高层建筑结构设计课件PPT课件

是整个建筑科学技术和人才的竞争，它不仅反应 一个国家科学技术水平，而且也反应一个国家精 神文明、物质文明和经济发展程度和水平。与此 同时，高层建筑的高度竞争，必将不断推动和促 进整个建筑科学、建筑材料和设备的发展，改变 传统的设计概念、计算理论和施工方法，从而使 现代高层建筑日臻完善，适应世界城市化的发展， 满足人们的需求。现在，高层建筑的发展已成为
此种结构体系优点是∶整体性好，刚度大，在 水平力作用下侧向变形小，承载力要求也易于满足 。
缺点是∶剪力墙间距太小，平面布置不灵活， 不能满足公共建筑的使用要求，结构自重较大。
适用于10—50层的高层建筑。 把墙的底层作成框架柱时，称为框支剪力墙。
在地震区不允许单独采用此结构。 图1-5
为了满足地震区住宅建筑需要底层商店或旅馆中底 层需设置大的公用房间的要求，可作成部分剪力墙框支 、部分剪力墙落地的底层大空间剪力墙结构。
四、本课程的教学目的和任务
主要介绍高层结构的三大常规结构体系的概念设计 和相应的分析与设计方法。应达到如下基本要求∶ 1、掌握三大体系的合理使用范围和相应的结构体系布 置原则； 2、能够掌握对高层结构设计的一般规定，包括基本假 定，抗风设计、抗震设计原则及相应荷载(及作用)的计 算方法； 3、掌握三大结构体系的受力特点和性能，并能熟练地 借助于相应表格的手算分析方法进行三大常规结构体系 的设计。
服务网点的住宅）；建筑高度超过24m的公共建筑
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002
为10层及10层以上或高度超过28m的混凝土结构高
层民用建筑
图1-1
2、类型∶钢筋砼和钢结构两类。
钢结构自重轻、强度高、抗震性能好、施工方便
等特点。钢筋砼造价低、材料来源丰富，便于作
成各种形状,结构刚度大,耐火性能好.缺点自重大。
台北101大楼是当今第一高楼，高508米
正在建造中的迪拜楼，高度已达688米
纽约帝国大厦，高381米
吉隆坡双子塔楼高452米
上海金茂大厦，高420米
绪言
一、多、高层的定义及高层建筑的结构类型
1、定义∶
《高层民用建筑设计防火规范GB50045-95》规定
十层及十层以上的居住建筑（包括首层设置商业
上的分布方式空间化，节约了时间，增加了效率。
4、在同样的建筑面积与基地面积比值下，高层建 筑能提供更多的地面自由空间，作为绿化休息场所 或公共服务设施之用，有利于美化城市环境。 5、近几十年来，科学技术的飞跃使高层建筑的实 现具备了必要条件，提供了多种轻质高强建筑材料 ，新型结构方式，与水暖、电梯、空调、供电、自 控等现代设施、先进的施工技术及机械设备，特别 计算机应用于设计中。
缺点是∶框架结构的侧向刚度较小，水平位移大 。
因此，框架结构适用于多层及高度不大的高层 建筑，一般高度不宜超过60M。
根据使用要求和建筑布置确定的柱网和层高 来布置梁和柱。在高层建筑中，梁柱必须作成刚 接，梁柱布置要整齐、规则。
图1-3
图1-4
二、剪力墙结构体系(适用于公寓、住
宅、旅馆)
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。
五、学习方法
第一章 结构体系及布置
高层建筑的受力特点
内 力 及 位 移
当建筑物高度增加时，水平荷载对结构的作用将愈 来愈大。结构内力明显加大，结构侧移增加更快。 当建筑物高度增加时，水平荷载对结构的作用将愈 来愈大。结构内力明显加大，结构侧移增加更快。
多、高层建筑结构要抵抗水平力和竖向力。在 高层建筑中，结构要使用更多的材料来抵抗水平力, 抗侧力成为高层建筑结构设计的主要问题。
国内高层的特点∶
1、层数增多，高度加大。 2、结构体系日益多样化。 悬挑结构、巨型框架结构。 3、平面布置与竖向体型更加复杂。
常用不对称、曲线型平面(城市规划、建筑功 能的要求，计算机的广泛应用)。在竖向布置上， 一方面竖向体型趋于多变，阶梯形内收、上部楼层 外挑
突出的建筑物增多；另一方面，高低不等的组合体 型更广泛地得到应用。 4、向多功能、综合性发展
历史的必然和时代的潮流。 图1-2
世界超高层建筑排名
一、佩重纳斯大厦(1、2号大厦)，高度452米，位于吉 隆坡； 二、西尔斯大厦，高度443米，位于芝加哥； 三、金茂大厦，高度420米，位于上海； 四、世界贸易中心大厦(1、2号大厦)，高度417米，位 于纽约；(在9.11恐怖分子袭击事件中倒塌) 五、帝国大厦，高度381米，位于纽约； 六、中环广场大厦，高度374米，位于香港； 七、中国银行大厦，高度369米，位于香港； 八、T／C大厦，高度374米，位于高雄； 九、阿摩珂大厦，高度346米，位于芝加哥； 十、约翰·汉考克大厦，高度344米，位于芝加哥。
上层布置旅馆、公寓；中间是中、小空间办公 楼；下层大空间的商店、银行、娱乐等公共设施； 地下部分为商业街、地下铁道车站。 5、高强轻质材料的应用
C60砼、高强钢管砼、陶粒砼、火山渣砼。 6、钢结构高层兴建
ห้องสมุดไป่ตู้
三、高层出现的原因∶
1、十八世纪末的产业革命带来了生产力发展与经 济繁荣。大工业兴起使人口集中到城市中来，以致 造成用地紧张，地价高涨，城市范围逐步扩大仍感 局促，为了在较小的土地范围内建造更多的建筑面 积，建筑物不得不向高空发展，这是发展高层建筑 最根本的原因。 2、可以缩短道路以及各项管线设施的长度，从而 节约大量城建的总投资，经济上具有优越性。 3、增加人们的聚集密度，缩短互相联系的距离， 把横向水平交通与竖向交通相结合，使人们在地面
多层建筑可采用砖石和钢筋砼建造。 高层建筑可采用钢筋砼和钢建造。
第一节 结构体系及典型布置
一、框架结构体系(适用公共建筑)
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。
此种结构体系优点是∶建筑平面布置灵活 ，可作成需要较大空间的建筑，加隔墙后，也 可作成小房间。建筑立面易于处理，构件便于 标准化。
在底层大空间剪力墙结构中，一般把落地剪力墙布 置在两端或中部，并使纵向、横向墙围成筒体，在底层 还要采取加大墙厚，提高混凝土强度等级等措施加大底 层墙的刚度，使整个结构上下刚度差别减小。上部则应 采用开间较大的剪力墙布置方案。框支剪力墙承受的剪 力大部分要通过楼板传到落地剪力墙上，落地剪力墙之 间的距离要加以(限制墙距离与楼板宽度之比不超过3， 抗震设计时不超过2—2．5)，同时还要加强过渡层楼板 的整体性和刚性，应采用厚度较大的现浇钢筋砼板。