浅谈高层建筑结构体系的发展和应用

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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题 目：浅谈高层建筑结构体系的发展和应用

学习中心： 重庆万州奥鹏学习中心[16]VIP 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 2011年秋季 学 号： 111511403201 学 生： 何 帆 指导教师： 张园园 完成日期： 2014年07月03日

浅谈高层建筑结构体系的发展和应用

内容摘要

结构艺术，对于传统的建筑艺术来讲，是相对新的概念。它建立在对工程原理—特别是结构原理和性能—充分理解的基础上，并包含三个基本要素：效能，经济和雅致。 结构的效能，主要应考虑充分发挥结构材料的力学性能，有效减少结构材料的消耗，达到少费多用的目的。结构的经济，即结构的经济性，就是要求用较少的钱建尽可能多的建筑。不过，用最少的材料和造价进行设计还是不够的，单纯的效能和经济观点已经造出太多没有吸引力的结构物。所以，在这两个方面还必须补充雅致这个要素，即用美学的原则来表现结构，使结构物升华为结构

高层建筑结构概念设计及高层建筑结构体系 近些年来，建筑业有了突飞猛进的发展，城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。它以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。就结构特性而言，高层建筑是必须着重考虑水平荷载和竖向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、刚度和稳定性应予以保证外，还必须控制由风荷载（或地震水平作用）所产生的侧向位移，防止由此产生的结构的和非结构性材料的破坏；控制由风荷载造成顶部楼层的加速度反应，以使用户对摆动的感觉和不舒适感降到最低程度。这就需要设计师从一开始就应该以一个立体的概念设计为基础。

一、高层结构概念设计

（一）高层结构概念设计的三维层次

把房屋看成一个三维空间块体分层次来分析，对于复杂的高层，例如多塔机构也可以把它分成几块，分别研究其倾覆、刚度、承载力等问题，然后组合起来。首先，在方案阶段（I），可以把基本设计方案概念化，建立一个符合建筑空间三维形式的结构方案。在该阶段分析总结构体系的荷载和抗力关系；高宽比与抗倾覆；承载力和刚度；并预估基本分体系的相互关系。由于整个结构必然是由一些平面单元组成，因此在初步设计阶段（Ⅱ），要扩展方案，把那些体现初步设计基本要求的、主要是二维的平面体系包括进来

高层建筑结构体系与布置

第一章 绪论

学习要求：

1．了解高层建筑的定义

2．了解高层建筑的特点

3．了解国内外高层建筑发展概况及趋势

要点、难点分析：

学习高层建筑的特点时注意从其建筑功能和结构受力两方面来了解，尤其注意水平力的作用的影响。

第二章 高层建筑结构体系与布置

学习要求：

1．熟悉高层建筑常用的各类结构体系的优缺点和变形特点以及适用范围； 2．了解水平力对结构内力及变形影响；

3．了解结构总体布置的原则及需要考虑的问题； 4．了解各种结构缝的处理及地基基础选型等； 5．了解各类楼盖结构形式及适用范围。 要点、难点分析

一、高层建筑常用的各类结构体系的优缺点和变形特点以及适用范围。

目前国内的高层建筑结构以钢筋混凝土结构为主，其结构体系主要有：框架结构、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构(筒体)体系、筒体结构和巨型结构等。在学习过程中，注意从各个结构体系的概念、优缺点、受力变形特点及适用范围几方面来考虑；主要掌握框架结构体系、剪力墙结构体系和框架—剪力墙结构(筒体)体系 1、框架结构

概念：框架由杆件——梁、柱所组成的结构；

优点：框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，使用比较方便；

缺点：由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制； 变形特点

高层建筑结构发展趋势

1.构件立体化

高层建筑在水平载荷作用下，主要依靠竖向构件提供抗推刚度和强度来维持稳定，在各类竖向构件中，竖向线形的抗推刚度很小；竖向平面结构虽然在其平面内具有很大的抗推强度，然而其平面外的刚度依然小到可以忽略不计。由4片墙围成的墙筒或由4片密柱深梁柜架围成的框筒，尽管其基本元件依旧是线形构件或平面构件，但它已经转变成具有不同力学特性的立体构件，在任何方向水平力的作用下，均有宽大的翼缘参与抗压和抗拉，其抗力偶的力臂，即横截面受压区中心的距离很大，能够抗御很大的倾覆力矩，从而使用于层数很多的高层建筑。

2.结构支撑化

框筒是用于高层建筑的一种高效抗侧立构件，然而，它固有的剪力滞后效应，削弱了它的抗剪强度和水平承载力，特别是当高层建筑平面尺寸较大，或者因建筑功能需要而加大柱距时，剪力滞后效应就更加严重，致使翼缘框架抵抗倾覆力矩的作用大大降低，为了使筒状结构能充分发挥潜能并有效用于更高层建筑，在框筒中增设支撑或斜向布置的抗剪力墙板，已成为一种框筒的有力措施。

若把在抵抗倾覆力矩中承担压力或拉力的构件，由原来的沿高层建筑周边分散布置，改为向房屋四角集中，在转角处形成

高层建筑结构试卷

高层建筑结构

一、填空题

1、我国规范将层及以上的住宅建筑与高度超过 m的其它民用建筑称为高层建筑。

2、高层建筑结构体系主要有结构、结构、结构和结构等类型。

3、高层建筑所承受的荷载可分为竖向荷载和水平荷载两部分，荷载时高层建筑结构设计的主要因素。

4、空气流动受到建筑物阻碍时，会在建筑物表面形成或，这些力即为建筑物所受的风荷载。

5、在高层建筑结构设计中，假定楼板在刚度无限，几乎不产生变形。

6、计算框架结构在水平荷载作用下内力的反弯点法，假设中间层的反弯点在

，底层柱的反弯点在。

7、高层框架水平位移由和

两部分组成。

8、剪力墙按受力特性不同可分为、、

和等四种类型。

9、影响框架梁延性及耗能能力的因素很多，其主要有，

，和等四个方面。

10、框剪结构中框架底部剪力为，剪力控制截面在房屋高度的。

二、判断题

1、在特别重要的高层建筑结构设计中，标准风压值应取重现期为200年。（）

2、在框架结构设计中，应引导结构发生“梁饺机制”破坏，避免产生“柱饺机制”破

坏。（）

3、高层建筑结构的内力与位移采用弹性方法计算。（）

4、框架结构在水平荷载作用下，可以考虑框架梁端塑性内力重分布，对梁端负弯矩进

行调幅。（）

5、当框架结构的梁柱线刚度比较大，且结构与荷

建　筑　科　学

２００９　　ＮＯ．１２

科技创新导报

浅谈高层建筑结构发展趋势

荆玉明

（中国矿业大学建工学院　　江苏徐州　　２２１１１６）

摘　要：从高层建筑结构施工和使用过程中可能存在的问题的角度进行分析，提出了未来高层建筑结构的发展趋势。关键词：构件　　布置　　结构　　材料

中图分类号：ＴＵ７　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　　　　　　文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００９）０４（ｃ）－００３５－０１

１　构件立体化

高层建筑在水平载荷作用下，主要依靠竖向构件提供抗推刚度和强度来维持稳定。在各类竖向构件中，竖向线形的抗推刚度很小；竖向平面构件虽然在其平面内具有很大的抗推强度，然而其平面外的刚度依然小到可略去不计。由４片墙围成的墙筒或由４片密柱深梁框架围成的框筒，尽管其基本元件依旧是线性构件或平面构件，但它已经转变成具有不同力学特性的立体构件，在任何方向水平力的作用下，均有宽大的翼缘参与抗压和抗拉，其抗力偶的力臂，即横截面受压区中心到受拉区中心的距离很大，能够抗御很大的倾覆力矩，从而适用于层数很多的高层建筑。

制和不断发展，混凝土的强度等级和韧性性能也不断得到改善。Ｃ８０和Ｃ１００强度等级的混凝土已经在超高层建筑中得到广泛使用。可以减

建　筑　科　学

２００９　　ＮＯ．１２

科技创新导报

浅谈高层建筑结构发展趋势

荆玉明

（中国矿业大学建工学院　　江苏徐州　　２２１１１６）

摘　要：从高层建筑结构施工和使用过程中可能存在的问题的角度进行分析，提出了未来高层建筑结构的发展趋势。关键词：构件　　布置　　结构　　材料

中图分类号：ＴＵ７　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　　　　　　文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００９）０４（ｃ）－００３５－０１

１　构件立体化

高层建筑在水平载荷作用下，主要依靠竖向构件提供抗推刚度和强度来维持稳定。在各类竖向构件中，竖向线形的抗推刚度很小；竖向平面构件虽然在其平面内具有很大的抗推强度，然而其平面外的刚度依然小到可略去不计。由４片墙围成的墙筒或由４片密柱深梁框架围成的框筒，尽管其基本元件依旧是线性构件或平面构件，但它已经转变成具有不同力学特性的立体构件，在任何方向水平力的作用下，均有宽大的翼缘参与抗压和抗拉，其抗力偶的力臂，即横截面受压区中心到受拉区中心的距离很大，能够抗御很大的倾覆力矩，从而适用于层数很多的高层建筑。

制和不断发展，混凝土的强度等级和韧性性能也不断得到改善。Ｃ８０和Ｃ１００强度等级的混凝土已经在超高层建筑中得到广泛使用。可以减

建　筑　科　学

２００９　　ＮＯ．１２

科技创新导报

浅谈高层建筑结构发展趋势

荆玉明

（中国矿业大学建工学院　　江苏徐州　　２２１１１６）

摘　要：从高层建筑结构施工和使用过程中可能存在的问题的角度进行分析，提出了未来高层建筑结构的发展趋势。关键词：构件　　布置　　结构　　材料

中图分类号：ＴＵ７　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　　　　　　文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００９）０４（ｃ）－００３５－０１

１　构件立体化

高层建筑在水平载荷作用下，主要依靠竖向构件提供抗推刚度和强度来维持稳定。在各类竖向构件中，竖向线形的抗推刚度很小；竖向平面构件虽然在其平面内具有很大的抗推强度，然而其平面外的刚度依然小到可略去不计。由４片墙围成的墙筒或由４片密柱深梁框架围成的框筒，尽管其基本元件依旧是线性构件或平面构件，但它已经转变成具有不同力学特性的立体构件，在任何方向水平力的作用下，均有宽大的翼缘参与抗压和抗拉，其抗力偶的力臂，即横截面受压区中心到受拉区中心的距离很大，能够抗御很大的倾覆力矩，从而适用于层数很多的高层建筑。

制和不断发展，混凝土的强度等级和韧性性能也不断得到改善。Ｃ８０和Ｃ１００强度等级的混凝土已经在超高层建筑中得到广泛使用。可以减

高层建筑结构选型的发展与展望

建筑0701班

摘要：对高层建筑结构的发展历程进行了回顾，对现代高层建筑结构的前景进行了展望，结合现代高层建筑的结构形式，就高层建筑的结构材料、结构形式来进行探讨，提出了一些高层结构发展的可能性方向。最后阐述了我国高层建筑的发展状况。

关键词：高层建筑，结构材料，结构形式，钢结构

正文：

伴随着时代的发展，人口的增加、人们生活水平的上升，住宅用地日益增加，一些大城市里的高层建筑如雨后春笋般出现。

现代型式的高层建筑，始于19世纪末期，至今约110年，即一个世纪稍多一点。在高层建筑发展初期，钢框架是主要的结构型式。还有钢框架+竖向支撑（竖向桁架）。稍后，钢筋混凝土框架，钢筋混凝土剪力墙，实腹筒，框筒，筒中筒，多重筒体，筒束结构等依次产生。近20年才发展起来的巨型结构体系（超级结构），可能代表了一种新的发展趋势。

在高层建筑发展的头一个世纪中，高层建筑最多最高的，最有代表性的当推美国。在美国的高层建筑中，可用纽约和芝加哥两城市作代表。纽约的高层建筑以高耸雄伟的气魄，表达出金融精英的社会愿望。芝加哥的高层建筑则以纯洁、简明的格局见胜，显示出现实的格调和经济发展的象征。

在欧洲，高层建筑一般保持在四、五十层以内，高耸入云的摩天大楼得不到

高层建筑结构设计

高 层 建 筑 结 构

设 计 论 文

学 校：

学 院： 土木与建筑工程学院

专 业： 土 木 工 程 论文题目：高层建筑结构的合理布置姓 名：

学 号：

指导老师

时 间： 2015·5·31

皖西学院建筑与土木工程学院

第 1 页 共 1 页

高层建筑结构设计

高层建筑结构的合理布置

（1.皖西学院 建工学院土木工程专业，）

摘要： 建筑结构的总体布置，是指其对高度、刚度、立面和体型等的选择，除了应该考虑

到建筑使用功能、建筑美学的要求以外，在结构上应满足强度、刚度和稳定性的要求。地震区的建筑，在结构设计时，还应保证建筑物具有良好的抗震性能。设计要达到先进、合理的要求，首先取决于清晰合理的概念，而不是仅依靠力学分析来解决。

关键词：高层建筑；抗震，抗震剪力墙；实例分析

Reasonable layout of tall buildings

(West Anhui Unive