模塊十一

多層與高層房屋結構簡介11.1多層與高層房屋結構的類型11.2多高層建筑結構體系的總體布置原則11.3框架結構11.4多層和高層鋼筋混凝土房屋結構設計11.5高層建筑發展趨勢211.1多層與高層房屋結構的類型關于多層與高層建筑的界限，各國有不同的標準。我國不同標準也有不同的定義：《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)（以下簡稱《高規》）、《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）和《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005版)均以10層及10層以上和高度大于24m的房屋為高層建筑。。目前，多層房屋多采用混合結構和鋼筋混凝土結構，高層房屋常采用鋼筋混凝土結構、鋼結構、鋼-混凝土混合結構。3圖11.1世界著名高層建筑

11.1.1多高層建筑結構類型在多高層建筑結構中，風荷載和水平地震作用所產生的側向力成為其主要控制，因此多高層建筑結構設計的關鍵問題就是應設置合理形式的抗側力構件及有效的抗側力結構體系，使結構具有相應的剛度來抵抗側向力。多高層建筑結構中基本的抗側力單元是：框架、剪力墻、井筒、框筒及支撐。在確定高層建筑結構體系時應遵守以下原則：

(1)應具有明確的計算簡圖和合理的水平地震作用傳遞途徑。

(2)應具有多道抗震防線，避免因部分結構或構件破壞而導致整樓層形成變形集中而最終導致嚴重的震害。個結構體系喪失抗震能力。

(3)應具有必要的強度和剛度、良好的變形能力和能量吸收能力，結構體系的抗震能力表現在強度、剛度和延性恰當地匹配。

(4)具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中。

(5)宜選用有利于抗風作用的高層建筑體型；即選用風壓較小的建筑體型形狀。

(6)高層建筑的開間、進深尺寸和選用的構件類型應減少規格，符合建筑模數。高層建筑的建筑平面宜選用風壓較小的形狀，并考慮鄰近建筑對其風壓分布的影響。

(7)高層建筑結構的平面布置宜簡單、規則、對稱，減少偏心；平面長度L及結構平面外伸部分長度l均不宜過長；豎向體型應力求規則、均勻，避免有過大的外挑和內收使豎向剛度突變以致在一些611.1.2多層與高層建筑常見的結構類型

1.混合結構：混合結構是用不同的材料做成的構件組成的房屋，通常是指是指承重的主要構件是用鋼筋混凝土和磚木建造的。2.框架結構：由梁和柱為主要承重構件組成的承受豎向和水平作用的結構稱為框架結構，如圖11-2、11-3所示。3.剪力墻結構體系：利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側力的結構稱為剪力墻結構。剪力墻實質上是固結于基礎的鋼筋混凝土墻片，具有很高的抗側移能力。因其既承擔豎向荷載，又承擔水平荷載—剪力，故名剪力墻。如圖11.4、11.5所示。4.框架-剪力墻結構：在框架結構中的適當部位增設一定數量的鋼筋混凝土剪力墻，形成的框架和剪力墻結合在一起共同承受豎向和水平力的體系叫做框架-剪力墻體系簡稱框-剪體系。如圖11.6所示。5.筒體結構：由筒體為主組成的承受豎向和水平作用的結構稱為筒體結構體系。筒體是由若干片剪力墻圍合而成的封閉井筒式結構，其受力與一個固定于基礎上的筒形懸臂構件相似。根據開孔的多少，筒體有空腹筒和實腹筒之分，如圖11.7所示。6.新型材料和結構體系8圖11.2框架結構圖11.3框架結構體系典型平面圖

圖11.4剪力墻結構圖11.5剪力墻結構平面布置

圖11.6框架剪力墻結構體系

圖11.7（a）實腹筒（b）空腹筒11.2多高層建筑結構體系的總體布置原則

《高規》中對高層建筑的結構體系做了如下要求：

(1)結構的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位。

(2)宜具有多道抗震防線。除此之外，高層建筑結構體系還應注意以下方面。

1.結構平面形狀平面布置簡單、規則、對齊、對稱，宜采用方形、矩形、圓形、Y形等有利于抵抗水平荷載的建筑平面。尤其對于有抗震要求的結構，其平面應力求簡單，對于復雜、不規則、不對稱的結構會難于計算和處理，在拐角處往往是應力比較集中的部位，因此平面布置不宜采用角部重疊的平面圖形或腰形平面圖形。且平面長度不宜過長，突出部分長度不宜過大，如圖11.8所示，其值應滿足表11-1的要求。14圖11.8建筑平面表11-1L、I的限值2.結構豎向布置

沿結構豎向布置時應注意結構的剛度和質量分布均勻，不要發生過大的突變。盡量避免夾層、錯層和抽柱(墻)等現象，否則對結構的受力極為不利。對有抗震設防要求的高層建筑，豎向體型應力求規則、均勻，避免有過大的外挑和內收，結構的側向剛度宜下大上小，變化均勻。無論采用何種結構體系，結構的平面和豎向布置都應使結構具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位；對可能出現的薄弱部位，在設計中應采取有效措施，增強其抗震能力；宜具有多道防線，避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受水平風荷載、地震作用和重力荷載的能力。

3.控制結構高寬比和最大適用高度

高層建筑的高寬比(H/B)下表11-2的限值，其中H指建筑物地面到檐口高度，B為建筑物平面的短方向總寬。控制高寬比的目的是控制結構剛度及側向位移。

《高規》還給出了各類現澆鋼筋混凝土結構的最大適用高度和抗震墻的最大間距。17表11-2A級