高層概念設(shè)計課件

結(jié)構(gòu)體系及工程實例一.框架結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點一.框架結(jié)構(gòu)一.框架結(jié)構(gòu)水平力作用下變形柱彎矩梁柱線剛度比對抗側(cè)剛度的影響一.框架結(jié)構(gòu)■適用尺度■概念設(shè)計梁端塑性鉸柱端塑性鉸一.框架結(jié)構(gòu)填充墻使柱剪切破壞一.框架結(jié)構(gòu)蒸壓加氣砼墻板一.框架結(jié)構(gòu)蒸壓加氣砼墻板外墻連接構(gòu)造一.框架結(jié)構(gòu)蒸壓加氣砼墻板內(nèi)墻連接構(gòu)造一.框架結(jié)構(gòu)蒸壓加氣砼墻板上海中福城（二期）18層鋼結(jié)構(gòu)住宅二.剪力墻結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點二.剪力墻結(jié)構(gòu)整體小開口框架變形二.剪力墻結(jié)構(gòu)■適用尺度■概念設(shè)計柳京大廈地上101層，地下4層廣州白天鵝賓館1979年設(shè)計（廣州市設(shè)計院）主體高90.35m，總高100m地下、主體33、屋頂3層單位自編通用程序砼：1～15層300#，16～24層300#

25層以上200#墻厚450mm～200mm板厚200mm廣州白天鵝賓館北京國際飯店建設(shè)部設(shè)計院設(shè)計1987年建成開業(yè)，8度設(shè)防主體高85m，總高104.4m地下3、主體27、屋頂4層單位自編通用程序砼：1、2層350#，其余300#墻厚600mm～200mm板厚180mm～120mm北京國際飯店54.1m14.6m67.4m14.6m深圳紅嶺大廈深圳市建筑設(shè)計院設(shè)計1984年設(shè)計，6度設(shè)防主體高78.4m，總高86.4m主體28、屋頂4層ETS3--中建院程序砼：1～6層300#，7～17層250#

18層以上200#墻厚500mm～180mm板厚130mm深圳紅嶺大廈三.框架-剪力墻（支撐）結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點上海交大包兆龍圖書館三.框架-剪力墻（支撐）結(jié)構(gòu)三.框架-剪力墻（支撐）結(jié)構(gòu)三.框架-剪力墻（支撐）結(jié)構(gòu)三.框架-剪力墻（支撐）結(jié)構(gòu)■

適用尺度■概念設(shè)計上海虹橋賓館上海華東建筑設(shè)計院設(shè)計1988年建成開業(yè)，7度設(shè)防，主體高95m，總高103.7m地下2、主體34、屋頂1層單位自編空間桿-薄壁桿程序砼：300#，一般柱700mm×700mm墻厚300mm～180mm板厚160mm上海虹橋賓館±0.00095.000深圳北方大廈兵器工業(yè)部第五設(shè)計研究院設(shè)計1984年設(shè)計，6度設(shè)防主體高81.6m，總高84.49m地下1、主體23、屋頂2層程序：①上海建研院TSP②北京市院SPS-301

③北大袁明武SAP-81砼：450#～200#一般柱800mm×700mm墻厚400mm～200mm板厚160mm深圳北方大廈深圳發(fā)展中心大廈華森建筑與工程設(shè)計顧問公司設(shè)計1985年設(shè)計，6度設(shè)防鋼框架-鋼骨砼墻結(jié)構(gòu)主體高151m，總高164m，高寬比4.2地下1、主體40、屋頂2層程序：美國STRUDL砼：400#～300#箱型鋼柱1070mm×1070mm×130mm墻厚800mm壓型鋼板-砼板115mm～166mm挖孔樁基深圳發(fā)展

中心大廈R1R9鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件中心支撐鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件偏心支撐鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件四.框架-核心筒結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點四.框架-核心筒結(jié)構(gòu)核心筒剪力墻外圍框架位移曲線核心筒外圍框架框架-核心筒四.框架-核心筒結(jié)構(gòu)■適用尺度■概念設(shè)計抗震非建議布置抗震建議布置◆結(jié)構(gòu)布置◆梁與伸臂上海聯(lián)誼大廈華東建筑設(shè)計院設(shè)計1984年設(shè)計，7度設(shè)防，主體高106.5m，高寬比3.74地下1、主體27、屋頂2層自編空間桿-薄壁程序砼：300#～250#柱1200mm×1200mm，角柱L2000mm×2000mm×1000mm墻厚400mm～250mm板厚（肋形）100mm箱基上海聯(lián)誼大廈8.5m8.5m7.5m7.5m9m9m9m上海金茂大廈設(shè)計美國芝加哥ＳＯＭ設(shè)計事務(wù)所施工上海建工集團總承包1998年建成，投資5.6億美元主體高372.1m，總高421m，地下3、主體88、屋頂2層高寬比6.9（核心筒12.4）8根外柱：1.5m×5m→1m×3.5m筒壁厚800mm～450mm7度地震作用下△/H=1/845，/h=1/750風(fēng)荷載作用下△/H=1/760，/h=1/730上海金茂大廈深圳地王大廈建筑設(shè)計美國建筑設(shè)計有限公司張國言設(shè)計事務(wù)所設(shè)計事務(wù)所結(jié)構(gòu)設(shè)計新日本制鐵株式會社茂盛工程顧問有限公司

施工單位

深圳建升和鋼結(jié)構(gòu)公司鋼框架-RC核心筒-伸臂結(jié)構(gòu)1996年建成主體高352m，總高384m，高寬比8.75（核心筒25）地下3、主體69、屋頂8層深圳地王大廈標(biāo)準(zhǔn)層平面68.5m8.7m12.5m12.5m8.7m8.7m8.7m8.7m35.5m11.75m11.75m12m深圳地王大廈1-12-21122首層平面深圳地王大廈考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)計算周期五.筒中筒結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點五.筒中筒結(jié)構(gòu)■適用尺度五.筒中筒結(jié)構(gòu)■概念設(shè)計◆圓形框筒◆裙梁及角柱尺寸◆高寬比◆長寬比◆底部轉(zhuǎn)換五.筒中筒結(jié)構(gòu)北京國貿(mào)中心大廈一期1989年建成,8.6萬m2,主體高150m，總高155m，地下2、主體39、屋頂1層高寬比3.3（核心筒7.14）8度抗震設(shè)防單位建筑面積用鋼量139kg/m2北京國貿(mào)中心大廈3m×15=45m12m12m3m×7=21m45m香港中環(huán)廣場1992年建成，地下3層，地上78層，主體高301m，桅桿高372m，高寬比8.64香港中環(huán)廣場二層平面標(biāo)準(zhǔn)層平面4.6m柱寬1.5m9.2m廣州中信廣場建于1996年，地下2層，地上78層，主體高323m，桅桿391m，當(dāng)時為世界最高砼結(jié)構(gòu)，1～4層4根L形角柱，第5層設(shè)轉(zhuǎn)換層，以上外框筒柱距7.5m，裙梁跨高比約5，第25、44、65層裙梁截面增大，以減少側(cè)移。廣州中信廣場1～4層標(biāo)準(zhǔn)層六.束筒結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點六.束筒結(jié)構(gòu)OneMagnificentMileBuilding七.巨型框架結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點高雄市銀行大廈建于1990年，林同炎公司設(shè)計，82層，331m深圳香格里拉（亞洲）大酒店1983年設(shè)計（廣東省建筑設(shè)計院容柏生），地下1層，地上33層，屋頂5層，114m，建設(shè)部科技進步二等獎。深圳香格里拉大酒店1.8m2.9m4.25m5.5m4.25m臺北101大廈李祖原建筑師事務(wù)所

巨型框架-核心筒耗資580億新臺幣（合人民幣144億）

1998年動工，2005年竣工主體高448m，總高508m高寬比7.2地下5、主體91、屋頂10層8度設(shè)防，T=7.02s臺北101大廈16.4m16.4m6m6m10.5m55.3m68.9MPa砼巨型柱2～9層結(jié)構(gòu)平面701.2m×2.6m1.6m×1.6m臺北101大廈27～90層結(jié)構(gòu)平面11.5m11.5m22.5m45.5m87～92層間設(shè)5.5m132t擺錘減振結(jié)構(gòu)頂點最大加速度限值臺北101大廈層剪力（t）傾覆力矩（t-m）側(cè)向位移（m）日本巨型鋼框架住宅體系房屋模型由新日本制鐵、竹中工務(wù)店等六公司組成的聯(lián)合體提出的“蘆屋濱高層住宅規(guī)劃方案”（4個住宅區(qū)，人口1萬，已建成），將結(jié)構(gòu)和住戶構(gòu)成分離，5層為一個單位，由4層住戶和1層公共樓層組成。日本巨型鋼框架住宅體系住戶單元日本巨型鋼框架住宅體系住戶平面圖日本巨型鋼框架住宅體系八.結(jié)構(gòu)體系的適用范圍體系名稱框架框架-剪力墻剪力墻框架-核心筒框架-核心筒-伸臂筒中筒束筒巨型框架適宜范圍多層～20層60m8～20層80m10～40層120m30～50層200m50～100層400m50～100層400m50～110層450m30～150層500m適宜高寬比≤4≤5≤6≤6≤8≤7≤8≤10砼結(jié)構(gòu)適宜尺度九.高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用1.高層建筑的三個發(fā)展階段◆19世紀(jì)80年代到20世紀(jì)30年代●鋼結(jié)構(gòu)體系發(fā)展促進第一次熱潮芝加哥家庭保險公司大樓

建于1885年，11層，鋼梁鐵柱，詹尼設(shè)計。紐約帝國大廈建于1931年，102層，381m高，標(biāo)準(zhǔn)層層高約3.5m，采用鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系，工程師是H.G.巴爾科姆，1950年加建項部電視塔后高度達448m。每平方米用鋼206公斤。九.高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用●鋼筋砼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生和緩慢發(fā)展

最早的鋼筋砼結(jié)構(gòu)高層建筑是1903年建造的美國辛辛納提城16層Ingall大樓，直到1931年最高的鋼筋砼建筑僅達到23層，即美國西雅圖的Exchange大樓，其結(jié)構(gòu)體系均為框架結(jié)構(gòu)。九.高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用●磚石結(jié)構(gòu)高層建筑

19世紀(jì)末，美國南部大量的磚石結(jié)構(gòu)高層建筑迅速發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)形式最高的建筑是建于1891年的16層芝加哥Monadnock大樓，該建筑下部墻體厚度超過2m，占去了大量樓面面積，這是美國城市中最后一棟采用巨大的磚石承重墻的高層建筑。九.高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用◆20世紀(jì)60年代到20世紀(jì)80年代●鋼結(jié)構(gòu)涌現(xiàn)了多個新結(jié)構(gòu)體系建于1969年，100層344m，采用了帶斜撐的外框筒結(jié)構(gòu)體系（SOM公司工程師法茲勒·R·坎恩設(shè)計）。芝加哥約翰·漢考克中心紐約世界貿(mào)易中心建于1972年，110層412m高，采用框筒結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)粘彈性阻尼裝置（美籍日裔山崎實設(shè)計）。芝加哥西爾斯大廈建于1974年，110層442m，采用成束筒結(jié)構(gòu)，單位面積用鋼量比帝國大廈少20%（SOM公司工程師法茲勒·R·坎恩設(shè)計）。九.高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用●鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系有了全新的發(fā)展

二戰(zhàn)后，房屋大量恢復(fù)重建，許多國家采用了用鋼量少、價格便宜、材料易得、施工方便的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，剪力墻、框-剪、框-筒、筒中筒、帶轉(zhuǎn)換層等結(jié)構(gòu)體系陸續(xù)出現(xiàn)。這一階段最高建筑為芝加哥74層262m的水塔廣場。九.高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用●鋼-砼混合結(jié)構(gòu)產(chǎn)生并迅速發(fā)展

混合結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)越性，20世紀(jì)70～80年代迅速發(fā)展，主要建在非地震區(qū)或低烈度區(qū)，最高的一棟是70層367.4m的香港中銀大廈。香港中國銀行1982年底設(shè)計，1985年4月動工，1990年5月建成，樓高315米（連通訊天線在內(nèi)為367.4米），70層。

香港中國銀行平面簡圖角柱南立面巨型桁架九.高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用◆20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初●高層砼及混合結(jié)構(gòu)發(fā)展速度超過鋼結(jié)構(gòu)●亞洲、中國已成興建高層的主要區(qū)域超高層建筑發(fā)展簡況上海金茂421m石油雙塔452m環(huán)球金融492m上海環(huán)球金融中心2003年2月23日破土動工，2008年建成，492m高，地上101層，地下3層，底部尺寸57.95m×57.95m，高寬比8.49，日資建造，美國KPF設(shè)計事務(wù)所設(shè)計（華東建筑設(shè)計院為設(shè)計顧問），采用中美規(guī)范。

上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心28～30層52～55層88～91層馬來西亞石油雙塔建于1998年，主體高度379m，總高452m，地上88層，地下3層，底部直徑46.2m（圓形附樓44層，直徑23m，