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高層建筑結構的體系
發布者:cenxnet 發布時間:2021/9/6 閱讀:59

      高層建筑的結構體系是什么?下面建筑網為大家詳細介紹。
      (一)高層建筑結構設計特點
      (1)水平荷載成為決定因素。一方面,因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與樓房高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,以及由此在豎構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
      (2)軸向變形不容忽視。高層建筑中,豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大;還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整;另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。
      (3)側移成為控制指標。與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
      (4)結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。
      (二)高層建筑的結構體系
      (1)框架-剪力墻體系。
      當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時,往往需要在建筑平面的適當位置設置較大的剪力墻來代替部分框架,便形成了框架-剪力墻體系。在承受水平力時,框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載,剪力墻主要承受水平剪力?蚣埽袅w系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設置,增大了結構的側向剛度,使建筑物的水平位移減小,同時框架承受的水平剪力顯著降低且內力沿豎向的分布趨于均勻,所以框架-剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
      (2)剪力墻體系。
      當受力主體結構全部由平面剪力墻構件組成時,即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中,單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結構,其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度都比較高,有一定的延性,傳力直接均勻,整體性好,抗倒塌能力強,是一種良好的結構體系,能建高度大于框架或框架-剪力墻體系。
      (3)筒體體系。
      凡采用筒體為抗側力構件的結構體系統稱為筒體體系,包括單筒體、筒體-框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構件,分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結構單體,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構成的空間受力構件。筒體體系具有很大的剛度和強度,各構件受力比較合理,抗風、抗震能力很強,往往應用于大跨度、大空間或超高層。
      (三)高層建筑的轉換層
      目前高層建筑的發展趨勢,既集吃、住、辦公、娛樂、購物、停車為一體的綜合建筑。由于空間功能的復雜化,使得建筑結構也隨之變化。為了適應上部小空間下部大空間的功能需要,需在兩種結構的交接部位設置過渡結構,也就是轉換層。因高層建筑結構的多樣性,轉換層也呈現多種形式,有結構轉換層和功能轉換層兩種。
      1、功能轉換層。
      也就在高層的中間攔腰一斷,設一個設備層。如果樓層太高,用水、用電等都從地下室向上供,存在距離太遠、主電源不在負荷中心、供水未端與起始點壓差過大等等問題,這需要我們在中間部位對電負荷進行重分配,對水系統進行減壓處理等,而這些處理都需要占用空間,占用誰家的地盤誰都不樂意,干脆在中間拿出一個整層做功能轉換層,這種轉換層因為通常是設備層,所以許多設計院在設計時將其高度限定在2.2m以下,以減少占用規劃指標。
      2、結構轉換層。
      通常是在不同的結構方式之間進行。比如下部是框架結構,上部為砌體結構,這是我國目前經濟條件下特有的一種結構形式,通過將上部部分砌體墻在底部變為框架而形成較大的空間,底部一般作為商業用房,上部仍然用作住宅。這種情況下就必須要轉換構件(如托墻梁)將上部砌體墻承受的內力轉移至下部的框架柱(框支柱),具備該功能的樓層我們通常稱之為結構轉換層。

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