高层建筑混凝土结构的结构体系有哪些?其优缺点和适用范围是什么? 高层建筑结构体系有哪些各有什么特点

作者&投稿:刘林 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

高层建筑混凝土结构的结构体系主要有框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙(筒体)结构、混合结构体系等。

一、框架结构

框架结构是指由梁和柱以钢筋相连接而成,构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。

1、框架结构的优点

(1)空间分隔灵活,自重轻,节省材料;

(2)具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;

(3)框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;

(4)采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

2、框架结构的缺点

(1)框架节点应力集中显著;

(2)框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破坏,吊装次数多,接头工作量大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大;

(3)框架是由梁柱构成的杆系结构,其承载力和刚度都较低,对于钢筋混凝土框架,当高度大、层数相当多时,结构底部各层不但柱的轴力很大,影响建筑空间的合理使用,在材料消耗和造价方面,也趋于不合理,故一般适用于建造不超过15层的房屋。

3、框架结构的适用范围

适用需要大空间的、层数不宜太多、房屋的高度不宜太高的建筑,混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼,也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度。

二、剪力墙结构

剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。这种结构在高层房屋中被大量运用。

1、剪力墙结构的优点

剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。其特点是整体性好,侧向刚度大,平力作用下侧移小,并且由于极少有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置。钢筋混凝土延性剪力墙,具有较好的抗震性能。

2、剪力墙结构的缺点

由于剪力墙位置的约束,使得建筑内部空间的划分比较狭小,不能提供大空间房屋,结构延性较差。

3、剪力墙结构的适用范围

剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大,横向刚度大,因此可以建造比框架结构更高、更多层数的建筑。但是只能以小房间为主的房屋,如住宅、宾馆、单身宿舍。

剪力墙结构应用最多的是10~30层的高层住宅。

三、框架-剪力墙(简体)结构

框架剪力墙结构也称框剪结构,这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,同时又有足够的剪力墙,有相当大的侧向刚度(剪力墙的侧向刚度大就是指在水平荷载(风荷载和水平地震力)的作用下抵抗变形能力强)。

1、框架-剪力墙结构的优点

(1)同样设防烈度地区,框-剪结构因抗震能力较接近剪力墙结构,规范允许建造的高度比框架结构高得多;

(2)框-剪结构比起剪力墙结构,其建筑空间布置更灵活,更容易满足使用功能需要有较大空间区域的要求;

(3)框-剪结构在水平荷载(或地震水平作用)下的整体侧向变形介于弯曲型与剪切型之间,是中庸平和类型;

(4)在用料、舒适度等各方面都比较适中;

(5)由于框-剪结构在水平荷载下,大部分剪力由剪力墙承担,底层的框架柱截面尺寸可以做得不必过大而节约使用空间。

2、框架-剪力墙结构的缺点

(1)不能提供大空间房屋;

(2)结构延展性较差。

3、框架-剪力墙结构的适用范围

这种结构一般宜用于10~20层的建筑。

扩展资料

从现代人类的工程建设史上来看,相对于砌体结构、木结构和钢、铁结构而言,混凝土结构是一种新兴结构,它的应用也不过一百多年的历史。

混凝土结构是在19世纪中期开始得到应用的,由于当时水泥和混凝土的质量都很差,同时设计计算理论尚未建立,所以发展比较缓慢。

直到19世纪末以后,随着生产的发展,以及试验工作的开展、计算理论的研究、材料及施工技术的改进,这一技术才得到了较快的发展。

目前已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑结构之一。

在19世纪末20世纪初,我国也开始有了钢筋混凝土建筑物,如上海市的外滩、广州市的沙面等,但工程规模很小,建筑数量也很少。

解放以后,我国在落后的国民经济基础上进行了大规模的社会主义建设。随着工程建设的发展及国家进一步的改革开放,混凝土结构在我国各项工程建设中得到迅速的发展和广泛的应用。

我国20世纪70年代起,在一般民用建设中巳较广泛地采用定型化、标准化的装配式钢筋混凝土构件,并随着建筑工业化的发展以及墙体改革的推行,发展了装配式大板居住建筑,在多高层建筑中还广泛采用大模剪力墙承重结构外加挂板或外砌砖墙结构体系。

改革开放后,混凝土高层建筑在我国也有了较大的发展。继20世纪70年代北京饭店、广州白云宾馆和一批高层住宅(如北京前三门大街、上海漕溪路住宅建筑群)的兴建以后,80年代,高层建筑的发展加快了步伐,结构体系更为多样化,层数增多,高度加大,已逐步在世界上占据领先地位。

随着高层建筑的发展,高层建筑结构分析方法和试验研究工作,在我国得到了极为迅速的发展,许多方面已达到或接近于国际先进水平。

参考资料来源:百度百科-框架结构

参考资料来源:百度百科-剪力墙结构

参考资料来源:百度百科-框架剪力墙结构

参考资料来源:百度百科-混凝土结构



高层建筑混凝土结构的结构体系:
多高层建筑的结构体系从大到方向分主要有框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙(筒体)结构、混合结构体系等。多高层建筑应根据房屋的高度、高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素,选用合适的结构体系。
1.框架结构
1.1框架结构体系的特点
框架结构由梁、柱刚性连接组成。
1.1.1优点:柱网间距可大可小,建筑平面布置灵活便于获得较大的使用空间,钢筋混凝土延性框架结构,具有较好的抗震性能。
1.1.2缺点:横向抗侧移刚度小,侧向变形大。
1.1.3框架结构适用范围:适用需要大空间的、层数不宜太多、房屋的高
度不宜太高的建筑,例如教学楼、商场、车站、展览馆、停车库、酒店等。建造高度以60m以下为宜。框架应当纵横双向布置,形成双向抗侧力体系,框架结构在水平力作用下侧向变形的特征为剪切型。框架结构用于比较高的建筑时,需要较大的梁柱才能满足侧向变形限值要求,经济指标不好。
2.剪力墙结构
2.1剪力墙结构体系的特点
剪力墙结构由钢筋混凝土墙体承受竖向荷载和抵抗水平荷载。
2.1.1优点:剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。其特点是整体性好,侧向刚度大,平力作用下侧移小,并且由于极少有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置。钢筋混凝土延性剪力墙,具有较好的抗震性能。
2.1.2缺点:剪力墙的间距小,平面布置不灵活,不能提供大空间房屋。
2.1.3剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大,横向刚度大,因此可以建造比框架结构更高、更多层数的建筑。但是只能以小房间为主的房屋,如住宅、宾馆、单身宿舍。当地下室或下部一层、几层,需要大空间时(如商场、门厅、停车库等)即形成部分框支剪力墙结构。在框架一剪力墙结构和剪力墙结构两种不同结构的过渡层必须设置转换层。剪力墙结构应用最多的是10~30层的高层住宅。高度很大的剪力墙结构并不经济。
适用范围:
为了适用任何方向的水平力(或地震作用),因此对于矩形平面,剪力墙在纵横双向均应设置;对于圆形平面,剪力墙应沿径向及环向设置;三角形平面,宜沿三个主轴方向设置剪力墙。剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。

简述高层建筑钢筋混凝土框架结构的定义,优缺点及适用范围~

高层建筑的结构体系主要有:框架结构、框架―剪力墙结构、剪力墙结构、、框支剪力墙结构、筒体结构等框架结构,是由纵梁、横梁和柱组成的结构,这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点:强度高,自重轻,整体性和抗震性好,柱网布置灵活,便于获得较大的使用空间;施工简便,较经济;框架结构的弱点:抗侧移刚度小,侧移大;对支座不均匀沉降较敏感等。根据分析,框架房屋高度增加时,侧向力作用急剧地增长,当建筑物达到一定高度时,侧向位移将很大,水平荷载产生的内力远远超过竖向荷载产生的内力。一般适用于10层以下、以及10层左右的房屋结构。框架―剪力墙结构,又称框剪结构,框架-剪力墙结构体系是指由框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的多(高)层房屋结构体系。它是在框架纵、横方向的适当位置,在柱与柱之间设置几道钢筋混凝土墙体(剪力墙)。在这种结构中,框架与剪力墙协同受力,剪力墙承担绝大部分水平荷载,框架则以承担竖向荷载为主,这样,可以减少柱子的截面。剪力墙在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。框架-剪力墙结构体系则充分发挥框架和剪力墙各自的特点,既能获得大空间的灵活空间,又具有较强的侧向刚度。所以这种结构形式在房屋设计中比较常用。这种体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。框架一剪力墙结构,一般用于25层以下房屋结构。剪力墙结构,是由纵向、横向的钢筋混凝土墙所组成的结构,即结构采用剪力墙的结构体系。墙体除抵抗水平荷载和竖向荷载外,还对房屋起围护和分割作用。剪力墙结构优点是整体性好,侧向刚度大,适宜做较高的高层建筑,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露构件,可以不影响房屋的使用功能。缺点是由于剪力墙位置的约束,使得建筑内部空间的划分比较狭小,不能提供大空间房屋,结构延性较差。因此较适宜用于宾馆与住宅。全剪力墙结构常用于25~30层结构。筒体结构,是用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体的结构形式。筒体在侧向风荷载的作用下,它的受力特点就类似于一个固定在基础上的筒形的悬臂构件。迎风面将受拉,而背风面将受压。筒式结构可分单筒、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。筒体可以为剪力墙,也可以采用密柱框架;也可以根据实际需要采用数量不同的筒。筒体结构多用于高层或超高层公共建筑中。筒式结构则用于30层以上的超高层房屋结构,经济高度以不超过80层为限。

  目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
  高层建筑结构体系设计特点分别是:
  (一)水平力是设计主要因素

  在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

  (二)侧移成为控指标

  与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。

  另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生以下情况:

  1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。

  2.使居住人员感到不适或惊慌。

  3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变型造成不能正常运行。

  4.使主体结构构件出现大裂缝,甚至损坏。

  (三)抗震设计要求更高

  有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。

  (四)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

  高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。

  地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。

  (五)轴向变形不容忽视

  采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时,此种轴向变形的差异将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁中间支座沉陷,从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

  (六)概念设计与理论计算同样重要

  抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高,分析的原则不断完善,但由于地震作用的复杂性和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明,在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。

高层建筑的水平结构体系有哪些
答:框架、框剪、剪力墙、框筒、钢结构等

装配式混凝土建筑的结构体系有哪些?
答:从结构形式上来看,装配式混凝土建筑的结构体系主要有:框架结构体系,剪力墙结构体系,框架-剪力墙结构体系,框架-核心筒结构体系;框架-钢支撑结构体系等。按照结构中预制混凝土构件应用部位及预制率的不同又可分为:(1)竖向承重构件现浇,外围护墙、内隔墙、楼板、楼梯等构件预制;(2)部分竖向承重构件以及...

高层建筑结构体系有哪些?请简述它们各自的特点
答:由于有框架结构的柱截面较大,不宜家具布置和装修,影响室内使用,以往在住宅建筑中采用较少。结合框架结构特点,在新建住宅中出现了一种异形柱框架轻型住宅结构和短肢剪力墙结构体系。异形柱框轻住宅与其他传统结构相比,具有以下特点:由T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成框架受力体系,其柱间填充墙与...

高层建筑混凝土结构有哪几种主要体系?请对每种体系列举1-2个实例...
答:答:钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪力墙结构(如26层的上海宾馆);剪力墙结构(包括全部落地剪力墙和

高层建筑混合结构体系有哪些? 是混合结构体系哦。
答:由于上述变形和受力特点,框架-剪力墙结构的刚度和承载力较框架结构都有明显的提高,在水平荷载作用下的层间变形减小,因而减小了非结构构件的破坏。在我国,无论在地震区还是非地震区的高层建筑中,框架-剪力墙结构体系得到了广泛的应用。(4)筒体结构体系筒体结构为空间受力体系。筒体的基本形式有...

高层建筑结构有哪些结构体系,以及各结构体系的优缺点是什么?
答:中国的防火规范对10层以上的建筑物有特殊的防火要求。需要注意的是,原始内容中关于框架结构的缺点描述较为笼统,且“致命的缺点是缺少二道防线”这一表述可能存在误导。实际上,框架结构在合理设计下可以具有较好的抗震性能。在结构选型时,确实应考虑各种结构体系的优缺点,并结合具体情况进行综合判断。

高层建筑结构体系可分哪几类?
答:框架结构适用于6到15层的建筑,最经济的层数约为10层。二、剪力墙结构体系 剪力墙结构体系在高层建筑中设置钢筋混凝土墙体以提高抗侧力刚度,这些墙体称为“剪力墙”。剪力墙主要作用是提高房屋的抗剪强度和刚度,同时作为维护和房间分隔的构件。剪力墙结构刚度大、空间整体性好、用钢量省,在历史地震中...

多高层钢筋混凝土结构房屋的结构体系有哪些
答:框架结构,就框架柱和梁,板,梯是钢筋混凝土结构。框架剪力墙结构,框架柱,部分墙,梁,板,梯为钢筋混凝土结构。全剪力墙结构,室内墙体为现浇混凝土。

高层建筑结构体系可分哪几类?
答:目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦(88层、420.5米)、广州中天广场大厦(80层、320米)都是采用筒中筒结构。(3)成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体,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。(4)巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱(通常由电梯井或大面积...

建筑结构体系包括哪些?
答:四、框架---剪力墙结构体系 框架---剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构,它具有框架结构平面布置灵活,有较大空间的优点,又具有侧向刚度大的优点。框架—剪力墙结构中,剪力墙主要承受水平荷载,竖向荷载主要由框架承担。框架—剪力墙结构一般用于l0~20层的建筑。五、筒体结构体系 超高层...