淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-07-25 04:30本頁(yè)面
【正文】 樓（美國(guó)，芝加哥），是世界上第一幢具有現(xiàn)代形式的鋼框架結(jié)構(gòu)高層建筑。而最早的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高層建筑，為1903 年修建的位于美國(guó)Cincinnati 的InallaBuildin和法國(guó)巴黎Franklin 公寓。到了20 世紀(jì)50 年代以后，由于輕質(zhì)高強(qiáng)材料研制成功，抗風(fēng)、抗震結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展，新的設(shè)計(jì)計(jì)算理論的創(chuàng)立，電子計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以及新的施工技術(shù)和機(jī)械不斷涌現(xiàn)，為大規(guī)模地、較經(jīng)濟(jì)地建造高層建筑提供了充分的條件，使高層建筑得到迅速發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件可在工廠加工和制作，施工速度快，工期短。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有節(jié)省鋼材、造價(jià)低、材料來(lái)源豐富、可模性好等優(yōu)點(diǎn)，且承載力也不低，經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)也可獲得較好的抗震性能。特別是近年來(lái)，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)達(dá)國(guó)家采用鋼筋混凝土材料建造的高層建筑的數(shù)量也在日益增多。因此為充分發(fā)揮鋼材和混凝土這兩種材料的特點(diǎn)，更為合理的結(jié)構(gòu)形式是同時(shí)采用鋼和鋼筋混凝土材料的混合結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)。 2 高層建筑中常用結(jié)構(gòu)體系及特點(diǎn)高層建筑發(fā)展到今天，其結(jié)構(gòu)體系形式繁多，劃分標(biāo)準(zhǔn)也多種多樣。 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱等線型構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接在一起構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其基本的豎向承重單體和抗側(cè)力單元為梁、柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接形成的框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系也可以用于鋼結(jié)構(gòu)建筑中，但鋼筋結(jié)構(gòu)的抗彎節(jié)點(diǎn)處理費(fèi)用相對(duì)較高。（1）梁、板、柱全部現(xiàn)場(chǎng)澆注的現(xiàn)澆框架。（3）梁、板預(yù)制，柱現(xiàn)場(chǎng)澆注的半裝配式框架。 特點(diǎn) 框架結(jié)構(gòu)的位移特點(diǎn)在水平荷載的作用下，框架結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生較大的側(cè)向位移，側(cè)移一般由以下兩部分組成：（1）由水平力所引起的傾覆力矩，使得框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的整體彎曲變形，即柱子的軸向拉伸和壓縮所引起的側(cè)移；（2）由水平力所引起的樓層剪力，使得框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切變形，即框架整體受剪，層間梁、柱桿件發(fā)生彎曲而引起的水平位移。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時(shí)，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形，整體彎曲變形的影響很小。框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面較小，抗側(cè)剛度較小，在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的整體位移和層間位移都比較大，這對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是不利的，容易加重震害。另外，由于框架結(jié)構(gòu)的受力特性和抗震性能的限制，使得他的適用高度受到限制，一般不宜超過(guò)60m。項(xiàng)目總占地面積約3萬(wàn)平方米，總投資22億元，是區(qū)域內(nèi)規(guī)模最大的現(xiàn)代商務(wù)體之一，也是錢江新城地標(biāo)性的典范性商務(wù)建筑群。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)均做成落地形式，但是由于建筑功能及其他方面的要求，部分剪力墻可能不能落地，即為此類部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn) 剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移特點(diǎn)在承受水平力作用時(shí)，剪力墻相當(dāng)于一根懸臂深梁，其水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，框架柱的變形以剪切變形為主，剪力墻的變形以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲性，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層的增高而增加。剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)由于剪力墻結(jié)構(gòu)中采用了一定數(shù)量的墻體用以承擔(dān)全部水平作用和豎向荷載，因此結(jié)構(gòu)的平面布置相對(duì)不靈活，結(jié)構(gòu)自重較大。整個(gè)項(xiàng)目占地5400畝，項(xiàng)目完工后將有350，000多平方米的歐洲式公寓和別墅。 框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系是把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)共同組合在一起形成的結(jié)構(gòu)體系，豎向荷載由框架和剪力墻等豎向承重單體共同承擔(dān)，水平荷載則主要由剪力墻這一具有較大剛度的抗側(cè)力單元來(lái)承擔(dān)。總體說(shuō)來(lái)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)彎剪型變形：（1）下部樓層：剪力墻位移較小，框架位移較大，剪力墻拉著框架，彎曲型變形?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系綜合了框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，并在一定程度上規(guī)避了兩者的缺點(diǎn)，達(dá)到了揚(yáng)長(zhǎng)避短的目的，使得建筑功能要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)得比較好。因此，在高層建筑用應(yīng)用非常廣泛，它與框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成了目前最常用的三大常規(guī)結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵應(yīng)該注意剪力墻的數(shù)量和位置。因此在進(jìn)行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于剪力墻的布置，應(yīng)注意以下一些要求：（1）抗震設(shè)計(jì)時(shí)使各主軸方向側(cè)向剛度接近；（2）對(duì)稱布置；（3）貫穿建筑全高；（4）布在周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化處、豎向荷載變化處；（5）平面形狀凸凹較大時(shí)在突出部位的端部設(shè)置；（6）形成翼墻；（7）布置3片以上；（8）間距不宜過(guò)大；（9）不宜布置在長(zhǎng)框架的兩端。該工程由辦公樓和會(huì)議廳兩部分組成，辦公樓共20層，高90米，采用框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，有少量勁性鋼骨柱。 筒體結(jié)構(gòu)由密柱高梁空間框架或空間剪力墻所組成，在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側(cè)力構(gòu)件稱為筒體（由密柱框架組成的筒體稱為框筒；由剪力墻組成的筒體稱為薄壁筒）。 特點(diǎn) 筒體結(jié)構(gòu)的類型很多，根據(jù)筒體的布置、組成和數(shù)量等，可以再分為：（1）框筒結(jié)構(gòu)：框筒結(jié)構(gòu)。 框筒結(jié)構(gòu)示意圖密柱深梁：實(shí)際是一個(gè)開了很多很多窗洞的筒體，靠空間受力特性來(lái)抵抗水平力。水平荷載下樓板只是一個(gè)剛性隔板，保證框筒的側(cè)向穩(wěn)定和剛度，有如竹子中的竹節(jié)，樓板中的板、梁按承受垂直荷載要求單體設(shè)計(jì)。一般用實(shí)腹筒做內(nèi)筒，框筒或桁架筒做外筒?？蛲驳膫?cè)向變形以剪切變形為主，內(nèi)筒一般以彎曲變形為主，二者通過(guò)樓板聯(lián)系，共同抵抗水平荷載，其協(xié)同工作原理與框架剪力墻結(jié)構(gòu)類似。桁架筒結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是柱距大，支撐斜桿橫跨建筑的一
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