高层建筑结构设计

LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,吴方伯 教授,电话：,E-mail,：,湖南大学土木工程学院,Page,2,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,绪论,一、本课程讲授的主要内容,高层建筑的一般知识,高层建筑结构的体系与布置,高层建筑结构的荷载与设计要求,框架结构的计算,剪力墙的计算,框架,剪力墙结构的内力和位移计算,扭转近似计算,Page,3,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,二、本课程的学习重点,以现行钢筋混凝土高层建筑结构设计规范、规程为重点，介绍高层钢筋混凝土结构的设计原理与方法,;,能够进行高层钢筋混凝土结构，特别是高层框架结构、高层剪力墙结构和高层框架,剪力墙结构的设计。,Page,4,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,三、本课程的学习方式,课堂讲授与自学相结合,讲课与作业相结合,四、主要参考文献,1.,建筑结构荷载规范（,GB 50009-2012,）,2.,高层建筑混凝土结构技术规程,(JGJ 3-2010),3.,建筑抗震设计规范,(GB 50011-2010),4.,混凝土结构设计规范（,GB 50010-2010,）,5.,现行地基与桩基设计规范,6.,赵西安，,现代高层建筑结构设计,，,1999,年,7.,沈蒲生，,高层建筑结构设计,，,2006,8.,傅学怡，,实用高层建筑结构设计,，,2010,年,Page,5,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,第一章 高层建筑的一般知识,Page,6,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,一、高层建筑的定义（世界各国无统一的定义）,表,1-1,一部分国家和组织对高层建筑起始高度的规定,国家和组织名称,高层建筑起始高度,联 合 国,9层，分为四类：第一类：916层（最高50m）；,第,二类：,1725层（最高75m）；第,三类：,2640层（最高100m）；,第,四类：,40层以上（高度在100m以上，为超高层建筑）。,前 苏 联,住宅在,10,层及,10,层以上，其它建筑为,7,层及,7,层以上,美,国,2225m,，或,7,层以上,法,国,住宅为,8,层及,8,层以上，或,31m,英,国,24.3m,日,本,11,层，,31m,德,国,22m,（从室内地面起）,比 利 时,25m,（从室内地面起）,我,国,防火规范,GBK45-82,：,10,层或,24m,民用建筑设计通则,JGJ37-87,：同上面。,高层建筑混凝土结构技术规程,JGJ3-2010,：,10,层，或,28m,住宅。,高度等于和大于,100m,的建筑为超高层建筑。,Page,7,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,二、发展高层建筑的意义,图,1-1,世界人口变化图,节约用地,节省城市基础设施费用,改善城市市容,Page,8,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,金茂大厦,Jinmao Building,【竣工日期】：1999年3月18日,【占地面积】：2.3公顷,【建筑面积】：29万平方米,【建筑层数】：地上,88层,，,地下,3层,【建筑高度】：,420.5米,【结构形式】：钢筋混凝土结构,三、典型工程（已建成）,Page,9,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,上海环球金融中心,Shanghai World Financial Center,【竣工日期】：2008年8月29日,【用地面积】：30,000 m,2,【占地面积】：14,400 m,2,【建筑面积】：381,600 m,2,【建筑层数】：地上,101层,、,地下,3层,【建筑高度】：,492米,【结构形式】：钢筋混凝土结构,（,SRC结构）、,钢结构（,S结构）,Page,10,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,台北,101,TAIPEI 101,【,竣工日期,】：,2003年10月。,【建筑层数】：地上,101层,、,地下,5层。,【建筑高度】：,508米,。,【结构形式】,：钢筋混凝土结构,新型的巨型结构,Page,11,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,吉隆坡石油双塔,The Petronas Twin Towers,【,开工时间,】,：,1993,年,12,月,27,日,【,竣工时间,】,：,1996,年,2,月,13,日,【,占地面积,】,：,40,公顷,【,建筑面积,】,：,28.95,万平方米,【,建筑高度,】,：,452,米,【,建筑层数,】,：,88,层,Page,12,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,广州塔,（小蛮腰）,Canton Tower,【,竣工时间,】,：,2009,年,9,月,【,占地面积,】,：,17.546,万平方米,【,建筑面积,】,：,11.4054,万平方米,【,建筑高度,】,：塔身主体,454,米,，,天线桅杆,156,米，,总高度,610,米,。,【,建筑层数,】,：,108,层，,最细处在,66,层,【,结构形式,】,：钢筋混凝土结构,Page,13,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,迪拜塔,Burj Dubai,【,开工时间,】,：,2004,年,9,月,21,日,【,竣工时间,】,：,2010,年,1,月,4,日,【,建筑面积,】,：,344,000,万平方米,【,建筑高度,】,：总高度,828,米,。,当前,世界第一高楼,。,【,建筑层数,】,：,162,层,【,结构形式,】,：钢筋混凝土结构,Page,14,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,四、典型工程（未建成）,上海中心大厦,Shanghai Center Tower,【,开工时间,】,：,2008,年,11,月,29,日,【,竣工时间,】,：,2015,年投入使用,【,建筑高度,】,：结构高度,580,米,总高度,632,米,【,建筑层数,】,：,127,层,【,结构形式,】,：钢筋混凝土,核心筒,-,外框架,结构,Page,15,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,深圳证券交易所营运中心,Shenzhen International Trade Center,深圳证券交易所营运中心营运中心占地面积,3.91万平方米，建筑总高度245.8米，建设规模约26.7万平方米，其中地上部分约为18.3万平方米，地下部分约为8.4万平方米。,深圳证券交易所营运中心营运中心大楼外观为立柱形，大厦底座被抬升至,30多米,形成一个巨大的“漂浮平台”，平台的“腰部”由一条鲜亮的红色光带“缠绕”，整体造型犹如一个漂亮的烛台。,Page,16,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,深圳平安国际金融中心,PingAn International Finance Center,“平安国际金融中心”共,115,层,，,1,8,层为裙房，用作商业，,8,115,层是办公区。,带外伸臂的混合结构,。本工程于,2011,年,11,月,15,日动工，工期,4,5,年，计划于,2016,年,3,月竣工。,设计高度为塔顶,646米,，屋面,588米,，该中心将成为深圳市标志性建筑物。,Page,17,高层建筑结构设计,Design of Tall Building structures,九龍倉长沙国际金融中心,Changsha International Finance Center,“九龍倉”位于长沙市五一商圈和中央商务核心区。,最高塔楼设计高度,510,米,，建成后将成为,湖南第一高楼,，长沙市的新地标。项目计划于,2016,年全部建成。,Page,18,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,第二章 结构体系及布置,Page,19,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,2-1,引言,一、高层建筑结构的受力特点,当建筑物高度增加时，水平荷载（风荷载及地震作用）对结构起的作用将愈来愈大。除了结构内力将明显加大外，结构侧向位移增加更快。图,2-1,是结构内力（,N,，,M,）、位移（,）与高度的关系，弯矩和位移都成指数曲线上升。,内,力,或,位,移,=f,(,H,4,),M=f,(,H,2,),N=f,(,H,),H,图,2-1,结构内力、位移与高度的关系,Page,20,二、高层建筑结构设计的一般规定,高层建筑结构设计应注重,概念设计,，重视结构选型与平、立面布置的,规则性,，择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系，加强构造措施。在抗震设计中，应保证结构的整体性能，使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。结构应满足下列规定：,应具有必要的承载力、刚度和变形能力；,应避免因局部破坏而导致整个结构破坏；,对可能的薄弱部位要采取加强措施；,结构选型与布置合理，避免局部突变和扭转；,宜具有多道抗震防线。,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,Page,21,三、高层建筑结构体系,多层和高层建筑抗侧力体系在不断的发展和改进，建筑高度也不断增高。,现在，多层和高层建筑结构体系大约可分为四大类型：,框架结构；,剪力墙结构；,框架剪力墙结构；,筒体结构。,各有不同的适用的高度和优缺点。,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,Page,22,2-2,常用结构体系,框架、剪力墙、框架,-,剪力墙结构体系是多层及高层建筑中传统的、广为应用的抗侧力体系；,在高度较大的高层建筑中，利用结构空间作用，又发展了：框架,-,筒体结构、框筒结构、筒中筒结构及多筒结构等多种抗侧力很好的结构体系。,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,Page,23,一、框架结构,梁、柱、板构成,当采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同承受水平荷载时，称其为框架结构体系。,1,、结构特点：,建筑平面布置灵活；,可形成大空间；,施工简便，较经济；,抗侧刚度小，侧移大；,对支座不均匀沉降敏感；,宜用于,15,层以下，最大 适用高度,70m,。,图,2-2,框架结构示例,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,Page,24,2,、类别,:,整体式框架,整体现浇；,装配式框架,构件预制；,装配整体式框架,部分现浇、部分预制（采用叠合梁）。,3,、承重分类：,横向框架承重；,纵向框架承重；,纵横向框架承重。,高层建筑结构设计,Design of Tall Building,S,tructures,Page,25,二、剪力墙结构,剪力墙、梁、板构成,利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构，称为剪力墙结构体系。,结构特点：,抗侧刚度大；,整体性、抗震性好；,平面布置不灵活。,最大适用高度,150-180m,。,高层建筑结构设计,Design of Tall Build