高層建筑概論P(yáng)PT課件

1、 3滿足大企業(yè)對辦公樓的規(guī)模、形象的需求。 現(xiàn)在正風(fēng)行的智能大廈（intellegent bulding）需要將全體工作人員與現(xiàn)代化辦公設(shè)備容納在一個(gè)大樓內(nèi)，以發(fā)揮集約、綜合效率。 同時(shí)，宏大有個(gè)性的大樓造型是企業(yè)形象的最佳體現(xiàn)。 4高層建筑的地下室是城市的防空地下室。 5高層建筑是大城市的重要景觀。第1頁/共47頁（二）高層建筑的問題 1垂直交通問題 這是高層建筑大量人流、貨物能否快捷上下，并保證安全的關(guān)鍵所在，也是設(shè)計(jì)中建筑師的重要工作內(nèi)容之一。 2結(jié)構(gòu)問題 高層建筑的結(jié)構(gòu)問題主要是抵抗側(cè)向風(fēng)力、地震力，尤其是風(fēng)力。 3高層建筑的外觀問題 處理不當(dāng)，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。從總體來說，既要處

2、理好與周圍環(huán)境的整體關(guān)系，又要尋求自身形體上的突破，創(chuàng)造有個(gè)性、豐富、符合建筑自身性格和時(shí)代審美特性的作品。第2頁/共47頁4密集高層建筑的出現(xiàn)對城市的影響 由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市內(nèi)的寸土寸金成為必爭的目標(biāo)。因此，市中心區(qū)往往高層建筑非常密集。處理不好會(huì)對城市環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。如：天窄、人小、車擁人密、氣污、聲噪、風(fēng)急、樹稀、陰暗等等。 位于紐約 曼哈頓區(qū)5馬路和6馬路之間的洛克菲洛中心，由14幢高樓組成，是處理較成功的世界上最集中的高層建筑群之一，歷經(jīng)十年左右才建成。第3頁/共47頁第4頁/共47頁第5頁/共47頁5高層建筑的環(huán)境心理問題 高層建筑與環(huán)境間的相互影響非常復(fù)雜。以下為幾個(gè)主要方

3、面： （1）陽光與陰影 根據(jù)不同地區(qū)的特定自然氣候狀況，對陽光需求有明顯的差異。 高層建筑會(huì)留下一條長長的影子，但它具有流動(dòng)性特點(diǎn)。 塔式高層建筑的終日陰影最小，板式則相對大的多。（見示圖）因此，選址、布局時(shí)，應(yīng)注意保持適當(dāng)?shù)拈g距，避免給高層之北側(cè)建筑、環(huán)境造成日照問題；尤其地，應(yīng)避免東西向街的南側(cè)街道終日陰冷。 另外，現(xiàn)代高層建筑常使用大片玻璃幕墻，會(huì)給城市環(huán)境造成眩光；并且，處于高反射玻璃的反射區(qū)內(nèi)，氣溫會(huì)升高1015。對周圍小氣候環(huán)境影響較大。第6頁/共47頁6.6. 噪聲與減噪噪聲與減噪 高層建筑內(nèi)不可避免地有很多噪聲（電梯、設(shè)備、管道等）。通過設(shè)備自身減噪處理、隔聲材料的使用及設(shè)計(jì)上

4、的合理安排等措施，已取得了明顯的效果。 高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)注意風(fēng)引起的噪聲。窗戶采用多層不共振玻璃，保持良好的氣密性，建筑外型應(yīng)盡量簡潔。 另外，外部環(huán)境噪聲對高層建筑同樣有較大影響。可以裙房、低層商業(yè)建筑起聲障作用。第7頁/共47頁 （7）風(fēng)對高層建筑的影響 這主要是指高層建筑的風(fēng)振動(dòng)會(huì)給人帶來不舒適感。風(fēng)荷載影響人體舒適度的因素有以下幾方面： 振幅； 速度與加速度； 加速度變動(dòng)率（16次/秒，即引起人的不適）。 為抵抗風(fēng)側(cè)力影響，高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加大進(jìn)深和嚴(yán)格控制高寬比。 另外，除了風(fēng)對高層建筑本身有種種影響外，對其周圍環(huán)境也有一定的影響。因氣流收縮而產(chǎn)生負(fù)壓，隨之出現(xiàn)渦流。其中向下的氣流會(huì)

5、影響周圍的建筑，且給行人造成影響。第8頁/共47頁高層辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層平面面積規(guī)模和設(shè)計(jì)要點(diǎn) （一）規(guī)模 高層辦公樓或?qū)懽謽瞧矫婵臻g應(yīng)符合現(xiàn)代辦公行為要求，一般采用大空間、可以靈活分隔的布置方式，標(biāo)準(zhǔn)層平面規(guī)模從1000至1500較合適。 我國一般將標(biāo)準(zhǔn)層規(guī)模分為四級(jí)：小型600800，中型8001200，大型12001500，超大型1500以上 平面規(guī)模過小，平面有效利用率低，不經(jīng)濟(jì)，也不利于辦公室或?qū)懽珠g的布置。第9頁/共47頁（二）控制高寬比（H/B） 形體比例太細(xì)長時(shí)，剛度小，在風(fēng)、地震側(cè)應(yīng)力作用下彎曲變形大。 幾種結(jié)構(gòu)類型相應(yīng)適宜的高寬比值： 框架、框架剪力墻、單筒5，小于4為好； 剪力

6、墻、筒中筒、束筒6，小于5為好。第10頁/共47頁 （三） 高層建筑結(jié)構(gòu)選型 1幾種典型結(jié)構(gòu)體系的適用范圍 應(yīng)采用合理的結(jié)構(gòu)選型。這是高層建筑功能和藝術(shù)造型的依據(jù)。 目前，高層建筑中常見的結(jié)構(gòu)體系有：框架體系、剪力墻體系、框架剪力墻體系、筒體體系等。它們有各自相應(yīng)的適用高度范圍。（見下表）第11頁/共47頁第12頁/共47頁 2幾種常用結(jié)構(gòu)體系簡介 （1） 框架體系由橫梁將柱與柱聯(lián)系為整體，構(gòu)成承重骨架。 15層以內(nèi)一般采用鋼筋混凝土材料。當(dāng)跨度大、層數(shù)多、荷載大時(shí)，可采用鋼框架。平面形式可有多種變化，視具體情況而定。 鋼框架是早期高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)點(diǎn)顯而易見，缺點(diǎn)是剛度弱、怕火燒。第

7、13頁/共47頁第14頁/共47頁 （2） 剪力墻體系 a. 剪力墻體系是利用外墻、內(nèi)墻作為承重骨架的一種結(jié)構(gòu)體系。 b. 以傳統(tǒng)的墻代替梁、柱承載，同時(shí)兼有空間分隔、維護(hù)作用。 c. 剪力墻既承受垂直荷載，又承受側(cè)向剪力，故得名?？箓?cè)剪力性能好，最高可達(dá)50層。 d. 剪力墻形狀無任何限制，矩形、弧形、三角形、角鐵形等均可。（圖） e. 剪力墻布置應(yīng)與使用功能巧妙結(jié)合，并注意合理間距、分布均勻。（高層中的核體，功能與結(jié)構(gòu)合而為一。剪力墻間距太密則不便空間靈活；分布不均勻則使大樓各部分剛度不均勻，整體性差）（圖：剪力墻平面布置示例） f. 剪力墻結(jié)構(gòu)最適合于旅館、住宅。（結(jié)構(gòu)與使用空間能有機(jī)結(jié)

8、合） g. 剪力墻體系之低層段（通常指裙房）可通過一定的結(jié)構(gòu)措施轉(zhuǎn)換為框支方式，使低層空間流通、開敞。第15頁/共47頁 （3） 框架剪力墻體系 將框架與剪力墻相結(jié)合為一體的結(jié)構(gòu)體系。豎向力共同承擔(dān)，側(cè)向力之80%90%由剪力墻承受，10%20%由框架承擔(dān)。 適宜層數(shù)為1530層，適合于高層綜合體，平面布局和造型均有很大靈活性。第16頁/共47頁第17頁/共47頁（4） 筒體體系 這是60年代以后常用于超高層建筑（100m）的結(jié)構(gòu)體系。 實(shí)際上，筒體是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展而成。它是由若干片縱橫交錯(cuò)的框架墻或剪力墻所圍成的筒狀封閉骨架。 不僅能承受豎向荷載，而且能承受很大的水平荷載。（圖：筒體

9、示意） 根據(jù)筒體的數(shù)量、布置和組成不同，又可分為：框筒、筒中筒、組合筒等三種體系。第18頁/共47頁 框筒體系 a. 它分內(nèi)筒外框和外筒內(nèi)框兩種。 b. 外筒內(nèi)框使用較少。 c. 內(nèi)筒外框更多使用。豎向荷載共同承擔(dān)，主要側(cè)載由筒體承擔(dān)；內(nèi)筒能與功能巧妙結(jié)合，外框可提供開敞的幕窗。第19頁/共47頁第20頁/共47頁 筒中筒 內(nèi)外設(shè)置兩層或更多層筒，能承受很大的水平力。大多用于40層或100m以上的超高層。由于結(jié)構(gòu)傳力原因，采用正方形或接近正方形的平面為絕大多數(shù)。（圓形也可）第21頁/共47頁第22頁/共47頁 組合筒（也稱束筒） 組合筒體系結(jié)構(gòu)剛度比筒中筒更強(qiáng)大。組合方式是將若干個(gè)筒體組合在一

10、起。（圖）第23頁/共47頁第24頁/共47頁 （4） 其它結(jié)構(gòu)體系 除以上介紹的幾種常用高層建筑結(jié)構(gòu)體系外，還有一些非常規(guī)的結(jié)構(gòu)體系。 如：深梁體系、高層懸掛體系、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、巨型結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)外墻體系、空間井體體系、立面大開洞、設(shè)加強(qiáng)層。第25頁/共47頁八、相關(guān)樓層問題 相關(guān)樓層主要指設(shè)備層、避難層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層、地下車庫等。 避難層（間）適用于超高層，加強(qiáng)層為純結(jié)構(gòu)問題，這里僅介紹設(shè)備層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層和地下車庫。第26頁/共47頁 （一） 設(shè)備層 指有效面積主要用于布置設(shè)備的樓層。 一般高層建筑（100m以內(nèi)）的主要設(shè)備層分設(shè)于地下層和樓頂即可；裙房與主塔交接處，常根據(jù)需要結(jié)合

11、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)小型設(shè)備及布設(shè)管線。超高層建筑則尚需設(shè)中間設(shè)備層。 設(shè)備層（間）的主要內(nèi)容為：空調(diào)、給排水、電氣和電梯等機(jī)房設(shè)備。要求承載能力大于標(biāo)準(zhǔn)層，層高也相對要求較高（4.06.5m不等）。（設(shè)備層斷面示意圖）第27頁/共47頁（二）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層 建筑物某層的上部與下部因平面使用功能不同，該樓層上部與下部采用不同結(jié)構(gòu)類型，并通過該樓層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，則該樓層稱為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。 現(xiàn)代高層建筑向多功能和綜合用途發(fā)展，在同一豎直線上，頂部樓層布置住宅、旅館，中部樓層作辦公用房，下部樓層作商店、餐館和文化娛樂設(shè)施。不同用途的樓層，需要大小不同的開間，采用不同的結(jié)構(gòu)形式。 第28頁/共47頁 1轉(zhuǎn)換層的功能

12、 （1） 提供低層部大空間 剪力墻間距小時(shí)，底部可通過設(shè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層變成框支體系，以提供商業(yè)、會(huì)議、餐廳等大空間。 （2） 為建筑提供大的入口 超高層建筑常采用密排柱式外框筒，柱距常在3米以內(nèi)，無法提供較大的入口，必須通過轉(zhuǎn)換層改變柱距，以形成入口。第29頁/共47頁2轉(zhuǎn)換層按結(jié)構(gòu)功能分類分三類：（1）上下層結(jié)構(gòu)類型轉(zhuǎn)換；（2）上下層柱網(wǎng)、軸線改變；（3）同時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)軸線布置。3轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式可以采用：巨梁式、桁架式、空腹桁架式、箱型和厚板式轉(zhuǎn)換層。巨梁式最簡單、廣泛。第30頁/共47頁（三）地下車庫概述 高層建筑常利用地下層空間做車庫。以坡道與地面相通。 每股車道的設(shè)計(jì)通過

13、能力為每小時(shí)300輛小車。但考慮消防和戰(zhàn)備，停50輛車以上的車庫，至少須在兩個(gè)方向上設(shè)兩條坡道。注意以下幾點(diǎn)： （一） 坡道要求 1道寬要求 單車直坡道寬：3.03.5m； 雙車直坡道寬：5.5m； 單車曲坡道寬：4.24.5m； 雙車曲坡道寬：7.8m。第31頁/共47頁 （二） 車位要求 1與周邊關(guān)系 小車與小車間距：0.5m 小車與墻間距：0.5m 小車與柱間距：0.3m 2.小車庫標(biāo)準(zhǔn)尺寸（單間停放） 我國：6.102.80,車庫凈高一般取2.3m。第32頁/共47頁 （三） 車庫柱距（以三車位為例）柱面寬500時(shí)可?。?.57.5m;柱面寬800時(shí)可?。?.87.8m;柱面寬大于80

14、0取: 8.18.1m, 8.4 8.4m 高層建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意協(xié)調(diào)好上部與下部的結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)，保持一致性，取得經(jīng)濟(jì)效率。確定柱網(wǎng)尺寸時(shí)，地下車庫停車要求是必須考慮的重要因素之一。第33頁/共47頁第34頁/共47頁高層建筑防火概述 高層建筑防火設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)最重要的內(nèi)容之一。必須嚴(yán)格執(zhí)行我國高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的所有規(guī)定和要求。 高層建筑防火設(shè)計(jì)關(guān)乎生命安全和財(cái)產(chǎn)安危，責(zé)任重大。第35頁/共47頁 （一）高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)及危害、防火原則 1火災(zāi)特點(diǎn)及危害 總體而言，其特點(diǎn)有三： （1） 火災(zāi)隱患多建筑規(guī)模大，內(nèi)容復(fù)雜，電器設(shè)備、火源和可燃物多，稍有不慎，即可能釀成火災(zāi)。而實(shí)際運(yùn)作中總

15、是有百密必有一疏的可能！ （2） 火勢蔓延快一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于高溫對流作用、垂直管井的煙囪效應(yīng)、高空中風(fēng)大等原因，火勢蔓延非?？?。第36頁/共47頁 （3） 疏散困難建筑層數(shù)多，垂直疏散距離長，由上層疏散至地面需要時(shí)間長；加之，人流相互擁擠，煙火蔓延快，易竄入樓梯間（高層疏散主要靠樓梯間）。所以疏散很困難。 較有影響的火災(zāi)案例：1974年，巴西圣保羅的25層“焦瑪”大樓火災(zāi)，燒死227人，傷300人；1980年，美國27層的米高梅飯店火災(zāi)，死84人，傷679人；1985年，我國哈爾濱的天鵝飯店火災(zāi)燒死10人。 值得注意得是，死亡人數(shù)中半數(shù)以上是被煙薰死的。第37頁/共47頁 2高層防火原則

16、高層防火設(shè)計(jì)中，應(yīng)將人員的生命安全放在首位，立足以防為主，防火與滅火相結(jié)合，充分發(fā)揮大樓內(nèi)部自救設(shè)施的作用，力求措施嚴(yán)密、設(shè)備完善、技術(shù)先進(jìn)、使用方便、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。第38頁/共47頁（二）高層建筑分類、防火等級(jí)及構(gòu)件燃燒性能和耐火極限 1. 分類. 設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)高層建筑使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散與撲救難度等因素，確定防火等級(jí)（應(yīng)為一、二級(jí)）。 （表）第39頁/共47頁第40頁/共47頁 2等級(jí) 高層之防火等級(jí)為一、二兩級(jí)，其建筑構(gòu)件（墻、柱、梁、樓板、疏散樓梯、屋頂承重構(gòu)件、吊頂?shù)龋?yīng)符合規(guī)范中相應(yīng)的燃燒性能和耐火極限（小時(shí)）。 3分類與等級(jí)之關(guān)系一類高層建筑的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，二類高層

17、之耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。裙房的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)；高層建筑地下室的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。第41頁/共47頁 根據(jù)防火級(jí)別確定其各部分構(gòu)件的燃燒性能、耐火極限。（包括：墻、柱、梁、屋頂支撐構(gòu)件、樓板、樓梯間、吊頂?shù)龋?并滿足規(guī)范對一些特殊空間、構(gòu)件的防火規(guī)定。（如：玻璃幕墻，中庭玻璃頂，公用房間、疏散走道、樓梯間等的裝修材料，自動(dòng)報(bào)警與滅火系統(tǒng)的設(shè)備間、控制間，各種管井等）具體細(xì)則查閱規(guī)范。第42頁/共47頁 （三）高層建筑高度和層數(shù)計(jì)算 1高度室外（入口）地面至塔樓女兒墻頂或坡屋頂檐頂之高度。 2層數(shù)地下室、出地面高度1.5m的半地下室、層高2.2m設(shè)備轉(zhuǎn)換層、屋頂之局部突出體不計(jì)入層數(shù)。 高度、層數(shù)與建筑級(jí)別、結(jié)構(gòu)選型密切相關(guān)。第43頁/共47頁 （四）防火分區(qū) 為避免火災(zāi)的無限蔓延，更為人員安全創(chuàng)造條件，規(guī)范規(guī)定各類建筑的各部分空間應(yīng)設(shè)防火分區(qū)。 防火分區(qū)即該區(qū)與其它區(qū)之間以防火墻、門、簾等耐火構(gòu)件完全隔開，在一定時(shí)限內(nèi)相互無火災(zāi)影響。（圖） 我國規(guī)范防火分區(qū)面積有如下規(guī)定： 每個(gè)防火分區(qū)的建筑面積（） 一類建筑: 1000 二類建筑: 1500 地下室: 500第44頁/共47頁 （五）安全疏散距離、通道寬度、門的要求（自己查規(guī)范） 安全疏散距離按建筑性質(zhì)、走道形式（分袋形、環(huán)行和兩部疏散樓梯之間三種）要求不同。 門一般100人通過1.00m; 走道