建筑构造(下)一高层建筑构造_建筑构造

高层建筑构造,高层建筑概况1.1高层建筑发展过程,高层建筑是19世纪中其产业革命后逐步发展起来的。1854年，美国人奥蒂斯发明了电梯，使高层建筑成为可能。1931年帝国大厦（高度381米）在纽约落成，进入了超高层领域。,实例：帝国大厦,102层，高381m，20世纪前半叶世界最高的摩天大楼，纽约。1931年落成，是70年代以前世界上最高的建筑。纽约州的别名为“帝国州”，故名。1945年7月，一架巨型轰炸机在大雾中撞上大厦第79层，飞机坠毁，大厦只有局部破损，总体未受影响。,世贸中心双塔,1972年，412m，110层，世贸中心双塔，纽约。在9.11恐怖事件中倒塌。,芝加哥希尔斯大厦,1974年，443m，110层，芝加哥西尔斯大厦,1.2中国高层建筑发展概况,中国高层建筑在二十世纪八十年代后发展迅速，在建设规模和建筑高度上，其发展速度都十分惊人。在目前全球排前10位的高层建筑中，中国占有三个席位。他们分别是：金茂大厦，高度420米，上海，第3位中环广场大厦，高度374米，香港，第6位中国银行大厦，高度369米，香港，第7位,实例：上海金茂大厦,美国SOM事务所设计，1998年，88层，高420m，世界第三，中国最高；,香港中国银行大厦,贝聿铭设计，1989年，70层，高369m。,香港汇丰银行大楼,1985年，香港汇丰银行大楼，地上48层，地下4层，高178.8m，英国建筑师福斯特设计。,北京京广中心大厦,1990年，高208m，52层。,1.3高层建筑的发展趋势,高层建筑丰富城市空间，节约用地，综合适用，促进新型材料，新型结构的发展，也促进建筑技术迅猛发展，形成了规模巨大的城市综合体。高层建筑正向人性化、智能化、生态化方向发展。,左图：沙特阿拉伯国家银行，SOM设计事务所。右图：槟榔屿州MenaraUmno，杨经文。,实例：德国法兰克福商业银行,NormanForster设计事务所,高层建筑的分类2.1高层建筑按层数及高度分类,联合国教科文组织所属世界高层建筑委员会建议按高层建筑的高度分成四类：第一类：916层(最高到50m)第二类：1725层(最高到75m)第三类：2640层(最高到100m)第四类：40层以上(即超高层建筑),高层民用建筑设计防火规范(GB5004595(2005)中规定，10层和超过10层的居住建筑和超过24m高的其他民用建筑为高层建筑。民用建筑设计通则（GB50352-2005）规定，建筑高度超过100米时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。建筑高度（高规）：指建筑物室外地面至其屋面面层的高度。,2.2我国对高层建筑的定义,高层建筑按型分类：1）板式高层建筑2）塔式高层建筑按防火要求分类根据建筑物使用性质、火灾危险性、疏散及扑救难度等因素分类,2.3其他分类,以建筑材料来划分高层建筑的结构形式砌体结构钢筋混凝土结构钢结构钢-混凝土混合结构,3.高层建筑结构体系,1）结构特征：承重结构全部由框架组成。在水平荷载作用下，本体系强度低、刚度小、水平位移大，为柔性结构体系。纯框架体系在高烈度地震区不宜采用，用于10层左右住宅楼及办公楼。,2）框架梁跨度通常在49m之间，梁高h=(1/101/15)，梁宽b取梁高的(1/21/3)h。,3.1纯框架体系,3.2纯剪力墙体系,1）结构特征：由一系列横向和纵向钢筋混凝土剪力墙所组成，这种体系侧向刚度大、侧移小，为刚性结构体系，适用于小开间的高层住宅、旅馆、办公楼等，一般控制在35层，总高110米以内。2）剪力墙的结构布置：(1)横向布置剪力墙(2)纵向布置剪力墙(3)纵横向布置剪力墙,1）结构特征：筒体结构由框架或剪力墙围合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连接起来，形成一个空间构架，比单片框架或剪力墙的空间刚度大得多，不仅能承受竖向荷载，而且能承受很大的水平荷载。筒体结构适用于超高层建筑，尤其在地震区更能显示其优越性。2）筒体结构的类型（1）单筒结构：单筒很少单独使用，通常和框架组合，根据二者位置关系的不同，有外筒内框架和内筒外框架两种布置方式。（2）筒中筒结构：内外套置的几层筒体，内外筒之间通过楼板连成整体，筒中筒比单筒有更好的抗推能力。如世贸中心、香港合和中心和深圳国贸大厦等均采用该结构体系。（3）束筒结构：若干个筒体相并列，美国芝加哥西尔斯大厦就是采用的束筒结构。,3.3筒体体系,筒体体系平面实例,3.4体系组合,根据建筑功能的需要和结构受力的特点，可将上述基本体系重新组合，形成框支剪力墙、框架-剪力墙、框架-筒体、筒中筒、束筒等结构体系。,实例1：框支剪力墙体系,实例2：框架-剪力墙体系,实例3：框架-筒体体系,实例4：筒中筒体系,实例5：束筒体系,高层建筑楼板构造4.1高层建筑楼板形式,常用形式有钢筋混凝土平板、无梁楼板、肋梁楼板、压型钢板组合楼板等。建筑物高度大于50米时应采用现浇楼板，小于50米时可采用预制楼板。,压型钢板组合楼板的类型(1)压型钢板只作为永久性模板使用；(2)压型钢板承受全部静荷载和动荷载；(3)压型钢板既是模板，又是底面受拉配筋连接构造连接构造是由栓钉(又称抗剪螺钉)将钢筋混凝土、型钢板和钢梁组合成整体，栓钉是组合楼板的剪力连接件。,4.2压型钢板组合楼板构造,高层建筑外墙构造5.1高层建筑外墙特点5.2高层建筑外墙类型,同多层建筑相比，高层建筑外墙的造价较高，对其保温隔热性能和防风雨性能的要求也较高，从施工的角度考虑应尽量采用预制装配体系，加快施工进度。（1）填充墙（2）幕墙：幕墙是以板材型式悬挂于主体结构上的外墙，犹如悬挂的幕而得名。幕墙按材料区分为轻质幕墙和重质幕墙，轻质幕墙如玻璃幕墙、金属板材幕墙、纤维水泥板幕墙、复合板材幕墙等。钢筋混凝土外墙挂板则属于重质幕墙。,玻璃幕墙以其构造方式分为有框和无框两类。,玻璃幕墙以施工方法分为现场组装(元件式幕墙)和预制装配(单元式幕墙)两种。,5.3玻璃幕墙类型,元件式玻璃幕墙是在施工现场将金属边框、玻璃、填充层和内衬墙，以一定顺序进行安装组合而成。,5.4元件式玻璃幕墙构造,1）金属框的断面与连接方式a、金属框常用断面形式,b、竖梃与楼板的连接c、竖梃与竖梃的连接,d、竖梃与横档的连接,在选择玻璃时，应主要考虑玻璃的安全性能和热工性能。从热工性能方面来看，可考虑选择吸热玻璃、镜面玻璃、中空玻璃等。,从安全性能方面来看，可考虑选择钢化玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃等。,2）玻璃的选择与镶嵌a、玻璃的种类、性能与选择,b、明框幕墙的玻璃安装,3、隐框幕墙玻璃板块的制作与安装,玻璃幕墙的立面划分系指竖梃和横档组成的框格形状和大小的确定，立面划分与幕墙使用的材料规格，风荷载大小、室内装修要求、建筑立面造型等因素密切相关。通常竖梃间距不宜超过1.5m。横档间距一般不宜超过2m。,3）立面划分,1、幕墙内衬墙；2、幕墙防火构造；3、幕墙排冷凝水构造,4）玻璃幕墙的内衬墙和细部构造,这是一种工厂预制组合系统，铝型材加工，墙框组合，镶装玻璃，嵌条密封等工序都在工厂进行，使玻璃幕墙的产品标准化、生产自动化，最重要的是容易严格控制质量。预制组合好的幕墙板，运到现场直接与建筑结构连接而成，为便于安装，板的规格应与结构相一致。当幕墙板悬挂在楼板或梁上时，板的高度为层高，若与柱连接，板的宽度为一个柱距。,5.5单元式玻璃幕墙构造,这种玻璃幕墙在视线范围不出现铝合金框料，又称为全玻璃幕墙。为增强玻璃刚度，每隔一定距离用条形玻璃板作为加强肋板，玻璃板加强肋垂直于玻璃幕墙表面设置。因其设置的位置如板的肋一样，又称为肋玻璃，玻璃幕墙称为面玻璃。此种类型的玻璃幕墙所使用的玻璃多为钢化玻璃和夹层钢化玻璃，以增大玻璃的刚度和加强其安全性能。,5.6无框式玻璃幕墙构造,（1）上部悬挂式，（2）下部支承式。,玻璃的两种固定方式,上部悬挂式无框幕墙构造节点,地下室构造6.1地下室防潮,当最高地下小位低于地下室地坪0.30.5M时，作防潮处理。当最高地下水位高于地下室地坪时，因为地下水不仅可以浸入地下室，而且地下室的外墙和地板还分别受到地下水的侧压力和浮力，必须采取防水处理。,地下室防水做法：(1)卷材防水(2)防水混凝土防水(