高层建筑结构第四章PPT课件
高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定

高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素,确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系,以使结构效能得到充分发挥,材料强度得到充分利用。
《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗规》)、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称《高混规》)及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015(以下简称《高钢规》)规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。
将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。
当房屋高度满足下表时,为A级。
当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表,但满足下表时,为B级。
当房屋高度不满足下表时,为超限高层建筑。
民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。
表中筒体不包括钢筋混凝土筒。
混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比,是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。
当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后,仅从结构安全角度考虑,高宽比限值不是必须满足的。
高宽比主要影响结构设计的经济性。
钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。
高层建筑ppt课件(完整版)

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基础工程施工技术
1 2 3
地质勘察与基础选型
高层建筑基础选型需考虑地质条件、荷载要求等 因素,选择合适的基础类型,如桩基础、筏板基 础等。
基坑支护与土方开挖
根据地质条件和周边环境,选择合适的基坑支护 方式,如排桩支护、土钉墙支护等,并进行土方 开挖。
基础施工与验收
按照设计要求进行基础施工,包括钢筋绑扎、模 板支设、混凝土浇筑等,完成后进行验收。
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目录
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• 高层建筑概述 • 高层建筑结构与类型 • 高层建筑设计要点 • 高层建筑施工技术与方法 • 高层建筑设备与设施 • 高层建筑安全与卫生防护 • 高层建筑未来发展趋势与展望
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01 高层建筑概述
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定义与特点
绿色建筑设计理念
注重环保、节能、可持续发展等方面,采用高效节能技术、绿色 建材等手段。
生态化建筑环境
构建生态化建筑环境,包括绿化植被、水景、自然采光等,提高 居住者的舒适度和健康水平。
智能化绿色建筑管理
运用智能化技术,实现绿色建筑的能源管理、环境监控、垃圾分 类等,提高建筑运行效率和管理水平。
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高层建筑结构与类型
02
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框架结构
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01
框架结构特点
由梁、柱组成的框架来承受竖向荷载和水平荷载,墙体 仅起围护和分隔作用。
03
02
优点
空间分隔灵活,自重轻,节省材料;具有可以较灵活地 配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建 筑结构。
高层建筑结构设计(共44张PPT)

02
高层建筑结构体系与选型
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框架结构体系
优点
建筑平面布置灵活,能获得大空 间;建筑立面也容易处理;结构 自重轻,计算理论也比较成熟,
在一定高度范围内造价较低。
缺点
框架结构本身柔性较大,抗侧力 能力较差,在风荷载作用下会产 生较大的水平位移,在地震荷载 作用下则表现为较大的层间位移
造措施等。
特别注意
高层建筑结构施工图审查应加 强对复杂节点的审查和把控。
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常见问题及解决方案
常见问题
01
荷载取值不准确、结构选型不合理、构造措施不完善
等。
解决方案
02 加强设计人员培训,提高设计水平;引入专家咨询,
优化设计方案;严格执行审查制度,确保设计质量。
特别注意
03
针对高层建筑结构特点,应特别注意解决风荷载、地
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设计流程与规范
设计流程
前期准备、方案设计、初步设计、施 工图设计、施工配合等阶段。
设计规范
遵循国家相关建筑设计规范、高层建 筑结构设计规范等,确保设计的安全 性和合规性。
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结构选型
01
02
03
框架结构
由梁和柱组成的框架来承 受竖向和水平荷载。
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偶然荷载
包括地震作用、爆炸力、撞击力等 ,是偶然事件引起的荷载。
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水平荷载与效应
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风荷载
高层建筑受到的风荷载较大,需要考虑风压高度变化系数、风荷 载体型系数等。
地震作用
地震时地面运动对结构产生的水平惯性力,需要考虑地震烈度、 场地类别、结构自振周期等因素。
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt

4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
4.1.1剪力墙结构布置要点
剪力墙结构布置与设计要点 1.剪力墙平面布置(双向或多向) 2.剪力墙竖向布置(连续布置,避免突变) 3.剪力墙的配筋 4.剪力墙的墙肢分类 5.短肢剪力墙的设计要求 6.剪力墙结构的典型平面 7.剪力墙结构的变形
a ——洞口两侧墙肢轴向间距
6.4双肢墙内力及位移计算
力与变形关系
M 1 ( x)
EI1 y1"
EI
'
11
M 2 (x)
EI 2 y2"
EI
2
' 2
y1 y2 y
1 2
4.4双肢墙内力及位移计算
根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程
2 1 1 2
倒三角荷载
( ) 2( ) 2
4.4双肢墙内力及位移计算
1、适用条件: 开洞规则,墙厚、层 高不变的双肢剪力墙。
➢ 判别条件: =1~10
4.4双肢墙内力及位移计算
➢ 2、基本假定 (1)忽略连梁轴向变形,即假定两墙肢水平位移完
全相同 (2)两墙肢各截面的转角和曲率都相等,连梁两端
转角相等,连梁反弯点在梁的中点 (3)墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高
4.2.5剪力墙截面设计
内力与位移计算思路 N-由竖向荷载和水平荷载共同产生 M-由水平荷载产生 V-由水平荷载产生——受剪(水平钢筋)
压弯构件 (竖向构件)
竖向荷载下的N:按照每片墙的承载面积计算
水平荷载下的M、N、V:按照墙的等效刚度分配至 各墙
《高层建筑结构》PPT课件

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4.2.1框架结构体系
框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点,可以 形成较大的使用空间,易于足多功能的使用要求。在结构 受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地 震反应较小,经过合理的结构设计,可以具有较好的延性性 能。其缺点是结构抗 侧刚度较小,在地震作用下侧向位移较 大,容易使填充墙产生裂缝,并引起建筑装修、玻璃幕墙等 非结构构件的损坏。地震作用下的大变形还将在框架柱内引 起P—Δ效应, 严重时会引起整个结构的倒塌。因此,框架 结构体系一般适用于非地震区、或层数较少 的高层建筑。
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4.2.1框架结构体系
框架结构体系是由线型的梁和柱杆件组成的能 够承受竖向荷载和水平荷载的结构 体系。框架结 构中的梁和柱节点一般要求为“刚节点”。 高层 建筑采用框架结构体系时,框架梁应纵横向布置, 形成双向框架,使之具有较 强的空间整体性,以 承受任意方向的侧向力。
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4.2.1框架结构体系
钢筋混凝土筒体结构体系中的筒体主要有核心筒和框筒。 1、核心筒 核心筒一般由布置在电梯间、楼梯间及没备管线井道四周的 钢筋混凝土墙所组成。 为底端固定、顶端自由、竖向放置的 薄壁筒状结构,其水平截面为单孔或多孔的箱形截 面,如图 4-3所示。
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4.2.4筒体结构体系
它既可以承受竖向荷载.又可 承受任意方向上的侧向力作用,是 一 个空间受力结构。在高层建筑平 面布置中,为充分利用建筑物四周 作为景观和采光,电 梯等服务性设 施的用房常常位于房屋的中部,核 心筒也因此而得名。因筒壁上仅开 有 少量洞口,故有时也称为“实腹 筒”。
高层建筑结构.ppt

5 6 6.5
5
4
6
5
6
5
3 4 5
钢框架-混凝土剪力
墙
5
有混凝土 钢框架-混凝土核心
5
剪力墙的
筒
钢结构
钢框筒-混凝土核心 筒
6
5
4
4
5
4
4
5
5
4
最大适用高度是经验性的规定,突破高度限制的建 筑已经建成,当积累了更多的经验以后在修订规程时适 用的最大高度也会改变。
高宽比限制值更是一个经验性的规定,符合高宽比 限制值要求的建筑比较容易满足侧移限制,而侧移限制 才是最根本的要求,如果各方面都能满足规范要求,突 破高宽比限制值是可能的。
房屋高度是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。
房屋宽度是指平面中短方向宽度。
在复杂体型的高层建筑中,可按所考虑方向的最小 投影宽度计算高宽比,但对突出建筑物平面很小的局部 结构(如楼梯间、电梯间等),一般不应包含在计算宽 度内。
对于不宜采用最小投影宽度计算高宽比的情况,应 根据实际情况确定合理的计算方法。对带有裙房的高层 建筑,当裙房的面积和刚度较大时,计算高宽比的房屋 高度和宽度可按裙房以上部分考虑。
倾覆力矩使框筒一边的翼缘框架柱受拉、另一边 翼缘框架柱受压、腹板框架柱则有拉有压,表现出 “筒”空间受力的特点。
如果是完全空间作用,则翼缘框架中所有柱的轴 力应该是相等的,腹板框架柱的轴力成直线分布,但 实际上并非如此,翼缘框架柱的轴力成抛物线型分布, 角柱的轴力大于平均值,远离角柱的柱轴力小于平均 值。
五、 成束筒结构
两个或两个以上的框筒排列在一起成“束”状, 称为成束筒。
《高层建筑结构设计》PPT课件

交 错 钢 结 构
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5
竖向结构体系(抗侧力体系)的选择
•建筑使用功能 •建筑平面 •建筑高度 •抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
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6
水平承重体系(楼盖体系)及其选择
• 楼(屋)盖体系的作用
➢ 承受竖向荷载 ➢ 连接抗侧力构件,承受其传来的剪力和轴力
• 选择原则
Z=R-S≥0
= Z/ Z
Z= R- S
–在能规承定受的正时常间施内工,和在正规常定使的用条是件可下能,出完现成的预各定种功作能用的概率 –在正 规常 定使 的用 时时 间具 内—有良—好设的计工基作准性期能(50年) –在正 规常 定维 的护 条下 件具 下—有足—够正的常耐设久计性、能正常施工、正常使用 –在 预偶 定然 功事 能件 —发 —四生项时结及构发功生能后仍能保持必需的整体稳定性
➢ 预制板楼盖
预应力空心板楼盖——适用于高度50m以下时,但要求严格(缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接)
预应力大楼板楼盖——与房间同尺寸,双向先张法预应力筋,板边齿槽;吊装问题
➢ 预应力叠合板楼盖
预制RC薄板(50-60mm),上现浇RC。省模板、刚度大、整体性好
➢ 组合楼盖
压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小;用钢量大
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0.3结构布置原则
• 1 抗震设防结构布置原则
• (1)选择有利的场地 • (2)保证地基基础的承载力、刚度 • (3)合理设置抗震缝 • (4)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 • (5)多道抗震设防能力 • (6)合理选择结构体系 • (7)结构应有足够的刚度 • (8)结构应有足够的结构承载力 • (9)节点的承载力应大于构件的承载力 • (10)结构应有足够的变形能力及耗能能力
《高层建筑钢结构讲》PPT课件

连接面处理
对连接面进行清理、打磨等处理,确保连接 面平整、无油污和锈蚀等缺陷。
焊接、螺栓连接等关键工艺介绍
要点一
螺栓预紧力控制
要点二
防松措施采取
通过扭矩扳手等工具对螺栓施加预紧力,确保螺栓连接的 紧固性和稳定性。
采取防松垫圈、双螺母等防松措施,防止螺栓在振动或外 力作用下松动。
PART 05
高层建筑钢结构性能评估 与加固措施
通过对高层建筑钢结构进行损伤和缺陷检测,如焊缝质量、钢材锈 蚀等,评估其对结构性能的影响程度。
既有高层建筑钢结构加固原则
安全可靠原则
加固措施应确保结构在加固后的 安全性,提高结构的承载能力和 稳定性,防止发生倒塌等严重事
故。
经济合理原则
加固方案应综合考虑技术可行性 和经济合理性,选择性价比高的 加固措施,避免不必要的浪费。
定义
高层建筑指建筑高度大于27米的 住宅建筑和建筑高度大于24米的 非单层厂房、仓库和其他民用建 筑。
特点
高层建筑具有层数多、高度大、 结构复杂、施工周期长、技术要 求高等特点。
钢结构在高层建筑中应用
应用范围
钢结构在高层建筑中广泛应用于框架 、支撑、楼板、屋盖等结构体系。
优势
钢结构具有自重轻、强度高、延性好 、施工速度快、节能环保等优点,适 用于高层建筑的建设。
《高层建筑钢结构讲 》PPT课件
REPORTING
目录
• 高层建筑钢结构概述 • 钢结构材料与性能 • 高层建筑钢结构设计原理 • 高层建筑钢结构施工技术 • 高层建筑钢结构性能评估与加固措施 • 高层建筑钢结构发展趋势与挑战
PART 01
高层建筑钢结构概述
REPORTING
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4.3.2 反弯点法计算方法
2 . 层间剪力分配 第j层总剪力
V F jV j1 V j2 V jm
第j层第i根柱的剪力
V jk
i jk
m
V Fj
i jk
k 1
4.3.2 反弯点法计算方法
3 . 柱端弯矩
根据各柱分配到的剪力及反弯点位置,计算柱端弯矩:
• 上层柱:上下端弯矩相等
Mct jkMcbjkVjk1 2hj
V B C0 .7 0 0 ..7 9 0 .9 (3 7 7) 4 3.0 1 k8N V F G 0 .7 0 0 ..9 9 0 .9 (3 7 7) 43.9 9 k6N V JL 0 .7 0 0 ..9 9 0 .9 (3 7 7) 4 3.9 9 k6N
4.3.3 反弯点法计算方法实例
• 分层法框架结构内力与 位移的计算源自法精确法 渐近法力法
位移法 力矩分配法 迭代法 无剪力分配法
近似法
分层法 反弯点法 D值法
4.3 水平荷载作用下的反弯点法
4.3.1 基本假定
1 . 适用条件:梁的线刚度与柱的线刚度比大于等于3, 即
ib /ic 3
2 . 基本假定: ⑴所有荷载简化为作用在节点上的水平力; ⑵平面框架假定,并忽略柱的轴向变形; ⑶梁的刚度无限大,柱上下节点转角相等,同一楼层 中各柱端的侧移相等; ⑷各杆件弯矩为直线,除底层外反弯点在各柱中点, 底层在距柱底2/3高度处。
4.3.2 反弯点法计算方法
5 . 框架梁柱剪力、柱轴力计算
– 同竖向荷载作用下的内力计算一样,可以通过梁的隔离体平衡, 求出梁端剪力与柱的轴力。
6 .反弯点法总结 • 检验运用反弯点法的条件:梁的线刚度与柱的线刚度比
大于等于3; • 计算各柱的抗侧刚度; • 把各层总剪力分配到每个柱; • 反弯点的确定; • 计算柱端弯矩; • 计算梁端弯矩; • 计算梁的剪力、柱的轴力。
4.3.3 反弯点法计算方法实例
• 实例:已知框架计算简图如图所示,图中括号内数值为该 杆件的线刚度。用反弯点法求出各杆件内力,并绘制出弯 矩图。
37kN 74kN
D 1.5 H 0.8 M
0.7 1.7
C 0.7
0.6 1.0
G 0.9
0.9 3300
L 0.9 3300
80.7kN B 2.4 F 1.2 J
• 底层柱:
上端弯矩:
Mt c1k
V1k
13h1
下端弯矩:
Mcb1k V1k 32h1
4.3.2 反弯点法计算方法
4 . 梁端弯矩计算 根据梁柱节点平衡计算梁端弯矩
• 边柱 Mb McbMct
• 中柱
Mbr (Mcu+Mcd) ibl+ ibribr
Mbl (Mcu+Mcd) ibl+ ibl ibr
4.1 框架结构的计算简图
4.1.1 计算单元的确定
• 框架结构是一个空间受力体系。分析纵向框架和横向框架, 常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的 抗扭作用,将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分 析计算。
4.1.2 节点的简化
• 框架节点可简化为刚接节点、铰接节点和半铰节点。
0.6 0.8
0.8 3900
A
E
I
2700 8100
4.3.3 反弯点法计算方法实例
解:(1)求出各柱在反弯点处的剪力
• 第三层 • 第二层
V CD 0.70 0..7 60.93 71.7 1k7N
V GH 0.70 0..6 60.93 71.0 0k9N
V LM 0.70 0..9 60.93 7 1.1 5k4N
4.3.1 基本假定
框架在水平力作用下的弯矩图
框架在水平力作用下的变形
4.3.2 反弯点法计算方法
需要解决两个方面的问题:
一是确定柱反弯点的高度; 二是要计算反弯点处柱的剪力。
F
F
y=h/2
h
F
y=h/2
y
h
反弯点
y=2h/3
h
y
4.3.2 反弯点法计算方法
1 . 柱的侧移刚度
d
V
1h22ic
• 第一层
V A B 0 .6 0 0 ..6 8 0 .8 (3 7 8 4 .7 ) 0 5.2 2 k8 N
V E F 0 .6 0 0 ..8 8 0 .8 (3 7 8 4 .7 ) 0 6.7 9 k1 N V IJ 0 .6 0 0 ..8 8 0 .8 (3 7 8 4.7 ) 0 6.7 9 k1 N
4.1.3 跨度与层高的确定
• 1 . 框架梁的跨度 即取柱子轴线之间的距离,当上下层柱截面尺寸变化
时,一般以最小截面的形心线来确定。
• 2 . 框架的层高(框架柱的长度) 即为相应的建筑层高,底层柱的长度则应从基础顶面
算起。
• 3 . 对于倾斜的或折线形横梁,当其坡度小于l/8时,可 简化为水平直杆。对于不等跨框架,当各跨跨度相差不大 于10%时,在手算时可简化为等跨框架,跨度取原框架各 跨跨度的平均值。但在电算时一般都可按实际情况考虑。
• (2)求出各柱柱端的弯矩
• 第三层
M C D M D C 1.7 1 7 3 2 .3 1.4 9 k2 .m N M G H M H G 1.0 0 9 3 2 .3 1.6 6 k5 .m N M LM M M L 1.1 5 4 3 2 .3 2.9 4 k8 .m N
4.3.3 反弯点法计算方法实例
• 第二层 • 第一层
M B CM C B 3.0 1 8 3 2 .3 5.2 1 k8 .m N M F G M G F 3.9 9 6 3 2 .3 6.9 5 k3 .m N M JL M L J3.9 9 6 3 2 .3 6.9 5 k3 .m N
4.1.4 构件截面杭弯刚度的计算
• 在框架梁两端节点附近,梁受负弯矩,顶部的楼板受拉, 楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小;而在框架梁的跨中, 梁受正弯矩,楼板处于受压区形成T形截面梁,楼板对梁 的截面抗弯刚度影响较大。
考虑楼板的影响,框架梁的截面抗弯刚度应适当提高 。
• 现浇钢筋混凝土楼盖:
•
中框架:I=2 I 0
边框架:I=1.5I0
• 装配整体式钢筋混凝土楼盖:
•
中框架:I=1.5I0
• 装配式钢筋混凝土楼盖:
边框架:I=1.2I0
•
中框架:I=I0
边框架:I=I0
– 注:I0 为矩形截面框架梁的截面惯性矩
4.2 竖向荷载作用下的近似计算
• 简图修正原则:
– (1)除底层以外其他各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数; – (2)柱的弯矩传递系数取为1/3。