自考-第四章-高层建筑结构设计.pptx

自考-第四章-高层建筑结构设计.pptx

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1、Chap4高层建筑结构设计【目录】概述1高层建筑的结构类型2高层建筑结构设计的一般原则3剪力墙结构4框架--剪力墙结构5剪力墙的截面设计6筒体结构简介7我国《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)规定:层数≥10层,或房屋高度≥28m的建筑物称为高层建筑。高度是指从室外地面至主要屋面的距离。§4.1概述通常以建筑的高度和层数两个指标来判定,但世界范围内目前还没有一个统一的划分标准。4.1.1高层建筑的定义【4.1概述】4.1.1高层建筑的定义4-1高层建筑按结构形式和高度的不同,可分为:A级B级:高度超过A级高度限值的高层建筑。4-24.1.3高层建筑结构受力特点【4.1概述】侧

2、向力(风或水平地震作用)成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。侧向力产生的弯矩和侧向位移成为决定结构方案、结构布置及构件截面尺寸的控制因素。结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系;①过大侧移会使人产生不安全感;②使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏,影响正常使用;③因P-△效应而使结构产生的附加内力,甚至破坏。【4.1概述】4.1.4高层建筑的优缺点1、在相同的建设场地中,可以获得更多的建筑面积,部分解决城市用地紧张和地价高涨问题。2、在建筑面积与建筑场地面积相同比值的情况下,能够提供更多的空闲地面,有利于美化环境,并带来更好的日照、采光和通风效果。3、可以缩小城市的平

3、面规模,缩短城市道路和各种公共管线的长度,从而节省城市建设与管理的投资。4、可以为城市增加景观。5、竖向交通一般由电梯完成,增加建筑物的造价,电梯损坏时上下楼梯困难;防火要求要高于中低层建筑,也会增加工程造价和运行成本。6、高层建筑太多、太密集会对城市带来热岛效应,人口过分密集会造成交通拥挤、出行困难,玻璃幕墙过多还可能造成光污染。7、高层建筑会投下一个巨大的阴影,影响附近建筑物的采光和日照,刮风时建筑物摆动可能会使人感觉眩晕。【4.1概述】4.1.5高层建筑水平位移和加速度的限值1.层间弹性水平位移的限值结构类型[△u/h]结构类型[△u/h]框架1/550筒中筒、剪力墙1/1000框架

4、-剪力墙1/800框支层1/1000框架-核芯筒板筑-剪力墙2.结构风振加速度的限值高度超过150m的高层建筑混凝土结构,为了满足舒适度的要求,其顶点最大加速度,对住宅、公寓不应大于0.15m/s2,对办公室、旅馆不应大于0.25m/s2。§4.2高层建筑的结构类型框架结构框架-剪力墙结构剪力墙结构筒体结构整体墙小开口墙联肢墙外筒结构筒中筒结构多筒结构4.2.1框架结构框架结构是由梁、柱组成的纯框架结构。优点缺点建筑平面布置灵活,能较大程度地满足建筑使用的要求。侧移刚度小,水平作用下抵抗变形的能力较差,在强震下结构顶点水平位移和层间相对水平位移都较大。柱子的尺寸往往很大,不经济,也减少了使

5、用面积。4.2.2剪力墙结构剪力墙结构是指建筑物的主要竖向承重结构是由多道钢筋混凝土墙所组成的结构。优点缺点剪力墙的水平承载力和侧移刚度大,侧向变形小。结构的自重大;建筑平面被墙体划分为小的开间,布置不灵活,一般不能形成大的空间。当剪力墙结构需要较大空间时,在底层采用框架结构,上部仍为剪力墙结构,这类结构称为框支剪力墙。4.2.3框架-剪力墙结构为了充分发挥框架结构平面布置灵活和剪力墙结构侧向刚度大的特点,当建筑物需要有较大空间,且高度超过了框架结构的合理高度时,可采用框架和剪力墙共同工作的结构体系。剪力墙剪力墙框架梁框架梁框架梁剪力墙剪力墙兼有框架和剪力墙的优点,比框架结构的水平承载力和

6、侧向刚度都有很大提高,比剪力墙结构布置灵活,可应用于10~20层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。在地震区,纵、横两个方向都应布置剪力墙。在非地震区,对于长方形平面的建筑,纵、横两个方向迎风面相差很大,当纵向框架有足够的刚度和抗风承载力时,也只在横向设置剪力墙。4.2.4筒体结构是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的高层建筑结构体系。1.外筒结构2.筒中筒结构由建筑平面四周密集布置的立体及立柱间的裙梁组成一个刚度很大的框架筒,而平面中心的框架部分侧移刚度很小。由内筒和外筒组成。通常外筒是框架,内筒是由墙体构成的核心筒。3.多筒结构由几个连在一起的单元筒组成,具有极大的空间刚度。4.3高

7、层建筑结构设计的一般原则【4.3.1高层建筑的结构体型和结构的布置】高层建筑的体型主要有板式和塔式。方形、圆形三角形和矩形是塔式高层建筑平面的4种基本形式。1.体型高层建筑的结构平面布置,应有利于抵抗水平荷载和竖向荷载,受力明确,传力直接,力求均匀对称,减少扭转的影响。1)在高层建筑的一个独立结构单元内,宜使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。2)高层建筑宜选用风作用效应较小的平面

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