第三篇多高层建筑结构课件.pptx

第三篇 多高层建筑结构第一节 高层建筑结构概述一、高层建筑概述1.1 高层建筑的定义《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2002）中定义： 10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑。高层建筑 高度一般指室外地面至主要屋面的距离，不包括局部突 出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。1.2 我国高层建筑的发展 我国高层建筑在解放前很少，50－60年代陆续建成一些，如1959年的北京民族饭店，高47.4m，12层；1964年的北京民航大楼，15层，高60.8m；1968年的广州宾馆，27层，高88m，是60年代我国建成的最高建筑。 70年代开始我国高层建筑有了较大发展，主要用于住宅、旅馆和办公楼，层数一般在20－30层。1.3 国外高层建筑简介 1883年美国芝加哥建成的11层家庭保险大楼为近代高层建筑的开端，国外较著名的高层建筑有：美国，帝国大厦(纽约，381m，102层)、世界贸易中心(纽约，402m，110层)、西尔斯大厦(芝加哥，443m，110层)、水塔广场大厦(芝加哥，262m，76层)；马来西亚，石油大厦(450m，88层，钢-混凝土组合结构)；朝鲜，柳京饭店(305m，101层,最高的钢筋混凝土大厦)。国内主要高层建筑（374-500m）主要高层建筑介绍 台北101大厦世贸大厦西尔斯大厦 平壤 柳京饭店 105层 320米 三千个房 间 金字塔型建筑 金茂大厦 CCTV大楼 采用ETABS和 ANSYS两种通 用有限元软件 进行结构计算。上海环球金融中心 结构示意图二、高层建筑设计的特点 水平荷载和地震作用成为高层建筑的控制因素。高层结构设计不仅需要较大的承载能力，还需要较大的刚度控制水平荷载作用下结构的侧向位移。控制侧向位移的原因：1）过大的侧向变形会使人不舒服，影响使用；2）过大的侧向变形会使填充墙或建筑装修出现裂缝或损 坏，也会使电梯轨道变形；3）过大的侧向变形会使主体结构出现裂缝甚至损坏；4）过大的侧向变形会使结构产生附加内力甚至倒塌。 三、高层建筑的结构类型（按材料分） 按照承重结构材料类型可分为钢结构与钢筋混凝土结构两种。高层钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工方便快捷等优点，但缺点是造价高、耐火性能差，大量防火涂料的使用也影响工期与造价。 钢筋混凝土结构具有造价低、耐火性能好、侧向刚度大、截面形式多样等优点，缺点是构件尺寸较大、自重大、使用空间受限。 目前大多数高层建筑采用混合结构，即钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体所组成的混合结构体系。框架柱多采用钢管混凝土柱或型钢混凝土柱，框架梁多采用型钢混凝土梁或钢梁。为加强结构承载力与抗侧刚度，混合结构中还经常采用加强层、巨型支撑、伸臂桁架等结构形式。课后思考题1.高层建筑的定义？2.高层建筑设计特点？3.目前高层建筑大多采用的结构形式？第二节 高层建筑结构体系与布置原则 主要结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、束筒及巨型框架。2.1 框架结构主要承重构件由梁、柱组成的结构。优点：建筑平面布置灵活，能提供较大的室内空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力方面，框架结构自振周期长，地震反应小，经合理设计后可具有良好的延性。缺点：抗侧移刚度小，地震作用下侧向位移大，易使填充墙开裂，并引起非结构构件的破坏。建筑高度不能过高，一般在15层以下。 框架结构受力及设计要点1.全部荷载由梁柱承担；2.框架侧向变形由梁柱弯曲变形与柱轴向变形两部分组成；3.整体侧向变形呈剪切型变形；4.应设计为双向框架结构；5.隔墙应采用轻质隔墙或轻质填充材料。6.宜采用现浇混凝土楼盖。2.2 剪力墙结构 利用钢筋混凝土墙体作为承受竖向、水平荷载的结构。墙体本身也可作为维护和房间分隔构件，该结构形式主要应用于高层住宅和旅馆。优点：整体性好、刚度大、承载力高、水平荷载下的侧向变 形小。缺点：墙体间距不能过大，平面布置不灵活，结构自重大， 材料强度无法充分发挥，不能满足公共建筑使用要求。 当剪力墙的高宽比较大时，可视为一个受弯为主的悬臂构件，其侧向变形是弯曲型。底部大空间剪力墙(部分框支剪力墙)结构2.3 框架-剪力墙结构 框架-剪力墙是指由框架和剪力墙共同承受荷载的结构体系。即保留了框架结构布置灵活、使用方便的特点，又具有剪力墙结构抗侧刚度大，抗震性能好的优点。在该结构体系中，剪力墙承担绝大部分的水平荷载，是主要抗侧力体系。框架则主要承担竖向荷载，以及少量的水平作用。 框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形，而剪力墙则呈弯曲型变形，当二者通过楼盖协同工作时，变形必须协调，侧向变形将呈弯剪型。根据以上分析的受力特点，框架-剪力墙结构无论是承载力还是侧向变形都较纯框架有较大的提高，剪力墙的布置原则1) 剪力墙宜沿主轴方向或其它方向双向布置，墙肢截面