋产生裂缝,由温度变化引起的结构内力称为温度应力,使房屋产生裂缝,影响正常使用,底部数层和顶部数层较为明显。伸缩缝可减少影响正常使用,底部数层和顶部数层较为明显。伸缩缝可减少温度应力。温度应力。高层规程高层规程规定了伸缩缝的最大间距规定了伸缩缝的最大间距增大伸缩缝间距的措施,(增大伸缩缝间距的措施,(1)增加顶层、底层、山墙等部位的)增加顶层、底
30、层、山墙等部位的配筋配筋;(2)采用有效隔热措施)采用有效隔热措施;(3)使用混凝土添加剂等减少)使用混凝土添加剂等减少收缩收缩;(4)施工中预留后浇带;()施工中预留后浇带;(5)上部改变结构形式或局部)上部改变结构形式或局部(顶部)设伸缩缝顶部)设伸缩缝;()增大楼板配筋或采用预应力楼板等。()增大楼板配筋或采用预应力楼板等。52注:(注:(1)施工后浇带的作用在于减小混凝土的收缩应力,提高建筑物对温度应力的耐受能力,并)施工后浇带的作用在于减小混凝土的收缩应力,提高建筑物对温度应力的耐受能力,并不直接减少温度应力。不直接减少温度应力。(2)后浇带,应通过建筑物的整个横截面,将全部墙、梁和
31、楼板分开;在后浇带处,板、墙)后浇带,应通过建筑物的整个横截面,将全部墙、梁和楼板分开;在后浇带处,板、墙钢筋应采用搭接接头(图钢筋应采用搭接接头(图),梁主筋可不断开;后浇带应从结构受力较小的部位曲折通过,不宜在),梁主筋可不断开;后浇带应从结构受力较小的部位曲折通过,不宜在同一平面内通过;一般情况下,后浇带可设在框架梁和楼板的同一平面内通过;一般情况下,后浇带可设在框架梁和楼板的 1/3 跨处,设在剪力墙洞口上方连梁跨处,设在剪力墙洞口上方连梁跨中或内外墙连接处。跨中或内外墙连接处。53防震缝(1)设缝的优点:地震作用下,复杂高层结构会产生扭转及复杂的振动形式,并在房屋的连接薄弱部位造成损
32、坏,宜通过设缝将复杂建筑分为规则建筑。(2)设缝的缺点:地震作用时,防震缝两侧的房屋很容易发生碰幢而造成震害。()防震缝宽度为防止缝两侧建筑的碰撞,缝必须留有足够的宽度。防震缝最小宽度为:框架结构:15时,取70mm;15时,每增加25m,加宽20mm;框架-剪力墙结构:取上述规定的70%,但不小于70mm。剪力墙结构:取框架结构的50%,但不小于70mm。缝两侧结构体系不同时,缝宽按不利的结构类型确定。(4)抗震设防的建筑,其伸缩缝,沉降缝宽度均应符合防震缝宽度的要求。(5)在相邻的高、低结构之间设置防震缝时,不应采取牛腿托梁的做法设置防震缝。5455框架柱一般为偏心受压构件,但框架结构受到
33、的水平荷载可能来自正反两个方向,故柱的纵向钢筋宜采用对称配筋。抗震设计时,为提高柱潜在塑性铰区截面的塑性转动能力,柱在塑性铰区范围内的箍筋应加密。柱箍筋加密区的范围:底层柱的上端和其他各层柱的两端,应取矩形截面柱之长边尺寸(或圆形截面柱之直径)、柱净高之1/6和500mm三者之最大值范围;底层柱刚性地面上、下各500mm的范围;底层柱柱根以上1/3柱净高的范围;剪跨比不大于2的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度之比不大于4的柱全高范围;一级及二级框架角柱和需要提高变形能力的柱的全高范围。56柱内箍筋形式常用的有普通箍筋和复合箍筋两种(a)(b),当柱每边纵筋多于3根时,应设置复合箍筋。复合箍
34、筋的周边箍筋应为封闭式,内部箍筋可为矩形封闭箍筋或拉筋。当柱为圆形截面或柱承受的轴向压力较大而其截面尺寸受到限制时,可采用螺旋箍(c)、复合螺旋箍(d)或连续复合螺旋箍(e)。抗震设计时,柱箍筋应为封闭式,其末端应做成135o弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于10倍的箍筋直径,且不应小于75mm。5758框架梁的控制截面通常是梁两端支座处和跨中这三个截面。竖向荷载作用下梁支座截面是最大负弯矩(弯矩绝对值)和最大剪力作用的截面,水平荷载作用下还可能出现正弯矩。因此,梁支座截面处的最不利内力有最大负弯矩(-Mmax)、最大正弯矩(+Mmax)和最大剪力(Vmax);跨中截面的最不利内力一般是最大正弯
35、矩(+Mmax),有时可能出现最大负弯矩(-Mmax)。5960抗震设计时,为提高梁端塑性铰区截面的塑性转动能力,梁端箍筋应加密。在箍筋加密区范围内的箍筋肢距:一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值,二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。箍筋应有1350弯钩,弯钩端头直段长度不应小于10倍的箍筋直径和75mm的较大值。在纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距,钢筋受拉时不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于100mm;钢筋受压时不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于200mm。61626364656667通常剪力墙的底部截面弯矩最大,可能出现塑
36、性铰,底部截面钢筋屈服以后,由于钢筋和混凝土的粘结力破坏,钢筋屈服的范围扩大而形成塑性铰区。同时,塑性铰区也是剪力最大的部位,斜裂缝常常在这个部位出现,且分布在一定的范围,反复荷载作用就形成交叉裂缝,可能出现剪切破坏。在塑性铰区要采取加强措施,称为剪力墙的加强部位。抗震设计时,为保证剪力墙出现塑性铰后具有足够的延性,该范围内应当加强构造措施,提高其抗剪破坏的能力。高层规程规定一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值,当剪力墙高度超过150m时,为避免加强区太高,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10;部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度可取为框支层加上
37、框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。68一、二级抗震等级剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件;一、二级抗震设计剪力墙的其他部位以及三、四级抗震设计的剪力墙墙肢端部,应设置构造边缘构件。约束边缘构件的截面尺寸及配筋都比构造边缘构件要求高,其长度及箍筋配置量都需要通过计算确定。6970717273受力变形特点:框架结构的侧移一般由两部分组成:框架-核心筒结构按平面结构进行分析。(4)抗震设防的建筑,其伸缩缝,沉降缝宽度均应符合防震缝宽度的要求。墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置;柱内箍筋形式常用的有普通箍筋和复合箍筋两种(a)(b),当柱
38、每边纵筋多于3根时,应设置复合箍筋。短肢剪力墙结构:这种结构体系一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体,其他部位则根据需要,在纵横墙交接处设置截面高度为左右的、十、形截面短肢剪力墙,墙肢之间在楼面处用梁连接,并用轻质材料填充,形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙结构体系。最初来源于日本,1995年出现英文词条Super-tall building;在地震区,多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案;另外,还应采取增大墙体厚度、提高混凝土强度等措施加大落地墙体的侧向刚度,使上、下部侧向刚度差别尽量小。结构兼有框架结构与筒体结构两者的优,建筑平面布置灵活便于设置大房间,又具有较大的侧向刚
39、度和水平承载力,由温度变化引起的结构内力称为温度应力,使房屋产生裂缝,影响正常使用,底部数层和顶部数层较为明显。优点:用缝将复杂建筑分为规则的部分,或减小温度应力。1)筒中筒结构:一般用实腹筒做内筒,框筒或桁架筒做外筒。定义:钢-混凝土组合结构、钢-混凝土混合结构关键部位之剪力墙连梁配筋墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置;当连梁截面高度大于700mm时,其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋(腰筋)的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋(腰筋)的面积配筋率应不低于0.30%。74一、二级抗震等级剪力墙,当跨高比不大于
40、2,且墙厚不小于200mm的连梁,除普通箍筋外宜另设斜向交叉构造钢筋。75剪力墙竖向及水平分布钢筋的搭接连接如下图所示,一级、二级抗震等级剪力墙的加强部位,接头位置应错开,每次连接的钢筋数量不宜超过总数量的50%,错开的净距不宜小于500mm;其它情况剪力墙的钢筋可在同一部位连接。非抗震设计时,分布钢筋的搭接长度不应小于1.2la;抗震设计时,不应小于1.2laE,767778798081天津中钢国际广场822 2)整体小开口墙)整体小开口墙:几何判定:几何判定:(1 1)洞口稍大一些,且洞口沿竖向成列布置,)洞口稍大一些,且洞口沿竖向成列布置,(2 2)洞口面积超过墙面总面积的)洞口面积超过
41、墙面总面积的16%16%,但洞口对,但洞口对 剪力墙的受力影响仍较小。剪力墙的受力影响仍较小。受力特点:受力特点:在水平荷载下,由于洞口的存在,墙肢中已出现在水平荷载下,由于洞口的存在,墙肢中已出现局部弯曲局部弯曲,其截面应力可认为由,其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和墙体的整体弯曲和局部弯曲二者叠加组成局部弯曲二者叠加组成,截面变形仍接近于整截面,截面变形仍接近于整截面墙。墙。整体小开口墙整体小开口墙83C、先施工主楼,后施工裙房,使两者最终沉降量一致。缺点:脆性材料,其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低,抗震性能较差;关键部位之框架节点核心区可通过加强结构抗震概念设计,采取恰当的抗震构造措施来保证
42、。公元704年的西安大雁塔(7层砖木结构,总高64m);4)巨型框架:利用筒体作为柱子,在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连,筒体和巨型梁即构成巨型框架。可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。结构高宽比宜大于3,高度不小于60m楼板的整体性好。关键部位之梁柱钢筋锚固及搭接如筒体结构可使结构用钢量大幅度减小,高381m的帝国大厦,采用平面框架结构体系,用钢量为206kg/m2,采用筒体结构,高344m的约翰.带加强层的高层建筑结构1、水平荷载成为设计的决定性因素东京时尚学校(Mode Gakuen)高层建筑结构的类型和体系应用情况:采用钢结构的高层建筑不断的增多;4 4)壁式框架:)壁式框架:几何
43、判定:几何判定:当剪力墙成列布置的洞口很大,且洞口较宽,当剪力墙成列布置的洞口很大,且洞口较宽,墙肢宽度相对较小,连梁的刚度接近或大于墙肢的墙肢宽度相对较小,连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。刚度。受力特点:受力特点:与框架结构相类似。与框架结构相类似。壁式框架壁式框架84优点:兼有框架和剪力墙的优点,比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高,比剪力墙结构布置灵活,可应用于 1020 层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置:1)剪力墙的数量:不宜过多,以满足位移限值为宜。2)剪力墙的布置:不宜过长;不宜少于3道,最好作成筒体;对称布置;在纵横向数量接近;
44、应贯通全高,上下刚度连贯而均匀。85伸缩缝伸缩缝由温度变化引起的结构内力称为温度应力,使房屋产生裂缝,由温度变化引起的结构内力称为温度应力,使房屋产生裂缝,影响正常使用,底部数层和顶部数层较为明显。伸缩缝可减少影响正常使用,底部数层和顶部数层较为明显。伸缩缝可减少温度应力。温度应力。高层规程高层规程规定了伸缩缝的最大间距规定了伸缩缝的最大间距增大伸缩缝间距的措施,(增大伸缩缝间距的措施,(1)增加顶层、底层、山墙等部位的)增加顶层、底层、山墙等部位的配筋配筋;(2)采用有效隔热措施)采用有效隔热措施;(3)使用混凝土添加剂等减少)使用混凝土添加剂等减少收缩收缩;(4)施工中预留后浇带;()施工中预留后浇带;(5)上部改变结构形式或局部)上部改变结构形式或局部(顶部)设伸缩缝顶部)设伸缩缝;()增大楼板配筋或采用预应力楼板等。()增大楼板配筋或采用预应力楼板等。86878889