《高层建筑构造》ppt课件

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1、,第1章 高层建筑构造,第2节 高层建筑结构,第1个问题：高层建筑的结构形式按建筑材料怎样分类？ 第2个问题：对高层建筑的结构设计起控制性作用的荷载是什么？ 第3个问题：高层建筑结构体系的分类有哪些？ 第4个问题：高层中常见的多体系组合有哪几种？ 第5个问题：结构体系如何来选择？ 第6个问题：剪力墙的相关常识,第2节 高层建筑结构,第1个问题：高层建筑的结构形式按建筑材料怎样分类？(P8) a.砌体结构 b.钢筋混凝土结构（目前我国高层建筑运用最广的结构形式） c.钢结构（西方国家高层建筑普遍采用的结构形式） d.钢-混凝土混合结构（与钢结构相比，更适合我国国情）,砌体结构,砌体结构,配筋砌体

2、结构的出现改变了无筋砌体结构承载力低、延性差的缺点。由于其节省钢材、降低造价等优势，在美国得到了广泛的运用。,钢筋混凝土结构,优点：造价较低，材料来源丰富，可浇注成各种复杂断面形状；可节省钢材，承载能力较高，经过合理设计，可获得较好的抗震性能。 缺点：构件断面大，占据面间大，自重大，施工周期较长，由于其建筑材料基本不可再生循环，对环境的负面影响较大。 广州广东国际大厦(63层，200m)底层柱尺寸已达1.8*2.2m,钢结构的特点,钢结构与其他材料的结构相比具有以下优点： （1）材料强度高，钢材质量轻。 （2）韧性、塑性好。 （3）材质均匀。 （4）制造简单，施工周期短。 （5）抗震性能好 （

3、6）环境污染小,钢结构的缺点有： （1）耐热但不耐火 150摄氏度时强度无变化，600摄氏度时强度约为0。 （2）钢材耐腐蚀性能差，维护费用高。 （3）造价高,(1)优点： 在钢筋混凝土结构基础上,充分发挥钢结构 优良的抗拉性能以及混凝土结构的抗压性能,刚度大，用钢量小、造价较低、防火性能好。 (2)类型 a.钢骨钢筋混凝土构件 b.钢管钢筋混凝土构件 c.一部分用钢结构，另一部分用钢筋混凝土结构,钢-混凝土组合结构,钢骨钢筋混凝土构件,钢-混凝土组合结构,钢管混凝土结构 工程实例,美国西雅图 双联广场大厦 58层 四根大钢管混凝土柱 直径3.05m 管壁厚30mm 承受60%竖向荷载,3.部

4、分抗侧力结构用钢结构，另一部分采用钢筋混凝土结构,由钢筋混凝土筒体或剪力墙以及钢框架组成抗侧力体系。 以刚度很大的钢筋混凝土部分承受风力和地震作用。 以钢框架主要承受竖向荷载。,上部为四个三角形巨型空间桁架 平面52m52m 第二层为转换层，设置跨度为52m的周边空腹桁架和中部四角锥桁架作为巨型框架梁，最后传递给四根巨型角柱,香港中国银行,第2节 高层建筑结构,第2个问题：对高层建筑的结构设计起控制性作用的荷载是什么？（P9） 在低层建筑中，一般是竖向荷载控制着结构设计； 在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却往往起着控制性的作用。 所以，高层建筑结构分水平承重结构、

5、竖向承重结构。 水平承重结构主要承担风荷载和水平地震作用。 竖向承重结构主要承担以重力为代表的竖向荷载。,高层建筑中，水平荷载（风荷载、地震力）对结构设计起着决定性的作用。,=侧移 高层建筑结构设计不仅要求结构有足够的承载力，还要有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载作用下的侧移被控制在一定限度内，这是因为侧移与高层建筑的安全和使用都有密切关系。,第2节 高层建筑结构,第3个问题：高层建筑结构体系的分类有哪些？(P9),基本体系分为：,a.纯框架体系,b.纯剪力墙体系,c.筒体体系,d.体系组合,钢筋混凝土框架承重的某商业建筑，墙体为填充墙,框架结构的特点、优缺点和适用范围,一、特点 受力特点 框

6、架结构的变形特征 二、框架结构的优缺点和适用范围,1框架结构的特点,（）受力特点：刚结点，受力性能好（梁、柱）,变形特征,1框架结构的特点,框架的层数越多，产生的水平位移越大，框架的内力也随层数的增加而迅速增长，层数超过一定程度时，水平荷载产生的内力远远大于竖向荷载产生的内力。这时，水平荷载对设计起主要控制作用。,柔性结构体系,优点： 建筑平面布置灵活、易于设置较大房间、使用方便构件类型少，易于标准化、定型化； 现浇结构的整体性好，抗震性能好。 缺点：抗侧刚度低，多用于层以下建筑（一般10-12层） 适用范围：办公楼、餐厅、车间、营业室、教室和实验室等。,框架结构的优缺点及适用范围,框架承重体

7、系建筑内、外墙布置均较灵活,框架结构建筑施工工艺示意,框架的布置,按承重框架布置方向分为三种： 1.主要承重框架横向布置 2.主要承重框架纵向布置 3.主要承重框架纵横两向布置（P10,图1-4）,1.主要承重框架横向布置,特点：横向梁为主梁，纵向梁为次梁（连系梁）,优点： 承重框架横向布置可有效提高纵房屋横向的抗侧力强度和刚度； 有利于立面处理和室内采光,2.主要承重框架纵向布置,特点：纵向梁为主梁，横向梁为次梁（连系梁）,优点：有利于楼层净高的有效利用，房屋的使用划分比较灵活； 缺点：横向刚度很差； 适用范围：层数不多的无抗震要求的厂房,柱网,（一）基本要求： 框架的柱网布置应力求简单、规

8、则、整齐 要满足生产工艺和建筑平面布置的要求 要使结构受力合理，施工方便 柱网尺寸应符合经济原则和尽量符合模数,结构受力合理（均匀、对称、对直、贯通，尽量避免缺梁抽柱）,对称三跨。 房间进深：6m、6.6m、6.9m 走廊跨度：2.4m、2.7m、3.0m 开间方向柱距：3.68m 适用范围：旅馆、教学、办公、医院,内廊式,客房与卫生间,客房与卫生间,走道,7500,2000,7500,3900,3900,5000,5000,7000,6000,4000,5000,2000,7000,6000,4000,教室,走道,6000,6000,3900,2400,走道,6000,6000,7800,2

9、400,教室,三、构件截面尺寸（P10） 框架横梁截面： 梁高h=(1/101/15)l梁跨 梁宽b=(1/21/3)h梁高 框架柱截面的宽与高=(1/151/20)H层高,剪力墙结构体系,A.剪力墙结构的概念和结构效能 B.剪力墙结构体系的类型、特点 和适用范围,刚性结构体系,第一节 剪力墙结构的概念和结构效能,剪力墙结构体系的类型、特点 和适用范围,剪力墙结构体系的类型： （纯）剪力墙结构 框支剪力墙结构 框架-剪力墙结构,1、概念 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构。,纯剪力墙结构,优点:整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力(强度)要求也容

10、易满足，房间内无梁柱外露。 缺点:剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求,结构自重往往也较大。 适用范围：从理论上讲，可建造上百层的民用建筑(如朝鲜平壤的柳京大厦)，但从技术经济的角度看，一般控制在35层，总高110米为宜。,剪力墙的优缺点及适用范围,柳京大厦,柳京大厦,柳京大厦位于朝鲜首都平壤，是一幢未完工的摩天大楼，整体结构成三角金字塔型，斜面角度为75度，共105层，高330米。据称，柳京大厦原计划成为拥有3000间客房的超级大厦，并成为全球最高的饭店之一，计划于1989年开始营业。然而自从1982年开始建设之后，1992年完成结构工程后便一直停工，成为世界上最大

11、的“烂尾楼”。目前，这仅是一座混凝土空壳结构，未安装窗户以及外墙模板，更没有任何内部装置。,剪力墙结构的变形特征,弯曲型,自底层向上，位移增量 越来越大， 与悬臂梁的弯曲变形曲 线类似。故称“弯曲型”,变形特点（柔性结构、刚性结构）,筒体结构,.特点： 将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体 筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体，结构空间刚度极大，抗扭性能也好 剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间，建筑平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商业建筑,实腹筒 框筒 桁架筒 筒中筒,筒体的基本形式(P11),3 筒体结构的类型,根据建筑高度不同，可采用不同筒体结构形式 内筒体：将电梯井

12、、楼体井、管道井、服务间等集中成为一个核心筒体。 外筒体：四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成-多孔墙体。建筑物内部可不设剪力墙。 筒中筒：内筒体与外筒体相结合 多筒体组合：根据建筑平面要求可采用： 多重套筒，组合筒-几个筒体由楼板联合 束筒-若干个筒体成束状结构，筒体可错落不齐。,内筒体,中央核心筒式 利用房屋中的电梯井、楼梯间、管道井以及服务间作为核心筒体,尽端核心筒式 利用房屋中的电梯井、楼梯间、管道井以及服务间作为核心筒体,外筒体,利用四周外墙作为外筒体，形成外筒的墙是由外围 间距较密的柱子与每层楼面处的身量刚性连接在一起 组成矩形网格样子的墙体框架筒 外围柱距： 深梁高度： 层以下,外

13、筒体,体系组合（p12）,几种体系的组合：,1.框支-剪力墙体系,2.框架-剪力墙体系,3.框架-筒体体系,4. 筒中筒体系,第4个问题：高层中常见的多体系组合有哪几种？,5.多筒体系：束筒，巨型框架,框支剪力墙结构（P13）,底层作商店或停车场而需要大空间的旅馆或住宅,缺点：房屋刚度突变,概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架 特点：以框架结构为主，以剪力墙为辅助补救框架结构的不足的半刚性结构。 剪力墙承担大部分的水平荷载，框架以负担竖向荷载为主,框架-剪力墙结构(P13),受力变形特点,、框架剪力墙结构的类型,(1)框架剪力墙结构,适用范围：层，H/B不宜大于45,框架-剪力

14、墙体系（P14）,框架-剪力墙体系中，剪力墙布置的四准则 分散、均匀、周边、对称,框架-筒体体系,由筒体和框架共同组成的结构体系称为框架-筒体体系。 根据筒体的数量和位置，可分为： a.核心筒-框架体系（P14,图1-11） b.多筒-框架体系（P15,图1-12-14）,筒中筒结构(P12,图1-8),层以上，不宜超过层,筒中筒结构：薄壁内筒与密柱外框筒相结合 为了保证内外同共同工作，内筒长度不应小于外筒长度的1/3,多筒体系束筒及巨形框架结构,使用条件：当建筑高度或其平面尺寸进一步加大，以至于框筒或筒中筒结构无法满足抗侧力刚度要求时，必须采用多筒体系 1、束筒 两个以上框筒（或其它筒体）排列在一起成束状，称为成束筒。,优点： 结构的刚度和承载能力比筒中筒结构有所提高，沿高度方向，还可以逐个减少筒的个数，分段减少建筑平面尺寸，结构刚度逐渐变化,巨形框架 利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨形梁相连，巨型梁每隔几层或十几层楼设置一道，截面一般为一层或几层高，筒体和巨型梁即形成巨型框架,巨型结构体系,特点： 超越一般结构概念 一般结构的截面尺寸与层高相关 巨型结构：由两级结构组成 第一级：