高層建筑結(jié)構(gòu)綜述PPT

1、第二章 高層建筑結(jié)構(gòu)綜述2-1 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況 2-2 高層的特點 3-3 高層建筑結(jié)構(gòu)的類型3-4 高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系 高層建筑是近代經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步的產(chǎn)物，至今已有100余年的歷史。 多年來，世界上最高的高層建筑集中在美國、加拿大，直到80年代末，北美洲一直是世界高層建筑的中心。按1991年公布的排行表，在世界上最高的100座最高建筑中，美國占了78座，加拿大5座，墨西哥1座，即北美洲占了84%，成了當(dāng)前世界最高建筑的中心。 表12-1 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況1.我國高層建筑的發(fā)展(1)我國古代高層建筑的發(fā)展(2)我國近代高層建筑的發(fā)展2.國外現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展2-1

2、 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況1.我國高層建筑的發(fā)展(1)我國古代高層建筑的發(fā)展公元524年在河南建造了嵩岳寺塔(15層簡筒結(jié)構(gòu)，高50m)公元704年在西安建造了大雁塔(7層磚木結(jié)構(gòu)，總高64m)公元1055年在河北定縣建造了料敵塔(11層筒體結(jié)構(gòu)，高82m)公元1056年山西建造了應(yīng)縣木塔(9層，高67m)，堪稱世界木結(jié)構(gòu)的奇跡(2)我國近代高層建筑的發(fā)展第一階段從新中國成立到60年代末初步發(fā)展，20層以下的框架結(jié)構(gòu)1959年建成的北京民族飯店(12層，高47.4m)1964年建成了北京民航大樓，(15層，高60.8m)1966年建成了廣州人民大廈(18層，高63m)第二階段為70年代 203

3、0層，主要用于住宅、旅館、辦公樓 1974年建成的北京飯店新樓(20層，高87.4m，是當(dāng)時北京最高的建筑) 1976年建成的廣州白云賓館(33層、高114.05m) 上海漕溪路20幢1216層剪力墻住宅樓； 北京前三門40幢916層大模板施工的剪力墻住宅樓)北京飯店新樓廣州白云賓館： 36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230033層，112.45米，剪力墻結(jié)構(gòu)，1976年建成，國內(nèi)首棟百米高層。第三階段為80年代僅19801983年所建的高層建筑就相當(dāng)于1949年以來30多年中所建高層建筑的

4、總和。深圳發(fā)展中心大廈，(43層，高165.3m，加上天線的高度共185.3m)，是我國第一座大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。第三階段為80年代廣州國際大廈，(63層，高200m)第三階段為80年代北京京廣中心大廈，(57層，高208m)第三階段為80年代上海新錦江賓館是一座現(xiàn)代化的高級賓館，(總建筑面積66060m2，共43層，總高153.52m)靜安希爾頓飯店，(建筑面積69224m2，包括塔樓43層，總高143.62m)第三階段為80年代第四階段從90年代開始（1）高層建筑興建速度加快19901994年間，每年建成10層以上建筑在1000萬平方米以上，占全國已建成的高層建筑的40%（2）超高層建筑的

5、發(fā)展高層建筑的發(fā)展及層數(shù)和高度增長更快，建成了多座200米以上的高層建筑高層100b.doc上海明天廣場：60層，238m，最高的框架剪力墻結(jié)構(gòu)，98年建成。上海金茂大廈，(鋼結(jié)構(gòu)，88層，高420m，是我國目前最高的建筑)第四階段從90年代開始金茂大廈內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.國外現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展第一階段是19世紀中期以前，由于主要建筑材料是磚石和木材，以及設(shè)計手段和施工技術(shù)的限制，歐美國家一般只能建造6層及以下的建筑。第二階段是19世紀中期開始的20世紀50年代初1855年發(fā)明了電梯系統(tǒng)，使人們建造更高的建筑成為可能家庭保險公司大樓(Home Insurance Building)，11層，高55m，

6、建于18841886年，采用鑄鐵框架承重結(jié)構(gòu)，標志著一種區(qū)別于傳統(tǒng)砌筑結(jié)構(gòu)的新結(jié)構(gòu)體系的誕生從1884年到19世紀，高層建筑已經(jīng)發(fā)展到了采用鋼結(jié)構(gòu)，建筑物的高度越過了100m大關(guān)。1898年建成的紐約Park Row大廈（30層，118m）是19世紀世界上最高的建筑。世界上最早的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高層建筑，是1903年在美國辛辛那提建造的因格爾斯大樓，16層，高64m。1931年美國紐約曼哈頓建造了102層、高381m的著名的帝國大廈(Empire State Building)，它保持世界最高建筑達41年之久這一時期,雖然高層建筑有了比較大的發(fā)展,但受到設(shè)計理論和建筑材料的限制,結(jié)構(gòu)材料用量

7、較多、自重較大，且僅限于框架結(jié)構(gòu)，建于非抗震區(qū)第三階段從20世界50年代開始由于在輕質(zhì)高強材料、抗風(fēng)抗震結(jié)構(gòu)體系、施工技術(shù)及施工機械等方面都取得了很大進步以及計算機在設(shè)計中的應(yīng)用，使得高層建筑飛速發(fā)展美國是世界上高層建筑最多的國家1972年在紐約建造了世界貿(mào)易中心大樓(World Trade Center Towers)，110層，高402m，鋼結(jié)構(gòu)1974年美國在芝加哥又建成了當(dāng)時世界最高的西爾斯大廈(Sears Tower)，110層，高443m，鋼結(jié)構(gòu)。進入90年代，亞洲成為經(jīng)濟發(fā)展最快的地區(qū)，西太平洋沿岸的日本、朝鮮、韓國、中國大陸、臺灣、新加坡和馬來西亞等國家和地區(qū)，陸續(xù)建成了超過2

8、00m、300m的高層建筑。1990年至今，世界上新建的最高建筑，幾乎全部集中在這一地區(qū)。高層9.doc一般高度的高層建筑（80150米）更是大量興建朝鮮平壤市的柳京飯店，地面以上101層，高3054m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)位于馬來西亞吉隆坡的雙塔高層建筑，85層，高450m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)期21世紀，亞洲將成為新的高層建筑中心馬來西亞雙塔樓： 88層，450米，框筒結(jié)構(gòu)，1996年建成。臺北101 101層，508米。預(yù)計2004年9月完工(1)世界高層建筑委員會1972年建議，將高層建筑劃分為以下四類：第一類：916層，高度不超過50m;第二類：1725層，高度不超過75m;第三類：2640層

9、，高度不超過100m;第四類：40層以上，高度100m以上。2-2 高層建筑的特點1、高層建筑的分類：我國民用建筑設(shè)計通則(JGJ37-87)中規(guī)定：10層及10層以上的民用建筑和總高度超過24m的公共建筑及綜合性建筑為高層建筑。建筑高度超過100m的建筑均為超高層建筑。(2)我國對高層建筑的分類：2 高層建筑的特點A.高層建筑中，水平荷載和地震作用對結(jié)構(gòu)設(shè)計起著決定性的作用。B.動力反應(yīng)不可低估；C.結(jié)構(gòu)軸向變形、剪切變形以及溫度、沉降的影響加??；D.材料用量、工程造價呈拋物線關(guān)系增長。荷載效應(yīng)的最大值(軸力N、彎矩M和位移)可用下列式子表達：N=WH=f(H)M=qH2/2 = f(H2)

10、=qH4/8EI =f(H4)高層建筑中，水平荷載和地震作用對結(jié)構(gòu)設(shè)計起著決定性的作用。內(nèi)力或位移 =f(H4) M=f(H2) N=f(H) H 結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度H的關(guān)系2-3高層建筑的結(jié)構(gòu)類型1 鋼結(jié)構(gòu)2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)3 組合結(jié)構(gòu)1 鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點：強度高、韌性大、抗震性能好、易于加工，能縮短現(xiàn)場施工工期，施工方便。缺點：用鋼量大，造價很高，而且耐火性能差深圳地王大廈，(81層，383.95m) 北京的京廣中心(56層，208m)、一.世界貿(mào)易中心簡介（1）1.世界貿(mào)易中心的建筑形式1. 撞機12. 撞機21. 倒塌瞬間1二、世界貿(mào)易中心倒塌過程（7）優(yōu)點：造價較低，材料來源豐富，可澆注

11、成各種復(fù)雜斷面形狀，可以組成多種結(jié)構(gòu)體系；可節(jié)省鋼材，承載能力較高，經(jīng)過合理設(shè)計，可獲得較好的抗震性能。缺點：構(gòu)件斷面大，占據(jù)面間大，自重大廣州廣東國際大廈(63層，200.18m)底層柱尺寸已達1.8*2.2m2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（1）優(yōu)點：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)良的抗拉性能以及混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓性能進一步減輕結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)延性（2）類型1)用鋼材加強鋼筋混凝土構(gòu)件鋼骨鋼筋混凝土構(gòu)件鋼管鋼筋混凝土構(gòu)件2)部分抗側(cè)力結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)，另一部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（或部分采用鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）3組合結(jié)構(gòu)鋼骨鋼筋混凝土構(gòu)件組合結(jié)構(gòu)鋼管屈曲破壞鋼管鋼筋混凝土構(gòu)件鋼管混凝土結(jié)構(gòu) 工程實例

12、（1）美國西雅圖雙聯(lián)廣場大廈58層四根大鋼管混凝土柱混凝土抗壓強度133Mpa直徑3.05m管壁厚30mm承受60%豎向荷載2)部分抗側(cè)力結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)，另一部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（或部分采用鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）上海靜安希爾頓飯店（鋼筋混凝土筒體，鋼框架）香港中國銀行(鋼骨鋼筋混凝土角柱，橫梁及斜撐為鋼結(jié)構(gòu))1 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式2 類型框架結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系多筒體系2-4 高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系1 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式2 類型框架結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系多筒體系框架結(jié)構(gòu)體系1 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式2 類型框架結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系多筒體系2-4 高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系1 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式2 類型框架結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系多筒體系2-4 高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系1 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式2 類型框架結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系多筒體系2-4 高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系2 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件單元組成方式2-4 高層建筑結(jié)構(gòu)