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膜建筑高层建筑的结构体系

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2016-11-03 17:56【

斯柯瑞小编今天给大家讲解一下,膜建筑高层建筑的结构体系 

(一)高层建筑结构设计原则 

1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合,做到安全适用、技术先进、经济合理,并积极采用新技术、新工艺和新材料。 

2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造,择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案,并注意加强构造连接。在抗震设计中,应保证结构整体抗震性能,使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

(二)高层建筑结构体系及适用范围 

目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。 

1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由连系梁连系起来,即形成一个空间结构体系,它是高层建筑中常用的结构形式之一。 

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。 

框架结构的适用范围:框架结构的合理层数一般是6到15层,最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间,平面布置灵活,可适合多种工艺与使用的要求,已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。 

2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度,在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”,剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度,墙体同时也作为维护及房间分格构件。 剪力墙结构中,由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载,剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置,它刚度大,空间整体性好,用钢量省。历史地震中,剪力墙结构表现了良好的抗震性能,震害较少发生,而且程度也较轻微,在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点,而且可以使房间不露梁柱,整齐美观。 

剪力墙结构墙体较多,不容易布置面积较大的房间,为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求,以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求,可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架,形成框支剪力墙结构。 

在框支剪力墙中,底层柱的刚度小,形成上下刚度突变,在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形,因此,在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。 

3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙,可以组成框架—剪力墙结构,这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力,因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。 

4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高,以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系,往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体,成为竖向悬臂箱形梁,加密柱子,以增强梁的刚度,也可以形成空间整体受力的框筒,由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有: 

(1)框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒,由它受大部分水平力,周边布置大柱距的普通框架,这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构,目前南宁市的地王大厦也用这种结构。 

(2)筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成,内筒为剪力墙薄壁筒,外筒为密柱(通常柱距不大于3米)组成的框筒。由于外柱很密,梁刚度很大,门密洞口面积小(一般不大于墙体面积50%),因而框筒工作不同于普通平面框架,而有很好的空间整体作用,类似一个多孔的竖向箱形梁,有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦(88层、420.5米)、广州中天广场大厦(80层、320米)都是采用筒中筒结构。 

(3)成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体,每个筒体都比较小,这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。 

(4)巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱(通常由电梯井或大面积实体柱组成)以及巨梁(每隔几层或十几个楼层设一道,梁截面一般占一至二层楼高度)组成一级巨型框架,承受主要水平力和竖向荷载,其余的楼面梁、柱组成二级结构,它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小,使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。 

除以上介绍的几种结构体系外,还有其他一些结构形式,也可应用,如薄壳、悬索、膜结构、网架等,不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。

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