高层建筑结构概述

高层建筑的未来
▪ 内部空间要求更加 多样化
▪ 利用自然环境和高 层特点降低各种资 源和能源消耗
▪ 绿色和环保
高层建筑的未来构想
▪ 英国工程师杨经文 （KenYeang）提出了生 物气候摩天大楼 （bioclimatic skyscraper） 的设计概念
▪ 为濒危动物孟加拉虎考虑， 在城市中提供服务场所和 城市人们接触机会与城市 绿地等联系，Malik Ajose & Saul Moreno构想了 Urban Ark [High Rise Endangered Animal Habitat]
高层建筑的未来构想
▪ 为无家可归者提供居住和培训 场地，建立他们熟悉的社区和 交流环境是城市良性发展的基 础，Nashrah Noor & Amee Sonani 设计的Nirashray Tower [Homeless Tower]
▪ 城市的发展需要越来越多的停 车场地，同时城市绿地的减少、 建筑能耗的增多等城市问题困 扰城市发展，Seth Ellsworth & Jayoung Kim 设计的TATA Tower [Urban Development of the TATA Corporation]
高层建筑结构设计概论
课程提纲
1. 高层建筑结构概论 2. 高层建筑结构方案设计 3. 高层建筑结构荷载计算和效应组合 4. 高层建筑结构性能要求 5. 高层建筑结构计算分析 6. 高层建筑结构设计 7. 超限高层建筑结构设计 8. 复杂高层建筑结构设计 9. 高层建筑结构的隔震与减震 10.高层建筑结构的非结构构件
构件布置等
计算模型,分析方 法,软件选取,结
果确认等
性能指标确定,结 构性能,比较分析
等
细部调整,施工确 认,构造设置等
方案设计
▪ 按《建筑工程设计文件编制深度规定》 (2008年版)，建筑工程设计一般应分为方 案设计、初步设计和施工图设计三个阶段 ，对于技术要求简单的建筑工程，可在方 案设计审批后直接进入施工图设计。
高层建筑的未来构想
▪ 城市发展使得休闲运到场地越 来越少，人们的活动需要很多 的时间和距离，为此Kent Hoffman & Mark Swingler设计 的Khel Tower [Vertical Athletic Center]
▪ 人们去世后的墓地一般占用很 多土地，远离城市造成祭拜的 时间和能源消耗，同时环境无 法协调，为了满足这种需求， 和城市很好协调，Yalin Fu & Ihsuan Lin 设计的Moksha Tower [Vertical Cemetery
▪ 结构工程科学技术的快速发展，使得结构体系 可供选择的形式和范围非常广泛 。
问题与途径
▪ 如何确立建 筑结构方案？
➢ 从已有工程 中去选择？
➢ 总结已有工 程，探究建 立方法和规 律，进行构 想？
The Bow, Calgary, Canada
▪ Americas,CTBUH Names Best Tall Buildings for 2013
Diagrid Structural System for a Sustainable Tall Building
The Shard
▪ Europe,CTBUH Names Best Tall Buildings for 2013
高层建筑的特点
1. 水平荷载成为决定因素 2. 侧移成为重要控制指标 3. 结构延性是主要设计目标 4. 减轻自重更为重要 5. 结构轴向变形、剪切变形以及温度、沉降的影
响加剧 6. 材料用量、工程造价呈抛物线关系增长
高层建筑的定义
▪ CTBUH Founder, Lynn Beedle's definition of a tall building as "a building in which 'tallness‘ strongly influences” planning, design and use.“
高层建筑结构设计
建筑和 风险
建筑方案,作用种类, 环境地质,面临风险
上部和下部 结构
方案和 措施
结构方案,具体做法,细 部构造
性能要 求
安全性,耐久性,适用性, 舒适性,可持续性
设计过程
基本条件确定 结构方案设计
计算分析 性能校核 施工图设计
建筑安全等级,耐wk.baidu.com久年限,地震设防,
人防等级等
上部和下部结构 体系,楼盖类型,
▪ 《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2010规定10层及10层以上或房 屋高度超过28m的住宅建筑以及房屋高度超过24m的其他高层民用建筑 混凝土结构为高层建筑结构。
▪ 《高层建筑钢混凝土混合结构设计规程》CECS 230-2008规定10层及10 层以上或房屋高度超过28m为高层建筑钢-混凝土混合结构为高层建筑结 构。
▪ 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）规定10层及 10层以上的居住建筑、建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑。
▪ 如果高度更高、超过了规范的规定高度就属于超限高层建筑，要按照 《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》（2002年9月1日起实行）的要 求进行设计管理，超限高层建筑工程包括了超出国家现行规范、规程所 规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程、体型特别不规则的高 层建筑工程以及有关的政府管理机构文件中规定应当进行抗震专项审查 的高层建筑工程等。
like the Eiffel Tower of
our time
▪ “The CCTV building is the type of building that may not happen again,” said Jeanne Gang, awards jury chair and principal of Studio Gang Architects. “It is an incredible achievement. In terms of structural engineering and iconography; in some ways it is like the Eiffel Tower of our time.”
▪ 每个设计阶段要解决的问题和要求的深度 不同，是一个把设计思想和理念逐步明确 、细化和具体确定的过程。
高层建筑方案设计
高层建筑方案设计与结构方案设计
高层建筑结构方案设计步骤和内容
高层结构方案设计
▪ 结构方案设计的内容包括了结构体系的确定、 构件的布置和尺寸的初选以及楼盖结构形式， 而结构体系的确定是关键内容。
Steel-Concrete-Steel: Unique Hybrids at London Tallest
Shard opening: first marriage proposal 800ft above the Capital
The CCTV building
▪ Asia & Australasia,CTBUH Names Best Tall Buildings for 2013
本节提要
▪ 高层建筑结构的现状 ▪ 高层建筑结构定义 ▪ 高层建筑结构的特点 ▪ 高层建筑结构设计过程 ▪ 高层建筑结构方案设计
The tallest 20 buildings completed in 2012.
The tallest building completed each year since the year 2000