《高层建筑结构设计》课程教学课件（PPT讲稿）高层建筑结构及其设计理论

建筑、环境与土木工程学科发展战略研讨会 北京,2004年12月25-27日 高层建就鳍抱及其 设计理论

建筑、环境与土木工程学科发展战略研讨会 北京，2004年12月25-27日

内容 高层建筑结构的现状与发展 二、高层建筑结构的材料与体系 三、高层建筑结构的抗震设讣理论 、高层建筑结构的抗风设讣理论 五、高层建筑钢结构的设计理论 六、高层建筑结构及其设讣理论的研究 方向与课题

2 内容 一 、高层建筑结构的现状与发展 二、高层建筑结构的材料与体系 三、高层建筑结构的抗震设计理论 四、高层建筑结构的抗风设计理论 五、高层建筑钢结构的设计理论 六、高层建筑结构及其设计理论的研究 方向与课题

高尽建筑结构的现状与发展 今现代高层建筑起源于美国,已有110多年的发 展历史。 ◆最具代表性的建筑是1931年建成的纽约帝国大 厦(高381m,102层)、1972年建成的纽约世 界贸易中心姊妹楼(417m和415m,110层 2001年9月11日受恐怖袭击而倒塌)和1974年 建成的芝加哥西尔斯大厦(442m,110层)。 ◇随着世界经济和建筑技术的发展,世界范围內内 高层建筑的高度在不断的增加,许多国家为了 表明国家实力试图建造世界上最髙的建筑

3 一 、高层建筑结构的现状与发展 v现代高层建筑起源于美国，已有110多年的发 展历史。 v最具代表性的建筑是1931年建成的纽约帝国大 厦（高381m，102层）、1972年建成的纽约世 界贸易中心姊妹楼（417m和415m，110层， 2001年9月11日受恐怖袭击而倒塌）和1974年 建成的芝加哥西尔斯大厦（442m，110层）。 v随着世界经济和建筑技术的发展，世界范围内 高层建筑的高度在不断的增加，许多国家为了 表明国家实力试图建造世界上最高的建筑

一、高层建筑的现状与发展 今以下列举了世界高度前10位的高层建筑 排序建筑名称城市 国家建成年高度层数结构材料 101大楼 合北 中国2003508101钢混凝土 2 Petronas Twin吉隆坡马来西亚199845288钢-混凝土 Towers 3 Sears Tower芝加哥美回19744410钢 4金茂大厦上海 中 199942188钢-混疑土 5中信广场 州 中国 19963918 混凝土 6地王大厦深圳中画19838469钢混凝土 7 mpire State纽约 Building 美国 1931381102 钢 8中环广场 香港中国 199237478 混凝土 9中银大厦香港中国198936970钢混凝土 Emirates 10 Tower One 迪拜阿联酋199935555钢混凝土

4 一 、高层建筑的现状与发展 v以下列举了世界高度前10位的高层建筑 排序 建筑名称 城市 国家 建成年 高度 层数 结构材料 1 101大楼 台北 中国 2003 508 101 钢-混凝土 2 Petronas Twin Towers 吉隆坡 马来西亚 1998 452 88 钢-混凝土 3 Sears Tower 芝加哥 美国 1974 442 110 钢 4 金茂大厦 上海 中国 1999 421 88 钢-混凝土 5 中信广场 广州 中国 1996 391 80 混凝土 6 地王大厦 深圳 中国 1996 384 69 钢-混凝土 7 Empire State Building 纽约 美国 1931 381 102 钢 8 中环广场 香港 中国 1992 374 78 混凝土 9 中银大厦 香港 中国 1989 369 70 钢-混凝土 10 Emirates Tower One 迪拜 阿联酋 1999 355 55 钢-混凝土

一、高层建筑的现状与发展 ◆以下列举了世界髙度前10位的高层建筑 Copyright o 2001 KLCC(Holdings) Bh Petronas Sears Empire Twin Tower State Tower Building

5 一 、高层建筑的现状与发展 v以下列举了世界高度前10位的高层建筑 Empire State Building Petronas Twin Tower Sears Tower

一、高层建筑的现状与发展 ◆以下列举了世界髙度前10位的高层建筑 101大楼 金茂大厦 中信广场6

6 一 、高层建筑的现状与发展 v以下列举了世界高度前10位的高层建筑 101大楼 金茂大厦 中信广场

高尽建筑的现状与发展 世界高层建筑的建造重心正由北美洲 向亚洲转移,中国已经处于高层建 迅速发展时期,在世界高度前十位的 高层建筑中占了6座(其中大陆3座 香港2座、台湾1座)。 ◆我国高层建筑在建造总量、高度、层 数和体量等方面不断有新的突破。 ◆正在建设的上海环球金融中心的结构 设计高度为492m,将是世界第一。 冷随着我国国民经济与科学技术的发展, 颅计在今后10-15年内,我国还会逐步 建造超过500m、600m、800m、甚至 1000m的髙层建筑,继续站住国际领 先地位。 环球金融中心

7 一 、高层建筑的现状与发展 v 世界高层建筑的建造重心正由北美洲 向亚洲转移，中国已经处于高层建筑 迅速发展时期，在世界高度前十位的 高层建筑中占了6座（其中大陆3座、 香港2座、台湾1座）。 v 我国高层建筑在建造总量、高度、层 数和体量等方面不断有新的突破。 v 正在建设的上海环球金融中心的结构 设计高度为492m，将是世界第一。 v 随着我国国民经济与科学技术的发展， 预计在今后10-15年内，我国还会逐步 建造超过500m、600m、800m、甚至 1000m的高层建筑，继续站住国际领 先地位。 环球金融中心

一、高层建筑的现状与发展 ◇建造如此高度的高层建筑,我们将面临着哪 些问题需要解决,也就是说高层建筑结构及 其设计理论所需解决的关键科学问题有哪些? 是否应包括 (1)高层建筑结构的材料与体系 (2)高层建筑结构的性态设计理论 (3)高层建筑结构的抗震设计理论 (4)高层建筑结构的抗风设计理论 (5)高层建筑结构的智能控制应用技术 (6)高层建筑结构的防爆与抗爆设讣理论

8 一 、高层建筑的现状与发展 v建造如此高度的高层建筑，我们将面临着哪 些问题需要解决，也就是说高层建筑结构及 其设计理论所需解决的关键科学问题有哪些？ 是否应包括： （1）高层建筑结构的材料与体系 （2）高层建筑结构的性态设计理论 （3）高层建筑结构的抗震设计理论 （4）高层建筑结构的抗风设计理论 （5）高层建筑结构的智能控制应用技术 （6）高层建筑结构的防爆与抗爆设计理论

二、高尽建筑结构的材料与体系 ◆我国高层建筑的结构材料一直以钢筋混凝土 为主:特别是高层住宅,即使高度在100m以 上的超高层住宅,也都采用混凝土结构。 ◇钢结构及钢-混凝土混合结构的比重逐步扩大, 主要用在超高层公共建筑中,以发挥钢和钢 筋混凝土的各自优势,从而改善结构性能。 8在国外特别是地震区,高层建筑结构是以钢 结构为主,而我国钢筋混凝土结构及混合结 构占绝大部分。 如此髙的钢筋混凝土结构及混合结构,还没 有经受大地震作用的考验

9 二、高层建筑结构的材料与体系 v我国高层建筑的结构材料一直以钢筋混凝土 为主；特别是高层住宅，即使高度在100m以 上的超高层住宅，也都采用混凝土结构。 v钢结构及钢-混凝土混合结构的比重逐步扩大， 主要用在超高层公共建筑中，以发挥钢和钢 筋混凝土的各自优势，从而改善结构性能。 v在国外特别是地震区，高层建筑结构是以钢 结构为主，而我国钢筋混凝土结构及混合结 构占绝大部分。 v如此高的钢筋混凝土结构及混合结构，还没 有经受大地震作用的考验

二、高尽建筑结构的材料与体系 ◆高层建筑结构的基本类型有框架、框架-剪力墙、剪 力墙、框支剪力墙、框架筒体和筒中筒等结构。 ◆目前超高层建筑大多采用三种结构体系,即框架-筒 体、筒中筒和框架-支撑,这些也是世界其它国家的 超高层建筑所采用的主要结构体系 ◇框架-核心筒结构是我国高层建筑结构中最常采用的 种结构体系,且大多采用钢框架-混凝土核心筒的 混合结构形式。 ◆国外很少采用这种混合结构,在抗震结构中更少见 国内工程界对这种体系的看法也存在一些争议 采用这种混合结构体系的主要原因是比钢结构的用 钢量少,又可减小柱子断面,常常为业主所看中

10 二、高层建筑结构的材料与体系 v 高层建筑结构的基本类型有框架、框架-剪力墙、剪 力墙、框支剪力墙、框架-筒体和筒中筒等结构。 v 目前超高层建筑大多采用三种结构体系，即框架-筒 体、筒中筒和框架-支撑，这些也是世界其它国家的 超高层建筑所采用的主要结构体系。 v 框架-核心筒结构是我国高层建筑结构中最常采用的 一种结构体系，且大多采用钢框架-混凝土核心筒的 混合结构形式。 v 国外很少采用这种混合结构，在抗震结构中更少见； 国内工程界对这种体系的看法也存在一些争议。 v 采用这种混合结构体系的主要原因是比钢结构的用 钢量少，又可减小柱子断面，常常为业主所看中