高层建筑结构设计要求PPT50页

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能保持必需的整体稳定性。
混凝土结构的性能要求
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 混凝 土结构的极限状态设计应包括:
➢ 1 承载能力极限状态:结构或结构构件达到最大承载 力、出现疲劳破坏、发生不适于继续承载的变形或结 构局部破坏而引发的连续倒塌;
➢ 2 正常使用极限状态:结构或结构构件达到正常使用 的某项规定限值或耐久性能的某种规定状态。
重要结构,宜进行防连续倒塌设计。
混凝土结构构件正常使用极限状态
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010混凝土 结构构件应根据其使用功能及外观要求,按下列 规定进行正常使用极限状态的验算: ➢ 1 对需要控制变形的构件,应进行变形验算; ➢ 2 对不允许出现裂缝的构件,应进行混凝土拉 应力验算; ➢ 3 对允许出现裂缝的构件,应进行受力裂缝宽 度验算; ➢ 4 对有舒适度要求的楼盖结构,应进行竖向自 振频率验算。
➢ 高层建筑层数多、高度大,为保证高层建筑结构 具有必要的刚度,应对其层间位移加以控制。这 个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小控制 的一个相对指标。
倾覆、滑移及漂浮
▪ 高层建筑抵抗倾覆、滑移及漂 浮等的能力与高层建筑基础的 埋置深度有直接关系。
▪ 确定高层建筑的基础埋置深度 时,应综合考虑建筑物的高度、 体型、地基土质、抗震设防烈 度等因素,满足抗倾覆和抗滑 移的要求。
Байду номын сангаас
健康住宅建设技术要点
(2004年修订版)
▪ 社会环境的健康性
1. 住区社会功能 2. 住区心理环境 3. 健身体系 4. 保健体系 5. 公共卫生体系 6. 文化养育体系 7. 社会保险体系 8. 健康行动 9. 健康物业管理
工程结构功能要求
▪ 《工程结构可靠性设计统一标准》GB 501532008 提出的结构功能要求可概括为结构的可靠 性要求,包括安全性、适用性、耐久性等要求。
▪ 住宅安全性能 residential building safety,security:住宅 建筑、结构、构造、设备、设施和材料等不形成危害人身 安全并有利于用户躲避灾害的性能。
▪ 住宅耐久性能 residential building durability:住宅建筑工 程和设备设施在一定年限内保证正常安全使用的性能。
▪ 住宅环境性能 residential building environment:由住宅 周围人工和自然环境所营造的外部居住条件。
▪ 住宅经济性能 residential building economy:在住宅建造 和使用过程中,节省和降低资源消耗的性能。
住宅性能评定指标
经济性能 150
适用性能 300
▪ Historic Preservation: preservation, rehabilitation, restoration, or reconstruction.
▪ Productive: physical and psychological comfort.
▪ Secure/Safe: the physical protection of occupants and assets from man-made and natural hazards.
建筑结构性能要求
▪ 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001也指出,结构在规定的设计使 用年限内应满足下列功能要求:
➢ 1 在正常施工和正常使用时,能承受可能出现 的各种作用
➢ 2 在正常使用时具有良好的工作性能 ➢ 3 在正常维护下具有足够的耐久性能 ➢ 4 在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍
➢ 1)节地与室外环境; ➢ 2)节能与能源利用; ➢ 3)节水与水资源利用; ➢ 4)节材与材料资源利用; ➢ 5)室内环境质量; ➢ 6)运营管理(住宅建筑)、全生命周期综合性能(公共建筑)。
▪ 每类指标包括控制项、一般项与优选项。按满足一般项数和 优选项数的程度,绿色建筑划分为三个等级
健康住宅建设技术要点
▪ 不同结构或构件的安全性通过安全等级体 现,安全等级分为一级、二级、三级。
▪ 防火性能: 在规定的时间内可保持足够的承 载力
承载力验算/抗震调整系数
连接
稳定性
▪ 稳定性包括构件的稳定性和整体结构的稳定性。 过大变形和过大压力都会引起结构或构件的失稳 破坏。 ➢ 钢筋混凝土构件采用与构件长细比相关的稳定 系数修正承载力的方法。 ➢ 支撑杆件和钢结构梁柱构件通过长细比和细部 尺寸保证整体和局部稳定。 ➢ 剪力墙的稳定通过墙肢厚度和长度与作用荷载 等计算确定其稳定。 ➢ 型钢混凝土构件通过钢板的宽厚比要求满足局 部稳定。
▪ Cost-Effective: on the basis of life-cycle costs
▪ Functional/Operational:spatial needs and requirements, system performance as well as durability and efficient maintenance of building elements.
混凝土结构耐久性设计
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 混凝土结构应根据设计使用年限和环境类 别进行耐久性设计,耐久性设计包括下列 内容:
➢ 1 确定结构所处的环境类别; ➢ 2 提出对混凝土材料的耐久性质量要求; ➢ 3 确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度; ➢ 4 不同环境条件下耐久性技术措施; ➢ 5 提出结构使用阶段检测与维护的要求。
高层建筑结构设计要求
石建光 厦门大学土木工程系
内容提要
▪ 建筑性能 ▪ 高层建筑结构性能
➢ 安全性 ➢ 适用性 ➢ 舒适性 ➢ 耐久性 ➢ 整体性 ➢ 防火性 ➢ 环境和资源性
建筑要满足的要求
▪ 安全:如住宅性能评定技术标准 ▪ 耐久:如住宅性能评定技术标准 ▪ 适用:如住宅性能评定技术标准 ▪ 美观: ▪ 经济: ▪ 健康:如健康住宅建设技术要点 ▪ 环保:如绿色建筑评价标准 ▪ 社会发展:如可持续建筑
▪ 高层建筑结构的舒适性主要是控制高层建筑结构在风荷载作 用下过大的振动加速度,以免使人们感觉不舒服,甚至不能 忍受。楼盖结构应具有适宜的舒适度,楼盖结构竖向频率不 宜小于3Hz,楼盖竖向振动加速度不超限值。
▪ 高层建筑结构的耐久性是指在设计确定的环境作用和维修、 使用条件下,结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安 全性的能力。
Design Objectives of Building Design
▪ Accessible: the specific needs of disabled people.
▪ Aesthetics: the physical appearance and image of building elements and spaces .
(2004年修订版)
▪ 健康住宅是在满足住宅建设基本要素的基础上,提升健康 要素,保障居住者生理、心理、道德和社会适应等多层次 的健康需求,促进住宅建设可持续发展,进一步提高住宅 质量,营造出舒适、健康的居住环境。
▪ 居住环境的健康性
1. 住区环境 2. 住宅空间 3. 空气环境 4. 热环境 5. 声环 6. 光环境 7. 水环境 8. 绿化环境 9. 环境卫生
▪ 高层建筑结构的整体性是指结构的局部破坏不应导致大范围 倒塌,或部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力 或对重力荷载的承载能力。抗连续倒塌设计.
▪ 高层建筑结构的防火性:在规定的时间内可保持足够的承载 力
安全性
▪ 安全性涵盖了结构的承载力、连接、稳定 性、变形能力、过大变形以及倾覆、滑移 及漂浮等方面的要求。
混凝土结构防连续倒塌设计
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010混凝土 结构防连续倒塌设计宜符合下列要求:
➢ 1 采取减小偶然作用效应的措施; ➢ 2 采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然
作用的措施; ➢ 3 在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束
,布置备用传力途径; ➢ 4 增强疏散通道及避难空间等重要构件及关键传力部
▪ 要求结构方案应符合节省材料、降低能耗与保护 环境的要求,体现四节一环保要求,即节能、节 水、节地、节材、环保。
混凝土结构的承载能力极限状态
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 混凝土结构的承载能力极限状态计算应包 括下列内容:
➢ 1 结构构件应进行承载力(包括失稳)计算; ➢ 2 直接承受重复荷载的构件应进行疲劳验算; ➢ 3 有抗震设防要求时,应进行抗震承载力计算; ➢ 4 必要时尚应进行结构的倾覆、滑移、漂浮验算; ➢ 5 对于可能遭受偶然作用,且倒塌可引起严重后果的
▪ Sustainable: environmental performance of building elements and strategies.
住宅性能评定技术标准
中华人民共和国国家标准
▪ 住宅适用性能 residential building applicability :由住宅 建筑本身和内部设备设施配置所决定的适合用户使用的性 能。
高层结构稳定性
▪ 高层结构在竖向重力荷载 作用下很少发生失稳,主 要的危险是水平地震、风 等作用下竖向重力荷载产 生重力二阶效应引起失稳 破坏。
▪ 用刚重比可以综合反映二 阶效应大小。一方面要满 足最小刚重比的要求,另 一方面,当刚重比在一定 范围内时,要计算二阶效 应对内力和位移的影响。
▪ 高层结构的剪重比与刚重 比和侧移限值
➢ 安全性包括能承受在施工和使用时可能出现的各种作 用、当发生火灾时在规定的时间内可保持足够的承载 力、当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时结构 保持必需的整体稳固性,不出现与起因不相称的破坏 后果,防止出现结构的连续倒塌。
➢ 适用性为保持良好的使用性能。
➢ 耐久性为具有足够的耐久性能。
➢ 提出要使结构符合可持续发展要求。
➢ 构件的变形能力从构件变形性质、破坏方式、材料等方 面控制。通过尺寸的规定和划分,区别变形性质。控制 破坏形态,获得有利的延性特征。
➢ 结构的变形能力从组成结构构件的布置、不同构件的比 例和破坏方式进行控制。如框架的梁铰机构比柱铰机构 好等。
过大变形
▪ 过大变形不仅引起稳定等问题,更会引起倒 塌。过大变形主要包括弹塑性状态的侧移、 薄弱层或局部变形、扭转等。
结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的 能力; ➢ 3 对可能出现的薄弱部位,应采取有效的加强 措施。
高层建筑结构的性能指标
高层建筑结构的性能要求
▪ 高层建筑结构的安全性包括了结构的承载力、连接、稳定、 变形能力以及结构转变为机动体系、过大变形、倾覆、滑移 及漂浮等要求。结构抗震性能设计.
▪ 高层建筑结构的适用性包括了结构的变形、抗裂及裂缝宽度 等方面。
结构的稳定性验算
▪ 框架为剪切型变形,按每层的刚重比验算 结构的整体稳定
▪ 剪力墙为弯曲型变形,按整体的刚重比验 算结构的整体稳定
▪ 不满足整体稳定的结构,必须调整结构方 案,减少结构的高宽比,调整结构布置, 提高结构的整体刚度
变形能力
▪ 结构的变形能力一方面要看组成构件的变形能力, 另一方面看结构本身的变形能力。
▪ 抗震设防区天然土质地基上的 箱形和筏形基础,其埋深不宜 小于建筑物高度的1/15;当 桩与箱基底板或筏板连接的构 造符合规定时,桩箱或桩筏基 础的埋置深度不宜小于建筑物 高度的1/18。
位的承载力和变形性能; ➢ 5 配置贯通水平、竖向构件的钢筋,并与周边构件可
靠地锚固; ➢ 6 设置结构缝,控制可能发生连续倒塌的范围。
高层建筑结构的结构体系要求
▪ 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 32010,高层建筑不应采用严重不规则的结 构体系,并应符合下列要求:
➢ 1 应具有必要的承载能力、刚度和变形能力; ➢ 2 应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个
环境性能 250
耐久性能 100
安全性能 200
绿色建筑评价标准
GB50378-2006
▪ 用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑。 ▪ 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源
(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们 提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。 ▪ 评价指标体系包括以下六大指标:
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