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多层和高层建筑抗侧里体系在不断的发展和改进,建筑高度也不断增高。现在,多层和高层建筑结构体系大约可分为四大类型:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构和筒体结构,各有不同的适用高度和优缺点。本章将介绍各种体系及其组成和布置。 多层建筑可以采用砖石和钢筋混凝土材料建造,但本教材限于钢筋混凝土多层结构。 高层建筑结构多用的材料,主要是钢筋混凝土和钢。 钢结构具有自重轻、强度高、抗震性能好、施工方便等优点。在钢材多的国家,很多都采用钢结构建造高层建筑。钢筋混凝土结构造价较低、材料来源丰富,便于做成各种形状,而且结构刚度大,耐火性能好。 它的缺点是自重较大、抗震性能不如钢结构、建造高度也低于钢结构。近年来,开始采用高强混凝土,并且改进了结构体系,钢筋混凝土的建造高度也逐渐增加。 世界上最高的钢筋混凝土结构是朝鲜平壤市的柳京饭店,101层,高319.8m;1991年建成的美国芝加哥南威克街311号大厦居其次,71层,高293.8m。目前世界上最高的钢结构是马来西亚的吉隆坡双塔。 解放前,我国高层建筑很少。解放后,在50和60年代陆续建造了一些,如1959年建成的北京民族饭店,12层,高47.4m;1964年建成的北京民航大楼,15层,高60.8m等。 70年代初期,我国几个大城市开始加快建造高层建筑,目前,在许多中等城市及一些小城市也都已建造了高层建筑。70年代以后的发展速度很快,大量建造的高层住宅,多数在10—30层之间,旅游饭店及办公楼也已有相当数量。在北京、上海、广州、深圳等城市,已有一批40层左右的办公大楼和饭店。 70年代以后的发展速度很快,大量建造的高层住宅,多数在10—30层之间,旅游饭店及办公楼也已有相当数量。在北京、上海、广州、深圳等城市,已有一批40层左右的办公大楼和饭店。 在我国,高层建筑以采用钢筋混凝土为在主,近年来,不仅建造高度在增长,建筑体型和结构体系也愈益多样化,而且在50层左右的建筑中,已开始采用钢结构,这些都体现了我国建造高层建筑的技术水平有了全面的发展和提高前。 我国最高的钢筋混凝土结构是广州的国际大厦,63层,高200.18m。其次是深圳中心大厦,50层,高158.9m,它们都是商业办公大楼。最高的钢结构现如今应是上海的金茂大厦,也是我国最高的高层建筑。在此之前则是北京的京广中心大厦,53层,高208m。 2.结构体系及典型布置 框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是多层及高层建筑中传统的、广为应用的抗侧力体系;在高度较大的高层建筑中,利用结构空间作用,又发展了框架-筒体结构、框筒结构、筒中筒结构及多筒结构等多种抗侧力很好的结构体系。 2.1框架结构体系 当采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构,并同时承受水平荷载时,称其为框架结构体系。它适用于多层及高度不大的高层建筑。 框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可做成需要较大空间的会议室、餐厅、办公室及工业车间、实验室等,加隔墙后,也可何等成小房间。框架结构的构件主要是梁和柱,可以做成预制或现浇框架,布置比较灵活,立面也可变化。 通常,梁、柱断面尺寸都不能太大,否则影响使用面积。因此,框架结构的侧向刚度较小,水平位移大,这是它的主要缺点,并因此限制了框架结构的建造高度,一般不宜超过60m。在抗震设防烈度较高的地区,高度更加受到限制。 通过合理设计,框架结构本身的抗震性能较好,能承受较大变形。但是,变形大了容易引起非结构构件(如填充墙、装修等)出现裂缝及破坏,这些破坏会造成很大经济损失,也会威胁人身安全。 所以,如果在地震区建造较高的框架结构,必须选择既减轻重量,又能经受较大变形的隔墙材料和构造做法。否则,就要严格控制框架建造高度。 在北京,已建成了高18层、局部22层的现浇框架结构——长城饭店。它是我国地震区最高的框架结构,采用了延性框架设计方法,并采用轻钢龙骨石膏板作隔断墙,外墙采用玻璃幕墙。 梁、柱布置要整齐、规则。 2.2剪力墙结构体系 利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构,称为剪力墙结构体系。墙体同时也作为维护及房间分隔构件。 剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制,一般为3-8m。因而剪力墙结构适用于要求小房间住宅、旅馆等建筑,此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料,如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法,施工速度很快。 现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平力作用下侧向变形很小。墙体截面积大,承载力要求也比较容易满足。剪力墙的抗震性能也较好。因此,它适宜于建造高层建筑,在10-50层范围内都适用,目前我国10-30层住宅也都采用剪力墙结构体系。 剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的,主要是剪力墙间距太小,平面布置不灵活,不适应于建造公共建筑,结构自重较大。为了减轻自重和充
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