随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。其中,高层建筑结构体系有哪些?高层建筑结构体系的适用范围有哪些?下面是云建网带来的关于高层建筑结构体系的内容介绍以供参考。
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建筑模板支撑筋混凝土结构。其结构体系有:框架结构、建筑模板支撑结构、框架—建筑模板支撑结构、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.建筑模板支撑结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度,在其中设置的建筑模板支撑筋混凝土墙体称为“建筑模板支撑”,建筑模板支撑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。建筑模板支撑结构中,由建筑模板支撑筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载,建筑模板支撑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,用建筑模板支撑量省。历史地震中,建筑模板支撑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建筑模板支撑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。
建筑模板支撑结构墙体较多,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建筑模板支撑代之以框架,形成框支建筑模板支撑结构。
在框支建筑模板支撑中,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建筑模板支撑结构。
3.框架—建筑模板支撑结构体系。在框架结构中布置一定数量的建筑模板支撑,可以组成框架—建筑模板支撑结构,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、建筑模板支撑来组成高层建筑结构体系,往往不能满足要求。这时可以由建筑模板支撑构成空间薄壁筒体,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:
建筑模板支撑框架—筒体结构。中央布置建筑模板支撑薄壁筒,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—建筑模板支撑结构,目前南宁市的地王大厦也用这种结构。
建筑模板支撑筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成,内筒为建筑模板支撑薄壁筒,外筒为密柱建筑模板支撑组成的框筒。由于外柱很密,梁刚度很大,门密洞口面积小建筑模板支撑,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。目前国内最高的建筑模板支撑筋混凝土结构如上海金茂大厦建筑模板支撑、广州中天广场大厦建筑模板支撑都是采用筒中筒结构。
建筑模板支撑成束筒结构。在平面内设置多个建筑模板支撑薄壁筒体,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。
建筑模板支撑巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱建筑模板支撑以及巨梁建筑模板支撑组成一级巨型框架,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。
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