高层建筑结构体系课件.pptx

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 1885 54.9 12 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 1931 381/448.7 102 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 1972 402 110 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 1973 443 110 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 1996 450 88 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 2003 508 101 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。 12 2、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》 (JGJ 3-2002)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 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 14 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 15 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 建筑平面布置灵活，分隔方便 使用轻质隔墙，减小房屋自重 构件少，易于定制和标准化 侧向变形较大，高度受限 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 22 23 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 侧向刚度比框架结构更大 高度比框架结构更高，以30~40层为宜 适合开间规较小、规则的住宅、办公建筑(间距3～8米) 地震震害轻 间距小，布置不灵活，不适合公共建筑 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