高层建筑结构设计(教案)
高层建筑结构设计(教案)x
高层建筑结构设计(教案)x一、教学内容本节课的教学内容来自小学数学教材《数学》六年级下册第六章“几何图形”,具体为第101页至第103页的内容。
这部分内容主要介绍了高层建筑结构设计的基本原理和方法,以及相关的几何图形知识。
二、教学目标1. 让学生掌握高层建筑结构设计的基本原理和方法,理解相关几何图形的特点和应用。
2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力,提高学生的创新意识和实践能力。
3. 增强学生对数学学科的兴趣和信心,培养学生的团队合作精神和沟通能力。
三、教学难点与重点重点:高层建筑结构设计的基本原理和方法,相关几何图形的特点和应用。
难点:如何运用数学知识解决实际问题,学生的创新意识和实践能力的培养。
四、教具与学具准备教具:PPT、黑板、粉笔、三角板、直尺、圆规等。
学具:笔记本、彩笔、剪刀、胶水、折纸等。
五、教学过程1. 实践情景引入:让学生观察周围的高层建筑,思考这些建筑的结构设计是如何保证稳定性和安全性的。
2. 知识讲解:通过PPT展示高层建筑结构设计的基本原理和方法,引导学生学习相关几何图形的特点和应用。
3. 例题讲解:以一个具体的高层建筑为例,引导学生运用所学知识分析和解决实际问题。
4. 随堂练习:让学生分组讨论,设计一个简单的高层建筑结构,并展示给全班同学。
六、板书设计板书内容主要包括:高层建筑结构设计的基本原理、相关几何图形的特点和应用。
七、作业设计1. 请学生结合所学内容,分析身边的高层建筑,写一篇关于高层建筑结构设计的小论文。
2. 设计一个具有创新性的高层建筑结构,并画出设计图。
八、课后反思及拓展延伸课后反思:本节课学生对高层建筑结构设计的基本原理和方法有了初步了解,但在实际应用中还需加强练习。
下一步教学计划是:继续深入讲解相关几何图形的特点和应用,提高学生解决实际问题的能力。
拓展延伸:鼓励学生利用业余时间,参观考察当地的高层建筑,深入了解其结构设计,培养学生的实践能力和创新意识。
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)1. 引言1.1. 项目背景1.2. 设计目标1.3. 设计范围2. 建筑特点分析2.1. 地理、气候条件2.2. 地表状况2.3. 建筑用途和功能2.4. 建筑高度和规模3. 结构形式选择3.1. 结构类型比较3.2. 结构形式选择原则3.3. 结构系统分析4. 荷载计算4.1. 人工荷载4.2. 自重荷载4.3. 外载荷载(风荷载、地震荷载) 4.4. 动力荷载4.5. 季节性影响5. 材料和构件选用5.1. 钢材选型5.2. 混凝土强度等级5.3. 基础材料选用6. 结构分析与设计6.1. 结构计算模型建立6.2. 静力分析6.3. 动力分析6.4. 结构设计参数确定6.5. 结构设计计算7. 基础设计7.1. 基础类型选择7.2. 基础计算及尺寸确定7.3. 地下室结构设计8. 连接与节点设计8.1. 框架连接设计8.2. 钢-混凝土连接设计8.3. 梁柱节点设计9. 结构施工及监理9.1. 结构施工工序9.2. 施工工艺方案9.3. 结构监理要点10. 安全与防护10.1. 结构抗震安全性评定 10.2. 结构防火设计10.3. 结构抗风设计本文档涉及附件:附件1:结构形式选择表附件2:地震分析结果附件3:结构设计计算表本文所涉及的法律名词及注释:1. 基础设计:根据《建筑设计规范》第3部分的规定,进行基础尺寸、承载力、稳定性等方面的设计。
2. 结构施工工序:指按照建筑工程施工组织设计要求进行施工的工序及顺序。
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)1. 简介1.1. 项目背景与目标1.2. 设计范围1.3. 文档编写目的2. 建筑特点与环境分析2.1. 地理位置与气候条件2.2. 地表状况调查2.3. 建筑用途与功能要求2.4. 建筑高度与规模3. 结构形式选择3.1. 结构类型比较分析3.2. 结构形式选择原则3.3. 结构系统分析4. 荷载计算4.1. 人工荷载4.2. 自重荷载4.3. 外部荷载(风荷载、地震荷载) 4.4. 动力荷载4.5. 季节性影响5. 材料与构件选用5.1. 钢材选型与规格5.2. 混凝土强度等级与配合比5.3. 基础材料选用6. 结构分析与设计6.1. 结构计算模型建立6.2. 静力分析6.3. 动力分析6.5. 结构设计计算与验算7. 基础设计7.1. 基础类型选择7.2. 基础计算与尺寸确定7.3. 地下室结构设计8. 连接与节点设计8.1. 框架连接设计8.2. 钢-混凝土连接设计8.3. 梁柱节点设计9. 结构施工与监理9.1. 结构施工方案9.2. 施工工序与要点9.3. 结构监理与要求10. 安全保护与防护10.1. 结构抗震安全性评定 10.2. 结构防火设计本文档涉及附件:附件1:结构形式选择模板表附件2:地震分析结果表附件3:结构设计计算表格本文所涉及的法律名词及注释:1. 基础设计:按照《建筑设计规范》第3部分的规定,进行基础尺寸、承载力、稳定性等方面的设计。
《高层建筑结构设计》第2章_高层建筑结
际风压与基本风压的比值,它表示不同体型建筑物表面
风力的大小。 • 当风流经过建筑物时, 通常在迎风面产生压力(风荷
载体型系数用+表示),在侧风面及背风面产生吸力
(风荷载体型系数用-表示)。
• 风压值沿建筑物表面
的分布并不均匀, 如
右图所示, 迎风面的
风压力在建筑物的中
部最大, 侧风面和背
风面的风吸力在建筑
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用
2. 三水准抗震设计目标及一般计算原则
④ 一般计算原则
a) 一般情况下, 应至少在结构两个主轴方向分别考虑水平 地震作用计算;有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度 大于15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震 作用。
b) 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双 向水平地震作用下的扭转影响。其他情况,应计算单向 水平地震作用下的扭转影响。
周期应根据场地类别和设计地震分组按附表8.5 采用,
计算8、9 度罕遇地震作用时, 特征周期应增加0.05s。
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用 4. 反应谱理论
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
4. 反应谱理论
附表8.4 水平地震影响系数最大值
② 当建筑结构的阻尼比不等于0.05时,地震影响系数曲线
的形状参数和阻尼比调整应符合下列要求:
a) 曲线水平段地震影响系数应取
。
b) 曲线下降段的衰减指数应按下式确定:
γ=0.9+(0.05 - ζ)/(0.3+6ζ)
式中 γ ——曲线下降段的衰减指数;ζ ——阻尼比。
高层建筑结构设计案例分析(全文)
高层建筑结构设计案例分析(全文)第一篇范本:高层建筑结构设计案例分析一:前言本文档旨在对高层建筑结构设计进行案例分析,以便更好地了解和掌握高层建筑结构设计的相关知识和技术。
本文将从以下几个方面进行详细介绍和讨论。
二:背景介绍2.1 高层建筑的定义与分类2.2 高层建筑结构设计的重要性和挑战三:结构设计理论与方法3.1 高层建筑结构设计的基本原理3.2 结构设计的常用方法和工具四:案例分析4.1 高层建筑结构设计案例14.1.1 建筑背景介绍4.1.2 结构设计目标和要求4.1.3 结构设计方案分析4.1.4 结构材料选择和参数设计4.1.5 结构计算和优化4.1.6 结构施工和监控4.2 高层建筑结构设计案例24.2.1 建筑背景介绍4.2.2 结构设计目标和要求4.2.3 结构设计方案分析4.2.4 结构材料选择和参数设计4.2.5 结构计算和优化4.2.6 结构施工和监控五:结论与展望六:附件本文档涉及的附件包括:- 高层建筑结构设计案例1相关图纸和计算表格 - 高层建筑结构设计案例2相关图纸和计算表格七:法律名词及注释本文档中涉及的法律名词及其注释可见附件。
第二篇范本:高层建筑结构设计案例分析一:引言本文档旨在对高层建筑结构设计进行案例分析,以便更好地了解和掌握高层建筑结构设计的相关知识和技术。
通过详细的案例分析,我们可以探讨高层建筑结构设计的理论基础、设计方法、实际应用等方面的问题。
二:背景介绍2.1 高层建筑的定义与分类2.1.1 高层建筑的定义2.1.2 高层建筑的分类2.2 高层建筑结构设计的重要性和挑战2.2.1 高层建筑结构设计的重要性2.2.2 高层建筑结构设计面临的挑战三:结构设计理论与方法3.1 高层建筑结构设计的基本原理3.1.1 荷载分析与计算3.1.2 结构承载体系选择3.2 结构设计的常用方法和工具3.2.1 结构设计的常用方法3.2.2 结构设计的工具和软件四:案例分析4.1 高层建筑结构设计案例14.1.1 建筑背景介绍4.1.1.1 建筑用途和功能 4.1.1.2 建筑地理环境4.1.2 结构设计目标和要求4.1.3 结构设计方案分析4.1.4 结构材料选择和参数设计 4.1.5 结构计算和优化4.1.6 结构施工和监控4.2 高层建筑结构设计案例24.2.1 建筑背景介绍4.2.1.1 建筑用途和功能4.2.1.2 建筑地理环境4.2.2 结构设计目标和要求4.2.3 结构设计方案分析4.2.4 结构材料选择和参数设计4.2.5 结构计算和优化4.2.6 结构施工和监控五:结论与展望六:附件本文档涉及的附件包括:- 高层建筑结构设计案例1相关图纸和计算表格 - 高层建筑结构设计案例2相关图纸和计算表格七:法律名词及注释本文档中涉及的法律名词及其注释可见附件。
高层建筑结构设计教案A简化
高层建筑结构设计教案A简化一、教学目标:1. 让学生了解高层建筑结构的基本概念和特点。
2. 使学生掌握高层建筑结构设计的要点和方法。
3. 培养学生分析和解决高层建筑结构问题的能力。
二、教学内容:1. 高层建筑结构的定义和分类2. 高层建筑结构的设计原则3. 高层建筑结构的计算方法4. 高层建筑结构的施工技术5. 高层建筑结构的安全性与耐久性三、教学方法:1. 讲授:讲解高层建筑结构的基本概念、设计原则和计算方法。
2. 案例分析:分析实际高层建筑结构设计案例,让学生了解设计过程和施工技术。
3. 讨论:组织学生就高层建筑结构的安全性与耐久性进行讨论,培养学生的分析能力。
四、教学准备:1. 教材:高层建筑结构设计相关教材。
2. 课件:制作高层建筑结构设计的课件,包括图片、图表和案例。
3. 视频:准备相关高层建筑结构设计的视频资料,以便进行案例分析。
五、教学过程:1. 导入:通过介绍高层建筑结构的定义和分类,引发学生对高层建筑结构设计的兴趣。
2. 讲解:详细讲解高层建筑结构的设计原则和计算方法,让学生掌握基本设计思路。
3. 案例分析:观看视频资料,分析实际高层建筑结构设计案例,让学生了解设计过程和施工技术。
4. 讨论:组织学生就高层建筑结构的安全性与耐久性进行讨论,培养学生的分析能力。
5. 总结:对本节课的内容进行总结,强调重点知识点。
教学反思:在授课过程中,注意观察学生的反应,根据学生的掌握情况调整教学节奏和内容。
通过案例分析和讨论,培养学生的实际操作能力和分析问题的能力。
在讲解过程中,尽量简化理论知识,让学生易于理解和接受。
六、教学评估:1. 课堂提问:通过提问了解学生对高层建筑结构设计的理解和掌握情况。
2. 作业布置:布置相关的设计练习题,让学生巩固所学知识。
3. 课程报告:要求学生完成一个高层建筑结构设计的小报告,评估学生的综合运用能力。
七、教学拓展:1. 参观施工现场:组织学生参观正在施工的高层建筑现场,了解施工技术和实际应用。
高层建筑结构设计(1)
探析高层建筑结构设计摘要:随着城市化发展以及建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多。
本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系,为实际高层建筑结构分析与设计提供一定的参考。
关键词:高层建筑、结构、设计、原则、体系、问题一、高层建筑结构设计原则1.选用适当的计算简图:结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
计算简图还应有相应的构造措施来保证。
实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2. 以承载力、刚度、延性为主导目标,实施多道防线、刚柔结合的结构形式。
即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震,随着第一道防线破坏,结构变柔后仍有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。
3.合理选择构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应受力明确,传力简捷。
同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。
总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
4. .轴向变形不容忽视。
高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
5.正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。
因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。
高层建筑结构设计(教案)
高层建筑结构设计教案山东大学土建与水利学院薛云冱目录第一章:高层建筑结构体系及布置 (2)§1-1 概述 (2)§1-2 高层建筑的结构体系 (7)§1-3 结构总体布置原则 (9)第二章:荷载及设计要求 (12)§2-1 风荷载 (12)§2-2 地震作用 (13)§2-3 荷载效应组合及设计要求 (14)第三章:框架结构的内力和位移计算 (15)§3-1 框架结构在竖向荷载作用下的近似计算—分层法 (15)§3-2 框架结构在水平荷载作用下的近似计算(一)—反弯点法 (16)§3-3 框架结构在水平荷载作用下的近似计算(二)—改进反弯点(D值)法 (17)§3-4 框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 (18)第四章:剪力墙结构的内力和位移计算 (20)§4-1 剪力墙结构的计算方法 (20)§4-2 整体墙的计算 (22)§4-3 双肢墙的计算 (23)§4-4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划分判别式的讨论 (24)§4-5 小开口整体墙的计算 (29)§4-6 多肢墙和壁式框架的近似计算 (30)第五章:框架—剪力墙结构的内力和位移计算 (30)§5-1 框架—剪力墙的协同工作 (30)§5-2 总框架的剪切刚度 (31)§5-3 框—剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 (32)§5-4 框—剪结构刚结体系在水平荷载下的计算 (33)§5-5 框架—剪力墙的受力特征及计算方法应用条件的说明 (36)§5-6 结构扭转的近似计算 (36)第六章:框架截面设计及构造 (36)§6-1 框架延性设计的概念 (36)§6-2 框架截面的设计内力 (37)§6-3 框架梁设计 (39)§6-4 框架柱设计 (42)§6-5 框架节点区抗震设计 (47)第七章:剪力墙截面设计及构造 (49)§7-1 墙肢截面承载力计算 (49)§7-2 连梁的设计 (53)第一章高层建筑结构体系及布置本章重点:①高层结构体系的受力特点;②高层结构体系的种类及应用范围;③高层结构体系的总体布置原则。
《高层建筑结构设计》PPT课件
交 错 钢 结 构
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5
竖向结构体系(抗侧力体系)的选择
•建筑使用功能 •建筑平面 •建筑高度 •抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
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水平承重体系(楼盖体系)及其选择
• 楼(屋)盖体系的作用
➢ 承受竖向荷载 ➢ 连接抗侧力构件,承受其传来的剪力和轴力
• 选择原则
Z=R-S≥0
= Z/ Z
Z= R- S
–在能规承定受的正时常间施内工,和在正规常定使的用条是件可下能,出完现成的预各定种功作能用的概率 –在正 规常 定使 的用 时时 间具 内—有良—好设的计工基作准性期能(50年) –在正 规常 定维 的护 条下 件具 下—有足—够正的常耐设久计性、能正常施工、正常使用 –在 预偶 定然 功事 能件 —发 —四生项时结及构发功生能后仍能保持必需的整体稳定性
➢ 预制板楼盖
预应力空心板楼盖——适用于高度50m以下时,但要求严格(缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接)
预应力大楼板楼盖——与房间同尺寸,双向先张法预应力筋,板边齿槽;吊装问题
➢ 预应力叠合板楼盖
预制RC薄板(50-60mm),上现浇RC。省模板、刚度大、整体性好
➢ 组合楼盖
压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小;用钢量大
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0.3结构布置原则
• 1 抗震设防结构布置原则
• (1)选择有利的场地 • (2)保证地基基础的承载力、刚度 • (3)合理设置抗震缝 • (4)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 • (5)多道抗震设防能力 • (6)合理选择结构体系 • (7)结构应有足够的刚度 • (8)结构应有足够的结构承载力 • (9)节点的承载力应大于构件的承载力 • (10)结构应有足够的变形能力及耗能能力
高层建筑结构设计(共44张PPT)
• 高层建筑结构设计概述 • 高层建筑结构体系与选型 • 高层建筑结构荷载与效应 • 高层建筑结构分析与设计 • 高层建筑结构抗震设计 • 高层建筑结构抗风设计 • 高层建筑结构施工图绘制与审查
01
高层建筑结构设计概述
高层建筑定义与特点
高层建筑定义
一般指高度超过一定层数或高度 的建筑物,具体标准因国家和地 区而异。
。
可变荷载
包括楼面活荷载、屋面活荷载、雪 荷载、风荷载、吊车荷载等,是随 时间变化的荷载。
偶然荷载
包括地震作用、爆炸力、撞击力等 ,是偶然事件引起的荷载。
水平荷载与效应
风荷载
高层建筑受到的风荷载较大,需要考虑风压高度变化系数、风荷 载体型系数等。
地震作用
地震时地面运动对结构产生的水平惯性力,需要考虑地震烈度、 场地类别、结构自振周期等因素。
适用范围
剪力墙结构的房屋高度一 般不超过100m。
框架-剪力墙结构体系
优点
适用范围
框架结构布置灵活,可以获得较大的 空间;剪力墙结构抗侧力刚度大,整 体性好,两者结合可以取长补短。
框架-剪力墙结构的房屋高度一般不超 过150m。
缺点
框架和剪力墙的变形性能相差较大, 在地震作用下,两者的受力情况较难 协调。
通过改变结构刚度、阻尼、质量分布等方式,优化高层建筑结构的抗风
性能。
03
结构抗风设计流程
阐述高层建筑结构抗风设计的流程,包括初步设计、详细设计、施工图
设计等阶段。
风振舒适度控制标准与方法
风振舒适度评价标准
介绍国内外关于高层建筑风振舒适度的评价标准,如加速度限值、位移限值等。
风振舒适度控制方法
高层建筑结构设计(1)
浅谈高层建筑的结构设计摘要:随着社会的发展,城市的可利用土地面积越来越少,城市建筑高层化的趋势越来越明显,所占比例逐年上升。
高层建筑结构设计不论在外形还是在功能实用方面的变化也越来越复杂,许多具有鲜明特色的设计方案以迅速呈现在我们的城市建设中。
高层建筑的结构体系的多样化,使得高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。
面对这种情况,对高层建筑结构设计的研究就显得尤为重要。
关键词:高层建筑,结构设计,研究1.高层建筑结构设计的特点1.1 结构延性是重要设计指标。
相对于低矮的建筑物,高度较大的建筑物结构更柔一些,在风力、地震、沉降等自然力的作用下会产生更大的变形。
为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免损毁倒塌,在结构上采取合适的措施,使高层建筑具有一定的结构延性是一个不容忽视的问题。
1.2 水平载荷成为决定因素。
在低矮建筑结构设计中,一般都是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计,但是在高层建筑中,尽管竖向载荷的影响仍旧巨大,但是起决定作用的是水平载荷。
这是因为建筑物的自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,只是与楼房高度的一次方成正比;但是水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比。
1.3 侧移变形不容忽视。
高层建筑的水平荷载数值往往很大,这种水平载荷会随着建筑物高度的增加迅速变大,所有在设计中不仅要求建筑物结构具有足够的强度,还需要具有足够的抗推刚度,使建筑物在水平荷载下产生的侧移被控制在某一范围之内。
1.4 抗震设计要求更高。
抗震设计时现代高层建筑设计中必须要考虑的因素,对于高层建筑抗震设防结构的设计,除了要考虑正常情况下的竖向荷载、水平载荷以及风荷载外,良好的抗震性能也是不容忽视的,高层建筑抗震设计的要求要做到小震不坏、大震不倒。
2.高层建筑结构设计原则2.1 选择合适的基础方案。
在设计中,基础设计应综合考虑工程施工的地质条件,建筑结构类型与载荷分布,周围建筑物影响及施工条件等多种因素,设计时应充分发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。
高层建筑结构设计课件10第十章高层建筑混合结构设计简介
• 2、发展简况
–前苏联,劲性钢筋或承重钢筋,其原意为能承 受一定施工荷载的钢筋。
–二战后,为加快恢复重建,采用劲性钢筋来承 受悬挂模板和支撑等施工荷载,以加快施工速 度。
– 1949年,前苏联建筑科学技术研究所编制了 《多层房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件 (BTY-03-49)》
–50年代又进行了较全面的试验研究,1978年制
– 一般可比纯钢结构节约钢材达50%以上
• 4、与钢筋混凝土结构相比
– 使构件的承载力大为提高
–实腹式钢骨的钢骨混凝土构件,受剪承 载力有很大提高,大大改善了结构的抗 震性能。正是由于这一点,钢骨混凝土 结构在日本得到广泛的应用。
–钢骨架本身具有一定的承载力,可以利 用它承受施工阶段的荷载,并可将模板 悬挂在钢骨架上,省去支撑,这有利于 加快施工速度,缩短施工周期,如在多 高层结构的施工中不必等待混凝土达到 强度就可以继续进行上层施工。
订了《苏联劲性钢筋混凝土结构设计指南(С И3-78)》。
–后来由于省钢目的,主要采用焊接钢桁架、钢 构架和钢筋骨架等作为劲性钢筋(即空腹式钢 骨)。
欧洲
– 在20世纪20年代,西方国家的工程设 计人员为满足钢结构的防火要求,在钢 柱外面包上混凝土,称为包钢混凝土( Encased Concrete)结构。
• 3、与钢结构相比
– 外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲
–提高钢构件的整体刚度,显著改善钢构件出平 面扭转屈曲性能
– 使钢材的强度得以充分发挥
– 比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼,有利于 控制结构的变形
–外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最 初,欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出 于对钢结构的防火和耐久性方面的考虑
高层建筑结构设计教案
高层建筑结构设计教案高层建筑结构设计教案随着城市化进程的加速,高层建筑的数量也在不断增加。
高层建筑的结构设计是保证其安全性的重要因素。
本文将从教学目标、教学内容、教学方法、教学手段等方面,对高层建筑结构设计教案进行探讨。
一、教学目标高层建筑结构设计课程的教学目标主要分为两方面。
第一方面是培养学生全面掌握高层建筑结构设计的理论知识,了解高层建筑结构设计的基本原则和设计方法,以及掌握高层建筑结构设计的计算方法。
第二方面是培养学生具备一定的动手能力,能够独立完成高层建筑的结构设计。
包括了解高层建筑结构设计的相关规范和标准,理解高层建筑结构设计对于建筑的重要性,能够根据实际建筑结构的特点,灵活应用所学的结构设计知识,在设计过程中进行分析、计算和优化。
二、教学内容高层建筑结构设计课程的教学内容主要包括以下几个方面。
1、高层建筑结构体系的基本原理和分类该部分主要涉及高层建筑的结构形式、结构材料、结构构型等方面。
包括承重墙式结构、框架式结构、钢筋混凝土框架结构、钢结构等多种结构类型的优缺点和适用范围,以及在不同环境下应该采取何种结构形式。
2、高层建筑结构设计的计算方法该部分主要介绍高层建筑结构的受力特点、受力计算方法和验算方法。
包括静力分析法和动力分析法,如何选择合适的计算方法,如何进行验算和优化等。
3、高层建筑结构安全评估该部分主要介绍高层建筑结构的安全评估方法,包括静态荷载下的受力、动态荷载下的受力、风荷载、地震荷载、火灾荷载等。
学生需要了解高层建筑结构设计的安全性要求和相关规范要求,并能够进行安全评估和设计优化。
4、高层建筑结构材料和构件的选择该部分主要介绍高层建筑结构材料和构件的选择,包括混凝土、钢材、玻璃、陶瓷等。
三、教学方法高层建筑结构设计的课程教学方法大可不必固守教师讲授的传统模式,可以采用课堂讲授、实践操作、案例分析等多种方法相结合。
1、课堂讲授课堂讲授是高层建筑结构设计课程教学的基础。
学生需要从教师讲解的内容中获取理论知识,了解高层建筑结构设计的基本原理、计算方法和设计规范。
高层建筑结构设计教案A简化
高层建筑结构设计教案A简化第一章:高层建筑结构概述1.1 教学目标了解高层建筑结构的定义和发展历程。
掌握高层建筑结构的分类及其特点。
理解高层建筑结构设计的基本原则。
1.2 教学内容高层建筑结构的定义和发展历程。
高层建筑结构的分类及其特点。
高层建筑结构设计的基本原则。
1.3 教学方法采用讲授法,介绍高层建筑结构的定义和发展历程。
采用案例分析法,分析高层建筑结构的分类及其特点。
采用讨论法,探讨高层建筑结构设计的基本原则。
第二章:高层建筑结构设计规范2.1 教学目标熟悉我国高层建筑结构设计规范的主要内容。
掌握高层建筑结构设计规范的应用方法。
了解高层建筑结构设计规范的发展趋势。
2.2 教学内容我国高层建筑结构设计规范的主要内容。
高层建筑结构设计规范的应用方法。
2.3 教学方法采用讲授法,介绍我国高层建筑结构设计规范的主要内容。
采用案例分析法,讲解高层建筑结构设计规范的应用方法。
采用讨论法,探讨高层建筑结构设计规范的发展趋势。
第三章:高层建筑结构体系3.1 教学目标了解高层建筑结构体系的分类及其特点。
掌握高层建筑结构体系的设计方法。
理解高层建筑结构体系的经济性和安全性。
3.2 教学内容高层建筑结构体系的分类及其特点。
高层建筑结构体系的设计方法。
高层建筑结构体系的经济性和安全性。
3.3 教学方法采用讲授法,介绍高层建筑结构体系的分类及其特点。
采用案例分析法,分析高层建筑结构体系的设计方法。
采用讨论法,探讨高层建筑结构体系的经济性和安全性。
第四章:高层建筑结构材料4.1 教学目标熟悉高层建筑结构常用材料的特性和应用。
掌握高层建筑结构材料的选择方法。
4.2 教学内容高层建筑结构常用材料的特性和应用。
高层建筑结构材料的选择方法。
高层建筑结构材料的发展趋势。
4.3 教学方法采用讲授法,介绍高层建筑结构常用材料的特性和应用。
采用案例分析法,讲解高层建筑结构材料的选择方法。
采用讨论法,探讨高层建筑结构材料的发展趋势。
第五章:高层建筑结构分析方法5.1 教学目标掌握高层建筑结构分析的基本方法。
高层建筑结构设计
高层建筑结构设计涉及章节:第一章——第二章一、1.高层建筑结构设计的基本原则是什么?高层建筑结构设计的基本原则是:注重概念设计,重视结构选型与平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系,加强构造措施。
在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。
结构应满足下列基本要求:( l )应具有必要的承载力、刚度和变形能力。
( 2 )应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。
( 3 )对可能的薄弱部位要采取加强措施。
( 4 )结构选型与布置合理,避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。
( 5 )宜具有多道抗震防线。
2.什么是结构的概念设计?概念设计是指根据理论与试验研究结果和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。
国内外历次大地震及风灾的经验教训使人们越来越认识到建筑物概念设计阶段中结构概念设计的重要性,尤其是结构抗震概念设计对结构的抗震性能将起决定性作用。
国内外许多规范和规程都以众多条款规定了结构抗震概惑设计的主要内容。
规程JGJ--2002 在总则中强调了结构概念设计的重要性,旨在要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷人只凭计算的误区,认为不管结构规则不规则,只要计算通得过就可以。
结构的规则性和整体性是概念设计的核心。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。
现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用,在此前提下,才能以多遇地震作用进行结构计算、构件设计并加以构造措施,或采用动力时程分析进行验算,达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。
结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用,避免结构出现敏感的薄弱部位,地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位,导致结构过早破坏。
结构概念设计是一些结构设计理念,是设计思想和设计原则。
2024年高层建筑设计教案
高层建筑设计教案一、教学目标1.了解高层建筑的定义、分类及特点。
2.掌握高层建筑设计的基本原则和设计要点。
3.学会分析高层建筑的功能布局、结构体系、设备系统及消防安全。
4.培养学生的创新意识、审美观念和团队协作能力。
二、教学内容1.高层建筑的定义与分类1.1定义:高层建筑是指建筑高度超过一定标准的建筑物。
1.2分类:按功能分为住宅、办公、酒店、综合等;按结构形式分为框架、剪力墙、筒体等。
2.高层建筑设计的基本原则2.1功能性:满足使用需求,合理布局空间。
2.2安全性:确保结构安全、消防安全、设备安全。
2.3经济性:合理利用资源,降低建设和运营成本。
2.4美观性:注重建筑造型、色彩、材质的搭配。
3.高层建筑设计要点3.1功能布局:合理划分各功能区域,提高空间利用率。
3.2结构体系:选择合适的结构形式,保证建筑安全。
3.3设备系统:完善水、电、暖、通风、空调等设备系统。
3.4消防安全:设置消防设施,制定应急预案。
4.高层建筑案例分析4.1分析经典高层建筑的设计特点、优缺点。
4.2学习优秀设计作品的创新思路和成功经验。
三、教学安排1.引入:介绍高层建筑的定义、分类及特点,引发学生兴趣。
2.理论讲解:讲解高层建筑设计的基本原则和设计要点。
3.案例分析:分析经典高层建筑案例,引导学生思考。
4.实践操作:分组进行高层建筑设计,培养学生的实际操作能力。
5.成果展示:展示学生设计作品,进行评价和总结。
四、教学方法1.讲授法:讲解高层建筑设计的基本理论和设计要点。
2.案例分析法:分析经典高层建筑案例,引导学生学习优秀设计作品。
3.小组讨论法:分组进行设计实践,培养学生的团队协作能力。
4.互动提问法:鼓励学生提问,激发学生的思考。
五、教学评价1.课堂参与度:观察学生在课堂上的表现,如提问、回答问题等。
2.设计作品:评价学生设计作品的创新性、实用性、美观性等。
3.团队协作:评价学生在小组讨论和设计实践中的团队协作能力。
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高层建筑结构设计教案山东大学土建与水利学院薛云冱目录第一章:高层建筑结构体系及布置 (2)§1-1 概述 (2)§1-2 高层建筑的结构体系 (7)§1-3 结构总体布置原则 (9)第二章:荷载及设计要求 (12)§2-1 风荷载 (12)§2-2 地震作用 (13)§2-3 荷载效应组合及设计要求 (14)第三章:框架结构的内力和位移计算 (15)§3-1 框架结构在竖向荷载作用下的近似计算—分层法 (15)§3-2 框架结构在水平荷载作用下的近似计算(一)—反弯点法 (16)§3-3 框架结构在水平荷载作用下的近似计算(二)—改进反弯点(D值)法 (17)§3-4 框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 (18)第四章:剪力墙结构的内力和位移计算 (20)§4-1 剪力墙结构的计算方法 (20)§4-2 整体墙的计算 (22)§4-3 双肢墙的计算 (23)§4-4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划分判别式的讨论 (24)§4-5 小开口整体墙的计算 (29)§4-6 多肢墙和壁式框架的近似计算 (30)第五章:框架—剪力墙结构的内力和位移计算 (30)§5-1 框架—剪力墙的协同工作 (30)§5-2 总框架的剪切刚度 (31)§5-3 框—剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 (32)§5-4 框—剪结构刚结体系在水平荷载下的计算 (33)§5-5 框架—剪力墙的受力特征及计算方法应用条件的说明 (36)§5-6 结构扭转的近似计算 (36)第六章:框架截面设计及构造 (36)§6-1 框架延性设计的概念 (36)§6-2 框架截面的设计内力 (37)§6-3 框架梁设计 (39)§6-4 框架柱设计 (42)§6-5 框架节点区抗震设计 (47)第七章:剪力墙截面设计及构造 (49)§7-1 墙肢截面承载力计算 (49)§7-2 连梁的设计 (53)第一章高层建筑结构体系及布置本章重点:①高层结构体系的受力特点;②高层结构体系的种类及应用范围;③高层结构体系的总体布置原则。
计划学时:5学时§1-1 概述随着社会经济的不断发展,工业化、城市化进程的不断加快,以及土木工程和相关领域科学技术水平的提高,不仅使得高层、超高层建筑的建造成为可能,而且发展速度也越来越快。
自从1885年建成10层高的家庭生命保险大厦(钢结构,詹尼设计, 1931年被拆除,通常被认为是世界第一栋高层建筑)以后,高层建筑在世界各国都得到了迅速的发展,许多高层建筑已成为了城市的标志性建筑。
目前世界上高度超过300m的超高层建筑已达几十幢,其中,位于马来西亚首都吉隆坡的石油大厦,高度达到了451.9m,是目前世界上已建成并投入使用的最高建筑。
近二十年来,高层建筑、超高层建筑在我国的发展速度完全可以用“突飞猛进”来形容,仅上海市目前的高层、超高层建筑已达到了2100幢,高度在100m 马来西亚石油大厦以上的超高层建筑就有140余幢。
其中,上海金茂大厦高度为420.5m,是我国目前最高的建筑,世界排名第三位。
目前世界最高十大建筑和我国内地最高十大建筑见表1-1和表1-2。
高层建筑的出现,不仅改变了城市的建筑布局,而且为当地的经济发展起到了巨大的带动作用。
高层建筑的发展,得益于新材料的不断出现、力学分析方法和分析手段的发展、结构设计和施工技术的进步以及现代化机械和电子技术的飞跃。
随着高性能材料的不断研制和开发,结构形式合理性的进一步研究,可以预见,在今后的土木工程领域,高层建筑仍将是世界各国在城市建设中的主要形式,扮演重要的角色。
因此,掌握高层建筑的设计知识,是对土木工程领域技术人员的基本要求。
一、高层建筑的界定高层建筑有什么特点?或者说什么样的建筑算作高层建筑?对于这一问题,世界各国有不同的划分标准,或者说不同的国家有不同的规定。
1972年召开的国际高层建筑会议制订了如下的划分标准:①多层建筑≤8层第一类9~16层高度≤50m②高层建筑第二类17~25层高度≤75m第三类25~40层高度≤100m③超高层建筑>40层高度>100m我国《民用建筑设计通则》则规定,10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过24m的公共建筑和综合性建筑为高层建筑,而高度超过100m时,不论是住宅建筑还是公共建筑,一律称为超高层建筑。
日本则将5层到15层的建筑称为高层建筑,超过15层的建筑均为超高层建筑。
事实上,究竟什么样的建筑算作高层建筑,应该视建筑的结构体系受力特点而定。
如果建筑的结构体系,在侧向力的作用下,表现出了高层建筑的受力特点,则不论其高度如何,应该按照高层建筑来对待。
二、高层建筑的特点一般而论,高层建筑具有占地面积少、建筑面积大、造型特殊、集中化程度高的特点。
正是这一特点,使得高层建筑在现代化大都市中得到了迅速的发展。
在现代化大都市中,过度的人口和建筑密度,城市用地日趋紧张,真可谓寸土千金,使得人们不得不向空间发展。
高层建筑占地面积少,不仅可以大量的节省土地的投资,而且有较好的日照、采光和通风效果。
但是,随着建筑高度的增加,建筑的防火、防灾、热岛效应等已成为人们急待解决的难题。
从受力角度来看,随着高层建筑高度的增上海金茂大厦加,水平荷载(风载及地震作用)对结构起的作用将越来越大。
除了结构的内力将明显加大外,结构的侧向位移增加更快。
图1-1是结构内力(N,M)、位移(△)与高度的关系,其中弯矩和位移均成指数曲线上升。
由此可见,高层建筑不仅需要较大的承载能力,而且需要较大的刚度,从而使水平荷载产生的侧向变形限制在一定的范围内,满足有关规范的要求。
三、高层建筑的结构材料现代高层建筑所采用的材料,主要是钢材和混凝土两种。
不同国家、不同地区、不同结构形式所采用的结构材料不同,大致有以下几种形式:1、钢结构钢材强度高、韧性大、易于加工。
钢结构构件可以在工厂加工,缩短了现场施工工期,施工方便。
高层钢结构具有结构断面小、自重轻、抗震性能好等优点。
但是,高层钢结构用钢量大,造价高,而且钢材的防火、防腐性能不好,需要大量的防火涂料和防腐处理,增加了工程工期和造价。
右图为美国芝加哥的西尔斯大厦,是目前世界上最高的钢结构高层建筑。
2、钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构造价低,材料来源丰富,可以浇注成各种复杂的断面形式,节省钢材,承载能力也不低。
经过合理的设计,现浇钢筋混凝土结构具有较好的整体性和抗震性能。
尤其是在防火和耐久性能方面,更是有着钢西尔斯大厦结构无法比的优势。
其缺点是自重较大,抗震性能不如钢结构,建造高度也不如钢结构。
香港的中环广场大厦,是目前最高的钢筋混凝土结构,其次是朝鲜平壤市的柳京饭店,101层,高度319.8m。
3、钢—混凝土组合结构将型钢布置在构件内部,外部由钢筋混凝土做成,或者是在钢管内部填充混凝土,做成钢—混凝土组合结构。
此种形式使上述两种结构材料优势互补,结构具有很好的抗震性能,建造高度可与钢结构相当。
经济合理、技术性能优良的钢—混凝土组合结构,是目前的发展趋势。
目前世界最高建筑——吉隆坡的石油大厦,就是这种结构形式。
四、高层建筑的发展简介高层建筑的发展大致可以分成古代高层建筑和现代高层建筑两部分。
在古代,高层建筑主要是寺庙或纪念性建筑,结构形式大都是木结构或砖石结构。
如砖塔,许多砖塔经受了上千年的风吹雨打和地震的摇撼而屹立至今,足见其设计和施工的高河北定县开元寺塔超技术。
但是,真正意义上的高层建筑,却是自从1885年美国芝加哥市建成10层高的家庭生命保险大厦开始的。
此后10年中,在芝加格和纽约相继建成了30幢类似的高层建筑,尤其是1895年奥提斯(Otis)安全电梯的投入应用,对高层建筑的发展起到了巨大的推动作用。
20世纪30年代,是现代高层建筑发展的第一个高潮。
1931年建成的纽约帝国大厦,102层,高度381m,保持了世界最高建筑记录长达41年之久。
该建筑为钢结构,采用了框架结构体系。
1929-1933年美国经济发生严重经济危机,1939年第二次世界大战全面爆发,使得高层建筑的发展几乎处于停顿状态。
二战后,随着钢材焊接技术的成熟和发展,尤其是60年代美国人坎恩(Fazler Khan)提出的框筒体系,为建造超高层建筑提供了理想的结构形式。
纽约帝国大厦从框筒体系中衍生出来的筒中筒、成束筒等结构体系,将高层建筑的发展推向了第二个高潮。
在美国出现了一批100层以上的超高层建筑。
如1969年芝加哥建成了100层、高344m的汉考克大厦;1972年纽约建成了110层、高417m的世界贸易中心;1974年芝加哥又建成了110层、高443m的西尔斯大厦。
其中,西尔斯大厦作为新的世界最高建筑,享誉22年之久。
日本是一个地震多发生国家,从抗震防灾角度出发,政府曾规定房屋高度不得超过31m。
自从1965年取消此项规定后,高层建筑在日本也得到了充分的发展。
我国的高层建筑的真正发展是在新中国成立以后。
在50~60年代,受当时经济条件的限制,高层建筑规模小,发展速度也慢。
1968年建成的广州宾馆,27层,高88m, 采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构,是60年代我国建成的最高建筑。
70年代以后,高层建筑在我国的发展速度逐渐加快。
1974年建成的北京饭店东楼,19层,高87.15m,采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构,是当时北京市最高的建筑。
尤其是改革开放以后,国民经济的发展为高层建筑的发展创造了充分的经济基础,科学技术的发展又提供了技术条件,高层建筑,甚至是超高层建筑在全国各地像雨后春笋般地矗立了起来。
1985年,深圳建成了63层、高158.65m的国际贸易中心大厦;两年后,63层、高200m的广州国际大厦和57层、高208m的北京京广中心大厦又相继开工。
直到1998年,88层、高420.5m的上海金茂大厦的建成,标志着我国高层建筑的建设水平已经达到了世界先进水平。
但是,高层建筑在向人们展示它的美丽和优势的同时,也逐渐暴露出了一些急需解决的问题,如防火、防灾、热岛效应、交通、污染等。
特别是2001年9月11日,恐怖分子劫纽约世界贸易中心机撞毁纽约世界贸易中心大楼,大楼彻底坍塌,造成了巨大的生命和财产损失,使上述问题受到社会各界的普遍关注。
相信随着科学技术的进步,人们会找到解决办法,使高层建筑、尤其是超高层建筑更好地为人类服务。
§1-2 高层建筑的结构体系所谓高层建筑的结构体系,是指结构抵抗外部作用的构件类型和组成方式。