《高层建筑结构设计》ppt课件

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1、高层建筑结构设计西安建筑科技大学土木工程学院高层建筑结构设计1、学习本门课程的重要性1)一门主要专业课之一；2）与先修课程密切联系；3）与毕业设计和毕业后从事专业工作密切相关；4）培养实践能力和创新精神。2、本门课程的主要内容1）绪论；2）结构体系和结构布置；3）荷载和设计方法；4）剪力墙结构分析与设计；5）框-剪结构分析与设计；6）筒体结构分析与设计;7)计算机分析方法和程序。3、学习本门课程中可能出现的几个矛盾？1）课时少与课程内容较多（抓住内容主线、重点突出）2）推导多、公式多（掌握思路、理解推导原理）4

2、、教学方法和手段1）传统教学与多媒体教学相结合；主要内容：主要内容1.1概述1.2高层建筑结构的设计特点1.3高层建筑结构的类型1.4高层建筑的发展概况1.1概述问题：高层建筑的定义？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。1）国外：（1）美国规定：高度为22~25m以上或7层以上建筑为高层建筑；（2）英国规定：高度为24.3m以上的建筑为高层建筑；（3）日本规定：8层以上或高度超过31m的建筑为高层建筑。2）我国：（1）《高层民用建筑设计规范》GB50045-95和《高

3、层民用建筑设计防火规范》GBJ50045-2002和规定：≥10层的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）或≥24m的公共建筑。（2）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）规定：≥10层或≥28m；（本课程内容的依据）1.1概述1.1概述3）国际上1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4类：第一类为9～16层（最高50米）第二类为17～25层（最高75米)第三类为26～40层（最高100米）第四类为40层以上(高于100米）注：高层建筑的高度般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离，不包括局部

4、突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。4）超高层建筑最初来源于日本，1995年出现英文词条Super-tallbuilding；没有明确的分界线和规定，一般泛指某个国家和地区内较高的高层建筑；通常将高度超过100m或层数在30层以上的高层建筑称为超高层建筑。本节小结：1）多少层数或多少高度以上的建筑为高层建筑，全世界至今没有一个统一的划分标准，不同的国家、不同的年代，其规定也不一样2）高层建筑的规定与一个国家当时的经济条件、建筑技术、电梯设备、消防装置等许多因素有关。3）超高层建筑也没有统一划分标准，一般一般

5、泛指某个国家和地区内较高的高层建筑。1.1概述1.2高层建筑结构的设计特点问题：与多层建筑相比有哪些的设计特点？1、水平荷载成为设计的决定性因素1）竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比；2）水平荷载产生的倾覆力矩以及轴力与高度的二次方成正比。1.2高层建筑结构的设计特点1.2高层建筑结构的设计特点2、侧移成为设计的控制指标1）结构顶点的侧移ut与结构高度H的四次方成正比；2）结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系；过大侧移会使人产生不安全感；使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用；因P-

6、△效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏。3）必须选择可靠的抗侧力结构体系，使结构不仅具有较大的承载力，而且还应具有较大的侧向刚度。1.2高层建筑结构的设计特点3、轴向变形的影响在设计中不容忽视1）竖向荷载产生的结构轴向变形对其内力及变形的影响;2)对预制构件的下料长度和楼面标高会产生较大的影响；Houston75层的某商业大厦，采用剪力墙和钢柱混合体系，由于钢柱负荷面积大，其底层钢柱压缩变形比墙多260mm。1.2高层建筑结构的设计特点3）水平荷载产生的结构轴向变形对其内力及侧移的影响水平荷载作用下，使竖向结构

7、体系一侧构件产生轴向压缩，另一侧构件产生轴向拉伸，从而产生整体水平侧移。表中为某剪力墙的计算结果。由表可知，结构层数越高，轴向变形所产生的影响越大。1.2高层建筑结构的设计特点4、延性成为结构设计的重要指标1）延性表示构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能。2）延性系数μ：用来衡量延性的大小。3）结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小，即决于结构延性的大小。4）为了保证结构具有较好的抗震性能，除承载力、刚度外，还需要有较好的延性。可通过加强结构抗震概念设计，采取恰当的抗震

8、构造措施来保证。1.2高层建筑结构的设计特点5、结构材料用量显著增加1）对于高层建筑结构，随高度增大，材料用量增大较多。2）特别是水平荷载对材料用量影响较大。3）结构方案对材料用量影响很大，水平力作用下对结构进行优化设计至关重要。如筒体结构可使结构用钢量大幅度减小，高381m的帝国大厦，采用平面框架结构体系，用钢量为206kg/m2，采用筒体结构,高344m的约翰.汉考克大厦用钢量仅为