高层建筑混凝土结构设计-结构体系及荷载作用.ppt

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1、高层建筑混凝土结构设计2.1.1高层建筑结构高度分级《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010)第1.0.2条规定：10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑及房屋高度大于24m的其它民用建筑混凝土结构为高层建筑。（从理论上说，应当是水平力起控制作用的结构为高层建筑结构。）第2章高层建筑结构2.1概述2.2高层建筑的发展1、不同时期的世界最高建筑建筑物名称高度（m）层数年代地点Homeinsurance55101883芝加哥Parkrow118301898纽约Woolworthbui

2、lding241571913纽约Empirestatebuilding3811021931纽约Worldtradecenter4171101972纽约Searstower4431101974芝加哥Petronastower452951996吉隆坡台北1015081012003台北2、世界高层建筑前10幢世界高楼协会指出，世界十大高楼有六栋出现在亚洲，除了台北一0一之外，其它五栋分别是马来西亚吉隆坡石油公司双塔大厦、上海金茂大厦(八十八层)、香港国际金融中心II(八十八层)、广州中信广场(八十层)与

3、深圳信兴广场(六十九层)，显见亚洲建筑实力惊人。1.迪拜塔，高818米，162层，钢-混多筒结构(阿联酋迪拜)2、台北101大楼508米。（钢-混凝土混合结构）3、上海环球金融中心480米，103层，巨型框架-核心筒-外伸结构，2008年建成。4石油公司双塔大厦，88层，451.9米，1997年建成。吉隆坡（钢-混凝土混合结构）5、西尔斯大厦，地上108层，地下3层,443米，1974年建成（钢结构）美国芝加哥。6、金茂大厦，420.5米，88层,1998年建成（钢-混凝土混合结构）中国上海。7、

4、国际金融中心大厦（二期），420米，88层,2003年建成，（钢-混凝土混合结构）位于中国香港。8、中信广场大厦，391米，80层，1997年建成（钢筋混凝土结构）中国广州。9、信兴广场大厦（地王大厦）384米,69层，1996年建成，（钢-混凝土混合结构）中国深圳。10、帝国大厦，381米，102层，1931年建成，（钢结构）美国纽约。3、计划和正在修建的部分高层建筑12.x-seed，高4000米，800层（预计)(日本)上海中心2.3、高层建筑结构的特点1.侧向荷载(风荷载和地震作用)在高层

5、建筑结构受力中起重要作用竖向荷载在柱中产生的柱力与层数成正比，均布水平荷载在结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度的平方成正比，倒三角形荷载侧弯矩与楼层总高度的三次方成正比，位移成四次方关系(侧移成主要控制指标)；竖向荷载为定，水平荷载不确定且随很多因素变化2.增大竖向构件侧向刚度是改善结构受力性能的重要措施8m1m当柱的抗侧移刚度不足时，利用截面高度数倍于柱的钢筋混凝土墙（剪力墙），可大幅度的提高房屋的抗侧移刚度。1m1m2m2m8m关于刚度的进一步探讨比较以上几种结构方案可以看出，尽管截面面积相同

6、，合理改变结构形式可以大大提高刚度。如下图所示，设塔楼平面尺寸相同，边长均为5.2m，结构截面面积均为4m2。方案1：方案2：方案3：方案4：若将内部楼电梯间井筒或整个外墙做成筒状钢筋混凝土抗侧力构件（筒体），则可获得更加强大的抗侧移刚度。4.自重大，要求采用轻质墙体材料5.竖向构件的轴向变形不可忽视支座变形对连续梁弯矩影响；施工加载过程的影响;对构件剪力和侧移的影响6.有抗震要求，对结构的延性有更严格要求7.对风荷载更加敏感，且顶端在风荷载作用下有较大位移，对舒适度需要进行校核(限制结构顶点风振

7、加速度值)2.4、高层建筑的优缺点2.5、高层建筑的水平位移和加速度限值1.层间弹性水平位移限值(高规规定)2.罕遇水平地震作用薄弱层层间位移限值3.结构风振加速度限值(舒适度要求)不舒服的程度无感觉有感扰人十分扰人不能忍受建筑物的加速度对于高度不高且刚度较大的钢筋混凝土高层建筑，风振很小，不会使人们感觉不舒适，但对于高度较高（超过150m）的高层建筑结构，为保证在正常使用条件风振不至于扰人，应按下述要求进行舒适度验算。式中：顶点最大加速度计算住宅、公寓高度超过150m的高层建筑结构，按《荷载规范

8、》规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点最大加速度αmax应满足:办公、旅馆2.7高层建筑的竖向结构体系1框架结构框架结构的优点：建筑平面布置灵活，可形成较大空间建筑，加隔墙后也可以形成小房间，建筑立面便于处理。框架结构缺点：框架结构侧向刚度较小，水平位移较大，因此，框架结构主要用在层数不多、水平荷载较小的情况，一般高度不超过60m。框架结构设计时，需在两个正交方向设置框架，抵抗各方向水平力；梁、柱需刚接；不宜采用单跨框架；柱沿竖向尺寸均匀变化；具有较大的塑性变形