高层建筑结构设计.ppt

LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building Structures LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building Structures 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 2 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building Structures 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 3 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building Structures 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 4 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building Structures 第一章 高层建筑的一般知识 Page 5 LOGO 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 国家和组织名称国家和组织名称 高层建筑起始高度高层建筑起始高度 联联 合合 国国 9层，分为四类：第一类：层，分为四类：第一类：916层（最高层（最高50m）；）；第第二二类：类：1725层（最高层（最高75m）；第）；第三三类：类：2640层（最高层（最高100m）；）；第第四四类：类：40层以上（高度在层以上（高度在100m以上，为超高层建筑）。以上，为超高层建筑）。前前 苏苏 联联 住宅在住宅在10层及层及10层以上，其它建筑为层以上，其它建筑为7层及层及7层以上层以上 美美 国国 2225m，或，或7层以上层以上 法法 国国 住宅为住宅为8层及层及8层以上，或层以上，或31m 英英 国国 24.3m 日日 本本 11层，层，31m 德德 国国 22m（从室内地面起）（从室内地面起）比比 利利 时时 25m（从室内地面起）（从室内地面起）我我 国国 防火规范防火规范GBK45-82：10层或层或24m 民用建筑设计通则民用建筑设计通则JGJ37-87：同上面。：同上面。高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010：10层，或层，或28m住宅。住宅。高度等于和大于高度等于和大于100m的建筑为超高层建筑。的建筑为超高层建筑。Page 6 LOGO 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 7 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building structures 金茂大厦 Jinmao Building【竣工日期竣工日期】：19991999年年3 3月月1818日日 【占地面积占地面积】：2.32.3公顷公顷 【建筑面积建筑面积】：2929万平方米万平方米 【建筑层数建筑层数】：地上：地上8888层层，地下地下3 3层层 【建筑高度建筑高度】：420.5420.5米米 【结构形式结构形式】：钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构 三、典型工程（已建成）Page 8 LOGO 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 【竣工日期竣工日期】：20082008年年8 8月月2929日日 【用地面积用地面积】：30,000 m30,000 m2 2 【占地面积占地面积】：14,400 m14,400 m2 2 【建筑面积建筑面积】：381,600 m381,600 m2 2 【建筑层数建筑层数】：地上地上101101层层、地下地下3 3层层 【建筑高度建筑高度】：492492米米 【结构形式结构形式】：钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构 （SRCSRC结构）、结构）、钢结构（钢结构（S S结构）结构）Page 9 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building structures 台北101 TAIPEI 101 【竣工日期竣工日期】：20032003年年1010月。月。【建筑层数建筑层数】：地上：地上101101层层、地下地下5 5层层 。【建筑高度建筑高度】：508508米米 。【结构形式结构形式】：钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构 新型的巨型结构新型的巨型结构 Page 10 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building structures 吉隆坡石油双塔 The Petronas Twin Towers 【开工时间开工时间】：1993年年12月月27日日【竣工时间竣工时间】：1996年年2月月13日日【占地面积占地面积】：40公顷公顷【建筑面积建筑面积】：28.95万平方米万平方米【建筑高度建筑高度】：452米米【建筑层数建筑层数】：88层层 Page 11 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building structures 广州塔（小蛮腰）Canton Tower【竣工时间竣工时间】：2009年年9月月【占地面积占地面积】：17.546万平方米万平方米【建筑面积建筑面积】：11.4054万平方米万平方米【建筑高度建筑高度】：塔身主体：塔身主体454米米，天线桅杆天线桅杆156米米，总高度总高度610米米。【建筑层数建筑层数】：108层层，最细处在最细处在66层层【结构形式结构形式】：钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构 Page 12 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building structures 迪拜塔 Burj Dubai【开工时间开工时间】：2004年年9月月21日日【竣工时间竣工时间】：2010年年1月月4日日【建筑面积建筑面积】：344,000万平方米万平方米【建筑高度建筑高度】：总高度：总高度828米米。当前当前世界第一高楼世界第一高楼。【建筑层数建筑层数】：162层层【结构形式结构形式】：钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构 Page 13 LOGO 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【开工时间开工时间】：20082008年年1111月月2929日日 【竣工时间竣工时间】：20152015年投入使用年投入使用 【建筑高度建筑高度】：结构高度：结构高度580580米米 总高度总高度632632米米 【建筑层数建筑层数】：127127层层 【结构形式结构形式】：钢筋混凝土核心筒：钢筋混凝土核心筒 -外框架结构外框架结构 Page 14 LOGO 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深圳证券交易所营运中心营运中心占地面积心占地面积3.91万平方米万平方米，建筑总高度建筑总高度245.8米米，建设规模约建设规模约26.7万平方米万平方米，其中地上部分约为其中地上部分约为18.3万平方米万平方米，地下地下部分约为部分约为8.4万平方米万平方米。深圳证券交易所营运中心营运中深圳证券交易所营运中心营运中心大楼外观为立柱形心大楼外观为立柱形，大厦底座被抬大厦底座被抬升至升至30多米多米形成一个巨大的形成一个巨大的“漂浮平漂浮平台台”，平台的平台的“腰部腰部”由一条鲜亮的由一条鲜亮的红色光带红色光带“缠绕缠绕”，整体造型犹如一整体造型犹如一个漂亮的烛台个漂亮的烛台。Page 15 LOGO 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 “平安国际金融中心平安国际金融中心”共共115层层，18层为裙房层为裙房，用作商业用作商业，8115层层是办公区是办公区。带外伸臂的混合结构带外伸臂的混合结构。本本工程于工程于2011年年11月月15日动工日动工，工期工期45年年，计划于计划于2016年年3月竣工月竣工。设计高度为塔顶设计高度为塔顶646米米，屋面屋面588米米，该中心将成为深圳市标志性建筑该中心将成为深圳市标志性建筑物物。Page 16 LOGO 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 “九龍倉九龍倉”位于长沙市五一商位于长沙市五一商圈和中央商务核心区圈和中央商务核心区。最高塔楼设计高度最高塔楼设计高度510米米，建建成后将成为成后将成为湖南第一高楼湖南第一高楼，长沙市长沙市的新地标的新地标。项目计划于项目计划于2016年全部年全部建成建成。Page 17 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building Structures 第二章 结构体系及布置 Page 18 LOGO 高层建筑结构设计 Design of Tall Building Structures 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(H4)M=f(H2)N=f(H)H 图2-1 结构内力、位移与高度的关系 Page 19 LOGO 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 Structures Page 20 LOGO 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 Structures Page 21 LOGO 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 Desi