2高層建筑結(jié)構(gòu)體系ppt課件

1、第二節(jié)高層建筑結(jié)構(gòu)與造型高層建筑造型設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)高層建筑造型設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)設(shè)計(jì)中要對高層建筑的受力特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要對高層建筑的受力特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)選型有整體認(rèn)識。選型有整體認(rèn)識。結(jié)構(gòu)構(gòu)思也可成為高層建筑造型設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)思也可成為高層建筑造型設(shè)計(jì)的基點(diǎn)與靈感源泉?；c(diǎn)與靈感源泉。結(jié)構(gòu)形式由房屋性質(zhì)、層數(shù)、高度和在結(jié)構(gòu)形式由房屋性質(zhì)、層數(shù)、高度和在物質(zhì)技術(shù)條件等因素確定物質(zhì)技術(shù)條件等因素確定 一一 、從建筑材料劃分高層結(jié)構(gòu)形式、從建筑材料劃分高層結(jié)構(gòu)形式 砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu) 普通砌體用于多層建筑，高層建筑用配普通砌體用于多層建筑，高層建筑用配筋砌體筋砌體 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 承載力高

2、、剛度好、抗震好、耐火耐久承載力高、剛度好、抗震好、耐火耐久性好；自重大、構(gòu)件斷面大、濕作業(yè)、施性好；自重大、構(gòu)件斷面大、濕作業(yè)、施工周期長。工周期長。 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) 初期的主要形式，自重輕、構(gòu)件斷面小初期的主要形式，自重輕、構(gòu)件斷面小、抗震好、施工快；用鋼量大、耐火性差、抗震好、施工快；用鋼量大、耐火性差、造價(jià)高。、造價(jià)高。 鋼鋼鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土做筒體或剪力墻，鋼框架依鋼筋混凝土做筒體或剪力墻，鋼框架依附其上承受豎向荷載。可充分發(fā)揮兩種材附其上承受豎向荷載?？沙浞职l(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢。料的優(yōu)勢。二、高層建筑結(jié)構(gòu)體系 高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1、高度

3、大、豎向荷載大，要求結(jié)構(gòu)有很高的承載、高度大、豎向荷載大，要求結(jié)構(gòu)有很高的承載力。力。 2、水平力大風(fēng)和地震產(chǎn)生），作用高度高。建、水平力大風(fēng)和地震產(chǎn)生），作用高度高。建筑底部產(chǎn)生很大的彎矩和傾覆力矩。筑底部產(chǎn)生很大的彎矩和傾覆力矩。 3、頂部位移大。會造成軸力的改變，偏心增大。、頂部位移大。會造成軸力的改變，偏心增大。要求具有很好的抗側(cè)力抗側(cè)向位移的性能。要求具有很好的抗側(cè)力抗側(cè)向位移的性能。 4、房屋易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。房屋剛度中心與地震力合力、房屋易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。房屋剛度中心與地震力合力作用線相距較遠(yuǎn)時(shí)，則產(chǎn)生附加扭矩。要求結(jié)構(gòu)中作用線相距較遠(yuǎn)時(shí)，則產(chǎn)生附加扭矩。要求結(jié)構(gòu)中心與質(zhì)量中心盡量接近。心與

4、質(zhì)量中心盡量接近。 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 結(jié)構(gòu)要有足夠得強(qiáng)度和抗側(cè)推剛度。結(jié)構(gòu)要有足夠得強(qiáng)度和抗側(cè)推剛度。 抗震設(shè)計(jì)到達(dá)到抗震設(shè)計(jì)到達(dá)到“小震不壞、大震不倒結(jié)構(gòu)小震不壞、大震不倒結(jié)構(gòu)要有一定的延性，即塑性變形能力要有一定的延性，即塑性變形能力 要從材料、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)總體布置、構(gòu)件設(shè)要從材料、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)總體布置、構(gòu)件設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造上采取措施。計(jì)、節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造上采取措施。高層建筑結(jié)構(gòu)體系分類高層建筑結(jié)構(gòu)體系分類 6、純框架體系的分類、純框架體系的分類 橫向框架、縱向框架、縱橫向框架橫向框架、縱向框架、縱橫向框架 1、結(jié)構(gòu)特征、結(jié)構(gòu)特征 豎向承重由縱橫向的鋼筋混凝土墻組成，類似豎向承重由縱橫向

5、的鋼筋混凝土墻組成，類似與磚混結(jié)構(gòu)的磚墻換成鋼筋混凝土墻，水平剛度與磚混結(jié)構(gòu)的磚墻換成鋼筋混凝土墻，水平剛度大、側(cè)位移小、為剛性結(jié)構(gòu)體系。大、側(cè)位移小、為剛性結(jié)構(gòu)體系。 2、適用范圍、適用范圍 理論上可達(dá)理論上可達(dá)100150層，但過高墻會增厚，使層，但過高墻會增厚，使用和經(jīng)濟(jì)不利，宜用和經(jīng)濟(jì)不利，宜40層以下。非地震區(qū)層以下。非地震區(qū)150m，7度區(qū)可達(dá)度區(qū)可達(dá)130m，8度區(qū)度區(qū)120m，9度區(qū)度區(qū)70m。 3、 特特 點(diǎn)點(diǎn) 空間較小、平面布置欠靈活。空間較小、平面布置欠靈活。4、 結(jié)構(gòu)布置與建筑設(shè)計(jì)原則結(jié)構(gòu)布置與建筑設(shè)計(jì)原則 （1）、橫向布置剪力墻）、橫向布置剪力墻 間距間距 36.6m

6、，剛度好、空間小，用，剛度好、空間小，用于住宅、旅館等。于住宅、旅館等。 （2）、縱向布置剪力墻）、縱向布置剪力墻 （3）、縱橫向布置剪力墻）、縱橫向布置剪力墻 （4）、建筑物高寬比）、建筑物高寬比h/b6 （1 1結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 筒體結(jié)構(gòu)由框架或剪力墻圍合成豎向筒體結(jié)構(gòu)由框架或剪力墻圍合成豎向井筒，并以各層樓板將井筒四壁相互連接起來井筒，并以各層樓板將井筒四壁相互連接起來，形成一個(gè)空間構(gòu)架，比單片框架或剪力墻的，形成一個(gè)空間構(gòu)架，比單片框架或剪力墻的空間剛度大得多，不僅能承受豎向荷載，而且空間剛度大得多，不僅能承受豎向荷載，而且能承受很大的水平荷載。筒體結(jié)構(gòu)適用于超高能承受很大的水平荷載。

7、筒體結(jié)構(gòu)適用于超高層建筑，尤其在地震區(qū)更能顯示其優(yōu)越性。層建筑，尤其在地震區(qū)更能顯示其優(yōu)越性。 實(shí)腹式筒體：由剪力墻圍合的筒體墻式筒體實(shí)腹式筒體：由剪力墻圍合的筒體墻式筒體、墻筒）、墻筒） 空腹式筒體：由密集立柱圍合的筒體框架式空腹式筒體：由密集立柱圍合的筒體框架式筒體、框筒）筒體、框筒） （2 2適用范圍適用范圍 超高層建筑都用筒體結(jié)構(gòu)超高層建筑都用筒體結(jié)構(gòu) （3 3特特 點(diǎn)點(diǎn) 可將受力構(gòu)件集中，創(chuàng)出較大的室內(nèi)空間可將受力構(gòu)件集中，創(chuàng)出較大的室內(nèi)空間。 （4 4） 筒體結(jié)構(gòu)的布置筒體結(jié)構(gòu)的布置 常用平面形狀有：圓形、橢圓形、矩形、三角形、多常用平面形狀有：圓形、橢圓形、矩形、三角形、多邊形等

8、。軸對稱或中心對稱。邊形等。軸對稱或中心對稱。矩形框筒：矩形框筒：長短邊比不宜大于長短邊比不宜大于1.51.5。 框筒柱距不宜大于框筒柱距不宜大于3m3m；個(gè)別可擴(kuò)大到；個(gè)別可擴(kuò)大到4.5m4.5m，但不宜大于層高。但不宜大于層高。 用框架支承剪力墻 下部采用框架適用于空間需求。適用于高層旅館、綜合樓等。上部剛度大，底部剛度小；交接處易產(chǎn)生突變。設(shè)計(jì)中要考慮減力的向下傳遞。北京中國大飯店北京中國大飯店地上地上2121層，底下層，底下2 2層，高層，高76m76m底層層高底層層高6m6m，標(biāo)準(zhǔn)層，標(biāo)準(zhǔn)層2.95m2.95m，3 3層以下框架層以下框架剪力墻，四層以上剪力墻。剪力墻，四層以上剪力墻

9、。 1、結(jié)構(gòu)特征 框架中布置剪力墻，并使樓板與框架有可靠連接的結(jié)構(gòu)體系。豎向荷載由剪力墻和框架承擔(dān)，水平荷載由剪力墻承擔(dān)。 2、適用范圍 絕大多數(shù)高層建筑都為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。1525層較多，非地震區(qū)120m，7度區(qū)可達(dá)100m，8度區(qū)90m，9度區(qū)40m。 3、特 點(diǎn) 結(jié)構(gòu)布置較靈活，為現(xiàn)常用結(jié)構(gòu)。 4、結(jié)構(gòu)布置與建筑設(shè)計(jì)的原則、結(jié)構(gòu)布置與建筑設(shè)計(jì)的原則 1剪力墻平面位置剪力墻平面位置 應(yīng)使建筑結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。利用山應(yīng)使建筑結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。利用山墻、樓梯電梯井周圍的墻。墻、樓梯電梯井周圍的墻。 （1地震區(qū)應(yīng)縱、橫兩方向布置，非地震區(qū)可地震區(qū)應(yīng)縱、橫兩方向布置，非地震區(qū)可單橫向。單橫向。 （2宜對稱布置

10、，設(shè)在建筑端部，平面變化及宜對稱布置，設(shè)在建筑端部，平面變化及凈荷載大的部位。凈荷載大的部位。 （3剪力墻中心線應(yīng)與柱形心重合，利于傳力。剪力墻中心線應(yīng)與柱形心重合，利于傳力。 2剪力墻高度布置上應(yīng)貫通全高、厚度不變；盡剪力墻高度布置上應(yīng)貫通全高、厚度不變；盡量不開洞，必開時(shí)面積應(yīng)小于量不開洞，必開時(shí)面積應(yīng)小于16% 3剪力墻間距不宜過大剪力墻間距不宜過大 L/B4。現(xiàn)澆板?，F(xiàn)澆板, L/B2。5 裝配板裝配板L剪力墻間距，剪力墻間距，B房屋房屋寬度）寬度） 4建筑高寬比不宜大于建筑高寬比不宜大于h/b=45 1、結(jié)構(gòu)特征、結(jié)構(gòu)特征 發(fā)揮筒的抗側(cè)推剛度強(qiáng)特點(diǎn)，作為主要抗側(cè)力構(gòu)件，承發(fā)揮筒的抗側(cè)

11、推剛度強(qiáng)特點(diǎn)，作為主要抗側(cè)力構(gòu)件，承擔(dān)水平力，框架承擔(dān)重力荷載。擔(dān)水平力，框架承擔(dān)重力荷載。 通常將公共設(shè)施及服務(wù)用房集中在筒內(nèi)，框架創(chuàng)造較通常將公共設(shè)施及服務(wù)用房集中在筒內(nèi)，框架創(chuàng)造較大使用空間。大使用空間。2、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)類型 核心筒框架體系核心筒框架體系筒布置在核心框架布置在外圍。筒布置在核心框架布置在外圍。 p11圖圖1-10 多筒框架體系多筒框架體系兩個(gè)以上的筒與框架組合。兩個(gè)以上的筒與框架組合。 p11圖圖1-11兩個(gè)端筒兩個(gè)端筒+框架框架 p12圖圖1-12核心筒核心筒+端筒端筒+框架框架 p12圖圖1-13核心筒核心筒+角筒角筒+框架框架p11圖圖1-10核心筒框架體系核心筒

12、框架體系1、結(jié)構(gòu)特征、結(jié)構(gòu)特征 筒筒嵌套抗側(cè)力性能好，形成的內(nèi)部空間較大，筒筒嵌套抗側(cè)力性能好，形成的內(nèi)部空間較大，一般內(nèi)筒用實(shí)腹筒外筒用空腹筒。內(nèi)外筒之間一般內(nèi)筒用實(shí)腹筒外筒用空腹筒。內(nèi)外筒之間 通過樓板連成整體通過樓板連成整體 如世貿(mào)中心、香港合和中心和深圳國貿(mào)大廈等如世貿(mào)中心、香港合和中心和深圳國貿(mào)大廈等均采用該結(jié)構(gòu)體系。均采用該結(jié)構(gòu)體系。 外筒開窗面積不宜大于外筒開窗面積不宜大于50%，不得大于，不得大于60% 內(nèi)筒長寬均不應(yīng)小于外筒的內(nèi)筒長寬均不應(yīng)小于外筒的1/32、適用范圍、適用范圍 30層以上。辦公旅館等超高層建筑。層以上。辦公旅館等超高層建筑。（5 5） 筒體結(jié)構(gòu)的類型筒體結(jié)構(gòu)

13、的類型（1 1單筒結(jié)構(gòu)：單筒很少單獨(dú)使用，通常和單筒結(jié)構(gòu)：單筒很少單獨(dú)使用，通常和框架組合，根據(jù)框架組合，根據(jù) 二者位置關(guān)系的不同，有外筒二者位置關(guān)系的不同，有外筒內(nèi)框架和內(nèi)筒外框架兩種布置方式。內(nèi)框架和內(nèi)筒外框架兩種布置方式。 （2 2筒中筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)外套置的幾層筒體，內(nèi)筒中筒結(jié)構(gòu)：內(nèi)外套置的幾層筒體，內(nèi)外筒之間外筒之間 通過樓板連成整體，筒中筒比單筒有通過樓板連成整體，筒中筒比單筒有更好的抗推能力。更好的抗推能力。如世貿(mào)中心、香港合和中心和深圳國貿(mào)大廈等如世貿(mào)中心、香港合和中心和深圳國貿(mào)大廈等均采用該結(jié)構(gòu)體系。均采用該結(jié)構(gòu)體系。外筒開窗面積不宜大于外筒開窗面積不宜大于50%50%，不得大于，

14、不得大于60%60% 內(nèi)筒長寬均不應(yīng)小于外筒的內(nèi)筒長寬均不應(yīng)小于外筒的1/31/3（3 3束筒結(jié)構(gòu)：若干個(gè)筒體相并列，美國芝束筒結(jié)構(gòu)：若干個(gè)筒體相并列，美國芝加哥西爾斯大廈就是采用的束筒結(jié)構(gòu)。加哥西爾斯大廈就是采用的束筒結(jié)構(gòu)。1 1、結(jié)構(gòu)特征、結(jié)構(gòu)特征 束筒抗彎能力抗剪能力及抗側(cè)移剛度得到極束筒抗彎能力抗剪能力及抗側(cè)移剛度得到極大提高。大提高。 每一個(gè)筒單元可以是不同的平面形式，可以在每一個(gè)筒單元可以是不同的平面形式，可以在不同的高度終止，不影響結(jié)構(gòu)完整性。不同的高度終止，不影響結(jié)構(gòu)完整性。2 2、適用范圍、適用范圍 高烈度高烈度110110層以下建筑層以下建筑 美國芝加哥西爾斯大廈就是采用的

15、束筒結(jié)構(gòu)。美國芝加哥西爾斯大廈就是采用的束筒結(jié)構(gòu)。三、高層建筑造型設(shè)計(jì)三、高層建筑造型設(shè)計(jì) 1、方形和棱主體 深圳國際貿(mào)易中心 ，邁阿米地鐵機(jī)關(guān)大樓結(jié)構(gòu)選型p63）2、圓柱和橢圓柱體 p63a、e；3、三棱主體 廣州汽車大廈、美國4、角錐和收分體 芝加哥第一國家銀行60層結(jié)構(gòu)選型p61）5、其它形式 十字型 新月型 加拿大多倫多市政廳 Y 型 北京便門住宅、大連勝利路住宅結(jié)構(gòu)選型p105） L 型 圖2-16 梯 型 圖2-17深圳 國際貿(mào)易中心方形和棱主體 圓柱和橢圓柱體 角錐和收分體 1、其它形式 高層建筑的發(fā)展原因一種是確因土地緊張向高發(fā)展 香港、東京、新加坡 一種是為某種象征，或轟動(dòng)效