高层建筑结构ppt课件

第五章高层建筑结构，1。学习与交流，1。概述1。高层建筑的定义，多层和高层建筑的界限因国家而异。中国曾将8层以上的民用建筑或22米以上的工业建筑定义为高层建筑，新修订的高层建筑混凝土结构技术规程将10层及10层以上的民用建筑定义为高层建筑。这取决于是否安装了电梯、建筑物的防火等级以及传统历史的影响。(1)高层建筑的分类，(2)钢结构高层建筑：重量轻，强度高，延性好，施工速度快，但用钢量大，成本高，耐火性能差，根据结构材料，(1)混凝土结构高层建筑：成本低，耐火性能好，结构刚度高，但重量重，(2)钢-混凝土组合结构：优势和劣势并存。3，PPT学习交流，1，概述2。高层建筑分类，按结构材料统计，1998年结果，4，PPT学习交流，1，概述2。高层建筑分类，按结构承重体系，*框架结构，*剪力墙结构，*框架-剪力墙结构，*筒体结构，*巨型框架结构，*悬挂结构，5，PPT学习交流，2，高层建筑结构体系1。框架结构，*抗震区的层数相应减少。*常用于综合办公楼、酒店、医院、学校和商店等建筑。*在非地震区，层数可达15层，最大层数可达20层。组成和适用范围。*由梁和柱组成的空间结构体系为6。PPT学习和交流。2.高层建筑的结构体系。框架结构、变形特征。*在水平荷载作用下，表现出刚度小、水平侧向位移大的特点，水平侧向位移为剪切型。例如，对于抗震设防烈度为8度的四级场地，框架结构通常只能有5到6层。7.PPT学习和交流。2.高层建筑结构体系2。剪力墙结构，组成。*将建筑墙体作为竖向承重和抗侧力结构的体系称为剪力墙结构。*剪力墙可以有开口。开口越大，离框架越近。8.PPT学习和交流。二、高层建筑结构体系2。剪力墙结构、变形特点及适用范围*在水平荷载作用下，剪力墙就像一个悬臂板，其侧向刚度比框架大，在水平荷载作用下其侧向位移是弯曲的。*剪力墙结构可用于高层建筑(100米以上)，*剪力墙可用于分隔房间，楼层跨度为剪力墙间距，一般为38m。它适用于高层建筑，如房屋和小房间酒店。9、PPT学习与交流。2、高层建筑结构体系。2、剪力墙结构、框支剪力墙、10、PPT学习与交流。2、高层建筑结构体系。3、框架-剪力墙结构组成。*框架和剪力墙同时承受垂直和水平荷载的结构体系称为框架-剪力墙结构体系。在整个结构体系中，剪力墙承担了大部分水平荷载。框架主要承受垂直载荷。分工合理，一切都可以充分利用。11.PPT学习和交流。2.高层建筑结构体系。框架-剪力墙结构、变形特点及适用范围。*在水平荷载作用下，框架和剪力墙协同工作，使房屋各楼层的变形趋于均匀。水平荷载下的侧向位移为弯剪型。*剪力墙克服了框架横向刚度低的缺点，框架弥补了剪力墙结构布置不灵活的不足。因此，它被广泛应用于酒店和办公楼等公共建筑中。*框架-剪力墙结构体系一般用于不超过25层，最高不超过35层。但如果安排合理，它可以更高。12.PPT学习和交流。2.高层建筑的结构体系。4.筒体结构、组成和变形特点。*通过将剪力墙集中到建筑物内部或外部而形成的结构系统框架-筒体结构常用于高层建筑，约50层，最高100层，14层，PPT学习交流，2层，高层建筑结构体系4层。筒体结构、框筒结构、框筒结构有两种形式：框架-实心腹筒结构和框架-空心筒结构。实腹管一般位于框架-框架-核心筒结构中，空心管布置在房屋外围，框架布置在房屋中间，形成框架-筒结构，15，PPT学习交流，2，高层建筑结构体系4，筒结构，框架-实腹管结构，16，PPT学习交流，2，高层建筑结构体系4，筒结构，框架-实腹管结构，17，PPT学习交流，2，高层建筑结构体系4。桶形结构，框架-实心腹桶形结构，18，PPT学习交流，第二，高层建筑结构体系4。桶形结构，框架-中空桶形结构，由于紧密排列的中空桶形柱之间的距离很小，如何在建筑底部设置一个大的入口？19，PPT学习与交流，2，高层建筑结构体系4，筒体结构，框架-空心筒体结构，20，PPT学习与交流，2，高层建筑结构体系4，筒体结构，筒中筒结构，*实心腹筒置于建筑内部，空心筒体作为建筑的外框，两者用楼板连接成一体，共同承担竖向荷载和水平荷载的结构承重体系-筒中筒结构， *筒体结构在水平荷载作用下的侧向位移曲线为弯剪型，但侧向刚度大于框架筒体结构。*枪管具有很大的横向阻力和抗扭性。桶中桶结构广泛应用于65层左右的公共建筑中。在建筑物底部设置大开口的方法与框架-剪力墙结构的方法相同，21，PPT学习和通信，2，高层建筑结构系统4，桶形结构，桶中桶结构，22，PPT学习和通信，2，高层建筑结构系统4，桶形结构，组合桶形结构，*一种将几个桶组合成一个整体并共同承受垂直和水平载荷的结构承载系统-组合桶形结构，*通常用于约75层的高层建筑中。23、PPT学习与交流，2、高层建筑结构体系4、筒体结构、其他筒体结构，24、PPT学习与交流，2、高层建筑结构体系4、筒体结构、其他筒体结构，25、PPT学习与交流，3、结构布置原则1。选择合理的结构体系，竖向承重结构体系，并根据房屋的用途、各种结构体系的特点和适用范围进行选择：*框架结构，*剪力墙结构，*框架-剪力墙结构，*筒体结构，26，PPT学习交流，3，结构布置原则1。选择合理的结构体系，楼板结构体系，*平板结构体系：剪力墙结构和筒体结构常用单向板和双向板；板柱结构体系可采用无梁楼盖。一般情况下，非预应力板的跨度不应超过6m，预应力板的跨度不应超过9m。*密肋楼盖：密肋楼盖主要用于跨度大、梁高有限的情况，密肋楼盖也常用于筒体结构的转角处。现浇混凝土密肋楼盖跨度不应超过9m，预应力混凝土密肋楼盖跨度不应超过12m。1.选择合理的结构体系，楼盖结构体系，*肋梁楼盖：它是高层建筑中应用最广泛的楼盖形式。当地板高度有限时，可以考虑平的宽梁。*在下列情况下应考虑现浇楼板：(1)建筑高度超过50m；2)抗震设防烈度为9度时；3)屋顶；4)平面非常复杂，地板不规则，有许多孔洞；5)上下楼层刚度变化较大时，如底层大空间结构的过渡楼层。28、PPT学习交流，3、结构布局原则2。*结构布置时，平面应选择风压较小的形状，并应考虑相邻高层建筑对其风压的影响。通常，圆形或椭圆形平面可以缩小，*各种平面对相关尺寸的要求：见教材中的表5-3和表30，学习与交流，3。结构布局原则。结构的竖向布置，*高层建筑的高宽比不应过大，并应符合教材表5-4的要求。如果不能满足表5-4的要求或房屋高度超过150米，应检查房屋的抗倾覆能力和整体稳定性。*沿竖向结构的刚度和强度应均匀、连续，不得突变，31、PPT学习交流，3、结构布置原则4。抗震缝、沉降缝和伸缩缝布置，当结构不同部位荷载差异较大时，地基土的压缩性有显著差异，沉降缝，当平面形状复杂，高差大，质量分布不均匀时，抗震缝(教科书表5-5)，当房屋太长或太宽时，伸缩缝(教材中表5-6)，32，PPT学习与交流，4。负载和效果1。垂直荷载，一般垂直荷载，*垂直荷载包括：结构自重、所用活荷载(一般以楼面等效均布活荷载的形式表示)、雪荷载、房屋面积的灰荷载、检修荷载等。*在计算竖向荷载下结构的内力时，活载的不利布置一般可以忽略，按满布计算。活载较大时，按全载计算的中跨弯矩可乘以1.11.2的放大系数。根据建筑结构荷载规范，规范中未规定的楼面活荷载可根据教材表5-7、33、4中的学习交流PPT采用。负载和操作1。垂直载荷。当直升机停机坪设置在建筑物顶部时，直升机的载荷可计算如下：直升机载荷，对于带液压轮胎起落架的直升机，功率因数可为1.4，直升机的重量。小型直升机的重量约为15kN20kN，载荷分布在机轮的作用范围内。一般来说，它是通过2m2m，34，PPT来学习和交流的。四.负载和操作1。垂直载荷。当模型上没有技术数据时，局部载荷的标准值可计算如下：直升机载荷，35，PPT学习和通信，4。负载和操作1。垂直载荷。根据上述局部荷载计算的平台内力不能小于根据等效均布活荷载5kN/m2计算的平台内力，直升机荷载，36，PPT学习交换，4，荷载和动作2。水平荷载：第三章“单层厂房排架结构”中介绍了风荷载的计算方法，但高层建筑风荷载的计算具有以下特点：风荷载，*根据建筑结构荷载规范 (GB50009)国家基本风压分布图中的值采用基本风压w0，对于有特殊重要性和特殊要求的高层建筑可乘以1.1；*高层建筑形状和平面尺寸变化较多，一般形状系数按高层建筑混凝土结构技术规程选取，当建筑高度大于200米时应进行风洞试验以确定其风荷载。对于高度大于30m、高宽比大于1.5的高层建筑，风振系数z、脉动增大系数按表5-8确定，脉动影响系数0.480.63，风压高度变化系数按表5-9、一层标高、建筑总高度确定，*考虑相邻建筑间缝隙效应的影响。详见高层建筑混凝土结构技术规程，38，PPT。4.负载和动作3。负载效应组合。只有当建筑高度超过60m时，才能同时考虑风和地震的影响。，39，PPT学习交流，4，负荷和效果3。荷载效应组合，非抗震设计，永久荷载分项系数：可变荷载控制，取1.2；对于永久负载控制，它是1.35；当效果对结构有利时，取1.0，可变荷载分项系数一般取1.4，控制永久荷载时，组合系数取0.7和0.0。对于可变负载控制，取1.0和0.6或0.7和1.0；对于书库、档案室、储藏室、通风室和电梯室，取0.9，40，PPT用于学习和交流；4.负载和动作3。负载效应组合；抗震设计时，风荷载组合系数取0.2，41；5.剪力墙结构设计。剪力墙结构的布局，*应双向布置，并应对齐，以避免一个方向刚度大而另一个方向刚度小。*长剪力墙可分为几个独立的墙段，带有楼板或弱连梁。每个独立墙段的总高度与长度之比不应小于2。*剪力墙的门窗洞口应上下对齐，排列成柱形，形成明显的墙肢和连梁。不应使用错误的孔壁。孔的设置应避免墙肢刚度的差异。墙肢截面长度与厚度之比不应小于3。对于一般剪力墙结构，42、PPT研究与交流。5.剪力墙结构的设计。1.剪力墙结构的布置。*楼层剪力墙或柱面应设置在多层大空间剪力墙结构的底部。在具有长矩形平面的建筑中，非抗震设计中楼层横向剪力墙数量与横向剪力墙总数之比不应小于30%。抗震设防不应低于50%，底层框架剪力墙结构、地面剪力墙和筒体应加厚，并可提高混凝土强度等级以补偿底层刚度。楼板剪力墙和筒体的开口应布置在墙的中间。*楼板剪力墙的间距l应满足以下要求：非抗震设计：l3B,l36m抗震设计：l2b、l24m、楼板宽度*当6度、7度、l2.5B,l30m8度、l2b、l24m、和*框架支撑剪力墙结构的框架支撑梁上的墙不应设置侧门洞口，且不应设置43度门洞，PPT应设置在中心柱上方以供学习和交流。5.剪力墙结构设计。剪力墙结构的受力分析，剪力墙间的外荷载分布主要是水平荷载，假设楼板平面内刚度无限，剪力墙所承受的荷载与其刚度成正比，44，PPT学习交换，5。剪力墙结构设计。剪力墙结构的受力分析*作为全截面悬臂构件，基于平截面假设计算截面应力分布。位移也用材料力学方法计算，除了带孔剪力墙应考虑孔对位移增加的影响。，计算剪力墙整体截面的内力和位移-洞口面积与墙体表面积之比不大于0.16，45虽然没有洞口或洞口，PPT学习交流，5。剪力墙结构设计。剪力墙结构的应力分析、整体小开洞剪力墙的内力和位移计算虽然开洞面积超过墙表面积的16%,但总的来说，开洞仍然很小，接近全截面剪力墙，墙肢开洞高度方向没有反弯点；受力后的截面基本上是平的，法向应力一般呈直线分布，每个墙肢只有少量的局部弯矩。只要做一些修正，就可以用材料力学的有关公式计算整个小开洞剪力墙的内力和侧向位移。46，PPT学习与交流，5，剪力墙结构设计，2，剪力墙结构应力分析，整体小开洞剪力墙内力和位移计算虽然洞口面积超过墙表面积的16%，但洞口一般仍然较小，墙肢弯矩，计算截面外荷载产生的弯矩，整个剪力墙截面对组合质心的惯性矩， 墙肢j截面的惯性矩，墙肢的轴向力，墙肢j截面的重心到组合截面的重心的距离，墙肢j的横截面积，47，PPT学习和交流，5。 剪力墙结构设计。剪力墙结构的受力分析，整体小开洞剪力墙的内力和位移计算虽然洞口面积超过墙表面积的16%，但一般洞口仍然较小，墙肢剪力，计算截面外荷载产生的总剪力，48，PPT学习交流，5。剪力墙结构设计。剪力墙结构的受力分析，整体小开洞剪力墙的内力和位移计算虽然洞口面积超过了墙表面积的16%，但洞口一般仍