《绪论与结构体系》PPT课件.ppt

2020 3 26 第一章绪论和结构体系 一 2020 3 26 左起台北101大楼 芝加哥席尔斯大楼 吉隆坡双子星大楼 上海金茂大厦 香港国际金融中心 纽约帝国大厦 世界十大高楼 2020 3 26 世界最高十大建筑 2020 3 26 2020 3 26 国际金融中心大厦 中国台北 台北101大楼高508米 含天线 有世界最大且最重的 风阻尼器 还有两台世界最高速的电梯 从一楼到89楼 只要39秒的时间 世界第一高楼台湾台北101购物中心 楼高508米 拥有101层楼 2020 3 26 台北101大厦 世界最高大厦 2020 3 26 台北101大厦 2020 3 26 国家石油双子星座大厦 塔楼1 451 9米 位于马来西亚吉隆坡 2020 3 26 西尔斯大楼 443米 位于美国芝加哥 2020 3 26 金茂大厦 420 5米 位于中国上海 2020 3 26 国际金融中心大厦 二期 420米 位于中国香港 2020 3 26 中信广场大厦 391米 位于中国广州 2020 3 26 信兴广场大厦 384米 位于中国深圳 2020 3 26 帝国大厦 381米 位于美国纽约 2020 3 26 中央广场大厦 374米 位于中国香港 2020 3 26 阿联酋迪拜未来世界最高楼 迪拜塔 艾玛尔公司宣称迪拜塔不仅是世界上的最高楼 他还有很多值得标榜的地方 该楼集居住单元 商务单元 宾馆和娱乐休闲设施于一体 并且配有开阔的绿地 水面 步行街 老城 和世界上最大的购物中心 据原方案 该楼高度将达704 9米 将以绝对优势成为世界第一高 后来也有人建议盖到810米 艾玛尔公司未对最后高度表示确认 该项目2003年2月启动 预计2007年竣工 2020 3 26 2020 3 26 2020 3 26 2020 3 26 2020 3 26 据英国 星期日泰晤士报 12月23日报道 莫斯科即将兴建一座堪称 全球最大建筑 的摩天塔楼 水晶岛 它高达457米 形如一枚华丽绝伦的巨大水晶 可供3万人居住 令人叹为观止的是 水晶岛 简直就是一座功能齐全的 楼中之城 其中包括学校 医院 超市 电影院 公园等一切生活设施 据悉 这座 世界上最具野心的建筑 造价达20亿英镑 1英镑约为14 6元 将于6年内竣工 堪称 全球最大建筑 这座摩天塔楼名为 水晶岛 高达457米 底部最大直径701米 由当今国际上最杰出的72岁英国建筑大师诺曼 福斯特设计 水晶岛 塔楼顶部是一个高耸入云的玻璃尖顶 然后楼身呈螺旋形下降 到塔楼底部越来越宽 其形状正犹如一枚被切割的水晶 水晶岛 内部中轴处是一个中空的天井 夏天它将打开 从而让空气形成对流 为塔楼内大约152 4米高的公共空间降温 虽然 水晶岛 不是世界上最高建筑 但它其中的所有楼层空间面积总计有250 84万平方米 相当于美国华盛顿五角大楼面积的4倍 堪称 全球最大建筑 象征俄罗斯复兴据悉 在 水晶岛 中 总计将有900个公寓和3000个酒店房间 可供3万人同时在其中居住 令人叹为观止的是 水晶岛 里还将建造一所可供500名学生读书的国际学校 以及多个电影院 博物馆 剧院 医院 体育馆和数十家商店 据悉 水晶岛 的造价达20亿英镑 建造地点可能将位于距莫斯科市中心5英里的一个半岛上 12月13日 它的初步设计方案已获得批准 它将于2008年正式动工 并有望在6年之内竣工 福斯特认为 水晶岛 无疑将成为俄罗斯重新复兴为世界大国的象征 并将成为俄罗斯的新地标 被讽形如 圣诞树 不过 水晶岛 的设计方案也引起了一些争议 有观察家认为 它的古怪外形就仿佛是一棵圣诞树 而且俗不可耐 莫斯科建筑协会的主席亚历山大 库德亚特瑟夫讽刺说 每个人看到它之后的第一印象就是 这是个什么玩意 圣诞树吗 2020 3 26 我国内地最高十大建筑 2020 3 26 高层建筑的界定 高层建筑有什么特点 或者说什么样的建筑算作高层建筑 对于这一问题 世界各国有不同的划分标准 或者说不同的国家有不同的规定 1972年召开的国际高层建筑会议制订了如下的划分标准 2020 3 26 美国 英国 日本对高层建筑的规定 2020 3 26 我国对高层建筑的规定 2020 3 26 A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度 m 注 1 房屋高度指室外地面至主要屋面高度 不包括局部突出屋面的电梯机房 水箱 构架等高度 2 表中框架不含异形柱框架结构 3 部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构 4 平面和竖向均不规则的结构或 类场地上的结构 最大适用高度应适当降低 5 甲类建筑 6 7 8度时宜按本地区抗震设防烈度提高一度后符合本表的要求 9度时应门研究 6 9度抗震设防 房屋高度超过本表数值时 结构设计应有可靠依据 并采取有效措施 2020 3 26 B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度 m 注 1房屋高度指室外地面至主要屋面高度 不包括局部突出屋面的电梯机房 水箱 构架等高度 2部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构 3平面和竖向均不规则的建筑或位于 类场地的建筑 表中数值应适当降低 4甲类建筑 6 7度时宜按本地区设防烈度提高一度后符合本表的要求 8度时应专门研究 5当房屋高度超过表中数值时 结构设计应有可靠依据 并采取有效措施 2020 3 26 钢结构高层建筑的最大适用高度 m 2020 3 26 高层建筑的科学界定 究竟什么样的建筑算作高层建筑 应该视建筑的结构体系受力特点而定 如果建筑的结构体系 在侧向力的作用下 表现出了高层建筑的受力特点 则不论其高度如何 应该按照高层建筑来对待 2020 3 26 高层建筑的特点 一般而论 高层建筑具有占地面积少 建筑面积大 造型特殊 集中化程度高的特点 正是这一特点 使得高层建筑在现代化大都市中得到了迅速的发展 在现代化大都市中 过度的人口和建筑密度 城市用地日趋紧张 真可谓寸土千金 使得人们不得不向空间发展 高层建筑占地面积少 可以大量的节省土地的投资 而且有较好的日照 采光和通风效果 但是 随着建筑高度的增加 建筑的防火 防灾 热岛效应等已成为人们急待解决的难题 从结构受力角度来看 随着高层建筑高度的增加 水平荷载 风载及地震作用 对结构起的作用将越来越大 结构的内力将明显加大 侧向位移增加更快 2020 3 26 高层建筑结构的受力与变形特点 uVM u f H4 虽则多层和高层建筑所受的荷载和作用无差别 但所产生的结构效应却有明显差别 q H V f H M f H2 2020 3 26 高层建筑的设计特点 高层建筑在结构分析方面与多层建筑结构基本是一致的 也有其特殊性 只要体现在以下几个方面 1 构件轴向变形 墙 柱轴力大 与剪切变形 截面高度大 对结构内力和位移影响不可忽略 2 侧向风荷载或地震作用所产生的结构内力与位移往往成为控制因素 3 侧向位移是结构设计控制因素 1 顶点总位移 过大会导致电梯正常运行困难 竖向荷载下易产生P 效应 钢材用量增加 结构失稳 倾覆危险性增加 2 层间相对侧移量 层间位移 过大会导致建筑装修及隔墙开裂 甚至引起承重构件裂缝与破坏 因此必须限制 H与 h两个参数 2020 3 26 高层建筑的结构材料 现代高层建筑所采用的材料 主要是钢材和混凝土两种 不同国家 不同地区 不同结构形式所采用的结构材料不同 大致有以下几种形式 钢结构 钢筋混凝土结构 钢 混凝土组合结构 钢材强度高 韧性大 易于加工 钢结构构件可以在工厂加工 缩短了现场施工工期 施工方便 高层钢结构具有结构断面小 自重轻 抗震性能好等优点 高层钢结构用钢量大 造价高 而且钢材的防火 防腐性能不好 需要大量的防火涂料和防腐处理 增加了工程工期和造价 钢筋混凝土结构造价低 材料来源丰富 可以浇注成各种复杂的断面形式 节省钢材 承载能力也不低 经过合理的设计 现浇钢筋混凝土结构具有较好的整体性和抗震性能 尤其是在防火和耐久性能方面 更是有着钢结构无法比的优势 自重较大 抗震性能不如钢结构 建造高度也不如钢结构 将型钢布置在构件内部 外部由钢筋混凝土做成 或者是在钢管内部填充混凝土 做成钢 混凝土组合结构 此种形式使上述两种结构材料优势互补 结构具有很好的抗震性能 建造高度可与钢结构相当 经济合理 技术性能优良的钢 混凝土组合结构 是目前的发展趋势 2020 3 26 钢结构 美国芝加哥的西尔斯大厦 2020 3 26 香港的中环广场大厦 是目前最高的钢筋混凝土结构 其次 朝鲜平壤市的柳京饭店 101层 高度319 8m 钢筋混凝土结构 2020 3 26 钢 混凝土组合结构 马来西亚吉隆坡国家石油大厦 也就是双子星大楼 楼高451 9米 88层 2020 3 26 高层建筑的发展简介 高层建筑的发展大致可以分成古代高层建筑和现代高层建筑两部分 在古代 高层建筑主要是寺庙或纪念性建筑 结构形式大都是木结构或砖石结构 如砖塔 许多砖塔经受了上千年的风吹雨打和地震的摇撼而屹立至今 足见其设计和施工的高超技术 河北定县开元寺塔 但是 真正意义上的高层建筑 却是自从1885年美国芝加哥市建成10层高的家庭生命保险大厦开始的 此后10年中 在芝加格和纽约相继建成了30幢类似的高层建筑 尤其是1895年奥提斯 Otis 安全电梯的投入应用 对高层建筑的发展起到了巨大的推动作用 20世纪30年代 是现代高层建筑发展的第一个高潮 2020 3 26 2020 3 26 1931年建成的纽约帝国大厦 102层 高度381m 保持了世界最高建筑记录长达41年之久 该建筑为钢结构 采用了框架结构体系 1929 1933年美国经济发生严重经济危机 1939年第二次世界大战全面爆发 使得高层建筑的发展几乎处于停顿状态 二战后 随着钢材焊接技术的成熟和发展 尤其是60年代美国人坎恩 FazlerKhan 提出的框筒体系 为建造超高层建筑提供了理想的结构形式 从框筒体系中衍生出来的筒中筒 成束筒等结构体系 将高层建筑的发展推向了第二个高潮 在美国出现了一批100层以上的超高层建筑 如1969年芝加哥建成了100层 高344m的汉考克大厦 1972年纽约建成了110层 高417m的世界贸易中心 1974年芝加哥又建成了110层 高443m的西尔斯大厦 其中 西尔斯大厦作为新的世界最高建筑 享誉22年之久 日本是一个地震多发生国家 从抗震防灾角度出发 政府曾规定房屋高度不得超过31m 自从1965年取消此项规定后 高层建筑在日本也得到了充分的发展 2020 3 26 我国的高层建筑的真正发展是在新中国成立以后 在50 60年代 受当时经济条件的限制 高层建筑规模小 发展速度也慢 1968年建成的广州宾馆 27层 高88m 采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构 是60年代我国建成的最高建筑 70年代以后 高层建筑在我国的发展速度逐渐加快 1974年建成的北京饭店东楼 19层 高87 15m 采用现浇钢筋混凝土框架 剪力墙结构 是当时北京市最高的建筑 尤其是改革开放以后 国民经济的发展为高层建筑的发展创造了充分的经济基础 科学技术的发展又提供了技术条件 高层建筑 甚至是超高层建筑在全国各地像雨后春笋般地矗立了起来 1985年 深圳建成了63层 高158 65m的国际贸易中心大厦 1987年年 63层 高200m的广州国际大厦和57层 高208m的北京京广中心大厦又相继开工 1998年 88层 高420 5m的上海金茂大厦的建成 标志着我国高层建筑的建设水平已经达到了世界先进水平 2020 3 26 香港国际金融大厦 楼高415 8米 拥有90层楼 2020 3 26 广州的市