高层建筑结构1（PPT31页)

1高层建筑结构体系•高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物，至今已有100余年的历史。•多年来，世界上最高的高层建筑集中在美国、加拿大，直到80年代末，北美洲一直是世界高层建筑的中心。按1991年公布的排行表，在世界上最高的100座建筑中，美国占了78座，加拿大5座，墨西哥1座，即北美洲占了84%，成了当前世界最高建筑的中心。2一、高层建筑的发展与特点－发展现代(经济效益)•国外：家庭保险大楼(12层，芝加哥，1885年)•国内：北京民族饭店(12层，47.4m，1959年)3家庭保险大楼建于1885年，楼高10层，42米，公认为世界第一幢摩天建筑，由美国建筑师威廉·詹尼设计。1890年这座大楼又加建2层，增高至55米。下面6层使用生铁柱是熟铁梁框架，上面4层是钢框架，墙仅承受自己的重量。最后拆毁于1931年。名称地点建成时间高度（m）楼层状态家庭保险大楼芝加哥188554.912已毁4当代著名高层建筑名称地点建成时间高度（m）楼层状态帝国大厦纽约1931381/448.7102尚存5当代著名高层建筑名称地点建成时间高度（m）楼层状态世界贸易中心纽约1972402110已毁6当代著名高层建筑名称地点建成时间高度（m）楼层状态西尔斯大厦芝加哥1973443110尚存7当代著名高层建筑名称地点建成时间高度（m）楼层状态石油大厦吉隆坡199645088尚存8当代著名高层建筑名称地点建成时间高度（m）楼层状态台北101台北2003508101尚存9•防震和防风是台北101两大建筑所需克服的问题。为了增加大楼的弹性来避免强震所带来的破坏，台北101的中心是由一个外围8根钢筋的巨柱所组成。但是良好的弹性，却也让大楼面临微风冲击，即有摇晃的问题。抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器，而大楼外形的锯齿状，经由风洞测试，能减少30-40%风所产生的摇晃。10当代著名高层建筑有160层，总高828米，比台北101足足高出320米。迪拜塔的设计为伊斯兰教建筑风格，楼面为“Y”字形，并由三个建筑部份逐渐连贯成一核心体，从沙漠上升，以上螺旋的模式，减少大楼的剖面使它更加直往天际，至顶上，中央核心逐转化成尖塔。11二、高层建筑的分类1、世界高层建筑委员会1972年建议，将高层建筑划分为以下四类：第一类：916层，高度不超过50m；第二类：1725层，高度不超过75m；第三类：2640层，高度不超过100m；第四类：40层以上，高度100m以上。122、我国对高层建筑的分类：•我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中规定：•10层及10层以上的民用建筑和总高度超过28m的公共建筑及综合性建筑为高层建筑。•建筑高度超过100m的建筑均为超高层建筑。13三、高层建筑结构的特点EIxMdxydxqdxxdMxqdxxdQ)()()()()(222•多层建筑：主要承受竖向荷载•高层建筑：水平荷载和地震作用)(4Hf)(2HfM)(HfQH14横向承载能力和刚度•日常的风荷载作用下，保证人的舒适感•过大的侧向变形使主体结构破坏•过大的侧向变形使非主体结构损坏•P-△效应•地震作用的要求PPMPM15四、高层建筑的结构类型及结构体系钢筋混凝土结构•造价低、材料来源丰富•节省钢材•承载能力较好，刚度大•防火性能好•构件断面大，自重大16钢结构•强度高•构件断面小，轻质高强•工厂加工，现场安装，缩短施工工期•造价高•防火性能差，需要涂抹防火材料17组合结构•构件的组合：钢骨混凝土、钢管混凝土18高层建筑的结构体系－框架结构•水平荷载作用下受力变形特点+=剪切型为主19高层建筑的结构体系－框架结构①建筑平面布置灵活，分隔方便②使用轻质隔墙，减小房屋自重③构件少，易于定制和标准化④侧向变形较大，高度受限⑤引起非主体结构构件的破坏钢筋混凝土框架结构最高可达30层我国宜15～20层20高层建筑的结构体系－框架结构框架结构典型平面布置21高层建筑的结构体系－剪力墙结构•钢筋混凝土墙体为主体受力结构•承受竖向荷载和水平荷载•维护和分隔功能2223高层建筑的结构体系－剪力墙结构•受力变形特点弯曲型为主24高层建筑的结构体系－剪力墙结构•剪力墙结构典型平面布置25高层建筑的结构体系－剪力墙结构①侧向刚度比框架结构更大②高度比框架结构更高，以30~40层为宜③适合开间规较小、规则的住宅、办公建筑(间距3～8米)④地震震害轻⑤间距小，布置不灵活，不适合公共建筑⑥结构自重大26高层建筑的结构体系－－框－剪结构•框－剪结构共同作用的条件：楼板面内刚度大•框－剪结构共同作用的特点27北京饭店新楼•1974年建成的(20层，高87.4m)28剪力墙设置要求•数量•布置及间距：①与建筑使用要求相结合②纵横墙易互相交联③对称布置：刚度中心和质量中心④靠近外围布置⑤贯通全高，上下均匀高层建筑的结构体系－－框－剪结构29高层建筑的结构体系－筒体结构实腹筒框筒桁架筒筒中筒结构30高层建筑的结构体系－筒中筒结构筒中筒结构设计注意事项•密柱深梁•建筑平面以方形为主L/B2•高宽比大才能发挥作用H60m，H/B3•保证楼板的刚度和强度•转换层的设计31高层建筑的结构体系－筒中筒结构•转换层设计示意