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1、高層建筑結構設計2、高層建筑分類1972年國際高層會議將世界高層建筑劃分為四大類:第一類高層建筑為:9-15層,不超過50m高度者;第二類高層建筑為:16-25層,不超過75m高度者;第三類高層建筑為:26-40層,不超過100m高度者;第四類高層建筑為:40層以上,高度超過100m以上者(超高層)3.高層結構的特點(1)建筑結構所承受的荷載和作用由以豎向力作用為主轉變?yōu)橐运搅ψ饔脼橹鳌?2)高層建筑結構的動力反應不可低估。(3)結構軸向變形,剪切變形以及溫度、沉降因素的影響加劇。(4)由此而帶來的材料用量、工程造價呈拋物線關系增
2、長。二、高層建筑的概況金茂大廈環(huán)球金融中心帝國大廈世界貿(mào)易中心三、高層建筑優(yōu)缺點優(yōu)點:極大的提高了土地的利用率,可節(jié)省土地買價,增加綠化面積,改善城市環(huán)境;相對集中的高層建筑群便于人們相互間的聯(lián)系,也可減少建筑物的管理費用;辦公、居住、商業(yè)、娛樂等多用途的綜合性辦公樓的出現(xiàn),可使人們方便地在同一座樓內(nèi)工作和生活,免除了上下班的長途奔波,減少城市的交通流量,節(jié)省市政建設投資。缺點:造價昂貴,管理復雜,施工周期長,能量消耗大;難以充分利用天然采光、通風等自然環(huán)境,使人與自然的聯(lián)系減少;刮風時建筑物擺動會使人感覺眩暈,電梯損壞時上下樓梯困
3、難;高層建筑的巨大陰影影響附近建筑物的采光和日照;以外災害比一般建筑物嚴重四、世界高層建筑發(fā)展方向1、在建筑規(guī)模和建筑高度上都將有新的突破,強調(diào)建筑物的多功能和高效益。2、在結構設計方面,著重技術深化。除廣泛普及計算機輔助設計的手段外,更應該發(fā)展智能設計,建立全面完整的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),建立可靠的專家系統(tǒng),利用網(wǎng)絡傳輸實現(xiàn)設計數(shù)據(jù)共享。3、創(chuàng)造新的設計概念,采用新的結構形式:巨型結構蒙皮結構帶加強層結構立面設置大洞口設置減震裝置4、新材料新設備的應用。高強砼我國C50-C60,美國C80-C100,鋼管砼、輕骨料砼、纖維砼、預應力砼。消防
4、云梯香港40m5、采用更先進的施工技術和機具五、本課程學習的目的、內(nèi)容要求1、目的:了解和掌握鋼筋混凝土高層結構的設計原理和設計方法,為今后的畢業(yè)設計、工作奠定基礎。2、內(nèi)容:了解高層建筑結構的常用結構體系及應用范圍;掌握高層建筑結構風荷載及地震作用計算方法;掌握框架、剪力墻、框架剪力墻結構體系的內(nèi)力及位移計算;掌握上述三種體系的配筋及構造要求;了解《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3-2002(簡稱《高規(guī)》)第二章抗側力結構與布置高層建筑結構設計要求具有足夠的承載能力和剛度,保證其正常使用安全可靠,還應滿足“合理”和“經(jīng)濟”的原
5、則。必須要有精確的力學計算和受力分析。但一些復雜的部位或不確定因素的作用下是無法通過數(shù)值計算來進行設計,這就需要通過概念設計的方法解決問題?!案拍钤O計”可以包括確定結構方案、進行合理的結構布置(含基礎)、選取正確的結構分析模型,判斷薄弱部位,加強構造措施等,其內(nèi)容十分廣泛。1、框架結構體系純框架結構體系(柱、梁)是一種以承受豎向荷載為主的柔性抗側力結構體系。其抗側能力差.但能形成較大的空間,使建筑平面布置靈活,立面變化多。柱距4~5m(小),7~8m(大),一般6~8m為經(jīng)濟柱網(wǎng)。2、剪力墻結構體系剪力墻亦稱為抗震墻或結構墻,主要是
6、用以抵抗水平力,目前我國剪力墻全部采用鋼筋混凝土墻體(圖為典型剪力墻結構布置)。剪力墻屬剛性抗側力結構,現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結構的整體性好、施工速度快、抗側剛度大、側向變形小,因此其抗震性能好。其優(yōu)點是:①整體性好、剛度大,抵抗側向變形能力強; ?、诳拐鹦阅茌^好,設計合理時結構具有較好的塑性變形能力。因而剪力墻結構適宜的建造高度比框架結構要高。其缺點是:受樓板跨度的限制(一般為3~8m),剪力墻間距不能太大,建筑平面布置不夠靈活。剪力墻結構的平面布置(1)剪力墻應雙向或多向布置,宜拉通對直,縱橫墻體交叉。以形成T形、工形截面,不
7、可布置成不利于抗震設計的魚骨形和發(fā)生“十字頭”現(xiàn)象。(2)較長的剪力墻可用樓板(無連梁)或弱的連梁分為若干個獨立墻段。每個獨立墻段可以是實體墻、整體小開口墻、聯(lián)肢墻或壁式框架。每個獨立墻段的總高度與長度之比不宜小于2。剪力墻的豎向布置(1)剪力墻沿豎向應貫通全高,墻厚宜逐步減薄、避免剛度突變,造成應力集中。(2)剪力墻的門窗洞宜上下對齊、成列布置。形成明確的墻肢和連梁,不宜采用錯洞墻。洞口設置應避免墻肢剛度相差懸殊。(3)墻肢截面高度與厚度之比不宜小于3??蛑Ъ袅Γ涸诮ㄖ撞孔龀奢^大空間,將剪力墻底部做成為框架柱。但是這種墻體上、
8、下剛度形成突變,對抗震極為不利。故在地震區(qū)不允許采用框支剪力墻結構體系。可以采用部剪力墻分落地、部分剪力墻框支的結構體系,并且在構造上:①落地墻布置在兩端或中部,縱、橫向連接圍成筒體;②落地墻間距不能過大;③落地剪力墻的厚度和混凝土的