結(jié)構(gòu)概念體系與選型6學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)概念(ginin)體系與選型體系與選型6第一頁，共38頁。4.4 提高高層(o cn)結(jié)構(gòu)體系整體承載力和抗側(cè)移能力的有效措施適當(dāng)加強(qiáng)(jiqing)結(jié)構(gòu)受力最大部位設(shè)置(shzh)剛性橫梁（或桁架）把豎向荷載集中在主要承重構(gòu)件上利用合理的體形第1頁/共37頁第二頁，共38頁。平面形狀 的影響第2頁/共37頁第三頁，共38頁。 從整體來看，房屋(fngw)可以看作是錨固在地面上的懸臂梁，板式結(jié)構(gòu)具有最大的迎風(fēng)面，對體系的抗側(cè)移是很不利的。若把一字形平面彎折一下，形成像角鋼、槽鋼或工字形截面，其剛度就大多了。結(jié)構(gòu)平面(pngmin)形狀對剛度的影響第3頁/共37頁第四頁，共3

2、8頁。上海華亭飯店(fndin) S型平面，建筑面積100 000 m2。第4頁/共37頁第五頁，共38頁。北京(bi jn) 國際飯店第5頁/共37頁第六頁，共38頁。廣州花園酒店 高 112 m，地上 31層，地下1層，三叉型平面(pngmin)，剪力墻結(jié)構(gòu)。第6頁/共37頁第七頁，共38頁。 加拿大多倫多電視塔(CN Tower) 當(dāng)今世界最高的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。它采用Y形平面的預(yù)應(yīng)力混凝土塔身，天線高 度達(dá) 553 m，并在 350 m處設(shè)有旋轉(zhuǎn)(xunzhun)餐廳，在 447 m處設(shè)有觀光平臺。一、Using Reasonable Shape of Building第7頁/共37頁第八頁，

3、共38頁。加拿大多倫多電視塔（CN Tower）4.4 有效(yuxio)措施 一、Using Reasonable Shape of Building 第8頁/共37頁第九頁，共38頁。 上述房屋平面形狀的影響對各種結(jié)構(gòu)(jigu)形式都 適 用 。一、混合結(jié)構(gòu)(jigu)二、排架體系 三、框架體系四、結(jié)構(gòu)(jigu)墻（剪力墻）體系五、框架-結(jié)構(gòu)(jigu)墻（框-剪）體系六、筒體七、巨型框架八、巨型桁架九、蒙皮結(jié)構(gòu)(jigu)十、其他組合體系第9頁/共37頁第十頁，共38頁。 立面和豎向構(gòu)件布置的影響第10頁/共37頁第十一頁，共38頁。 在立面和豎向構(gòu)件布置時若采用(ciyng)傾斜的

4、豎向構(gòu)件，對剛度是十分有利的。計算表明，一棟40層框架結(jié)構(gòu)房屋，若邊柱傾斜8%，其側(cè)移可減小約50%。第11頁/共37頁第十二頁，共38頁。美國(mi u)：體形逐漸收縮 若將結(jié)構(gòu)寬度(kund)沿房屋高度做成上窄下寬，與懸臂柱的彎矩圖相似，則無論對結(jié)構(gòu)承載力或結(jié)構(gòu)剛度都有很好的效益。第12頁/共37頁第十三頁，共38頁。美國(mi u)芝加哥：體形逐漸收縮 把房屋體形做成三角形或金字塔形還降低了水平(shupng)力作用點(diǎn)，對提高抗側(cè)能力也是很有效的。第13頁/共37頁第十四頁，共38頁。美國紐約房屋(fngw)臺階式收縮第14頁/共37頁第十五頁，共38頁。美國紐約：房屋(fngw)臺階式

5、收縮第15頁/共37頁第十六頁，共38頁。4.4 提高高層結(jié)構(gòu)體系整體承載力 和抗側(cè)移能力的有效(yuxio)措施適當(dāng)加強(qiáng)(jiqing)結(jié)構(gòu)受力最大部位設(shè)置(shzh)剛性橫梁（或桁架）豎向荷載集中在主要承重構(gòu)件上利用合理的體形第16頁/共37頁第十七頁，共38頁。 1根據(jù)內(nèi)力大小，改變構(gòu)件(gujin)截面尺寸及承載力 如果房屋體形不變，也可從結(jié)構(gòu)構(gòu)件上來加強(qiáng)受力最大的部位。最常見的是沿高度改變柱截面(jimin)尺寸、結(jié)構(gòu)墻厚度、混凝土強(qiáng)度等級以及配筋量，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化。第17頁/共37頁第十八頁，共38頁。 2采用帶邊框的剪力墻，盡可能為剪力墻設(shè)置翼墻 剪力墻的工作(gngzu)

6、狀態(tài)是以受彎為主，剪力墻的邊柱和翼墻對提高剪力墻的剛度十分有效；如果條件允許，將縱橫方向剪力墻連在一起，形成像角鋼或槽鋼一樣的截面，則更為有效。第18頁/共37頁第十九頁，共38頁。 3適當(dāng)加強(qiáng)房屋的角柱 在高層結(jié)構(gòu)中，由于風(fēng)荷載和地震力的性質(zhì)不同，設(shè)計(shj)中很難使荷載中心和結(jié)構(gòu)剛度中心完全重合，結(jié)構(gòu)有一定的扭轉(zhuǎn)變形是不可避免的。扭轉(zhuǎn)中角柱的附加側(cè)移和附加內(nèi)力最大，加強(qiáng)角柱對結(jié)構(gòu)抗扭十分有效，高層建筑結(jié)構(gòu)中有時把角柱做成筒體，效果就更為明顯。 第19頁/共37頁第二十頁，共38頁。4.4 提高高層結(jié)構(gòu)體系整體承載力和抗側(cè)移能力(nngl)的有效措施適當(dāng)(shdng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)受力最大部位設(shè)

7、置(shzh)剛性橫梁（或桁架）把豎向荷載集中在主要承重構(gòu)件上利用合理的體形第20頁/共37頁第二十一頁，共38頁。美國(mi u)早期的懸掛結(jié)構(gòu)荷載全部掛在核心筒上第21頁/共37頁第二十二頁，共38頁。 利用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層把荷載全部作用(zuyng)在核心筒上。第22頁/共37頁第二十三頁，共38頁。香港匯豐銀行大廈(dsh)懸掛結(jié)構(gòu)（ 1985年建成）香港匯豐銀行(hu fn yn xn)大廈第23頁/共37頁第二十四頁，共38頁。香港匯豐銀行(hu fn yn xn)懸掛結(jié)構(gòu) 平面為 72 m55 m，高 180 m，地面以上 43層，采用巨型桁架，分五層懸掛在八根巨型格構(gòu)式柱上。第24頁

8、/共37頁第二十五頁，共38頁。 每根格構(gòu)柱為 4.8 m5.1 m，四角為四根圓形鋼管，底層鋼管為1 400 mm100 mm，向上(xingshng)逐漸減小，頂層鋼管為800 mm40 mm。第25頁/共37頁第二十六頁，共38頁。第26頁/共37頁第二十七頁，共38頁。 每根格構(gòu)柱為 4.8 m5.1 m，四角為四根圓形鋼管，底層鋼管為1 400 mm100 mm，向上逐漸(zhjin)減小，頂層鋼管為800 mm40 mm。第27頁/共37頁第二十八頁，共38頁。香港匯豐銀行：懸掛(xungu)體系第28頁/共37頁第二十九頁，共38頁。匯豐銀行(hu fn yn xn)懸掛體系側(cè)面

9、多層多跨框架結(jié)構(gòu)體系第29頁/共37頁第三十頁，共38頁。 香港匯豐銀行1985年建成，由諾爾曼福斯特設(shè)計，預(yù)算達(dá)10億美元。由于其獨(dú)特的外形和新型的結(jié)構(gòu)(jigu)體系，受到世人關(guān)注。甚至有報道稱它為“仿佛是在引人注目的港口停放的一艘宇宙飛船”。第30頁/共37頁第三十一頁，共38頁。4.4提高高層結(jié)構(gòu)體系整體承載力和抗側(cè)移能力(nngl)的有效措施適當(dāng)加強(qiáng)(jiqing)結(jié)構(gòu)受力最大部位設(shè)置剛性(n xn)橫梁（或桁架）豎向荷載集中在主要承重構(gòu)件上利用合理的體形第31頁/共37頁第三十二頁，共38頁。 當(dāng)沒有剛性橫梁時，筒體和外框架都是獨(dú)立彎曲變形，側(cè)移較大；若設(shè)置頂層剛性橫梁，當(dāng)筒體在水

10、平力作用下產(chǎn)生彎曲變形時，剛性橫梁的轉(zhuǎn)動會受到兩側(cè)外柱的約束，從而在外柱中產(chǎn)生很大的軸力，一側(cè)受拉，一側(cè)受壓，形成與傾覆力矩反向的抵抗力矩。由于這兩個軸力的力臂(l b)很大(等于結(jié)構(gòu)總寬)，這個反向力矩大大減小了核心筒的彎矩和側(cè)移。對于以核心筒為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的體系，橫梁需要更大的剛度，通常利用一至二個樓層高度作為橫梁(或桁架)高度。VV 第32頁/共37頁第三十三頁，共38頁。深圳國貿(mào)大廈 高 160 m，共50層，采用筒中筒結(jié)構(gòu)(jigu)，頂層設(shè)剛性大梁以協(xié)調(diào)內(nèi)外筒的變形，剛性橫梁截面高達(dá) 6.9 m。第33頁/共37頁第三十四頁，共38頁。4.2 關(guān)于(guny)“框架作用”的推理（

11、Discussion on Frame Action）4.4 提高(t go)高層結(jié)構(gòu)體系整體承載力和抗側(cè)移能力的有效措施（Some Effective Ways to Improve the Carrying Capacity and Stiffness of High-rise Building Structure）4.1 框架作用1qz（Frame Action） 4.5 未來超高層建筑結(jié)構(gòu)（略）（High-rise Building Structure in Future） 4.3 結(jié)構(gòu)豎向分體系的主要類型和特點(diǎn)（The Major Styles and Characteristics of Vertical Structural System ）第34頁/共37頁第三十五頁，共38頁。 “9.11”事件后，人們不得不重新反思建造超高層建筑的利和弊。第35頁/共37頁第三十