高层建筑结构设计教案A(简化版)

高层建筑设计特点小结
高层建筑同时承受竖向荷载和水平荷载，随 着房屋层数的增加，虽然竖向荷载对结构设 计仍有着重要的影响，但水平荷载已成为结 构设计的控制因素，侧移成为控制指标。 对高层建筑，水平荷载和竖向荷载产生的轴 力均很大，不容忽略。 为了保证高层建筑的抗震性能，结构应具有 较大的延性。 高层建筑的材料用量随高度增加而加大，可 通过优化设计减小材料用量。
高层建筑结构的类型
பைடு நூலகம்
本 节小 结（续）
2）钢筋混凝土是应用最广的建筑材料。具有价格低，可浇筑 成任 何形状，不需要防火，刚度大。但强度低，构件截面大 占用空间大，自重大，不利于基础、抗震，延性不如钢结构。
高强混凝土是近40年来建筑材料最重要的发明创造。高强 可减小柱、墙截面尺寸，早强可加快施工进度，密实可提高 耐久性、弹性模量高，徐变小可减小压缩变形。但高强混凝 土变形能力小，脆性大，易开裂，耐火不如普通混凝土等。 3）混合结构是梁板柱墙等基本构件或结构的一部分采用不同 材料混合而成。包括组合结构构件如钢骨为骨架，外包钢筋混 凝土，钢骨、混 凝土为整体、共同受力，钢骨可以做施工平台， 与钢构件比： 用钢少，刚度大，防火、防锈；与混凝土构件 比：重量轻， 承载力大，抗震性能好。
高层建筑结构设计教案 A(简化版)
高层建筑的范畴
问题:高层建筑的定义 ？
通常以建筑的高度和层数两个指标来判定，但
全世界范围内目前还没有一个统一的划分标准。
国际高层建筑会议（1972，伯利恒）划分标准
①多层建筑
≤8层
②高层建筑
第一类
9 ~16层
高度≤50m
第二类
17~25层
第三类
25~40层
第四类(超高层) ＞40层
第一章 小结
高层建筑是相对于多层建筑而言的，通常以建筑的高 度和层数作为两个主要指标，全世界至今没有一个统 一的划分标准。我国规定，10层及10层以上或房屋 高度超过28m的混凝土结构民用建筑物为高层建筑； 超高层建筑也没有统一和确切的定义，一般泛指某个 国家或地区内较高的一些建筑。 与多层建筑结构相比，高层建筑结构的最主要特点是 水平荷载成为设计的决定性因素，侧移限值为确定各 抗侧力构件数量或截面尺寸的控制指标，有些构件除 必须考虑弯曲变形外尚须考虑轴向变形和剪切变形， 地震区的高层建筑结构还需控制结构构件的延性指标。 混凝土结构、钢结构和钢与混凝土混合结构，是当前 广泛应用于高层建筑的结构类型。其中钢与混凝土混 合结构是近年来发展较快、具有广阔前景的新型结构 它融合了钢结构和混凝土结构的优点，承载力高、延 性好、变形能力强，从而具有较强的抗风和抗震能力。
高层建筑结构体系选择
高层建筑结构的选型原则 常用的高层建筑结构体系 竖向结构体系（抗侧力体系）的选择 水平承重体系（楼盖体系）及其选择
高层建筑结构的选型原则
要根据建筑高度、抗震设防类别、设防烈 度、场地类别、结构材料和施工技术确定 与其匹配的、经济的结构体系，使结构效 能得到充分发挥，建筑材料得到充分利用 满足建筑使用要求 尽可能与建筑型式相一致 平面和立面型式规则，受力好，有足够的 承载力、刚度和延性（安全） 施工简便，经济合理（可行）
第二章
高层建筑的结构体系 与结构布置
本章重点
高层建筑结构体系的构件受力特性 高层建筑结构体系的种类及应用范围 高层建筑结构体系的总体布置原则 抗侧力结构的选型和布置 （难点）
高层建筑结构的结构体系
抗侧力构件的基本形式与受力特性 结构的承重单体与抗侧力结构单元 高层结构体系的发展过程 常用高层结构体系的类型 竖向结构体系及选择原则 水平承重体系及选择原则
问题：高层建筑主要有几种结构体系？
高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、框 剪、筒体等，由它们可组成多种结构体系。整个结构 体系的命名常取自竖向结构体系。
框架结构
框架-剪力墙结构
剪力墙结构 筒体结构
框架-核心筒结构
带加强层高层建筑结构
小结 高层建筑的结构体系
概念：所谓高层建筑建筑的结构体系是指结构 抵抗外部作用的构件类型及组成方式。 组成：结构总体系由竖向结构体系、水平承重 体系及基础体系三个基本分体系组成。 抗侧力体系的合理选择和布置是高层建筑结构 设计的关键。
结构的承重单体与抗侧力结构单元
基本构件或其组合如柱、墙、框架、桁架、实 腹筒、框筒等是联系杆件和分体系的“桥梁”， 是建筑结构的基本受力单元，也称作承重单体 或抗侧力单元。 尽管单个的杆件可以作为基本的受力单元，如 柱、墙等，但构件只有作为单独的一个基本的 受力单元时才可称其为承重单体或抗侧力单元。 高层建筑结构体系通常按照其承重单体与抗侧 力单元的特性来命名。
高度≤75m 高度≤100m 高度＞100m
我国对高层建筑的定义
《民用建筑设计通则》 (JGJ37 )、《高层民用建筑 筑设计防火规范》(GB 50045)中规定：
住宅建筑10层及10层以上为高层建筑； 除住宅建筑之外的民用建筑高度超过24m者 为高层建筑(不包括建筑高度超过24m的单层 公共建筑)。 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)规定： 10层及10层以上或高度超过28m的住宅以及 房屋高度大于24m的其他民用建筑为高层建筑。 （本课程内容的依据）
本节小结
高层建筑结构的主要材料：钢、钢筋、混凝土 相应的结构构件（以材料分类）可分为： 钢构件、钢筋混凝土构件、组合构件（包括钢骨混凝土构 件和钢管混凝土构件）。 相应的结构分类（以材料分类）： 钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构（两种或两种以上材料的 构件组成的结构，如钢构件+钢筋混凝土构件等） 1）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变 形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作业 但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。
结构的整体性—— 分体系的功能
➢ 水平体系承受楼盖和 ➢ 竖向体系承受竖向荷载，
屋盖等竖向荷载，并 将荷载传递到基础
传递到竖向体系
➢ 竖向体系承受水平剪力，
➢ 水平体系通过横隔板 并将总剪力传递到基础 作用，将水平荷载分 ➢ 竖向体系抵抗由倾覆力 配到竖向抗侧体系 矩产生的弯曲内力
水平结构由竖向结构支撑 竖向结构靠水平结构保持稳定 水平体系和竖向体系共同作用形成空间结构 两个分体系必须综合考虑，共同设计