文档介绍：第16章混凝土多高层建筑结构
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多高层建筑结构的特点和结构类型
多高层建筑结构体系的总体布置原则
多高层建筑结构的荷载
框架结构的内力和位移计算
多高层建筑结构抗震设计要点
本章内容
教学要求:本章要求学生掌握多高层建筑结构的特点、总体布置原则、结构类型及适用范围;各种荷载的计算方法;抗震设计要点及构造措施。重点掌握底部剪力法。
本节重点介绍多高层建筑的概念、结构类型、特点、适用范围以及选型原则。
随着社会生产力和现代科学技术的发展,在一定条件下出现了高层建筑。从20世纪90年代到21世纪初,我国高层建筑有了很大的发展,一批现代高层建筑以全新的面貌呈现在人们面前。由于高层建筑具有占地面积小、节约市政工程费用、节省拆迁费、改变城市面貌等优点,为了改善城市居民的居住条件,在大城市和某些中等城市中,多高层住宅发展十分迅速,主要用于住宅、旅馆以及办公楼等建筑。
但是对于多少层数、多大高度的建筑才算高层建筑,目前世界各国尚没有统一划分标准和界限。我国《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ 3—2002)(简称《高规》)规定了高层建筑的范围即10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构(其适用的房屋最大高度和结构类型应符合规程的有关规定)。随着社会主义经济建设的迅速发展,全国各地高层建筑似雨后春笋般拔地而起,大大改变了我国一些大城市的面貌。同时人们不断地追求着建筑造型的新颖、建筑的多功能以及多用途,使得多高层建筑不再单一化,出现了很多体型复杂以及内部空间多变的多高层建筑,除矩形、一字形以外,还出现了“Z”、“Y”等复杂体型。
多高层建筑结构的特点和结构类型
在我国内地具有代表性的高层建筑是:1976年在广州建成33层的白云宾馆,其中地下室1层,总高度为m,钢筋混凝土剪力墙结构,是20世纪70年代国内的最高建筑;1985年建成的深圳国际贸易中心大厦共53层,其中地下室3层,高m,钢筋混凝土筒中筒结构,这是我国20世纪80年代最高的建筑,;1996年建成的深圳地王商业大厦共81层,高m,是当时全国最高的建筑,;1998年建成的上海金茂大厦共88层,高m,是目前全国第一、亚洲第二、世界第三的摩天大楼,。
深圳国际贸易中心大厦
多高层建筑结构的特点和结构类型
深圳地王商业大厦
多高层建筑结构的特点和结构类型
上海金茂大厦
多高层建筑结构的特点和结构类型
我国高层建筑的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型和功能愈来愈复杂,结构体系更加多样化,所有这些都显示我有了很大的提高。
一、多高层建筑结构的特点
(1) 从受力角度出发,多高层建筑结构的主要特点是:随着建筑层数的增高,建筑物承受的水平侧向荷载将逐渐成为结构设计的控制因素。一般结构通常同时承受垂直荷载、水平荷载(风荷载和地震作用)。在低层结构中,垂直荷载起控制作用,而水平荷载所产生的内力和位移都很小,一般可以忽略;
在多高层结构中,水平荷载产生的内力和位移逐渐增大;随着建筑层数的增加,水平荷载的影响比垂直荷载的影响增加得快,因此在高层建筑中,风荷载和水平地震作用将成为控制因素。正确认识多高层建筑的这一特点,对设计好多高层建筑影响颇大,在高层建筑结构体系中,必须采用可靠的抗侧力结构体系来有效抵抗水平荷载的作用。
(2) 高层建筑对变形要求高。高层建筑在水平荷载作用下将会产生较大的侧向位移,如这种位移过大,势必将影响结构的强度、稳定性和建筑的使用条件。因此,对于高层建筑的水平位移必须加以限制,使其具有足够的建筑刚度。
(3) 从材料的应用及施工角度出发,多高层建筑结构宜选用轻质、高强的材料,并应采用更先进的施工技术和机具。
(4) 从设计角度出发,多高层建筑结构设计除计算设计、构造设计外,应特别重视“概念设计”。因为对高层建筑而言,一些复杂部位或不确定因素的作用是无法通过计算分析来进行设计的,这就需要通过概念设计的方法来解决问题,即正确确定建筑结构方案、进行合理的结构布置、选择对抗震有利的地段、选用整体性较好的基础形式等。
多高层建筑结构的特点和结构类型
在多高层建筑结构中,风荷载和水平地震作用所产生的侧向力成为其主要控制,因此多高层建筑结构设计的关键问题就是应设置合理形式的抗侧力构件及有效的抗侧力结构体系,使结构具有相应的刚度来抵抗侧向力。多高层建筑结构中基本的抗侧力单元是:框架、剪力墙、井筒、框筒及支撑。
在确定高层建筑结构体系时应遵守以下原则:
(1) 应具有明确的计算简图和合理的水平地震作用传递途径。
(2) 应具有多道抗震防线,避免因部分结构或构